JP2012162471A - Method for producing acrylic acid and polymer thereof - Google Patents
Method for producing acrylic acid and polymer thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012162471A JP2012162471A JP2011022541A JP2011022541A JP2012162471A JP 2012162471 A JP2012162471 A JP 2012162471A JP 2011022541 A JP2011022541 A JP 2011022541A JP 2011022541 A JP2011022541 A JP 2011022541A JP 2012162471 A JP2012162471 A JP 2012162471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- acrylic acid
- hydroxypropionic acid
- hydroxypropionic
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはそれらの塩からアクリル酸を調製する方法、吸水性樹脂の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for preparing acrylic acid from hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid and / or a salt thereof, and a method for producing a water absorbent resin.
アクリル酸は吸水性樹脂などの原料として工業的に広く利用されており、通常、アクリル酸の製法としては、固定床多管式反応器を用い酸化物触媒の存在下、プロピレンの接触気相酸化によりアクロレインとし、得られたアクロレインの接触気相酸化によりアクリル酸を製造する二段酸化方法が一般的である。別のアクリル酸製法として、最近ではプロパンの酸化によりアクリル酸を製造する技術が開示されているが、商業化はされていない。プロピレンは石油など化石燃料から容易に入手できるが、石油不足の高まりによりその価格は上昇している。プロパンは石油または液化天然ガスから入手でき、一般にプロピレンよりも安いが、エネルギー産生におけるその石油燃料代替物としての使用が増加するにつれ、その価格が上昇してきた。プロピレンおよびプロパンはどちらも再生不能資源であるため、再生可能資源から製造することが望まれている。 Acrylic acid is widely used industrially as a raw material for water-absorbing resins, etc. Normally, the production method of acrylic acid is a catalytic gas phase oxidation of propylene in the presence of an oxide catalyst using a fixed bed multitubular reactor. A two-stage oxidation method is generally used in which acrylic acid is produced by catalytic gas phase oxidation of the obtained acrolein. As another method for producing acrylic acid, a technique for producing acrylic acid by oxidation of propane has been disclosed recently, but it has not been commercialized. Propylene is readily available from fossil fuels such as oil, but its price is rising due to the growing shortage of oil. Propane is available from petroleum or liquefied natural gas and is generally cheaper than propylene, but its price has increased as its use as an alternative to petroleum fuels in energy production has increased. Since propylene and propane are both non-renewable resources, it is desirable to produce them from renewable resources.
再生可能な資源であるバイオマスなどを利用して、アクリル酸を商業的規模で経済的に製造する試みが行われている。バイオマスからのアクリル酸の生成方法としては、天然物であり容易に入手可能な乳酸（２−ヒドロキシプロピオン酸、２ＨＰとも称す）やセルロース等を分解して得られる糖類をさらに発酵により調製される３−ヒドロキシプロピオン酸（３ＨＰとも称す）等のヒドロキシプロピオン酸（ＨＰとも称す）を脱水することにより、またはその重合体（以下、ポリヒドロキシプロピオン酸又はポリＨＰとも称す）を分解することにより、比較的容易にアクリル酸を調製できる。 Attempts have been made to economically produce acrylic acid on a commercial scale using biomass, which is a renewable resource. As a method for producing acrylic acid from biomass, a saccharide obtained by decomposing lactic acid (2-hydroxypropionic acid, also referred to as 2HP) or cellulose, which is a natural product and can be easily obtained, is further prepared by fermentation. -By dehydrating hydroxypropionic acid (also referred to as HP) such as hydroxypropionic acid (also referred to as 3HP) or by decomposing the polymer (hereinafter also referred to as polyhydroxypropionic acid or polyHP), Acrylic acid can be easily prepared.
特許文献１は、発酵などにより得られたβ−ヒドロキシカルボン酸又はその塩を含む水溶液または溶液を準備し、その溶液を脱水触媒の存在または非存在の下で加熱することにより脱水を施し不飽和カルボン酸又はその塩を製造する方法を開示している。特許文献２は、α−または、β−ヒドロキシカルボン酸を含む水溶液を不活性なセラミック等や酸又は塩基の固体触媒を保持したところへ導入して加熱することによりα，β−不飽和カルボン酸を調製する方法を開示している。さらにα−または、β−ヒドロキシカルボン酸から形成されるポリマー、オリゴマー、ラクチド、ラクトン等を含む水溶液を用いることができるとの記載はあるが、具体的に実施した例の開示はない。 Patent Document 1 prepares an aqueous solution or solution containing β-hydroxycarboxylic acid or a salt thereof obtained by fermentation or the like, and performs dehydration by heating the solution in the presence or absence of a dehydration catalyst, thereby causing unsaturation. A method for producing a carboxylic acid or salt thereof is disclosed. Patent Document 2 discloses that an α, β-unsaturated carboxylic acid is prepared by introducing an aqueous solution containing α- or β-hydroxycarboxylic acid into an inert ceramic or the like where an acid or base solid catalyst is held and heating. Discloses a method of preparing Furthermore, there is a description that an aqueous solution containing a polymer, oligomer, lactide, lactone or the like formed from α- or β-hydroxycarboxylic acid can be used, but there is no disclosure of a specific example.
ヒドロキシ酸の一種であるＨＰの水溶液またはスラリー、もしくはポリヒドロキシカルボン酸の一種であるポリヒドロキシプロピオン酸を含む水溶液またはスラリーを用いて前記方法を実施した場合、得られたアクリル酸に臭気があり、また経時的に着色してしまうという問題がある。これは、バイオマスなどを原料として発酵により得られたＨＰやポリＨＰの水溶液は、バイオマス残渣、発酵副生成物、菌体由来のタンパク質や核酸等の不純物が含まれており、これら不純物がポリヒドロキシプロピオン酸を加熱してアクリル酸を得る際に分解してアクリル酸に混入してしまうことが原因と考えられる。また前記方法においてはこのような不純物を含んだＨＰ含有水溶液やポリＨＰ含有水溶液を用いると固体触媒の表面にタンパク質や核酸が付着しアクリル酸への転化が不完全となる。転化が不完全の場合、原料のモノマーやポリマーが未反応のまま残存することに加え、ポリマーの加水分解で副生したヒドロキシプロピオン酸のオリゴマーやモノマーが残存してしまう問題がある。さらに残存するモノマーやオリゴマーは生成したアクリル酸と反応してアクリル酸の収率低下を起こすという欠点もある。前記の方法では高い収率が得られないことに加え、いずれの場合も固体のセラミックや固体の触媒を用いているために、副反応で生成した重質化した生成物が固体触媒表面へ付着しＨＰまたはポリＨＰと触媒の接触を低下させ、反応活性の低下を引き起こしたり、反応管を閉塞するなど、長時間の製造を困難にするという問題もあった。 When the above method is carried out using an aqueous solution or slurry of HP which is a kind of hydroxy acid, or an aqueous solution or slurry containing polyhydroxypropionic acid which is a kind of polyhydroxycarboxylic acid, the resulting acrylic acid has an odor, In addition, there is a problem that coloring occurs with time. This is because the aqueous solution of HP and polyHP obtained by fermentation using biomass as a raw material contains impurities such as biomass residues, fermentation by-products, bacterial cell-derived proteins and nucleic acids, and these impurities are polyhydroxy. It is considered that the cause is that when propionic acid is heated to obtain acrylic acid, it is decomposed and mixed into acrylic acid. Further, in the above method, when an HP-containing aqueous solution or polyHP-containing aqueous solution containing such impurities is used, proteins and nucleic acids adhere to the surface of the solid catalyst and conversion to acrylic acid becomes incomplete. When the conversion is incomplete, there are problems that the raw material monomer and polymer remain unreacted and the hydroxypropionic acid oligomer and monomer by-produced by hydrolysis of the polymer remain. Furthermore, the remaining monomers and oligomers react with the generated acrylic acid to cause a decrease in the yield of acrylic acid. In addition to the high yields obtained by the above methods, in both cases, solid ceramics and solid catalysts are used, so that heavy products produced by side reactions adhere to the surface of the solid catalyst. However, there is also a problem that it is difficult to produce for a long time, such as reducing the contact between HP or polyHP and the catalyst, causing a reduction in reaction activity, and closing the reaction tube.
吸水性樹脂はその中の残存モノマー含量を低減することが性能面及び安全面から望まれている。そのため、吸水性樹脂の調製に用いるアクリル酸原料は、吸水性樹脂中の残存モノマー発生の原因となるヒドロキシプロピオン酸やダイマー酸ないしオリゴマー等の不純物が少ないことが強く求められている（特許文献３、特許文献４）。しかし、前記方法のヒドロキシプロピオン酸から形成されるポリマーを含む混合物を用いてアクリル酸を製造する方法では、得られたアクリル酸中に未反応のヒドロキシプロピオン酸モノマーの残存量やオリゴマー及び重質化した副生物の発生量が多いことから、煩雑な精製工程の追加が必要であるため、吸水性樹脂の原料となるアクリル酸を得る方法としては不十分な技術であり、工夫の余地があった。 From the viewpoint of performance and safety, it is desired that the water-absorbent resin has a reduced residual monomer content. Therefore, the acrylic acid raw material used for the preparation of the water-absorbing resin is strongly required to be low in impurities such as hydroxypropionic acid, dimer acid or oligomer that cause the generation of residual monomers in the water-absorbing resin (Patent Document 3). Patent Document 4). However, in the method for producing acrylic acid using the mixture containing the polymer formed from hydroxypropionic acid in the above method, the remaining amount of the unreacted hydroxypropionic acid monomer, oligomer, and heavyization in the obtained acrylic acid Since a large amount of by-product is generated, it is necessary to add a complicated purification process. Therefore, this method is insufficient as a method for obtaining acrylic acid as a raw material for the water-absorbent resin, and there is room for improvement. .
そこで本発明の課題は、ヒドロキシプロピオン酸類またはポリヒドロキシプロピオン酸類の転化を低下させることなく、副反応で生成する副生物の発生量を減らし、臭気と着色のないアクリル酸を長時間にわたり安定して製造することができるアクリル酸の製造方法を提供することにある。また、不純物の少ないアクリル酸を原料として性能および安全面に優れる吸水性樹脂を含む親水性樹脂の製造方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to reduce the amount of by-products produced by side reactions without reducing the conversion of hydroxypropionic acids or polyhydroxypropionic acids, and to stably stabilize acrylic acid without odor and color over a long period of time. It is in providing the manufacturing method of acrylic acid which can be manufactured. Another object of the present invention is to provide a method for producing a hydrophilic resin containing a water-absorbing resin that is excellent in performance and safety, using acrylic acid with few impurities as a raw material.
本発明者らは、種々検討の結果、バイオマス由来のヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはそれらの塩を含む組成物からアクリル酸を製造するにあたり、前記組成物に含まれるタンパク質および核酸を除去して、タンパク質および核酸の総量が、前記化合物、タンパク質および核酸の総量に対して５０質量％以下の組成物を加熱することにより、ヒドロキシプロピオン酸類またはポリヒドロキシプロピオン酸類を効率良くアクリル酸に転化することができ、副生物の発生量を減らしつつ、長期間にわたり安定して、臭気と着色のないアクリル酸を製造することができることを見出して本発明を完成した。 As a result of various studies, the present inventors have produced proteins and nucleic acids contained in the composition when producing acrylic acid from a composition containing biomass-derived hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid and / or a salt thereof. By removing and heating the composition in which the total amount of protein and nucleic acid is 50% by mass or less based on the total amount of the compound, protein and nucleic acid, hydroxypropionic acid or polyhydroxypropionic acid is efficiently converted to acrylic acid. The present invention has been completed by finding that acrylic acid free from odor and color can be produced stably over a long period of time while reducing the amount of by-products generated.
すなわち、本発明は以下を包含する。
（１）バイオマス由来のヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシプロピオン酸の塩、ポリヒドロキシプロピオン酸およびポリヒドロキシプロピオン酸の塩から選ばれる化合物のうち少なくとも一種以上の化合物を含む組成物からアクリル酸を製造する方法であって、
（ａ）前記組成物中に含まれるタンパク質および核酸を除去して、タンパク質および核酸の総量が、前記化合物、タンパク質および核酸の総量に対して５０質量％以下に調整する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程で得られた組成物を加熱してアクリル酸を得る工程、
を有することを特徴とするアクリル酸の製造方法。
（２）前記（ｂ）工程において、触媒を用いることを特徴とする請求項１記載のアクリル酸の製造方法。
（３）前記（ｂ）工程において、ガスを導入しながら行うことを特徴とする（１）または（２）に記載のアクリル酸の製造方法。
（４）前記ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩を加水分解してヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩に転化する工程を有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のアクリル酸の製造方法。
（５）（４）記載の加水分解を触媒の存在下で行うことを特徴とするアクリル酸の製造方法。
（６）前記（ｂ）工程の後にさらに晶析によりアクリル酸を精製する工程を含むことを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載のアクリル酸の製造方法。
（７）（１）〜（６）のいずれかに記載の製造方法により得られたアクリル酸を含む単量体成分を重合することを特徴とする親水性樹脂の製造方法。
（８）前記親水性樹脂が吸水性樹脂である（７）に記載の親水性樹脂の製造方法。
That is, the present invention includes the following.
(1) A method for producing acrylic acid from a composition containing at least one compound selected from a biomass-derived hydroxypropionic acid, a salt of hydroxypropionic acid, a polyhydroxypropionic acid and a salt of polyhydroxypropionic acid. There,
(A) removing the protein and nucleic acid contained in the composition, and adjusting the total amount of protein and nucleic acid to 50% by mass or less based on the total amount of the compound, protein, and nucleic acid;
(B) a step of obtaining acrylic acid by heating the composition obtained in the step (a);
A process for producing acrylic acid, characterized by comprising:
(2) The method for producing acrylic acid according to claim 1, wherein a catalyst is used in the step (b).
(3) The method for producing acrylic acid according to (1) or (2), wherein the step (b) is performed while introducing gas.
(4) The method according to any one of (1) to (3), further comprising a step of hydrolyzing the polyhydroxypropionic acid and / or a salt thereof to convert it into hydroxypropionic acid and / or a salt thereof. A method for producing acrylic acid.
(5) A method for producing acrylic acid, wherein the hydrolysis according to (4) is carried out in the presence of a catalyst.
(6) The method for producing acrylic acid according to any one of (1) to (5), further comprising a step of purifying acrylic acid by crystallization after the step (b).
(7) A method for producing a hydrophilic resin, wherein a monomer component containing acrylic acid obtained by the production method according to any one of (1) to (6) is polymerized.
(8) The method for producing a hydrophilic resin according to (7), wherein the hydrophilic resin is a water absorbent resin.
本発明によればヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはそれらの塩を効率良く転化することができ、副生物の発生量を減らしつつ、臭気および着色のないアクリル酸を長期間にわたり安定して製造することができるアクリル酸の製造方法を提供することができる。この製造方法を使用すればアクリル酸を高収率で安定的かつ連続的に製造することができる。また、本製法で得られたアクリル酸を使用して吸水性樹脂の製造をすることにより、吸水性樹脂中の残存モノマー含有量を低減することができる。 According to the present invention, hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid and / or a salt thereof can be efficiently converted, and the generation of by-products can be reduced, and acrylic acid free from odor and color can be stabilized over a long period of time. It is possible to provide a method for producing acrylic acid that can be produced by If this production method is used, acrylic acid can be produced stably and continuously in a high yield. Moreover, residual monomer content in a water absorbing resin can be reduced by manufacturing a water absorbing resin using the acrylic acid obtained by this manufacturing method.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明では、バイオマス由来のヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシプロピオン酸の塩、ポリヒドロキシプロピオン酸およびポリヒドロキシプロピオン酸の塩から選ばれる化合物のうち少なくとも一種以上の化合物を含む組成物からアクリル酸を製造する方法であって、（ａ）前記組成物物中に含まれるタンパク質および核酸を除去して、タンパク質および核酸の総量が、前記化合物、タンパク質および核酸の総量に対して５０質量％以下に調整する工程、（ｂ）前記（ａ）工程で得られた組成物を加熱してアクリル酸を得る工程、を有する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, a method for producing acrylic acid from a composition containing at least one compound selected from biomass-derived hydroxypropionic acid, hydroxypropionic acid salt, polyhydroxypropionic acid and polyhydroxypropionic acid salt (A) removing protein and nucleic acid contained in the composition, and adjusting the total amount of protein and nucleic acid to 50% by mass or less based on the total amount of the compound, protein and nucleic acid, (B) heating the composition obtained in the step (a) to obtain acrylic acid.
本発明におけるヒドロキシプロピオン酸は、２−ヒドロキシプロピオン酸、３−ヒドロキシプロピオン酸であり。ヒドロキシプロピオン酸の塩は、上記化合物の塩であり、ポリヒドロキシプロピオン酸およびポリヒドロキシプロピオン酸の塩は、上記ヒドロキシプロピオン酸およびヒドロキシプロピオン酸の塩から形成されるポリマー、オリゴマー、エステルダイマーおよびエーテルダイマーをいう。上記ポリヒドロキシプロピオン酸およびその塩を構成するヒドロキシプロピオン酸としては、好ましくは２−ヒドロキシプロピオン酸、３−ヒドロキシプロピオン酸およびそれらの塩であり、ポリヒドロキシプロピオン酸およびその塩を構成する成分の８０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましい。その他含まれても良い構成成分としてはグリコール酸、ヒドロキシメチルプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸等のヒドロキシカルボン酸が挙げられる。 The hydroxypropionic acid in the present invention is 2-hydroxypropionic acid or 3-hydroxypropionic acid. The salt of hydroxypropionic acid is a salt of the above compound, and the salt of polyhydroxypropionic acid and polyhydroxypropionic acid is a polymer, oligomer, ester dimer and ether dimer formed from the hydroxypropionic acid and the salt of hydroxypropionic acid. Say. The hydroxypropionic acid constituting the polyhydroxypropionic acid and its salt is preferably 2-hydroxypropionic acid, 3-hydroxypropionic acid and their salts, and 80 of the components constituting polyhydroxypropionic acid and its salts. % By mass or more is preferable, and 90% by mass or more is more preferable. Other constituents that may be included include hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, hydroxymethylpropionic acid, hydroxybutyric acid, and hydroxyvaleric acid.
前記ヒドロキシプロピオン酸の塩またはポリヒドロキシプロピオン酸の塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩などの塩を用いることができ、好ましくはナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩又はそれらの混合物である。 As the salt of hydroxypropionic acid or the salt of polyhydroxypropionic acid, salts such as alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts can be used, preferably sodium salts, potassium salts, calcium salts, ammonium salts or A mixture of them.
尚、本発明の製造方法は、ヒドロキシプロピオン酸またはその塩だけでなく、他のヒドロキシカルボン酸またはその塩にも用いることができ、また、ポリヒドロキシプロピオン酸またはそれらの塩だけでなく、他のポリヒドロキシカルボン酸またはその塩にも用いることができる。ヒドロキシカルボン酸、ポリヒドロキシカルボン酸またはそれらの塩としては、後述する温度で加熱し反応を起こして不飽和カルボン酸を生成し、その不飽和カルボン酸が引き続いて蒸発しうる化合物であればよい。ヒドロキシカルボン酸の例としてはヒドロキシメチルプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸等の酸またはその塩、ポリヒドロキシカルボン酸の例としては、ポリヒドロキシメチルプロピオン酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸等の酸またはその塩が挙げられる。例えば、ヒドロキシメチルプロピオン酸を用いて脱水反応を施す、またはポリヒドロキシメチルプロピオン酸を加熱するかまたは加水分解の後、脱水反応を施すとメタクリル酸を得ることができる。上記ヒドロキシカルボン酸は本発明のバイオマス由来の組成物に含まれていても良いが、製造するアクリル酸の収率や純度が低下するため、２０質量％未満が好ましく、１０質量％未満がより好ましい。 The production method of the present invention can be used not only for hydroxypropionic acid or a salt thereof, but also for other hydroxycarboxylic acid or a salt thereof, and not only polyhydroxypropionic acid or a salt thereof, It can also be used for polyhydroxycarboxylic acids or salts thereof. Any hydroxycarboxylic acid, polyhydroxycarboxylic acid or salt thereof may be used as long as it is a compound capable of generating an unsaturated carboxylic acid by heating at a temperature which will be described later to produce an unsaturated carboxylic acid, and subsequently evaporating the unsaturated carboxylic acid. Examples of hydroxycarboxylic acids include acids such as hydroxymethylpropionic acid, hydroxybutyric acid and hydroxyvaleric acid or salts thereof, and examples of polyhydroxycarboxylic acids include polyhydroxymethylpropionic acid, polyhydroxybutyric acid and polyhydroxyvaleric acid. An acid or its salt is mentioned. For example, methacrylic acid can be obtained by performing a dehydration reaction using hydroxymethylpropionic acid, or by heating or hydrolyzing polyhydroxymethylpropionic acid followed by a dehydration reaction. The hydroxycarboxylic acid may be contained in the biomass-derived composition of the present invention. However, since the yield and purity of the acrylic acid to be produced are reduced, it is preferably less than 20% by mass and more preferably less than 10% by mass. .
本発明でいう組成物は、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシプロピオン酸の塩、ポリヒドロキシプロピオン酸およびポリヒドロキシプロピオン酸の塩から選ばれる化合物のうち少なくとも一種以上の化合物を含んでいれば良く、該化合物や組成物の形態は固体でも良いし、溶媒を含んでいてもよい。好ましくは溶媒を含んでいる形態である。溶媒は、ヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸またはそれらの塩を溶解すればよく、特に限定されないが、水、アルコール、炭化水素、エーテル、ケトン、エステル、アミン、アミドまたはこれらを組合せた溶媒を用いることができる。好適には水である。 The composition referred to in the present invention only needs to contain at least one compound selected from hydroxypropionic acid, hydroxypropionic acid salts, polyhydroxypropionic acid and polyhydroxypropionic acid salts. The form of the composition may be solid or may contain a solvent. A form containing a solvent is preferred. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid or a salt thereof, but water, alcohol, hydrocarbon, ether, ketone, ester, amine, amide or a combination thereof is used. be able to. Water is preferred.
本発明において溶媒を含む組成物を用いる場合、ヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩の濃度は、少なくとも５質量％、好ましくは５質量％から９９質量％、更に好ましくは７質量％から９５質量％、最も好ましくは１０質量％から９０質量％である。該組成物中のヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩の濃度が小さすぎると、反応生成物および溶媒の蒸発にかかる熱量が大きくなり、コストアップの要因となる。またあまり高すぎると、濃度を上げるためのコストやロスが大きくなる可能性がある。 When a composition containing a solvent is used in the present invention, the concentration of hydroxypropionic acid and / or a salt thereof is at least 5% by mass, preferably 5% by mass to 99% by mass, more preferably 7% by mass to 95% by mass, Most preferably, it is 10 mass% to 90 mass%. If the concentration of hydroxypropionic acid and / or a salt thereof in the composition is too small, the amount of heat required for evaporation of the reaction product and the solvent increases, resulting in an increase in cost. If it is too high, the cost and loss for increasing the concentration may increase.
また、ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩を含む組成物において、前記溶媒が含まれている場合には完全に溶解していても、一部不溶のスラリー状態であっても良い。組成物中のポリヒドロキシプロピオン酸、そのポリマーの塩またはその混合物の含有量としては、特に限定されないが、１０質量％以上であれば良く、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上である。１０質量％以下であると溶媒が多いことになり、反応生成物および溶媒の蒸発にかかる熱量が大きくなり、コストアップの要因になったり、装置が大きくなったり、加水分解工程、反応脱水工程での用役費が過大になる恐れがある。 In the composition containing polyhydroxypropionic acid and / or a salt thereof, when the solvent is contained, it may be completely dissolved or in a partially insoluble slurry state. The content of polyhydroxypropionic acid, a salt of the polymer or a mixture thereof in the composition is not particularly limited, but may be 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more. It is. If it is 10% by mass or less, the amount of solvent will be large, and the amount of heat required for evaporation of the reaction product and solvent will increase, resulting in an increase in cost, the size of the apparatus, the hydrolysis process, and the reaction dehydration process. There is a risk that the utility cost of the will be excessive.
ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシプロピオン酸の塩、ポリヒドロキシプロピオン酸およびポリヒドロキシプロピオン酸の塩から選ばれる化合物のうち少なくとも一種以上の化合物を含む組成物には、ヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸またはそれらの塩以外の成分としては例えばヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸およびそれらの塩を発酵により合成する際の副生物等が挙げられる。例えば、発酵においてヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸およびそれらの塩と共に副生される可能性のあるプロピオン酸、ギ酸、酢酸、酪酸、エタノール、アミノ酸類等が例示できる。 The composition containing at least one compound selected from hydroxypropionic acid, hydroxypropionic acid salt, polyhydroxypropionic acid and polyhydroxypropionic acid salt includes hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid, polyhydroxy Examples of components other than propionic acid or salts thereof include, for example, by-products when synthesizing hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid and salts thereof by fermentation. For example, propionic acid, formic acid, acetic acid, butyric acid, ethanol, amino acids and the like that may be by-produced together with hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid and salts thereof in fermentation can be exemplified.
本発明においては、ヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸およびそれらの塩を回収する際に混入する可能性のある化合物としては、タンパク質、核酸、リン脂質、脂肪酸類等が例示できる。この内、タンパク質および核酸の量が組成物中に少ない場合に本願発明の効果が得られ、組成物中のタンパク質および核酸の総量が５０質量％以下、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは５質量％以下のヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシプロピオン酸の塩、ポリヒドロキシプロピオン酸およびポリヒドロキシプロピオン酸の塩から選ばれる化合物のうち少なくとも一種以上の化合物を含む組成物を用いるのが良い。原料組成物中のタンパク質および核酸の総量が５０質量％を超えると、得られるアクリル酸には臭気、着色が生じ、収率も大幅に低下する。また、組成物中のタンパク質および核酸の総量が２０質量％以下の原料を使用することで、製造したアクリル酸の臭気を抑制することができる。さらに、組成物中のタンパク質および核酸の総量を５質量％以下とすることで、着色がないアクリル酸を製造することが可能となる。
タンパク質や核酸は公知の方法により分析することができ、例えばタンパク質は、プロテインアッセイＬｏｗｒｙキット（ナカライテスク社）やＣｏｏｍａｓｓｉｅ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔ（タカラバイオ社）等の市販のタンパク質定量キットを使用することで定量可能である。また、核酸の定量には、Ｇｅｎｅｒａｌ ＤＮＡ Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｋｉｔ，Ｆｉｔ Ａｍｐ（ＥＰＩＧＥＮＴＥＫ社）やＲｉｂｏＧｒｅｅｎ ＲＮＡ Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｋｉｔ（インビトロジェン社）を用いることができる。
In the present invention, proteins, nucleic acids, phospholipids, fatty acids and the like can be exemplified as compounds that may be mixed when recovering hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid and salts thereof. Among these, the effect of the present invention is obtained when the amount of protein and nucleic acid is small in the composition, and the total amount of protein and nucleic acid in the composition is 50% by mass or less, preferably 20% by mass or less, more preferably 5%. It is preferable to use a composition containing at least one compound selected from the group consisting of hydroxypropionic acid, hydroxypropionic acid salt, polyhydroxypropionic acid and polyhydroxypropionic acid salt of less than mass%. When the total amount of protein and nucleic acid in the raw material composition exceeds 50% by mass, the resulting acrylic acid is odorous and colored, and the yield is also greatly reduced. Moreover, the odor of the manufactured acrylic acid can be suppressed by using the raw material whose protein and nucleic acid total amount in a composition is 20 mass% or less. Furthermore, when the total amount of protein and nucleic acid in the composition is 5% by mass or less, it becomes possible to produce acrylic acid without coloring.
Proteins and nucleic acids can be analyzed by known methods. For example, proteins are quantified by using a commercially available protein quantification kit such as a protein assay Lowry kit (Nacalai Tesque) or Coomassie Protein Assay Kit (Takara Bio). Is possible. For quantification of the nucleic acid, General DNA Quantification Kit, Fit Amp (Epigentek) or RiboGreen RNA Quantification kit (Invitrogen) can be used.
また本発明で用いる、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシプロピオン酸の塩、ポリヒドロキシプロピオン酸およびポリヒドロキシプロピオン酸の塩から選ばれる化合物のうち少なくとも一種以上の化合物を含む組成物中には、培養工程において微生物の炭素源として用いる糖類が共存する場合がある。糖類は例えば、グルコース、ラクトース、ガラクトース、フルクトース等の六炭糖類、キシロース等の五炭糖類、デンプンの加水分解等により得られた糖類、セルロース系バイオマスを糖化処理することにより得られる糖類等が挙げられる。糖類の量は、前記化合物に対して、総量で１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましく、０．１質量％以下が一層好ましい。糖類の量が１質量％以上であると、ＨＰの脱水工程で析出して閉塞の原因となったり、脱水工程で用いる触媒に吸着して触媒の活性を低下させることがある。 Further, in the composition containing at least one compound selected from hydroxypropionic acid, hydroxypropionic acid salt, polyhydroxypropionic acid and polyhydroxypropionic acid salt used in the present invention, microorganisms are used in the culturing step. The saccharide used as a carbon source may coexist. Examples of the saccharide include hexose saccharides such as glucose, lactose, galactose and fructose, pentose saccharides such as xylose, saccharides obtained by hydrolysis of starch, saccharides obtained by saccharifying cellulose-based biomass, and the like. It is done. The amount of the saccharide is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and still more preferably 0.1% by mass or less with respect to the compound. If the amount of saccharide is 1% by mass or more, it may precipitate in the HP dehydration step and cause clogging, or may be adsorbed on the catalyst used in the dehydration step and reduce the activity of the catalyst.
本発明で用いられるヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはそれらの塩は種々の源から得ることができ、好適には地球温暖化及び環境保護の観点から、天然物から入手した２−ヒドロキシプロピオン酸や炭素源としてリサイクル可能な生物由来資源を用いるのが良く、セルロース等を分解して得られる糖類をさらに発酵により調製された２−ヒドロキシプロピオン酸、３−ヒドロキシプロピオン酸、ポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を用いることができる。 Hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid and / or salts thereof used in the present invention can be obtained from various sources, and preferably 2-hydroxy obtained from natural products from the viewpoint of global warming and environmental protection. 2-Hydroxypropionic acid, 3-hydroxypropionic acid, and poly-2-hydroxy prepared by fermentation of saccharides obtained by decomposing cellulose and the like are better to use recyclable biological resources as propionic acid and carbon source Propionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid can be used.
２−ヒドロキシプロピオン酸水溶液は、公知の方法により入手可能であり、例えば、Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＡｐｐｌｉｅｄＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ４２巻 ４５−９５頁 １９９６年記載の乳酸菌を用いた発酵や、ＥｎｚｙｍｅａｎｄＭｉｃｒｏｂｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２６巻 ８７−１０７頁２０００年に記載されているカビ（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅ）を用いた発酵により得ることが可能である。
The 2-hydroxypropionic acid aqueous solution can be obtained by a known method. For example, Advances in
３−ヒドロキシプロピオン酸水溶液もまた、公知の方法で入手可能であり、例えば国際公開第２００８／０２７７４２号に記載されている、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｇｒｉｓｅｕｓ ＡＴＣＣ２１８９７由来ｂｅｔａ−ａｌａｎｉｎｅ ａｍｉｎｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ遺伝子導入大腸菌を用いた、グルコースを炭素源とした発酵により得ることができる。また、国際公開第２００１／０１６３４６号に記載されている、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ由来グリセリン脱水酵素および大腸菌由来アルデヒド酸化酵素導入大腸菌を用いた、グリセリンを炭素源とした発酵によっても得ることができる。３−ヒドロキシプロピオン酸水溶液の入手方法の例として上記公知文献を記載したが、本特許の方法を用いる限り、発酵に用いる細菌または組換え細菌は特に限定されず、３−ヒドロキシプロピオン酸生成能を有する生物を用いた発酵により入手した３−ヒドロキシプロピオン酸水溶液であれば本特許記載の方法で利用可能である。また、発酵以外にも原料とする糖類と生物とを接触させることで生成した３−ヒドロキシプロピオン酸水溶液でも本特許記載の方法でアクリル酸へ変換することができる。糖類と生物を接触させるとは、原料として利用する糖類の存在下で微生物又はその処理物を用いて反応を行うことをも包含する。該処理物としては、アセトン、トルエン等で処理した菌体、菌死体、凍結乾燥菌体、菌体破砕物、菌体を破砕した無細胞抽出物、これらから酵素を抽出した粗酵素液、精製酵素等が挙げられる。また、常法により担体に固定化した菌体、該処理物、酵素等を用いて反応を行うことにより入手した３−ヒドロキシプロピオン酸水溶液も用いることができる。 An aqueous 3-hydroxypropionic acid solution is also available by a known method. For example, as described in International Publication No. 2008/027742, Streptomyces griseis ATCC21897-derived beta-alanine aminotransferase gene-transferred Escherichia coli is used to convert glucose into carbon. It can be obtained by fermentation as a source. It can also be obtained by fermentation using glycerin as a carbon source using Klebsiella pneumoniae-derived glycerin dehydrase and Escherichia coli-derived aldehyde oxidase-introduced Escherichia coli described in International Publication No. 2001/016346. Although the said well-known literature was described as an example of the acquisition method of 3-hydroxypropionic acid aqueous solution, as long as the method of this patent is used, the bacteria or recombinant bacteria used for fermentation are not specifically limited, 3-hydroxypropionic acid production ability is shown. Any aqueous 3-hydroxypropionic acid solution obtained by fermentation using a living organism can be used by the method described in this patent. In addition to fermentation, an aqueous 3-hydroxypropionic acid solution produced by bringing a saccharide as a raw material into contact with an organism can also be converted to acrylic acid by the method described in this patent. Contacting a saccharide with a living organism also includes performing a reaction using a microorganism or a processed product thereof in the presence of a saccharide used as a raw material. Examples of the treated products include cells treated with acetone, toluene, etc., fungus bodies, freeze-dried cells, disrupted cells, cell-free extracts obtained by disrupting cells, crude enzyme solutions obtained by extracting enzymes from these, purification An enzyme etc. are mentioned. Moreover, 3-hydroxypropionic acid aqueous solution obtained by reacting using the microbial cell fixed to the support | carrier by the conventional method, this processed material, an enzyme, etc. can also be used.
本発明では、生物由来資源を用いて発酵によりヒドロキシプロピオン酸を得る具体的実施形態に係る方法において、固体、特に微細な植物の部分又は細胞及び／又は細胞断片、特に発酵の後に得られるヒドロキシプロピオン酸及び微生物等を含む水性組成物から微生物や生物的材料等を分離するのが良い。前記分離は、固体を液状組成物から分離するための、当業者に公知の全ての方法により実施することができるが、好ましくは沈殿法、遠心分離法又は濾過法、最も好ましくは濾過法により分離するのがよい。 In the present invention, in a method according to a specific embodiment in which hydroxypropionic acid is obtained by fermentation using a biological resource, a solid, in particular fine plant parts or cells and / or cell fragments, in particular hydroxypropion obtained after fermentation It is preferable to separate microorganisms, biological materials and the like from an aqueous composition containing acids and microorganisms. Said separation can be carried out by all methods known to those skilled in the art for separating solids from liquid compositions, but preferably by precipitation, centrifugation or filtration, most preferably by filtration. It is good to do.
ヒドロキシプロピオン酸及び微生物等を含む水性組成物から微生物等を分離する処理においては、そこに含まれる微生物に処理を施すことなく行っても良いが、加熱処理して、そこに含まれる微生物を殺菌する処理工程を含んでも良い。前記水性組成物から微生物等を殺菌する処理は、微生物を分離する前、その間若しくは後に行うことができる。上記加熱処理の方法としては、ヒドロキシプロピオン酸及び微生物等を含む水性組成物を少なくとも６０秒、好ましくは少なくとも１０分、更に好ましくは少なくとも３０分間にわたり、少なくとも１００℃、特に好ましくは少なくとも１１０℃、更に好ましくは少なくとも１２０℃の温度で加熱することによって実施するのが好ましく、当該加熱処理は、当業者に公知の装置（例えばオートクレーブ）において実施するのが好ましい。高エネルギー照射（例えば紫外線照射）により微生物を殺菌してもよいが、加熱による微生物の殺菌が特に好適である。 In the treatment for separating microorganisms from the aqueous composition containing hydroxypropionic acid and microorganisms, it may be performed without treating the microorganisms contained therein, but the microorganisms contained therein are sterilized by heat treatment. A processing step may be included. The treatment for sterilizing microorganisms and the like from the aqueous composition can be performed before, during or after separating the microorganisms. As the heat treatment method, an aqueous composition containing hydroxypropionic acid and microorganisms is used for at least 60 seconds, preferably at least 10 minutes, more preferably at least 30 minutes, at least 100 ° C., particularly preferably at least 110 ° C. It is preferably carried out by heating at a temperature of at least 120 ° C., and the heat treatment is preferably carried out in an apparatus known to those skilled in the art (for example, an autoclave). Although microorganisms may be sterilized by high energy irradiation (for example, ultraviolet irradiation), sterilization of microorganisms by heating is particularly preferable.
本発明に用いる２−ＨＰまたは３−ＨＰは、より不純物が少ない２−ＨＰまたは３−ＨＰを用いることが好ましく、不純物が少ない２−ＨＰまたは３−ＨＰを得る方法としては、公知の方法が利用可能である。具体的には、発酵により得られた粗製２−ＨＰまたは３−ＨＰを、カルシウム塩を用いて沈殿させて２−ＨＰまたは３−ＨＰのカルシウム塩として回収し、その後、硫酸等の酸と反応させて２−ＨＰまたは３−ＨＰを精製する方法、または発酵により得たアンモニウム型の２−ＨＰまたは３−ＨＰを電気透析または陽イオン交換法によって２−ＨＰまたは３−ＨＰに化学変換させて精製する方法等が利用できる。 As 2-HP or 3-HP used in the present invention, 2-HP or 3-HP with less impurities is preferably used. As a method for obtaining 2-HP or 3-HP with less impurities, a known method may be used. Is available. Specifically, crude 2-HP or 3-HP obtained by fermentation is precipitated using a calcium salt and recovered as a calcium salt of 2-HP or 3-HP, and then reacted with an acid such as sulfuric acid. The 2-HP or 3-HP is purified, or the ammonium-type 2-HP or 3-HP obtained by fermentation is chemically converted to 2-HP or 3-HP by electrodialysis or cation exchange. A purification method can be used.
本発明に用いられるポリヒドロキシプロピオン酸は、特に限定されるものではないが公知の方法により入手可能であり、ポリ２−ヒドロキシプロピオン酸は、例えばＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ １０５巻 １６１−１７１頁 ２０１０年記載の遺伝子組換え大腸菌を用いた発酵および菌体内からポリ２−ヒドロキシプロピオン酸を回収することにより得ることができ、ポリ３−ヒドロキシプロピオン酸もまた、例えばＡｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ７６巻 ６２２−６２６頁 ２０１０年に記載の遺伝子組換え大腸菌を用いた発酵および菌体内からポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を回収することにより得ることができる。 The polyhydroxypropionic acid used in the present invention is not particularly limited, but can be obtained by a known method. Poly-2-hydroxypropionic acid is described in, for example, Biotechnology and Bioengineering, Vol. 105, pages 161-171, 2010. It can be obtained by fermentation using genetically modified Escherichia coli and recovery of poly-2-hydroxypropionic acid from the bacterial body. Poly-3-hydroxypropionic acid can also be obtained, for example, Applied and Environmental Microbiology 76, 622-626, 2010. It can obtain by collect | recovering poly 3-hydroxypropionic acid from fermentation using the gene recombinant Escherichia coli described in 1.
糖を原料として発酵によりアクリル酸を製造する方法としては、発酵によりポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を得た後に、モノマー化、脱水してアクリル酸を得る方法以外に、発酵により３−ヒドロキシプロピオン酸を生成し、３−ヒドロキシプロピオン酸を培養液から回収後、脱水してアクリル酸を得る方法が知られている。このような３−ヒドロキシプロピオン酸を最終発酵産物として発酵生産する方法をとった場合、３−ヒドロキシプロピオン酸生成に伴う培養液中のｐＨ低下を抑制するために水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムやアンモニア水等のアルカリ水溶液を培養液に適時添加し、培養液中のｐＨを中性付近に保つ必要があり、アルカリ水溶液の使用量が莫大となりコストが増加する、アルカリ水溶液を添加することで発酵液中の３−ヒドロキシプロピオン酸濃度の低下を招く等の問題がある。加えて、３−ヒドロキシプロピオン酸を発酵液から回収する場合、３−ヒドロキシプロピオン酸塩から３−ヒドロキシプロピオン酸酸型への変換工程が必要となる場合があったり、３−ヒドロキシプロピオン酸と培地成分や乳酸、酢酸、プロピオン酸、ギ酸、酪酸、エタノール、アミノ酸類等の他の発酵産物と３−ヒドロキシプロピオン酸を分離する工程が別途必要となる等、３−ヒドロキシプロピオン酸の回収工程が複雑かつ複数の工程となる問題がある。さらに、発酵工程においてアルカリ水溶液を添加してｐＨ低下を抑制したとしても、３−ヒドロキシプロピオン酸塩の状態で発酵液中に存在するため、３−ヒドロキシプロピオン酸塩が発酵液中に高濃度に蓄積すると宿主細胞の成育を抑制、発酵の継続が困難となり３−ヒドロキシプロピオン酸の生産性が低下することが問題となる。
一方で、ポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を発酵最終産物として生産した場合には、発酵における中和の必要がなくなり、加えて、発酵により生成した３−ヒドロキシプロピオン酸または３−ヒドロキシプロピオン酸塩が及ぼす宿主細胞への生育阻害を大幅に低減することが可能となる。また、ポリ３−ヒドロキシプロピオン酸は細胞内で生成されるため、発酵終了後、培養液からポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を内在する細胞を遠心分離等により回収することで、培養液中に生成した他の発酵産物、例えば、乳酸、酢酸、プロピオン酸、ギ酸、エタノール、アミノ酸類等や、培地成分との分離が容易となり、３−ヒドロキシプロピオン酸の回収工程を大幅に削減でき、かつ最終産物であるアクリル酸に含まれる不純物を大幅に低減することが可能となり非常に有利である。
As a method for producing acrylic acid by fermentation using sugar as a raw material, after obtaining poly-3-hydroxypropionic acid by fermentation and then obtaining monomer by dehydration to obtain acrylic acid, 3-hydroxypropionic acid is obtained by fermentation. A method is known in which 3-hydroxypropionic acid is produced and recovered from the culture solution and then dehydrated to obtain acrylic acid. When such a method of fermentatively producing 3-hydroxypropionic acid as a final fermentation product is taken, sodium hydroxide, calcium hydroxide or ammonia is used to suppress a decrease in pH in the culture solution accompanying 3-hydroxypropionic acid production. It is necessary to add an aqueous alkaline solution such as water to the culture solution in a timely manner, and it is necessary to keep the pH in the culture solution in the vicinity of neutrality. There are problems such as causing a decrease in the concentration of 3-hydroxypropionic acid therein. In addition, when 3-hydroxypropionic acid is recovered from the fermentation broth, a conversion step from 3-hydroxypropionic acid salt to 3-hydroxypropionic acid type may be required, or 3-hydroxypropionic acid and medium The process of recovering 3-hydroxypropionic acid is complicated, including the need to separate 3-hydroxypropionic acid from other fermentation products such as ingredients and lactic acid, acetic acid, propionic acid, formic acid, butyric acid, ethanol, amino acids, etc. There is also a problem of multiple processes. Furthermore, even if an alkaline aqueous solution is added in the fermentation process to suppress the pH drop, since 3-hydroxypropionate is present in the fermentation broth in the state of 3-hydroxypropionate, the 3-hydroxypropionate is highly concentrated in the fermentation broth. Accumulation inhibits the growth of host cells and makes it difficult to continue fermentation, resulting in a decrease in the productivity of 3-hydroxypropionic acid.
On the other hand, when poly-3-hydroxypropionic acid is produced as a fermentation end product, there is no need for neutralization in fermentation, and in addition, 3-hydroxypropionic acid or 3-hydroxypropionic acid salt produced by fermentation has an effect. It is possible to significantly reduce the growth inhibition on the host cell. In addition, since poly-3-hydroxypropionic acid is produced in the cells, it was produced in the culture solution by recovering the cells containing poly-3-hydroxypropionic acid from the culture solution by centrifugation after completion of the fermentation. Separation from other fermentation products such as lactic acid, acetic acid, propionic acid, formic acid, ethanol, amino acids, etc., and medium components is facilitated, and the recovery process of 3-hydroxypropionic acid can be greatly reduced, and the final product Impurities contained in a certain acrylic acid can be greatly reduced, which is very advantageous.
発酵によりポリヒドロキシプロピオン酸等を得る場合は、発酵に使用する微生物または組換え微生物は特に限定されず、ポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸の生成能を有する生物を用いた発酵、または菌体内からの回収・精製によりポリヒドロキシプロピオン酸等を得ることができ、いずれの方法で得たポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸であっても本発明に用いることができる。 When polyhydroxypropionic acid or the like is obtained by fermentation, the microorganism or recombinant microorganism used for fermentation is not particularly limited, and fermentation using an organism capable of producing poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid Alternatively, polyhydroxypropionic acid or the like can be obtained by recovery / purification from the microbial cells, and any of the poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid obtained by any method can be used in the present invention. it can.
また、遺伝子組換え植物を利用して合成したポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸であっても本発明の方法に利用可能である。 Moreover, even poly 2-hydroxypropionic acid or poly 3-hydroxypropionic acid synthesized using a genetically modified plant can be used in the method of the present invention.
さらに、発酵以外にも原料とする糖類と生物とを接触させることで生成したポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸でも本発明の方法でアクリル酸へ変換することができる。糖類と生物を接触させるとは、原料として利用する糖類の存在下で微生物又はその処理物を用いて反応を行うことをも包含する。該処理物としては、アセトン、トルエン等で処理した菌体、菌死体、凍結乾燥菌体、菌体破砕物、菌体を破砕した無細胞抽出物、これらから酵素を抽出した粗酵素液、精製酵素等が挙げられる。また、常法により担体に固定化した菌体、該処理物、酵素等を用いて反応を行うことで合成したポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸も用いることができる。 In addition to fermentation, poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid produced by bringing a saccharide as a raw material into contact with a living organism can be converted to acrylic acid by the method of the present invention. Contacting a saccharide with a living organism also includes performing a reaction using a microorganism or a processed product thereof in the presence of a saccharide used as a raw material. Examples of the treated products include cells treated with acetone, toluene, etc., fungus bodies, freeze-dried cells, disrupted cells, cell-free extracts obtained by disrupting cells, crude enzyme solutions obtained by extracting enzymes from these, purification An enzyme etc. are mentioned. In addition, poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid synthesized by carrying out a reaction using a microbial cell immobilized on a carrier by a conventional method, the treated product, an enzyme, or the like can also be used.
発酵によりポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を生産した場合、ポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸は菌体内に蓄積されるため、菌体内からポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を回収する必要がある。菌体内からのポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸の回収は、公知の方法を用いることができる。本発明では、より不純物の少ないポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を得る方法を選択することが好ましい。
例えば、培養終了後、培養液から遠心分離等により菌体を分離し、その菌体を蒸留水およびメタノール等により洗浄し、乾燥させる。この乾燥菌体からの回収方法としては、クロロホルム、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン等の塩化炭化水素溶媒を使用して抽出する方法、プロピレンやエチレンカーボネートのような環状炭酸エステルを溶媒として使用する方法、クロロホルム／メタノール、ジクロロメタン／メタノールのような混合溶媒を使用して抽出する方法等がある。溶媒抽出溶液から濾過等によって菌体成分など固形物を除去し、そのろ液にメタノールやヘキサン等の貧溶媒を加えて、ポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を沈殿させる。さらに濾過や遠心分離によって上澄み液を除去し、乾燥させて不純物の少ないポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を回収することができる。
When poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid is produced by fermentation, poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid accumulates in the microbial cells. It is necessary to recover the acid or poly-3-hydroxypropionic acid. A known method can be used to recover poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid from the microbial cells. In the present invention, it is preferable to select a method for obtaining poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid with less impurities.
For example, after culturing, the microbial cells are separated from the culture solution by centrifugation or the like, and the microbial cells are washed with distilled water, methanol, or the like and dried. As a method for recovering from this dry cell, extraction using a chlorohydrocarbon solvent such as chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, and a cyclic carbonate such as propylene or ethylene carbonate is used as a solvent. And extraction using a mixed solvent such as chloroform / methanol and dichloromethane / methanol. Solids such as bacterial cell components are removed from the solvent extraction solution by filtration or the like, and a poor solvent such as methanol or hexane is added to the filtrate to precipitate poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid. Further, the supernatant can be removed by filtration or centrifugation and dried to recover poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid with less impurities.
また、溶媒に代えてドデシル硫酸ナトリウムを添加、混合後、加熱処理することで精製度の高いポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を得る方法もある。その他に、次亜塩素酸ナトリウムを用いる方法や、次亜塩素酸ナトリウムとクロロホルムを併用して使用する方法、次亜塩素酸ナトリウムと界面活性剤を併用して使用する方法等がある。溶媒抽出法以外の方法としては、ビーズや高圧ホモジナイザーを用いて菌体を破壊する方法、超臨界流体を使用して菌体を破壊する方法等がある。上記記載以外の公知の回収方法が本特許では利用可能である。菌体内からのポリヒドロキシプロピオン酸類の回収方法として上記のような方法を記載したが、菌体内からのポリヒドロキシプロピオン酸の回収方法であれば、どのような方法で回収したポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸であっても本特許記載の方法が利用可能である。さらに前記回収方法に加えて、菌体由来成分や生物材料等の分離方法を併用して用いることで、より不純物の少ないポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を得ることも可能である。具体的には沈殿法、遠心分離法又は濾過法、好ましくは濾過法により分離するのがよい。 There is also a method of obtaining poly 2-hydroxypropionic acid or poly 3-hydroxypropionic acid having a high degree of purification by adding sodium dodecyl sulfate instead of the solvent, mixing, and heat-treating. In addition, there are a method using sodium hypochlorite, a method using sodium hypochlorite and chloroform in combination, a method using sodium hypochlorite and a surfactant in combination, and the like. As a method other than the solvent extraction method, there are a method of destroying bacterial cells using beads or a high-pressure homogenizer, a method of destroying bacterial cells using a supercritical fluid, and the like. Known collection methods other than those described above are available in this patent. The method as described above has been described as a method for recovering polyhydroxypropionic acids from bacterial cells, but any method for recovering polyhydroxypropionic acid from bacterial cells can be used to recover poly-2-hydroxypropionic acid. Alternatively, the method described in this patent can be used even with poly-3-hydroxypropionic acid. Furthermore, in addition to the above recovery method, it is also possible to obtain poly 2-hydroxypropionic acid or poly 3-hydroxypropionic acid with less impurities by using in combination with separation methods of bacterial cell-derived components and biological materials. is there. Specifically, the separation may be performed by precipitation, centrifugation or filtration, preferably filtration.
菌体内からポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を回収する前に有機溶剤等を用いた前処理を行うことで、ポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸回収効率を向上させ、かつ不純物混入の少ないポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を得ることも可能である。前処理としては、熱処理を行う方法や菌体を凍結処理する方法、水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液で処理する方法等、公知の方法を利用することができる。このような方法で得たポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸もまた本特許記載の方法で利用できる。 The recovery efficiency of poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid is improved by performing pretreatment using an organic solvent or the like before recovering poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid from the microbial cells. It is also possible to obtain poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid which is improved and contains less impurities. As the pretreatment, a known method such as a method of performing heat treatment, a method of freezing bacterial cells, or a method of treating with an alkali solution such as sodium hydroxide can be used. Poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid obtained by such a method can also be used in the method described in this patent.
菌体内からポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸の回収した後に、ポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を精製する精製工程を加えることで、さらにポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸に含まれる不純物を除去することも可能であり、このような方法で得たポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸も本特許記載の方法で利用可能である。ポリ２−ヒドロキシプロピオン酸またはポリ３−ヒドロキシプロピオン酸の精製工程としては、公知の方法が利用可能であり、例えば、オゾンを使用した方法や過酸化水素を利用した方法が適応可能である。 After recovering poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid from the microbial cells, a purification step for purifying poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid is added to further add poly-2-hydroxypropionic acid It is also possible to remove impurities contained in the acid or poly-3-hydroxypropionic acid, and poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid obtained by such a method can also be used in the method described in this patent It is. As a purification step of poly-2-hydroxypropionic acid or poly-3-hydroxypropionic acid, a known method can be used. For example, a method using ozone or a method using hydrogen peroxide is applicable.
上記方法により、本発明で用いられる、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシプロピオン酸の塩、ポリヒドロキシプロピオン酸およびポリヒドロキシプロピオン酸の塩から選ばれる化合物のうち少なくとも一種以上の化合物を含む組成物であって、タンパク質および核酸の総量が化合物、タンパク質および核酸の総量に対して５０質量％以下に調整された組成物（以下、原料組成物ともいう）を得ることができるが、本発明は上記の方法に限定されるものではない。 A composition comprising at least one compound selected from hydroxypropionic acid, hydroxypropionic acid salt, polyhydroxypropionic acid and polyhydroxypropionic acid salt used in the present invention by the above method, A composition (hereinafter also referred to as a raw material composition) in which the total amount of protein and nucleic acid is adjusted to 50% by mass or less with respect to the total amount of compound, protein and nucleic acid can be obtained, but the present invention is limited to the above method. Is not to be done.
本発明の方法において、原料組成物からアクリル酸を得る工程は特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。触媒の存在下あるいは非存在下、原料組成物を加熱して脱水あるいは分解反応を起こし、アクリル酸を得る工程を含む。アクリル酸を得る工程は特に限定されず、液相または気相での反応が可能である。また反応形式は回分式、半回分式、連続式のいずれも好適に使用できる。反応器としては、固定床反応器、流動床反応器、撹拌槽型反応器、膜反応器、押出流れ反応器、トリクルベッド反応器、反応蒸留塔等が例示できる。 In the method of the present invention, the step of obtaining acrylic acid from the raw material composition is not particularly limited, and a known method can be used. It includes a step of heating the raw material composition in the presence or absence of a catalyst to cause dehydration or decomposition reaction to obtain acrylic acid. The process for obtaining acrylic acid is not particularly limited, and a reaction in a liquid phase or a gas phase is possible. Moreover, any of a batch type, a semibatch type, and a continuous type can be used suitably for the reaction format. Examples of the reactor include a fixed bed reactor, a fluidized bed reactor, a stirred tank reactor, a membrane reactor, an extrusion flow reactor, a trickle bed reactor, and a reactive distillation column.
本発明の原料組成物を加熱してアクリル酸を得る工程を気相で実施する例として、原料組成物を、不活性なセラミック等や中性、酸性又は塩基性の触媒を保持したところへ導入して加熱することにより行うことができる。不活性なセラミックとしては１０００℃以上の高温で焼成した酸化アルミニウムや酸化ケイ素等である。中性の触媒としてはリン酸カルシウム、乳酸カルシウム及び３−ヒドロキシカルボン酸カルシウム等であり、酸触媒としては塩酸、硫酸またはリン酸等の強鉱酸を前記セラミック等の担体に接触して得た触媒や、リン酸水素ナトリウムやリン酸水素カリウム等のリン酸塩を担体に担持した触媒、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ゼオライト及びその他のルイス酸等の固体酸触媒が挙げられる。塩基触媒としては、酸化カルシウム、水酸化カルシウム等の金属酸化物及び水酸化物、トリカプリルアミン、トリデシルアミン及びトリドデシルアミン等のアミン類が挙げられる。好適には酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸やリン酸塩を担体に担持した触媒である。 As an example of carrying out the step of heating the raw material composition of the present invention to obtain acrylic acid in the gas phase, the raw material composition is introduced into an inert ceramic or the like where a neutral, acidic or basic catalyst is retained. Then, it can be performed by heating. Examples of the inert ceramic include aluminum oxide and silicon oxide fired at a high temperature of 1000 ° C. or higher. Examples of the neutral catalyst include calcium phosphate, calcium lactate, and calcium 3-hydroxycarboxylate. Examples of the acid catalyst include a catalyst obtained by contacting a strong mineral acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or phosphoric acid with a carrier such as ceramic. And catalysts having a phosphate such as sodium hydrogen phosphate and potassium hydrogen phosphate supported on a carrier, and solid acid catalysts such as aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, zeolite and other Lewis acids. Examples of the base catalyst include metal oxides and hydroxides such as calcium oxide and calcium hydroxide, and amines such as tricaprylamine, tridecylamine and tridodecylamine. A catalyst in which aluminum oxide, titanium oxide, phosphoric acid or phosphate is supported on a carrier is preferable.
気相で原料組成物を加熱する際の温度としては、セラミックや触媒を保持した層を１５０℃〜５００℃に保持することが好ましい。好ましくは２００℃〜４５０℃である。温度が１５０℃より低いとヒドロキシプロピオン酸が十分気化せず反応管の閉塞が起こったり、反応速度が遅くアクリル酸収率が低下する恐れがあり、５００℃より高いと、副反応の進行によりアクリル酸の収率が低下したり、コーキングにより触媒性能が低下することがあり好ましくない。 As a temperature at the time of heating the raw material composition in the gas phase, it is preferable to hold the layer holding the ceramic and the catalyst at 150 ° C to 500 ° C. Preferably it is 200 to 450 degreeC. If the temperature is lower than 150 ° C, hydroxypropionic acid may not be sufficiently vaporized and the reaction tube may be clogged, or the reaction rate may be slow and the yield of acrylic acid may be reduced. This is not preferable because the acid yield may decrease or the catalyst performance may decrease due to coking.
本発明において、原料組成物に高分子量のポリヒドロキシプロピオン酸や、ヒドロキシプロピオン酸の塩、ポリヒドロキシプロピオン酸の塩が含まれる場合、これらは反応器内で気化しない場合があるが、これらが液体あるいは固体の状態で触媒と接触し、生成したアクリル酸や水が蒸気となり系外へ除去されて反応が進行するため、気相反応の実施の範囲内である。 In the present invention, when the raw material composition contains a high molecular weight polyhydroxypropionic acid, a salt of hydroxypropionic acid, or a salt of polyhydroxypropionic acid, these may not vaporize in the reactor, but these are liquids. Or it contacts with a catalyst in a solid state, and since the produced acrylic acid and water are removed from the system as vapor and the reaction proceeds, it is within the scope of the gas phase reaction.
本発明の原料組成物を加熱する工程において好ましい形態は、加熱する際にガスを導入しながら反応を施す形態である。気相での反応の際に窒素、ヘリウム、アルゴン、水蒸気等のガスを導入すると、ヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸またはそれらの塩の反応および生成物の脱離が促進され、安定な反応を継続できるため好ましい形態である。ガスとしては窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、水蒸気を用いることができ、好適には窒素、水蒸気である。ガスの流量としては、原料が気化した流量に対して、０．１倍〜２０倍が好ましく、特に０．２倍〜１５倍が好ましい。 A preferred form in the step of heating the raw material composition of the present invention is a form in which the reaction is carried out while introducing a gas when heating. When a gas such as nitrogen, helium, argon or water vapor is introduced during the reaction in the gas phase, the reaction of hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid or their salts and the elimination of the product are promoted, and a stable reaction is achieved. This is a preferred form because it can continue. Nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, and water vapor can be used as the gas, preferably nitrogen and water vapor. The gas flow rate is preferably 0.1 to 20 times, particularly preferably 0.2 to 15 times the flow rate at which the raw material is vaporized.
また、原料のヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸またはそれらの塩を含む組成物を反応器に供給するに際し、触媒層より前に設けられた蒸発層にて、原料を蒸発させて、原料をガス状で触媒と接触させ、反応することが好ましい。反応器の前に予熱槽を設けて、原料を蒸発させ、その蒸気を反応器に導入しても良いし、触媒層の上流に予熱層を積層させて、予熱層に原料を供給し、発生した蒸気を触媒層へ引き続き導入しても良い。 Further, when supplying a raw material composition containing hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid or a salt thereof to the reactor, the raw material is evaporated in an evaporation layer provided before the catalyst layer, and the raw material is gasified. It is preferable to make it react with a catalyst in a state. A preheating tank may be provided in front of the reactor to evaporate the raw material, and the vapor may be introduced into the reactor, or a preheating layer may be laminated upstream of the catalyst layer, and the raw material is supplied to the preheating layer. The vapor thus produced may be subsequently introduced into the catalyst layer.
気相反応の場合、原料組成物の気化のしやすさから、ヒドロキシプロピオン酸が多く含まれていることが好ましい。原料組成物中のヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸またはそれらの塩に占める、ヒドロキシプロピオン酸の割合が、５０質量％以上が好ましく、より好ましくは６０質量％以上である。 In the case of a gas phase reaction, it is preferable that a large amount of hydroxypropionic acid is contained because the raw material composition is easily vaporized. The proportion of hydroxypropionic acid in the hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid or salt thereof in the raw material composition is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more.
液相で原料組成物を加熱する場合、原料組成物を、反応器に保持されていて加熱された状態の溶媒および／または触媒からなる液相に導入して加熱することにより行うことができる。溶媒の種類は、特に限定されないが、本反応において不活性であれば良く、例えば水、アルコール、炭化水素、エーテル、ケトン、エステル、アミン、アミド等を用いることができる。好ましくは、水、エーテル、ケトン類である。 When the raw material composition is heated in the liquid phase, the raw material composition can be heated by introducing the raw material composition into a liquid phase composed of a solvent and / or catalyst held in the reactor and heated. Although the kind of solvent is not specifically limited, it may be inactive in this reaction. For example, water, alcohol, hydrocarbon, ether, ketone, ester, amine, amide and the like can be used. Preferably, water, ether, and ketones are used.
液相での反応では、液相中に触媒が存在する形態または触媒単独で液相である形態が好ましい形態である。触媒としては、溶媒に溶解するものでも、分散している状態のものでもよく、液相反応において効果を示すものであれば良い。酸触媒や塩基触媒を用いることができ、特に限定されないが、例えば、リン酸、リン酸の縮合物、硫酸、ヘテロポリ酸、塩酸、アルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア等を用いることができる。好適には酸触媒であり、最も好ましいものとしては、反応を施す際の温度において、溶媒を含まないで液状で存在するものが良く、リン酸、リン酸の縮合物、硫酸、ヘテロポリ酸が挙げられる。従来の固体触媒を用いて反応を行う方法では、ヒドロキシプロピオン酸の塩を原料とした場合に、反応で生成したアクリル酸塩が固体触媒上に付着し触媒活性の低下や閉塞の原因となっていた。しかし、液相で酸触媒を用いることにより、反応で生成したアクリル酸塩はアクリル酸となって気化し、系外へ留去されるため選択率の向上が図られ、一方、ヒドロキシプロピオン酸塩中のカチオンは触媒の酸と塩を形成することになるため、塩が液相触媒中に存在するものの閉塞の恐れが小さくなり、長期にわたって安定な反応が可能となる。 In the reaction in the liquid phase, a form in which the catalyst is present in the liquid phase or a form in which the catalyst is in the liquid phase is a preferable form. The catalyst may be either dissolved in a solvent or dispersed, and may be any catalyst that exhibits an effect in a liquid phase reaction. Although an acid catalyst and a base catalyst can be used and are not particularly limited, for example, phosphoric acid, a phosphoric acid condensate, sulfuric acid, heteropolyacid, hydrochloric acid, alumina, titania, silica, zirconia, and the like can be used. The acid catalyst is preferably used, and the most preferable one is a liquid that does not contain a solvent at the reaction temperature, and includes phosphoric acid, a condensate of phosphoric acid, sulfuric acid, and heteropolyacid. It is done. In the conventional reaction method using a solid catalyst, when a salt of hydroxypropionic acid is used as a raw material, the acrylate produced by the reaction adheres to the solid catalyst, causing a decrease in catalytic activity or a blockage. It was. However, by using an acid catalyst in the liquid phase, the acrylate produced by the reaction is vaporized into acrylic acid, which is distilled out of the system, thereby improving the selectivity. On the other hand, hydroxypropionate Since the cation therein forms a salt with the catalyst acid, the salt is present in the liquid phase catalyst, but the risk of clogging is reduced, and a stable reaction is possible over a long period of time.
上記液相と原料組成物を接触させることで、効率よくアクリル酸を製造することができる。液相中に導入されたヒドロキシプロピオン酸の濃度は低下するので、ヒドロキシプロピオン酸のオリゴマー化等の副反応を抑制でき、アクリル酸収率を向上させることができる。また、液相からの速やかな熱の供給により、生成したアクリル酸や水が速やかに気化、液相より除去されることにより、平衡が移動し、ヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸またはそれらの塩の転化率を高めることもできる。 By contacting the liquid phase and the raw material composition, acrylic acid can be produced efficiently. Since the concentration of hydroxypropionic acid introduced into the liquid phase decreases, side reactions such as oligomerization of hydroxypropionic acid can be suppressed, and the acrylic acid yield can be improved. In addition, due to the rapid supply of heat from the liquid phase, the generated acrylic acid and water are quickly vaporized and removed from the liquid phase, so that the equilibrium moves, and hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid or their salts The conversion rate of can also be increased.
液相温度は反応速度が十分速く、また反応生成物が反応生成後にすみやかに蒸発できる温度であればよく、好適には１５０℃〜４００℃である。温度が低いと反応速度が遅く、反応生成物の蒸発も遅くなり液相中に滞留して重質化が進むため、収率の低下、触媒活性低下の原因となる。温度が高いと副反応の増加による選択率の低下や、溶媒の使用時には溶媒の流出が多くなり、後で反応生成物と溶媒を分離する工程でのエネルギーコストが増大する。より好ましい温度範囲は１７０℃〜３８０℃である。反応圧力は、前記温度範囲で反応生成物が蒸発する圧力であれば良く、減圧、常圧、加圧であってよく、特に限定されない。 The liquidus temperature may be a temperature at which the reaction rate is sufficiently high and the reaction product can be evaporated immediately after the reaction is produced, and is preferably 150 ° C to 400 ° C. If the temperature is low, the reaction rate is slow, the reaction product is also slowly evaporated, and the reaction product stays in the liquid phase and becomes heavier, leading to a decrease in yield and a decrease in catalyst activity. When the temperature is high, the selectivity decreases due to an increase in side reactions, and when the solvent is used, the outflow of the solvent increases, and the energy cost in the process of separating the reaction product and the solvent later increases. A more preferable temperature range is 170 ° C to 380 ° C. The reaction pressure is not particularly limited as long as the reaction product evaporates within the above temperature range, and may be reduced pressure, normal pressure, or increased pressure.
原料組成物を反応器へ導入する速度は、触媒や反応温度により異なるが、液相中のアクリル酸濃度として１質量％以下になるように調整することが好ましい。より好ましくは０．５質量％以下である。前記液相中のアクリル酸濃度が１質量％を越えると、平衡反応であるヒドロキシプロピオン酸の見かけの反応速度が遅くなり、ヒドロキシプロピオン酸の転化率が低下したり、生成したアクリル酸が副反応により消費され、アクリル酸の収率が低下する恐れがあり好ましくない。 The speed at which the raw material composition is introduced into the reactor varies depending on the catalyst and the reaction temperature, but it is preferable to adjust the acrylic acid concentration in the liquid phase to 1% by mass or less. More preferably, it is 0.5 mass% or less. When the acrylic acid concentration in the liquid phase exceeds 1% by mass, the apparent reaction rate of hydroxypropionic acid, which is an equilibrium reaction, becomes slow, the conversion rate of hydroxypropionic acid is reduced, or the generated acrylic acid is a side reaction. This is not preferable because the yield of acrylic acid may be reduced.
液相反応において好ましい形態の一つは、反応を施し反応生成物を気化させる際に、ガスを導入する形態である。ガスの種類としては、特に限定されないが、窒素、炭酸ガスや空気等の非凝縮性のガス、水蒸気、過熱水蒸気等の凝縮性のガスを用いることができる。好適には、窒素、水蒸気、過熱水蒸気である。導入するガスの温度は、非凝縮性のガスの場合、２０℃〜３５０℃であり、反応温度の維持および生成ガスの凝縮の観点より好ましくは５０℃〜３３０℃、より好ましくは１００℃〜３００℃である。凝縮性のガスの場合、反応圧力における沸点〜３５０℃であり、反応温度の維持および生成ガスの凝縮の観点より好ましくは反応圧力における沸点＋２０℃〜３３０℃である。導入するガスの流量は、原料組成物の流量に対して、０．１〜１００重量倍の範囲であれば良い。少なすぎると反応生成物の気化による除去効率が低下し、反応収率が低下する可能性があり、多すぎると反応器から流出するガスの冷却に多大なエネルギーがかかるため良くない。好適には０．５〜５０重量倍の範囲である。 One of the preferred forms in the liquid phase reaction is a form in which gas is introduced when the reaction is carried out to vaporize the reaction product. Although it does not specifically limit as a kind of gas, Condensable gas, such as non-condensable gas, such as nitrogen, a carbon dioxide gas, and air, water vapor | steam, superheated water vapor | steam, can be used. Nitrogen, water vapor and superheated water vapor are preferred. In the case of a non-condensable gas, the temperature of the introduced gas is 20 ° C. to 350 ° C., preferably 50 ° C. to 330 ° C., more preferably 100 ° C. to 300 ° C. from the viewpoint of maintaining the reaction temperature and condensing the product gas. ° C. In the case of a condensable gas, the boiling point is −350 ° C. at the reaction pressure, and preferably the boiling point + 20 ° C. to 330 ° C. at the reaction pressure from the viewpoint of maintaining the reaction temperature and condensing the product gas. The flow rate of the introduced gas may be in the range of 0.1 to 100 times the flow rate of the raw material composition. If the amount is too small, the removal efficiency due to the vaporization of the reaction product may be lowered, and the reaction yield may be lowered. The range is preferably 0.5 to 50 times by weight.
本発明で用いる反応器は、生成物の水やアクリル酸を速やかに気化して除去することができるように気相や液相に効率的に熱を与える設備が好ましい。反応器の壁面からの加熱だけでなく、外部熱交換器に液相を循環させても良い。気相で反応を行う場合は、例えば反応器の壁面からの加熱に加えて、原料の蒸気を加熱して反応器に供給しても良い。液相で反応を行う場合、例えば液膜式の熱交換器が使用できる。具体的には上昇液膜型、流下液膜型、撹拌液膜型等の公知の装置が使用できる。また熱交換器そのものを反応器と使用しても良い。また、ガスを供給する場合には、加熱したガスにより熱を供給しても良い。 The reactor used in the present invention is preferably a facility that efficiently heats the gas phase or liquid phase so that the product water and acrylic acid can be quickly vaporized and removed. In addition to heating from the reactor wall, the liquid phase may be circulated through an external heat exchanger. When the reaction is performed in the gas phase, for example, in addition to heating from the wall surface of the reactor, the raw material vapor may be heated and supplied to the reactor. When the reaction is performed in the liquid phase, for example, a liquid film heat exchanger can be used. Specifically, known devices such as a rising liquid film type, a falling liquid film type, and a stirring liquid film type can be used. Further, the heat exchanger itself may be used as a reactor. Moreover, when supplying gas, you may supply heat with the heated gas.
本発明の方法において、ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩に加水分解を施しヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩に転化する工程を加える形態は好ましい形態の一つである。加水分解反応は特に限定されないが、例えばポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩を水の共存下で加熱することで実施できる。ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩を加水分解して、ヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩を製造するために必要な水の量は、ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩を完全に加水分解するのに必要な量の１〜５００倍、好ましくは１．５倍〜３００倍、より好ましくは２倍〜１００倍である。水が少なすぎると、完全に加水分解せず、ポリマーやオリゴマーが残存してしまう場合がある。また水が多すぎると、装置が大きくなったり、用役費が過大になる恐れがある。 In the method of the present invention, a form in which polyhydroxypropionic acid and / or a salt thereof is hydrolyzed and converted to hydroxypropionic acid and / or a salt thereof is a preferred form. The hydrolysis reaction is not particularly limited, and can be carried out, for example, by heating polyhydroxypropionic acid and / or a salt thereof in the presence of water. The amount of water required to hydrolyze polyhydroxypropionic acid and / or its salt to produce hydroxypropionic acid and / or its salt completely hydrolyze polyhydroxypropionic acid and / or its salt 1 to 500 times, preferably 1.5 to 300 times, more preferably 2 to 100 times the amount necessary for the above. When there is too little water, it may not hydrolyze completely and a polymer and an oligomer may remain. Moreover, when there is too much water, there exists a possibility that an apparatus may become large and a utility cost may become excessive.
本発明の方法において、加水分解に当たり、触媒は用いても良いし、用いなくても良い。ＨＰ自身が酸触媒作用を示すため、別途触媒を添加しなくても反応は進行する。しかし、反応速度を速くしたいときには、触媒の使用は好適である。本発明の好ましい実施形態は、加水分解反応において触媒を用いる形態である。触媒はエステル結合を加水分解するものであれば特に限定はされず、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸等の鉱酸類、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等のスルホン酸類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸類、ゼオライト、イオン交換樹脂等の固体酸類、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム等の金属酸化物、スズ、チタン、鉛等の遷移金属を含む化合物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物等が挙げられる。 In the method of the present invention, a catalyst may or may not be used for hydrolysis. Since HP exhibits acid catalysis, the reaction proceeds without adding a separate catalyst. However, the use of a catalyst is preferred when it is desired to increase the reaction rate. A preferred embodiment of the present invention is a form using a catalyst in the hydrolysis reaction. The catalyst is not particularly limited as long as it hydrolyzes the ester bond, mineral acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid and nitric acid, sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid and methanesulfonic acid, formic acid, acetic acid and propion Organic acids such as acids, solid acids such as zeolite and ion exchange resin, compounds containing transition metals such as alumina, silica, silica-alumina, titania, zirconia and calcium oxide, transition metals such as tin, titanium and lead, water Examples thereof include alkali metal hydroxides such as sodium oxide and potassium hydroxide, and alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide.
また、加水分解は水以外の溶媒の存在下に実施しても良い。ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩の分子量が大きい場合、水に溶解しない場合があるため、溶媒を用いることでポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩を溶解させて反応することができる。溶媒としてはアルコール、炭化水素、エーテル、ケトン、エステル、アミン、アミド、ハロゲン化炭化水素またはこれらを組合せた溶媒が例示できる。溶媒の量は特に限定されないが、例えばポリヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩の０．５質量倍〜１００質量倍が使用でき、より好ましくは１質量倍〜５０質量倍である。０．５質量倍以下の場合、溶解効果が小さく、１００質量倍以上では、装置費や用役費が高くなる。 Hydrolysis may be performed in the presence of a solvent other than water. When the molecular weight of polyhydroxypropionic acid and / or its salt is large, it may not be dissolved in water. Therefore, the reaction can be carried out by dissolving polyhydroxypropionic acid and / or its salt by using a solvent. Examples of the solvent include alcohols, hydrocarbons, ethers, ketones, esters, amines, amides, halogenated hydrocarbons or a combination thereof. Although the quantity of a solvent is not specifically limited, For example, the polyhydroxypropionic acid and / or its salt 0.5 mass times-100 mass times can be used, More preferably, it is 1 mass times-50 mass times. When it is 0.5 mass times or less, the dissolution effect is small, and when it is 100 mass times or more, the apparatus cost and the utility cost are high.
加水分解の反応温度は、５０〜３００℃が好ましく、８０〜２５０℃が好ましい。反応温度が５０℃より低いと加水分解の反応速度が遅くなり生産性低下の原因となり、３００℃を超える温度では副反応によってヒドロキシプロピオン酸の収率低下を引き起こす恐れがある。 The reaction temperature for the hydrolysis is preferably from 50 to 300 ° C, more preferably from 80 to 250 ° C. When the reaction temperature is lower than 50 ° C., the hydrolysis reaction rate becomes slow, causing a decrease in productivity, and at a temperature exceeding 300 ° C., the yield of hydroxypropionic acid may be reduced due to side reactions.
反応圧力は、特に限定されないが、反応温度によって設定すれば良く、通常１３ｋＰａから１０ＭＰａの範囲で実施される。反応は、回分式、半回分式、連続式のいずれも好適に実施できる。反応形式も、使用する触媒や、反応条件に応じて選択でき、例えば撹拌槽型反応器、固定床反応器、流動床反応器、連続撹拌槽型反応器、オートクレーブ等が挙げられる。 The reaction pressure is not particularly limited, but may be set depending on the reaction temperature, and is usually carried out in the range of 13 kPa to 10 MPa. The reaction can be suitably carried out in any of batch, semi-batch and continuous methods. The reaction format can also be selected according to the catalyst used and the reaction conditions, and examples thereof include a stirred tank reactor, a fixed bed reactor, a fluidized bed reactor, a continuous stirred tank reactor, and an autoclave.
加水分解によって得られたヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩は、脱水反応に用いることで、さらにアクリル酸に変換することができる。加水分解反応にて得られたヒドロキシプロピオン酸および／またはその塩はそのまま脱水反応に使用しても良いし、精製や濃縮等の工程を経た後、脱水反応に供しても良い。精製や濃縮は公知の方法を使用することができ、例えば蒸発、蒸留、抽出、濾過、膜分離等が例示できる。 Hydroxypropionic acid and / or a salt thereof obtained by hydrolysis can be further converted to acrylic acid by using it in a dehydration reaction. Hydroxypropionic acid and / or a salt thereof obtained by the hydrolysis reaction may be used in the dehydration reaction as it is, or may be subjected to a dehydration reaction after steps such as purification and concentration. For purification and concentration, known methods can be used, and examples thereof include evaporation, distillation, extraction, filtration, and membrane separation.
本発明において、反応生成物を冷却してアクリル酸を含む組成物を得る方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、反応生成ガスを熱交換器に導入し反応生成ガスの露点以下の温度で凝縮して得る方法や、または反応生成ガスを溶剤等の捕集剤に接触させて吸収する方法等により冷却して、アクリル酸を含む組成物を得ることができる。該組成物中のアクリル酸濃度は５質量％〜８０質量％である。 In the present invention, the method of cooling the reaction product to obtain a composition containing acrylic acid is not particularly limited. For example, the reaction product gas is introduced into a heat exchanger and the reaction product gas has a dew point or less. The composition containing acrylic acid can be obtained by cooling by a method obtained by condensing at a temperature of, or a method of absorbing a reaction product gas by contacting it with a collection agent such as a solvent. The acrylic acid concentration in the composition is 5% by mass to 80% by mass.
このようにして得られた反応生成物の組成物中には主な反応生成物である水、アクリル酸が含まれており、その他には液相に用いる溶媒や、原料中の溶媒が含まれる場合がある。溶媒が水の場合は、アクリル酸の水溶液の状態で重合物製造の原料とすることができる。また精製工程を加えることにより高純度のアクリル酸にすることができる。該組成物中に液相に用いた溶媒が含まれる場合は、蒸留により分離するか、または膜などを用いて一旦溶媒を分離し水溶液とした後、再度、蒸留または晶析により精製を行うことで高純度のアクリル酸を得ることができる。 The reaction product composition thus obtained contains water and acrylic acid, which are the main reaction products. In addition, the solvent used in the liquid phase and the solvent in the raw materials are contained. There is a case. When the solvent is water, it can be used as a raw material for polymer production in the form of an aqueous solution of acrylic acid. Moreover, it can be made highly purified acrylic acid by adding a refinement | purification process. When the solvent used in the liquid phase is contained in the composition, it should be separated by distillation, or once separated into an aqueous solution using a membrane, etc., and then purified again by distillation or crystallization. High-purity acrylic acid can be obtained.
このように、本発明で得られたアクリル酸の組成物を精製することにより高純度のアクリル酸を得ることができる。したがって、本発明の方法は高純度のアクリル酸の製造方法をも提供する。 Thus, highly purified acrylic acid can be obtained by refine | purifying the composition of acrylic acid obtained by this invention. Therefore, the method of the present invention also provides a method for producing high purity acrylic acid.
上記のガス状の反応生成物を冷却凝縮や溶剤捕集などにより液化し、必要に応じて、この液化物に含まれる水や捕集溶剤を従来公知の方法（例えば、蒸留）により除去したものを、晶析方法によって高純度のアクリル酸を得る方法を以下に示す。ここで、粗アクリル酸とは、冷却工程で得られたアクリル酸を含む組成物を指し、特にアクリル酸の水溶液が好適に用いられる。 The above gaseous reaction product is liquefied by cooling condensation or solvent collection, and water or collection solvent contained in the liquefied product is removed by a conventionally known method (for example, distillation) as necessary. A method for obtaining high-purity acrylic acid by a crystallization method is shown below. Here, crude acrylic acid refers to a composition containing acrylic acid obtained in the cooling step, and an aqueous solution of acrylic acid is particularly preferably used.
晶析工程は、粗アクリル酸を晶析装置に供給して結晶化させることにより、精製アクリル酸を得る工程である。晶析工程は、粗アクリル酸からプロピオン酸を分離することができる従来公知の方法、例えば、特開平９−２２７４４５号公報や特表２００２−５１９４０２号公報に記載された方法を用いて行うことができる。なお、結晶化の方法としては、従来公知の結晶化方法を採用すればよく、特に限定されるものではないが、結晶化は、例えば、連続式または回分式の晶析装置を用いて、１段または２段以上で実施することができる。得られたアクリル酸の結晶は、必要に応じて、さらに洗浄や発汗などの精製を行うことにより、さらに純度の高い精製アクリル酸を得ることができる。 The crystallization step is a step of obtaining purified acrylic acid by supplying crude acrylic acid to a crystallizer and causing it to crystallize. The crystallization step may be performed using a conventionally known method capable of separating propionic acid from crude acrylic acid, for example, a method described in JP-A-9-227445 or JP-T-2002-519402. it can. The crystallization method may be a conventionally known crystallization method and is not particularly limited. For example, the crystallization may be performed using a continuous or batch crystallization apparatus. It can be carried out in stages or in two or more stages. The obtained acrylic acid crystals can be further purified by washing, sweating, or the like, if necessary, to obtain purified acrylic acid with higher purity.
連続式の晶析装置としては、例えば、結晶化部、固液分離部および結晶精製部が一体になった晶析装置（例えば、新日鐵化学社製のＢＭＣ（Ｂａｃｋｍｉｘｉｎｇ Ｃｏｌｕｍｎ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｒ）装置、月島機械社製の連続溶融精製システム）や、結晶化部（例えば、ＧＭＦ ＧＯＵＤＡ社製のＣＤＣ（Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｄｉｓｋ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｒ）装置）、固液分離部（例えば、遠心分離器、ベルトフィルター）および結晶精製部（例えば、呉羽テクノエンジ社製のＫＣＰ（Ｋｕｒｅｈａ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｕｒｉｆｉｅｒ）精製装置）を組合せた晶析装置などを使用することができる。
回分式の晶析装置としては、例えば、Ｓｕｌｚｅｒ Ｃｈｅｍｔｅｃｈ社製の層結晶化装置（動的結晶化装置）、ＢＥＦＳ ＰＲＯＫＥＭ社製の静的結晶化装置などを使用することができる。
Examples of the continuous crystallizer include a crystallizer in which a crystallization part, a solid-liquid separation part, and a crystal purification part are integrated (for example, a BMC (Backmixing Column Crystallizer) apparatus manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., Tsukishima Continuous melt purification system manufactured by Kikai Co., Ltd.), crystallization unit (for example, CDC (Cooling Disk Crystallizer) device manufactured by GMF GOUDA), solid-liquid separation unit (for example, centrifuge, belt filter) and crystal purification unit ( For example, a crystallizer combined with KCP (Kureha Crystal Purifier) manufactured by Kureha Techno Engineering Co., Ltd. can be used.
As a batch-type crystallizer, for example, a layer crystallizer (dynamic crystallizer) manufactured by Sulzer Chemtech, a static crystallizer manufactured by BEFS PROKEM, or the like can be used.
動的結晶化とは、例えば、結晶化、発汗、融解を行うための温度制御機構を備えた管状の結晶器と、発汗後の母液を回収するタンクと、結晶器に粗アクリル酸を供給する循環ポンプとを備え、結晶器の下部に設けた貯蔵器から循環ポンプにより粗アクリル酸を結晶器の管内上部に移送できる動的結晶化装置を使用して晶析を行う方法である。また、静的結晶化とは、例えば、結晶化、発汗、融解を行うための温度制御機構を備えた管状の結晶器であり、下部に抜き出し弁を有する結晶器と、発汗後の母液を回収するタンクとを備えた静的結晶化装置を使用して晶析を行う方法である。 Dynamic crystallization is, for example, a tubular crystallizer equipped with a temperature control mechanism for performing crystallization, sweating and melting, a tank for collecting the mother liquor after sweating, and supplying crude acrylic acid to the crystallizer. This is a method in which crystallization is performed using a dynamic crystallization apparatus that includes a circulation pump and can transfer crude acrylic acid from a reservoir provided at the lower part of the crystallizer to the upper part of the crystallizer tube. Static crystallization is, for example, a tubular crystallizer equipped with a temperature control mechanism for crystallization, sweating, and melting, and a crystallizer having an extraction valve at the bottom and a mother liquor after sweating are collected. The crystallization is carried out using a static crystallization apparatus equipped with a tank to be used.
具体的には、粗アクリル酸を液相として結晶器に導入し、液相中のアクリル酸を冷却面（管壁面）に凝固・生成させる。冷却面に生成した固相の質量が、結晶器に導入した粗アクリル酸に対して、好ましくは１０〜９０質量％、より好ましくは２０〜８０質量％になったら、直ちに、液相を結晶器から排出し、固相と液相とを分離する。液相の排出は、ポンプで汲み出す方式（動的結晶化）、結晶器から流出させる方式（静的結晶化）のいずれであってもよい。他方、固相は、結晶器から取り出した後、さらに純度を向上させるために、洗浄や発汗などの精製を行ってもよい。
動的結晶化や静的結晶化を多段で行う場合、向流の原理を採用すれば、有利に実施することができる。このとき、各段階で結晶化されたアクリル酸は、残留母液から分離され、より高い純度を有するアクリル酸が生成する段階に供給される。他方、残留母液は、より低い純度を有するアクリル酸が生成する段階に供給される。
なお、動的結晶化では、アクリル酸の純度が低くなると、結晶化が困難になるが、静的結晶化では、動的結晶化に比べて、残留母液が冷却面に接触する時間が長く、また、温度の影響が伝わり易いので、アクリル酸の純度が低下しても、結晶化が容易である。それゆえ、アクリル酸の回収率を向上させるために、動的結晶化における最終的な残留母液を静的結晶化に付して、さらに結晶化を行ってもよい。
Specifically, crude acrylic acid is introduced into the crystallizer as a liquid phase, and acrylic acid in the liquid phase is solidified and generated on the cooling surface (tube wall surface). As soon as the mass of the solid phase generated on the cooling surface becomes 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, based on the crude acrylic acid introduced into the crystallizer, the liquid phase is immediately converted into the crystallizer. The solid phase and the liquid phase are separated. The liquid phase may be discharged by either a pumping method (dynamic crystallization) or a discharging method from a crystallizer (static crystallization). On the other hand, after the solid phase is taken out from the crystallizer, purification such as washing and sweating may be performed in order to further improve the purity.
When dynamic crystallization or static crystallization is performed in multiple stages, it can be advantageously carried out by adopting the countercurrent principle. At this time, the acrylic acid crystallized in each stage is separated from the residual mother liquor and supplied to the stage where acrylic acid having higher purity is generated. On the other hand, the residual mother liquor is fed to the stage where acrylic acid with lower purity is produced.
In dynamic crystallization, if the purity of acrylic acid is low, crystallization becomes difficult, but in static crystallization, the time for the residual mother liquor to contact the cooling surface is longer than in dynamic crystallization, In addition, since the influence of temperature is easily transmitted, crystallization is easy even if the purity of acrylic acid is lowered. Therefore, in order to improve the recovery rate of acrylic acid, the final residual mother liquor in dynamic crystallization may be subjected to static crystallization and further crystallization may be performed.
必要となる結晶化段数は、どの程度の純度が要求されるかに依存するが、高純度のアクリル酸を得るために必要な段数は、精製段階（動的結晶化）が通常１〜６回、好ましくは２〜５回、より好ましくは２〜４回であり、ストリッピング段階（動的結晶化および／または静的結晶化）が通常０〜５回、好ましくは０〜３回である。通常、供給される粗アクリル酸より高い純度を有するアクリル酸が得られる段階は、すべて精製段階であり、それ以外の段階は、すべてストリッピング段階である。ストリッピング段階は、精製段階から残留母液に含まれるアクリル酸を回収するために実施される。なお、ストリッピング段階は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、蒸留塔を用いて、晶析装置の残留母液から低沸点成分を分離する場合には、ストリッピング段階は省略してもよい。
動的結晶化および静的結晶化のいずれを採用する場合であっても、晶析工程で得られるアクリル酸の結晶は、そのまま製品としてもよいし、必要に応じて、さらに洗浄や発汗などの精製を行ってから製品としてもよい。他方、晶析工程で排出される残留母液は、系外に取り出してもよい。
The number of crystallization stages required depends on the degree of purity required, but the number of stages required to obtain high purity acrylic acid is usually 1 to 6 purification steps (dynamic crystallization). The stripping step (dynamic crystallization and / or static crystallization) is usually 0 to 5 times, preferably 0 to 3 times, preferably 2 to 5 times, more preferably 2 to 4 times. In general, all stages where acrylic acid having a higher purity than the crude acrylic acid supplied is obtained are purification stages, and all other stages are stripping stages. The stripping step is performed to recover acrylic acid contained in the residual mother liquor from the purification step. Note that the stripping step is not necessarily provided. For example, when the low boiling point component is separated from the residual mother liquor of the crystallizer using a distillation column, the stripping step may be omitted.
Whether using dynamic crystallization or static crystallization, the acrylic acid crystals obtained in the crystallization process may be used directly as products, or if necessary, such as washing and sweating. It may be a product after purification. On the other hand, the residual mother liquor discharged in the crystallization step may be taken out of the system.
以上の方法により、アクリル酸を製造することができる。かくして製造されたアクリル酸は、すでに公知となっているように、アクリル酸エステルなどのアクリル酸誘導体；ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウムなどの親水性樹脂；などの合成原料として有用である。従って、本発明によるアクリル酸の製造方法は、アクリル酸誘導体や親水性樹脂の製造方法に取り入れることが当然可能である。 By the above method, acrylic acid can be produced. The acrylic acid thus produced is useful as a raw material for the synthesis of acrylic acid derivatives such as acrylic acid esters; hydrophilic resins such as polyacrylic acid and sodium polyacrylate; Therefore, the method for producing acrylic acid according to the present invention can naturally be incorporated into a method for producing an acrylic acid derivative or a hydrophilic resin.
≪親水性樹脂の製造方法≫
本発明による親水性樹脂の製造方法は、上記のようなアクリル酸の製造方法により得られるアクリル酸を含む単量体成分を重合することを特徴とする。すなわち、本発明の製造方法により得られたアクリル酸は、吸水性樹脂または水溶性樹脂などの親水性樹脂の原料として用いることができる。
≪Method for producing hydrophilic resin≫
The method for producing a hydrophilic resin according to the present invention is characterized in that a monomer component containing acrylic acid obtained by the method for producing acrylic acid as described above is polymerized. That is, acrylic acid obtained by the production method of the present invention can be used as a raw material for hydrophilic resins such as water-absorbing resins or water-soluble resins.
本発明の製造方法により得られたアクリル酸を、吸水性樹脂または水溶性樹脂などの親水性樹脂を製造するための原料として用いた場合、重合反応を制御しやすく、得られた親水性樹脂の品質が安定し、吸水性能、無機材料の分散性能などの各種性能が改善される。 When the acrylic acid obtained by the production method of the present invention is used as a raw material for producing a hydrophilic resin such as a water-absorbing resin or a water-soluble resin, the polymerization reaction is easily controlled, and the obtained hydrophilic resin The quality is stabilized, and various performances such as water absorption performance and inorganic material dispersion performance are improved.
吸水性樹脂を製造する場合には、例えば、本発明の製造方法により得られたアクリル酸および／またはその塩を単量体成分の主成分（好ましくは７０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上）とし、さらに０．００１〜５モル％（アクリル酸に対する値）程度の架橋剤、０．００１〜２モル％（単量体成分に対する値）程度のラジカル重合開始剤を用いて、架橋重合させた後、乾燥・粉砕することにより、吸水性樹脂が得られる。 In the case of producing a water absorbent resin, for example, acrylic acid and / or a salt thereof obtained by the production method of the present invention is used as a main component of the monomer component (preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol%). In addition, a cross-linking polymerization is performed using a cross-linking agent of about 0.001 to 5 mol% (value with respect to acrylic acid) and a radical polymerization initiator of about 0.001 to 2 mol% (value with respect to the monomer component). Then, the water-absorbent resin is obtained by drying and pulverizing.
ここで、吸水性樹脂とは、架橋構造を有する水膨潤性水不溶性のポリアクリル酸であって、自重の３倍以上、好ましくは１０〜１，０００倍の純水または生理食塩水を吸水することにより、水溶性成分（水可溶分）が好ましくは２５質量％以下、より好ましくは１０質量％以下である水不溶性ヒドロゲルを生成するポリアクリル酸を意味する。このような吸水性樹脂の具体例や物性測定法は、例えば、米国特許第６，１０７，３５８号明細書 、米国特許第６，１７４，９７８号明細書 、米国特許第６，２４１，９２８号明細書 などに記載されている。また、生産性向上の観点から好ましい製造方法は、例えば、米国特許第６，８６７，２６９号明細書 、米国特許第６，９０６，１５９号明細書 、米国特許第７，０９１，２５３号明細書 、国際公開第ＷＯ０１／０３８４０２号、国際公開第ＷＯ２００６／０３４８０６号などに記載されている。 Here, the water-absorbent resin is a water-swellable water-insoluble polyacrylic acid having a crosslinked structure, and absorbs pure water or physiological saline 3 times or more, preferably 10 to 1,000 times its own weight. Thus, it means polyacrylic acid that forms a water-insoluble hydrogel having a water-soluble component (water-soluble component) of preferably 25% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. Specific examples of such a water-absorbent resin and methods for measuring physical properties include, for example, US Pat. No. 6,107,358, US Pat. No. 6,174,978, US Pat. No. 6,241,928. It is described in the description. Also, preferable production methods from the viewpoint of improving productivity include, for example, US Pat. No. 6,867,269, US Pat. No. 6,906,159, US Pat. No. 7,091,253. , International Publication No. WO01 / 038402, International Publication No. WO2006 / 034806, and the like.
アクリル酸を出発原料として、中和、重合、乾燥などにより、吸水性樹脂を製造する一連の工程は、例えば、以下の通りである。
本発明の製造方法により得られるアクリル酸の一部は、ラインを介して、吸水性樹脂の製造プロセスに供給される。吸収性樹脂の製造プロセスにおいては、アクリル酸を中和工程，重合工程，乾燥工程に導入して、所望の処理を施すことにより、吸水性樹脂を製造する。各種物性の改善を目的として所望の処理を施してもよく、例えば、重合中または重合後に架橋工程を介在させてもよい。
A series of steps for producing a water-absorbing resin by neutralization, polymerization, drying, etc. using acrylic acid as a starting material is as follows, for example.
A part of acrylic acid obtained by the production method of the present invention is supplied to the production process of the water-absorbent resin via a line. In the production process of the absorbent resin, the water-absorbent resin is produced by introducing acrylic acid into the neutralization step, the polymerization step, and the drying step, and performing a desired treatment. For the purpose of improving various physical properties, a desired treatment may be performed. For example, a crosslinking step may be interposed during or after the polymerization.
中和工程は、任意の工程であり、例えば、所定量の塩基性物質の粉末または水溶液と、アクリル酸やポリアクリル酸（塩）とを混合する方法が例示されるが、従来公知の方法を採用すればよく、特に限定されるものではない。なお、中和工程は、重合前または重合後のいずれで行なってもよく、また、重合前後の両方で行なってもよい。アクリル酸やポリアクリル酸（塩）の中和に用いられる塩基性物質としては、例えば、炭酸（水素）塩、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、有機アミンなど、従来公知の塩基性物質を適宜用いればよい。また、ポリアクリル酸の中和率は、特に限定されるものではなく、任意の中和率（例えば、３０〜１００モル％の範囲内における任意の値）となるように調整すればよい。 The neutralization step is an optional step. For example, a method of mixing a predetermined amount of a basic substance powder or aqueous solution with acrylic acid or polyacrylic acid (salt) is exemplified. It may be employed and is not particularly limited. The neutralization step may be performed either before or after polymerization, or may be performed both before and after polymerization. As a basic substance used for neutralization of acrylic acid or polyacrylic acid (salt), for example, a conventionally known basic substance such as a carbonic acid (hydrogen) salt, an alkali metal hydroxide, ammonia, an organic amine or the like is appropriately used. Use it. Moreover, the neutralization rate of polyacrylic acid is not specifically limited, What is necessary is just to adjust so that it may become arbitrary neutralization rates (for example, arbitrary values in the range of 30-100 mol%).
重合工程における重合方法は、特に限定されるものではなく、ラジカル重合開始剤による重合、放射線重合、電子線や活性エネルギー線の照射による重合、光増感剤による紫外線重合など、従来公知の重合方法を用いればよい。また、重合開始剤、重合条件など各種条件については、任意に選択することができる。もちろん、必要に応じて、架橋剤や他の単量体、さらには水溶性連鎖移動剤や親水性高分子など、従来公知の添加剤を添加してもよい。 The polymerization method in the polymerization step is not particularly limited, and a conventionally known polymerization method such as polymerization with a radical polymerization initiator, radiation polymerization, polymerization by irradiation with an electron beam or active energy ray, ultraviolet polymerization with a photosensitizer, etc. May be used. Various conditions such as a polymerization initiator and polymerization conditions can be arbitrarily selected. Of course, if necessary, conventionally known additives such as a crosslinking agent and other monomers, and further a water-soluble chain transfer agent and a hydrophilic polymer may be added.
重合後のアクリル酸塩系ポリマー（すなわち、吸水性樹脂）は、乾燥工程に付される。乾燥方法としては、特に限定されるものではなく、熱風乾燥機，流動層乾燥機，ナウター式乾燥機など、従来公知の乾燥手段を用いて、所望の乾燥温度、好ましくは７０〜２３０℃で、適宜乾燥させればよい。 The acrylate polymer after polymerization (namely, water-absorbing resin) is subjected to a drying step. The drying method is not particularly limited, and using a conventionally known drying means such as a hot air dryer, a fluidized bed dryer, a nauter dryer, etc., a desired drying temperature, preferably 70 to 230 ° C., What is necessary is just to dry suitably.
乾燥工程を経て得られた吸水性樹脂は、そのまま用いてもよく、さらに所望の形状に造粒・粉砕、表面架橋をしてから用いてもよく、還元剤、香料、バインダーなど、従来公知の添加剤を添加するなど、用途に応じた後処理を施してから用いてもよい。 The water-absorbent resin obtained through the drying step may be used as it is, or may be used after granulation / pulverization and surface cross-linking into a desired shape, and conventionally known reducing agents, perfumes, binders, etc. You may use it, after giving post-processing according to a use, such as adding an additive.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記の実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下ことわりのない場合、「％」は「質量％」を示すものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and appropriate modifications are made within a range that can meet the purpose described above and below. Any of these can be carried out and are included in the technical scope of the present invention. Note that “%” represents “mass%” unless otherwise specified.
（実施例１）
３−ヒドロキシプロピオン酸（３ＨＰ）を含む組成物の取得方法
Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ ＡＴＣＣ２５９５５株 のゲノムＤＮＡをテンプテレ−トとしてグリセロールデヒドラターゼ遺伝子（ＧＤ遺伝子）およびグリセロールデヒドラターゼ再活性化因子（ＧＤＲ遺伝子）を含む領域を、下記の２つのプライマーを用いてＰＣＲで増幅し、増幅断片の末端を制限酵素ＮｄｅＩ、ＢｇｌＩＩで切断し、電気泳動によって切断断片を回収した。
フォワードプライマー：
５’−ＧＣＧＣＧＣＣＡＴＡＴＧＴＴＡＡＴＴＣＧＣＣＴＧＡＣＣＧＧＣＣ−３’
リバースプライマー：
５’−ＧＣＧＣＧＣＡＧＡＴＣＴＴＣＡＧＴＴＴＣＴＣＴＣＡＣＴＴＡＡＣＧ−３’
ｐＡＣＹＣＤｕｅｔ−１プラスミド（タカラバイオ社）をテンプレートにして下記の２つのプライマーでベクター配列を増幅し、ｐＡＣＹＣＤｕｅｔ−１プラスミドのＴ７プロモーターの後ろにＮｄｅＩサイトおよびＢｇｌＩＩサイトを持ったＤＮＡ断片を増幅した。
フォワードプライマー：
５’−ＧＡＡＧＧＡＧＡＴＡＴＡＣＡＴＡＴＧＧＣＧＣＧＣ−３’
リバースプライマー：
５’−ＣＣＧＡＴＡＴＣＣＡＡＴＴＧＡＧＡＴＣＴＧＣＧＣＧＣ−３’
増幅断片を制限酵素ＢｇｌＩＩとＮｄｅＩで切断し、電気泳動によって切断断片を分離して回収した。この２つのＤＮＡ断片をライゲーションし、大腸菌ＴＯＰ１０コンピテントセルに導入し、クロラムフェニコール含有プレートに広げて培養した。得られた形質転換体からプラスミドを抽出し、制限酵素ＮｄｅＩで切断し、電気泳動によって切断断片のサイズを確認したところライゲーションに使用した元の２本のＤＮＡ断片のサイズの合計と同じサイズであることがわかった。構築した組換えプラスミドをＧＤ−ＧＤＲ／ｐＡＣＹＣＤｕｅｔ−１と命名し、以降の実験に用いた。
Example 1
Method for obtaining a composition containing 3-hydroxypropionic acid ( 3HP) A region containing a glycerol dehydratase gene (GD gene) and a glycerol dehydratase reactivating factor (GDR gene) using the genomic DNA of Klebsiella pneumoniae ATCC 25955 as a template. Amplification was performed by PCR using the following two primers, the ends of the amplified fragments were cleaved with restriction enzymes NdeI and BglII, and the cleaved fragments were recovered by electrophoresis.
Forward primer:
5′-GCCGCGCCATATGTTAATTCGCGCTGACCGGCC-3 ′
Reverse primer:
5′-GCGCGCAGAATTCTCAGTTTCTCTCACTTAACG-3 ′
The vector sequence was amplified with the following two primers using pACYCDuet-1 plasmid (Takara Bio) as a template, and a DNA fragment having an NdeI site and a BglII site behind the T7 promoter of the pACYCDuet-1 plasmid was amplified.
Forward primer:
5'-GAAGGAGATATACACATGGGCGC-3 '
Reverse primer:
5′-CCGATATCCAATTGAGATCTGGCGCC-3 ′
The amplified fragment was cleaved with restriction enzymes BglII and NdeI, and the cleaved fragment was separated and recovered by electrophoresis. These two DNA fragments were ligated, introduced into E. coli TOP10 competent cells, spread on chloramphenicol-containing plates and cultured. A plasmid was extracted from the obtained transformant, cleaved with the restriction enzyme NdeI, and the size of the cleaved fragment was confirmed by electrophoresis. The size was the same as the total size of the original two DNA fragments used for ligation. I understood it. The constructed recombinant plasmid was named GD-GDR / pACYCDuet-1 and used for the subsequent experiments.
大腸菌Ｋ−１２ Ｗ３１１０株のゲノムＤＮＡをテンプテレ−トとしてａｌｄＡ遺伝子を下記の２つのプライマーを用いてＰＣＲで増幅し、増幅断片の末端を制限酵素ＮｄｅＩ、ＢｇｌＩＩで切断し、電気泳動によって切断断片を回収した。
フォワードプライマー：
５’−ＧＧＧＧＧＧＣＣＡＴＡＴＧＴＣＡＧＴＡＣＣＣＧＴＴＣＡＡＣＡＴＣＣＴＡＴＧ−３’
リバースプライマー：
５’−ＣＣＣＣＡＧＡＴＣＴＴＴＡＡＧＡＣＴＧＴＡＡＡＴＡＡＡＣＣＡＣＣＴＧＧＧＴＣ−３’
ｐＵＣ１８プラスミドをテンプレートにして下記の２つのプライマーでベクター配列を増幅し、ｐＵＣ１８プラスミドのｌａｃプロモーターの後ろにＮｄｅＩサイトを持ち、ｌａｃＺ遺伝子の終始コドンの位置にＢａｍＨＩサイトを持ったＤＮＡ断片を増幅した。
フォワードプライマー：
５’−ＣＣＣＣＣＣＣＡＴＡＴＧＴＧＴＴＴＣＣＴＧＴＧＴＧＡＡＡＴＴＧＴＴＡＴＣＣＧＣＴＣＡＣＡＡＴＴＣＣＡＣＡＣＡＡＴＡＴＡＣＧＡＧＣＣ−３’
リバースプライマー：
５’−ＣＣＣＣＧＧＡＴＣＣＴＴＡＧＴＴＡＡＧＣＣＡＧＣＣＣＣＧＡＣＡＣＣＣＧＣＣＡＡＣＡＣＣ−３’
増幅断片を制限酵素ＢａｍＨＩとＮｄｅＩで切断し、電気泳動によって切断断片を分離して回収した。この２つのＤＮＡ断片をライゲーションし、大腸菌ＴＯＰ１０コンピテントセルに導入し、アンピシリン含有プレートに広げて培養した。得られた形質転換体からプラスミドを抽出し、制限酵素ＮｄｅＩで切断し、電気泳動によって切断断片のサイズを確認したところライゲーションに使用した元の２本のＤＮＡ断片（の合計）と同じサイズの１本のバンドを確認することができた。構築した組換えプラスミドをａｌｄＡ／ｐＵＣ１８と命名し、以降の実験で使用した。
The aldA gene was amplified by PCR using the genomic DNA of E. coli K-12 W3110 strain as a template and the following two primers were used. The ends of the amplified fragments were cleaved with restriction enzymes NdeI and BglII, and the cleaved fragments were separated by electrophoresis. It was collected.
Forward primer:
5'-GGGGGGCCATATGTCAGATACCCGTCACACATCCTATG-3 '
Reverse primer:
5'-CCCCAGATTCTTAAGACTGTAAATAAAACCACCTGGGTC-3 '
The vector sequence was amplified with the following two primers using the pUC18 plasmid as a template, and a DNA fragment having an NdeI site behind the lac promoter of the pUC18 plasmid and a BamHI site at the position of the start codon of the lacZ gene was amplified.
Forward primer:
5'-CCCCCCCCATATGTTTTCCTGTGTGAAATTGTTTCCGCTCCACAATTCCACCAAATATACGAGCC-3 '
Reverse primer:
5'-CCCCGGATCCCTTAGTTTAAGCCAGCCCCGACACCGCCCAAACACC-3 '
The amplified fragment was cleaved with restriction enzymes BamHI and NdeI, and the cleaved fragment was separated and recovered by electrophoresis. These two DNA fragments were ligated, introduced into E. coli TOP10 competent cells, spread on ampicillin-containing plates and cultured. A plasmid was extracted from the obtained transformant, cleaved with the restriction enzyme NdeI, and the size of the cleaved fragment was confirmed by electrophoresis. As a result, 1 of the same size as the original two DNA fragments (total) used for ligation was obtained. The band of the book was able to be confirmed. The constructed recombinant plasmid was named aldA / pUC18 and used in the subsequent experiments.
構築したＧＤ−ＧＤＲ／ｐＡＣＹＣＤｕｅｔ−１およびａｌｄＡ／ｐＵＣ１８をＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＢＬ２１（ＤＥ３）ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ ｃｅｌｌ（Ｍｅｒｃｋ社）のプロトコールに従って、ヒートショック法により導入し、Ｅ．ｃｏｌｉ（ＧＤ−ＧＤＲ／ｐＡＣＹＣＤｕｅｔ−１、ａｌｄＡ／ｐＵＣ１８）を作出した。
Ｅ．ｃｏｌｉ（ＧＤ−ＧＤＲ／ｐＡＣＹＣＤｕｅｔ−１、ａｌｄＡ／ｐＵＣ１８）を、アンピシリン１００ｐｐｍ、クロラムフェニコール５０ｐｐｍ添加ＬＢ液体培地５ｍＬ（ＬＢ培地１Ｌあたりの組成：トリプトン１０ｇ、酵母エキス５ｇ、ＮａＣｌ１０ｇ）で３７℃、１６時間、振盪培養し、前培養液を得た。次に前培養液５ｍＬを、アンピシリン１００ｐｐｍ、クロラムフェニコール５０ｐｐｍ、グリセリン４０ｇ／Ｌ添加ＬＢ液体培地１Ｌに植菌し、３７℃、攪拌速度７２５ｒｐｍ、通気量１Ｌ／ｍｉｎ、で通気攪拌培養を行った。なお培養には、バイオット製ジャーファーメンター：ＢＭＪ−０２ＮＰ２を使用し、培養中はアンモニア水を用いて培養液中のｐＨを７にコントロールした。培養８時間後に１Ｍ−ＩＰＴＧ溶液を１ｍＬ、８ｍＭアデノシルコバラミン溶液を１ｍＬ添加してさらに６４時間培養を行った。得られた培養液を遠心分離にかけ、培養液上清を回収した。以下記載の方法で培養液上清中の生成物の確認を行ったところ、生成物である３−ヒドロキシプロピオン酸のピークを７．９分の位置に確認することができ、培養液中の３−ヒドロキシプロピオン酸の濃度は２ｗｔ％であった。
The constructed GD-GDR / pACYCDuet-1 and aldA / pUC18 were introduced by the heat shock method according to the protocol of Escherichia coli BL21 (DE3) competent cell (Merck). E. coli (GD-GDR / pACYCDuet-1, aldA / pUC18) was created.
E. coli (GD-GDR / pACYCDuet-1, aldA / pUC18) at 37 ° C. in 5 mL of LB liquid medium supplemented with 100 ppm of ampicillin and 50 ppm of chloramphenicol (composition per liter of LB medium: 10 g of tryptone, 5 g of yeast extract, 10 g of NaCl), The preculture was obtained by shaking culture for 16 hours. Next, 5 mL of the preculture solution was inoculated into 1 L of LB liquid medium containing 100 ppm ampicillin, 50 ppm chloramphenicol, and 40 g / L glycerin, followed by aeration and agitation culture at 37 ° C., agitation speed of 725 rpm, and aeration rate of 1 L / min. It was. In addition, the biot jar fermenter: BMJ-02NP2 was used for the culture, and the pH in the culture solution was controlled to 7 using aqueous ammonia during the culture. After 8 hours of culturing, 1 mL of 1M-IPTG solution and 1 mL of 8 mM adenosylcobalamin solution were added, followed by further culturing for 64 hours. The obtained culture broth was centrifuged and the culture supernatant was collected. When the product in the culture supernatant was confirmed by the method described below, the peak of 3-hydroxypropionic acid as the product could be confirmed at a position of 7.9 minutes. -The concentration of hydroxypropionic acid was 2 wt%.
高速液体クロマトグラフィーでの分析条件
使用カラム：ＹＭＣ−ｐＡＣＫ ＦＡ
流量：１ ｍＬ／ｍｉｎ
インジェクション量：１０ ｍＬ
溶離液：メタノール／アセトニトリル／Ｈ２Ｏ＝４０／５／５５（Ｖ／Ｖ／Ｖ）
内部標準：２−Ｈｙｄｒｏｘｙ−２−ｍｅｔｈｙｌ−ｎ−ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ
検出：ＵＶ ４００ｎｍ
培養上清１００μＬに内部標準液２００μＬを加えた。ヒドロキシカルボン酸ラベル化試薬（ＹＭＣ社）の試薬Ａ液２００μＬ、試薬Ｂ液２００μＬを加え、よく混合した後、６０℃、２０分間処理した。ヒドロキシカルボン酸ラベル化試薬（ＹＭＣ社）の試薬Ｃ液２００μＬを添加し、よく混合した。６０℃、１５分間処理後、室温まで冷えたら０．４５ｍｍフィルターに通し、ＬＣ分析サンプルとして供した。
Analytical conditions for high performance liquid chromatography Column used: YMC-pACK FA
Flow rate: 1 mL / min
Injection volume: 10 mL
Eluent: methanol / acetonitrile / H 2 O = 40/5/55 (V / V / V)
Internal standard: 2-Hydroxy-2-methyl-n-butyric acid
Detection: UV 400nm
200 μL of an internal standard solution was added to 100 μL of the culture supernatant. 200 μL of reagent A solution and 200 μL of reagent B solution of a hydroxycarboxylic acid labeling reagent (YMC) were added and mixed well, followed by treatment at 60 ° C. for 20 minutes. 200 μL of reagent C solution of a hydroxycarboxylic acid labeling reagent (YMC) was added and mixed well. After being treated at 60 ° C. for 15 minutes and then cooled to room temperature, it was passed through a 0.45 mm filter and used as an LC analysis sample.
菌体を除去した２ｗｔ％３−ヒドロキシプロピオン酸含有培養液３０ｇ、トリデシルアミン１８０ｇ、ドデカノール２０ｇを５００ｍＬ三つ口フラスコに加え、これを次に油浴に沈め、真空ポンプに接続した。溶液を攪拌しながらフラスコを加熱した。溶液の温度が８５℃に達した段階で真空ポンプのスイッチを入れた。反応の間、３−ヒドロキシプロピオン酸アンモニウムの分解によりアンモニアと水が放出され、これらは減圧下に低温トラップへと除去された。これと同時に３−ヒドロキシプロピオン酸アンモニウムの分解により生成した３−ヒドロキシプロピオン酸は、トリデシルアミンとドデカノールから形成された有機相中に抽出された。３−ヒドロキシプロピオン酸を含むトリデシルアミンとドデカノールから形成された有機相に、１／５容量の水を加えて混合、１４０℃まで加熱することで、３−ヒドロキシプロピオン酸を含む水溶液を得た。得られた原料組成物中のタンパク質および核酸の総量は５０質量％以下であった。 30 g of 2 wt% 3-hydroxypropionic acid-containing culture solution from which the cells were removed, 180 g of tridecylamine and 20 g of dodecanol were added to a 500 mL three-necked flask, which was then submerged in an oil bath and connected to a vacuum pump. The flask was heated while stirring the solution. When the temperature of the solution reached 85 ° C., the vacuum pump was turned on. During the reaction, decomposition of ammonium 3-hydroxypropionate released ammonia and water, which were removed under reduced pressure into a cold trap. At the same time, 3-hydroxypropionic acid produced by the decomposition of ammonium 3-hydroxypropionate was extracted into the organic phase formed from tridecylamine and dodecanol. An aqueous phase containing 3-hydroxypropionic acid was obtained by adding 1/5 volume of water to the organic phase formed from tridecylamine and dodecanol containing 3-hydroxypropionic acid and mixing and heating to 140 ° C. . The total amount of protein and nucleic acid in the obtained raw material composition was 50% by mass or less.
３ＨＰの脱水
原料として、上記で得た３−ヒドロキシプロピオン酸（３ＨＰ）を１２質量％水溶液に調整し、メトキノンを１００質量ｐｐｍになるように添加した。内径１０ｍｍのステンレス製反応管に、高さ５ｃｍで固体触媒としてγ−アルミナを充填し、その上にステンレス製の１．５ｍｍのディクソンパッキンを蒸発層として積層した。反応管を電気炉にて３００℃に加熱し、上記原料を毎時８．３ｇの速度で反応管の上部に供給した。同時に、毎時１．５Ｌの速度で窒素ガスを流した。反応管の下部から抜き出した反応ガスを、冷却捕集し反応液を得た。得られた反応液を液体クロマトグラフィーで分析したところ、３ＨＰの転化率は９９％、アクリル酸の収率は９８モル％であった。アクリル酸を分析した結果、３−ヒドロキシプロピオン酸のオリゴマー等の不純物は検出されなかった。また１０日間保管しても着色は見られなかった。
Dehydration of 3HP As a raw material, 3-hydroxypropionic acid (3HP) obtained above was adjusted to a 12 mass% aqueous solution, and methoquinone was added to 100 mass ppm. A stainless steel reaction tube having an inner diameter of 10 mm was filled with γ-alumina as a solid catalyst at a height of 5 cm, and a stainless steel 1.5 mm Dickson packing was laminated thereon as an evaporation layer. The reaction tube was heated to 300 ° C. in an electric furnace, and the raw material was supplied to the upper portion of the reaction tube at a rate of 8.3 g / hour. At the same time, nitrogen gas was allowed to flow at a rate of 1.5 L / hour. The reaction gas extracted from the lower part of the reaction tube was cooled and collected to obtain a reaction solution. When the obtained reaction liquid was analyzed by liquid chromatography, the conversion rate of 3HP was 99%, and the yield of acrylic acid was 98 mol%. As a result of analyzing acrylic acid, impurities such as oligomers of 3-hydroxypropionic acid were not detected. Moreover, coloring was not seen even if it stored for 10 days.
（比較例１）
実施例１で得られた３−ヒドロキシプロピオン酸を含む培養液（菌体は除去したもの）を実施例１と同じように固体触媒を充填した反応管の上部に、毎時８．３ｇの速度で供給した。同時に、毎時１．５Ｌの速度で窒素ガスを流した。しかし供給の途中で反応管が閉塞し、アクリル酸の製造が困難となったため、水溶液の供給を停止した。尚、水溶液の供給を開始した初期に反応管から抜き出した反応ガスを冷却し、捕集した反応液を液体クロマトグラフィー分析したところ、アクリル酸の他に実施例１では検出されなかった未知の不純物が多数確認された。また捕集液は黄色く着色していた。本比較例１で原料として用いた、実施例１記載の方法で得た３−ヒドロキシプロピオン酸を含む培養液 （菌体は除去したもの）に含まれる、タンパク質および核酸の総量は５０質量％以上であった。
(Comparative Example 1)
The culture solution containing 3-hydroxypropionic acid obtained in Example 1 (with the cells removed) was placed on the top of the reaction tube filled with the solid catalyst in the same manner as in Example 1 at a rate of 8.3 g per hour. Supplied. At the same time, nitrogen gas was allowed to flow at a rate of 1.5 L / hour. However, since the reaction tube was clogged during the supply and it became difficult to produce acrylic acid, the supply of the aqueous solution was stopped. The reaction gas extracted from the reaction tube at the beginning of the supply of the aqueous solution was cooled, and the collected reaction liquid was analyzed by liquid chromatography. As a result, unknown impurities other than acrylic acid that were not detected in Example 1 were detected. Many were confirmed. The collected liquid was colored yellow. The total amount of protein and nucleic acid contained in the culture solution containing 3-hydroxypropionic acid obtained by the method described in Example 1 used as a raw material in Comparative Example 1 (from which the cells have been removed) is 50% by mass or more. Met.
（実施例２）
ポリ３−ヒドロキシプロピオン酸（ポリ３ＨＰ）を含む組成物の取得方法
Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｅｎｔｅｒｉｃａ ｓｕｂｓｐ． ｅｎｔｅｒｉｃａ ｓｅｒｏｖａｒ Ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ株のゲノムＤＮＡをテンプレートとし、以下に示したｐｄｕＰ＿Ｆ及びｐｄｕＰ＿Ｒプライマーを用いて、Ｐｈｕｓｉｏｎ ＤＮＡ Ｈｉｇｈ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｓ（Ｆｉｎｎｚｙｍｅ社）によるＰＣＲ増幅を行い、ｐｒｏｐｉｏｎａｌｄｅｈｙｄｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ（ｐｄｕＰ）遺伝子断片を得た。また、ｐＥＴＤｕｅｔ−１ベクター（Ｍｅｒｃｋ社）をテンプレートとし、以下に示したｐＥＴ＿Ｆ及びｐＥＴ＿Ｒプライマーを用いて、Ｐｈｕｓｉｏｎ ＤＮＡ Ｈｉｇｈ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｓ（Ｆｉｎｎｚｙｍｅ社）によるＰＣＲ増幅を行い、ｐＥＴベクター断片を得た。ＰＣＲ増幅により得たｐｄｕＰ遺伝子断片及びｐＥＴベクター断片を用いて、Ｉｎ−Ｆｕｓｉｏｎ Ａｄｖａｎｔａｇｅ ＰＣＲ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｋｉｔ（Ｔａｋａｒａ社）によるクローニングを実施し、ｐｄｕＰ／ｐＥＴを構築した。
・ｐｄｕＰ＿Ｆ：ＡＧＡＡＧＧＡＧＡＴＡＴＡＣＣＡＴＧＡＡＴＡＣＴＴＣＴＧＡＡＣＴＣＧＡ
・ｐｄｕＰ＿Ｒ：ＡＧＣＡＧＣＣＴＡＧＧＴＴＡＡＴＴＡＧＣＧＡＡＴＡＧＡＡＡＡＧＣＣＧＴ
・ｐＥＴ＿Ｆ：ＴＴＡＡＣＣＴＡＧＧＣＴＧＣＴＧＣＣＡ
・ｐＥＴ＿Ｒ：ＧＧＴＡＴＡＴＣＴＣＣＴＴＣＴＴＡＡＡＧ
Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｂｕｔｙｒｉｃｕｍ ＤＳＭ２４７８株のゲノムＤＮＡをテンプレートとし、以下に示したｄｈａＢ１Ｂ２＿Ｆ及びｄｈａＢ１Ｂ２＿Ｒプライマーを用いて、Ｐｈｕｓｉｏｎ ＤＮＡ Ｈｉｇｈ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｓ（Ｆｉｎｎｚｙｍｅ社）によるＰＣＲ増幅を行い、Ｇｌｙｃｅｒｏｌ ｄｅｈｙｄｒａｔａｓｅ（ｄｈａＢ１Ｂ２）遺伝子断片を得た。次にｐＣＤＦＤｕｅｔ−１ベクター（Ｍｅｒｃｋ社）をテンプレートとし、以下に示したｐＣＤＦ＿Ｆ及びｐＣＤＦ＿Ｒプライマーを用いて、Ｐｈｕｓｉｏｎ ＤＮＡ Ｈｉｇｈ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｓ（Ｆｉｎｎｚｙｍｅ社）によるＰＣＲ増幅を行い、ｐＣＤＦベクター断片を得た。ＰＣＲ増幅により得たｄｈａＢ１Ｂ２遺伝子断片及びｐＣＤＦベクター断片を用いて、Ｉｎ−Ｆｕｓｉｏｎ Ａｄｖａｎｔａｇｅ ＰＣＲ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｋｉｔ（Ｔａｋａｒａ社）によるクローニングを実施し、ｄｈａＢ１Ｂ２／ｐＣＤＦを構築した。
・ｄｈａＢ１Ｂ２＿Ｆ：ＡＴＡＡＧＧＡＧＡＴＡＴＡＣＣＡＴＧＧＡＧＴＡＡＡＡＡＴＧＡＴＡＡＧ
・ｄｈａＢ１Ｂ２＿Ｒ：ＡＧＣＡＧＣＣＴＡＧＧＴＴＡＡＴＴＡＣＴＣＡＧＣＴＣＣＡＡＴＴＧＴＧ
・ｐＣＤＦ＿Ｆ：ＴＴＡＡＣＣＴＡＧＧＣＴＧＣＴＧＣＣＡＣ
・ｐＣＥＦ＿Ｒ：ＧＧＴＡＴＡＴＣＴＣＣＴＴＡＴＴＡＡＡＧ
Ｒａｌｓｔｏｎｉａ ｅｕｔｒｏｐｈａ Ｈ１６株のゲノムＤＮＡをテンプレートとし、以下に示したｐｈａＣ１＿Ｆ及びｐｈａＣ１＿Ｒプライマーを用いて、Ｐｈｕｓｉｏｎ ＤＮＡ Ｈｉｇｈ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｓ（Ｆｉｎｎｚｙｍｅ社）によるＰＣＲ増幅を行い、ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ （ｐｈａＣ１）遺伝子断片を得た。次に、ｐＣＯＬＡＤｕｅｔ−１ベクター（Ｍｅｒｃｋ社）をテンプレートとし、以下に示したｐＣＯＬＡ＿Ｆ及びｐＣＯＬＡ＿Ｒプライマーを用いて、Ｐｈｕｓｉｏｎ ＤＮＡ Ｈｉｇｈ−Ｆｉｄｅｌｉｔｙ ＤＮＡ Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｓ（Ｆｉｎｎｚｙｍｅ社）によるＰＣＲ増幅を行い、ｐＣＯＬＡベクター断片を得た。ＰＣＲ増幅により得たｐｈａＣ１遺伝子断片及びｐＣＯＬＡベクター断片を用いて、Ｉｎ−Ｆｕｓｉｏｎ Ａｄｖａｎｔａｇｅ ＰＣＲ Ｃｌｏｎｉｎｇ Ｋｉｔ（Ｔａｋａｒａ社）によるクローニングを実施し、ｐｈａＣ１／ｐＣＯＬＡを構築した。
・ｐｈａＣ１＿Ｆ：ＡＴＡＡＧＧＡＧＡＴＡＴＡＣＣＡＴＧＧＣＧＡＣＣＧＧＣＡＡＡＧＧ
・ｐｈａＣ１＿Ｒ：ＡＧＣＡＧＣＣＴＡＧＧＴＴＡＡＴＣＡＴＧＣＣＴＴＧＧＣＴＴＴＧＡＣＧＴＡＴＣ
・ｐＣＯＬＡ＿Ｆ：ＴＴＡＡＣＣＴＡＧＧＣＴＧＣＴＧＣＣＡＣ
・ｐＣＯＬＡ＿Ｒ：ＧＧＴＡＴＡＴＣＴＣＣＴＴＡＴＴＡＡＡＧ
構築したｐｄｕＰ／ｐＥＴ、ｄｈａＢ１Ｂ２／ｐＣＤＦ及びｐｈａＣ１／ｐＣＯＬＡを、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＢＬ２１（ＤＥ３） ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ ｃｅｌｌ（Ｍｅｒｃｋ社）のプロトコールに従って、ヒートショック法により導入し、Ｅ．ｃｏｌｉ（ｐｄｕＰ／ｐＥＴ、ｄｈａＢ１Ｂ２／ｐＣＤＦ、ｐｈａＣ１／ｐＣＯＬＡ）を作出した。
Ｅ．ｃｏｌｉ（ｐｄｕＰ／ｐＥＴ、ｄｈａＢ１Ｂ２／ｐＣＤＦ、ｐｈａＣ１／ｐＣＯＬＡ）をアンピシリン終濃度１００ｐｐｍ、ストレプトマイシン終濃度５０ｐｐｍ、カナマイシン終濃度３０ｐｐｍとなるように各抗生物質を添加したＬＢ培地に植菌し、３７℃で振盪培養し、前培養液とした。
(Example 2)
Method for obtaining a composition containing poly-3-hydroxypropionic acid (poly-3HP) Salmonella enterica subsp. Using the genomic DNA of the enterica serovar Typhimurium strain as a template, PCR amplification with Phusion DNA High Fidelity DNA Polymeres (Findehyme) was performed using the pduP_F and pduP_R primers shown below. In addition, PCR amplification was performed using Phusion DNA High-Fidelity DNA Polymeres (Finzyme) using the pETDuet-1 vector (Merck) as a template and the pET_F and pET_R primers shown below to obtain a pET vector fragment. Using the pduP gene fragment and the pET vector fragment obtained by PCR amplification, cloning by In-Fusion Advantage PCR Cloning Kit (Takara) was performed to construct pduP / pET.
・ PduP_F: AGAAGGAGATATACCATGAATACTTCTGACTCGA
・ PduP_R: AGCAGCCCTAGGTTAATTAGCGAATAGAAAAGCCGT
-PET_F: TTAACCTAGGCTGCTGCCA
-PET_R: GGTATATCTCCTTCTTAAAG
Using the genomic DNA of Clostridium butyricum DSM2478 strain as a template, and using the dhaB1B2_F and dhaB1B2_R primers shown below, PCR amplification with Phrasion DNA High-Fidelity DNA Polymeres (Finzyme) was performed, and the gene was subjected to PCR. . Next, using the pCDFDuet-1 vector (Merck) as a template, PCR amplification with Phusion DNA High-Fidelity DNA Polymerases (Finzyme) was performed using the pCDF_F and pCDF_R primers shown below to obtain a pCDF vector fragment. Using the dhaB1B2 gene fragment and pCDF vector fragment obtained by PCR amplification, cloning was performed by In-Fusion Advantage PCR Cloning Kit (Takara) to construct dhaB1B2 / pCDF.
DhaB1B2_F: ATAAGGAGATATACCATGGAGTAAAAATGATAAG
DhaB1B2_R: AGCAGCCTAGGTTAATTACTCAGCTCCCAATGTGG
・ PCDF_F: TTAACCTAGGCTGCGCCAC
・ PCEF_R: GGTATATCTCCTTTATAAAAG
PCR amplification with Phusion DNA High-Fidelity DNA Polymerase (Finzyme) was performed using the genomic DNA of Ralstonia eutropha H16 strain as a template and using the phaC1_F and phaC1_R primers shown below to obtain a PHA synthase fragment (phaC1) . Next, pCOLADuet-1 vector (Merck) was used as a template, and pCOLA_F and pCOLA_R primers shown below were used for PCR amplification with Phusion DNA High-Fidelity DNA Polymeres (Finzyme) to obtain a pCOLA vector fragment. . Using the phaC1 gene fragment and pCOLA vector fragment obtained by PCR amplification, cloning was performed by In-Fusion Advantage PCR Cloning Kit (Takara) to construct phaC1 / pCOLA.
PhaC1_F: ATAAGGAGATATACCATGGCGACCGCCAAAGG
PhaC1_R: AGCAGCCTAGGTTAATCATGCCTTGGCTTTGACGTTATC
・ PCOLA_F: TTAACCTAGGCTGCGCCAC
・ PCOLA_R: GGTATATCTCCTTTATTAAAG
The constructed pduP / pET, dhaB1B2 / pCDF and phaC1 / pCOLA were introduced by the heat shock method according to the protocol of Escherichia coli BL21 (DE3) competent cell (Merck). E. coli (pduP / pET, dhaB1B2 / pCDF, phaC1 / pCOLA) was generated.
E. E. coli (pduP / pET, dhaB1B2 / pCDF, phaC1 / pCOLA) was inoculated into LB medium supplemented with each antibiotic so that the final concentration of ampicillin was 100 ppm, the final concentration of streptomycin was 50 ppm, and the final concentration of kanamycin was 30 ppm, and shaken at 37 ° C. It was cultured and used as a preculture solution.
次に、アンピシリン終濃度１００ｐｐｍ、ストレプトマイシン終濃度５０ｐｐｍ、カナマイシン終濃度３０ｐｐｍとなるように各抗生物質を添加した０．３Ｍグリセリン含有Ｒｉｅｓｅｎｂｅｒｇ−ｍｅｄｉｍ（Ｒｂ）培地１Ｌ（Ｒｂ培地の１Ｌあたりの組成：ＫＨ２ＰＯ４＝１３．３ｇ，（ＮＨ４）２ＨＰＯ４＝４ｇ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ＝１．２ｇ、クエン酸＝１．７ｇ、ＥＤＴＡ＝８．４ｍｇ、ＣｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏ＝２．５ｍｇ、ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ＝１５ｍｇ、ＣｕＣｌ２・２Ｈ２Ｏ＝１．５ｍｇ、Ｈ３ＢＯ３＝３ｍｇ、Ｎａ２ＭｏＯ４・２Ｈ２Ｏ＝２．５ｍｇ、Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・２Ｈ２Ｏ＝１３ｍｇ、クエン酸鉄（III）＝０．１ｇ、チアミン塩酸塩＝４．５ｍｇ）に前培養液２０ｍＬを植菌し、攪拌速度：４００ｒｐｍ、培養温度：３７℃、通気量：２．５ｍＬ／ｈ、で通気攪拌培養を開始した。なお培養には、バイオット製ジャーファーメンター：ＢＭＪ−０２ＮＰ２を使用し、培養中はアンモニア水を用いて培養液中のｐＨを６．７にコントロールした。培養１５時間後、遺伝子組換え大腸菌の生育が定常期に達した段階で、２Ｍグリセリン添加流加Ｒｂ培地（流加Ｒｂ培地の１Ｌあたりの組成：ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ＝２０ｇ、ＥＤＴＡ＝１３ｍｇ、ＣｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏ＝４ｍｇ、ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ＝２３．５ｍｇ、ＣｕＣｌ２・２Ｈ２Ｏ＝２．５ｍｇ、Ｈ３ＢＯ３＝５ｍｇ、Ｎａ２ＭｏＯ４・２Ｈ２Ｏ＝４ｍｇ、Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・２Ｈ２Ｏ＝１６ｍｇ、クエン酸鉄（III）＝４０ｍｇ）を２０ｍＬ／ｈの流速で流加を開始した。流加開始後は、流加液と同じ速度で培養液を抜き出した。培養開始から４５時間後、空気の通気を止め、窒素を流し、嫌気培養を開始した。嫌気培養中は、フマル酸ジナトリウム終濃度０．５Ｍ、酒石酸カリウムナトリウム終濃度０．５Ｍ、ＩＰＴＧ終濃度１ｍＭ添加Ｒｂ培地を２０ｍＬ／ｈで流加した。培養９０時間で培養を停止し、ジャーファーメンターから培養液を回収、遠心分離後、上清を廃棄し３−ヒドロキシプロピオン酸ポリマーを内在した菌体ペレットを得た。 Next, 1 L of 0.3 M glycerin-containing Riesenberg-medim (Rb) medium to which each antibiotic was added so that the final concentration of ampicillin was 100 ppm, the final concentration of streptomycin was 50 ppm, and the final concentration of kanamycin was 30 ppm (composition per liter of Rb medium: KH 2 PO 4 = 13.3 g, (NH 4 ) 2 HPO 4 = 4 g, MgSO 4 .7H 2 O = 1.2 g, citric acid = 1.7 g, EDTA = 8.4 mg, CoCl 2 .6H 2 O = 2 0.5 mg, MnCl 2 .4H 2 O = 15 mg, CuCl 2 .2H 2 O = 1.5 mg, H 3 BO 3 = 3 mg, Na 2 MoO 4 .2H 2 O = 2.5 mg, Zn (CH 3 COO) 2 · 2H 2 O = 13mg, iron citrate (III) = 0.1g, preculture 20mL thiamine hydrochloride = 4.5 mg) planted And, stirring rate: 400 rpm, a culture temperature: 37 ° C., aeration rate: 2.5 mL / h, in began aeration agitation culture. In addition, the biot jar fermenter: BMJ-02NP2 was used for the culture, and the pH in the culture solution was controlled to 6.7 using aqueous ammonia during the culture. 15 hours after culturing, when the growth of the recombinant E. coli reached the stationary phase, 2M glycerin-added fed-batch Rb medium (composition per liter of fed-batch Rb medium: MgSO 4 .7H 2 O = 20 g, EDTA = 13 mg , CoCl 2 · 6H 2 O = 4 mg, MnCl 2 · 4H 2 O = 23.5 mg, CuCl 2 · 2H 2 O = 2.5 mg, H 3 BO 3 = 5 mg, Na 2 MoO 4 · 2H 2 O = 4 mg, Feeding of Zn (CH 3 COO) 2 .2H 2 O = 16 mg, iron (III) citrate = 40 mg) was started at a flow rate of 20 mL / h. After the start of feeding, the culture solution was extracted at the same rate as the feeding solution. After 45 hours from the start of culture, air aeration was stopped, nitrogen was passed, and anaerobic culture was started. During anaerobic culture, Rb medium supplemented with disodium fumarate final concentration 0.5 M, potassium sodium tartrate final concentration 0.5 M, and IPTG final concentration 1 mM was fed at 20 mL / h. The culture was stopped after 90 hours of culture, and the culture solution was collected from the jar fermenter. After centrifugation, the supernatant was discarded to obtain a cell pellet containing 3-hydroxypropionic acid polymer.
菌体ペレットを凍結乾燥処理した後に、クロロホルムを用いた溶媒抽出を行った。抽出液を遠心分離に供し、上澄み溶液を回収することで、不溶成分を除去した。遠心分離後の上澄み液をエバポレーターを用いて濃縮し、１０倍容量の冷エタノール溶液を添加してポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を析出させた。析出したポリ３−ヒドロキシプロピオン酸を濾過により回収し、乾燥させてポリ３−ヒドロキシプロピオン酸粉体を得た。得られたポリ３−ヒドロキシプロピオン酸粉体中のタンパク質および核酸の総量は５０質量％以下であった。 After the cell pellet was freeze-dried, solvent extraction with chloroform was performed. The extract was subjected to centrifugation, and the supernatant solution was collected to remove insoluble components. The supernatant after centrifugation was concentrated using an evaporator, and 10-fold volume of cold ethanol solution was added to precipitate poly-3-hydroxypropionic acid. The precipitated poly-3-hydroxypropionic acid was collected by filtration and dried to obtain a poly-3-hydroxypropionic acid powder. The total amount of protein and nucleic acid in the obtained poly-3-hydroxypropionic acid powder was 50% by mass or less.
ポリ３ＨＰの加水分解
内容積５００ｍＬのオートクレーブに、上記で得られたポリ３−ヒドロキシプロピオン酸１０ｇ、水２００ｇ、加水分解触媒として濃硫酸２．０ｇを仕込み、気相部を窒素で置換後、１５０℃まで昇温した。そのまま２４時間保持し、加水分解反応を行った。冷却後、反応液を抜き出し、液体クロマトグラフィーで分析したところ、３−ヒドロキシプロピオン酸の収率は７５％であった。抜き出した反応液を、薄膜蒸発器を用いて濃縮および重質分カットを行い、脱水反応原料を調製した。
Hydrolysis of poly-3HP An autoclave having an internal volume of 500 mL was charged with 10 g of the poly-3-hydroxypropionic acid obtained above, 200 g of water, and 2.0 g of concentrated sulfuric acid as a hydrolysis catalyst, and the gas phase portion was filled with nitrogen. After the replacement, the temperature was raised to 150 ° C. It was kept for 24 hours as it was, and a hydrolysis reaction was performed. After cooling, the reaction solution was extracted and analyzed by liquid chromatography. The yield of 3-hydroxypropionic acid was 75%. The extracted reaction solution was concentrated and cut with heavy components using a thin film evaporator to prepare a dehydration reaction raw material.
３ＨＰの脱水
原料として、実施例２で得た３−ヒドロキシプロピオン酸（３ＨＰ）を１２質量％水溶液に調整し、メトキノンを１００質量ｐｐｍになるように添加した。内径１０ｍｍのステンレス製反応管に、高さ５ｃｍで固体触媒としてγ−アルミナを充填し、その上にステンレス製の１．５ｍｍのディクソンパッキンを蒸発層として積層した。反応管を電気炉にて３００℃に加熱し、上記原料を毎時８．３ｇの速度で反応管の上部に供給した。同時に、毎時１．５Ｌの速度で窒素ガスを流した。反応管の下部から抜き出した反応ガスを、冷却捕集し反応液を得た。得られた反応液を液体クロマトグラフィーで分析したところ、３ＨＰの転化率は９９％、アクリル酸の収率は９８モル％であった。アクリル酸を分析した結果、３−ヒドロキシプロピオン酸のオリゴマー等の不純物は検出されなかった。また１０日間保管しても着色は見られなかった。
Dehydration of 3HP As a raw material, 3-hydroxypropionic acid (3HP) obtained in Example 2 was adjusted to a 12 mass% aqueous solution, and methoquinone was added to 100 mass ppm. A stainless steel reaction tube having an inner diameter of 10 mm was filled with γ-alumina as a solid catalyst at a height of 5 cm, and a stainless steel 1.5 mm Dickson packing was laminated thereon as an evaporation layer. The reaction tube was heated to 300 ° C. in an electric furnace, and the raw material was supplied to the upper portion of the reaction tube at a rate of 8.3 g / hour. At the same time, nitrogen gas was allowed to flow at a rate of 1.5 L / hour. The reaction gas extracted from the lower part of the reaction tube was cooled and collected to obtain a reaction solution. When the obtained reaction liquid was analyzed by liquid chromatography, the conversion rate of 3HP was 99%, and the yield of acrylic acid was 98 mol%. As a result of analyzing acrylic acid, impurities such as oligomers of 3-hydroxypropionic acid were not detected. Moreover, coloring was not seen even if it stored for 10 days.
（比較例２）
実施例２のポリ３ＨＰの取得において、クロロホルムを用いた溶媒抽出で得られた上澄み溶液から、エバポレーターでクロロホルムを留去し、ポリ３ＨＰを得た。このポリ３ＨＰの加水分解を、実施例２と同様に行い、得られた反応液を薄膜蒸発器を用いて濃縮のみを実施して３−ヒドロキシプロピオン酸を得た。この３ＨＰを１２質量％の水溶液に調製し、メトキノンを１００ｐｐｍになるように添加した。この水溶液を実施例１と同じように固体触媒を充填した反応管の上部に、毎時８．３ｇの速度で供給した。同時に、毎時１．５Ｌの速度で窒素ガスを流した。しかし供給の途中で反応管が閉塞し、アクリル酸の製造が困難となったため、水溶液の供給を停止した。尚、水溶液の供給を開始した初期に反応管から抜き出した反応ガスを冷却し、捕集した反応液を液体クロマトグラフィー分析したところ、アクリル酸の他に実施例１では検出されなかった未知の不純物が多数確認された。また捕集液は黄色く着色していた。
(Comparative Example 2)
In obtaining the poly-3HP of Example 2, chloroform was distilled off from the supernatant solution obtained by solvent extraction using chloroform with an evaporator to obtain poly-3HP. The hydrolysis of this poly-3HP was carried out in the same manner as in Example 2, and the resulting reaction solution was only concentrated using a thin film evaporator to obtain 3-hydroxypropionic acid. This 3HP was prepared in a 12% by mass aqueous solution, and methoquinone was added to 100 ppm. This aqueous solution was supplied to the upper part of the reaction tube filled with the solid catalyst in the same manner as in Example 1 at a rate of 8.3 g per hour. At the same time, nitrogen gas was allowed to flow at a rate of 1.5 L / hour. However, since the reaction tube was clogged during the supply and it became difficult to produce acrylic acid, the supply of the aqueous solution was stopped. The reaction gas extracted from the reaction tube at the beginning of the supply of the aqueous solution was cooled, and the collected reaction liquid was analyzed by liquid chromatography. As a result, unknown impurities other than acrylic acid that were not detected in Example 1 were detected. Many were confirmed. The collected liquid was colored yellow.
（実施例３）
原料として、実施例２で得た３−ヒドロキシプロピオン酸（３ＨＰ）を１６質量％水溶液に調整し、メトキノンを１００質量ｐｐｍになるように添加した。温度計を備えた１Ｌのフラスコに、８５％リン酸４４０ｇを仕込み、２５０℃まで昇温した。水を毎分５ｇの速度で、電気ヒーターを巻いた蒸発管に供給し、水を蒸発させ、蒸気を２５０℃まで昇温した後、フラスコ内のリン酸相（液相）に吹き込み、系が安定になるまで保持した。その後、上記原料を６０℃に加熱し、毎分０．７５ｇの速度で液相に滴下した。生成物は過熱水蒸気と共に、フラスコから気体で抜き出し、冷却器にて凝縮させた。３ＨＰ水溶液を８５分間、連続的に供給した。得られた凝縮液とフラスコ内の液相を液体クロマトグラフィーで分析したところ、３ＨＰの転化率は９７％、アクリル酸の収率は９３モル％であった。
(Example 3)
As a raw material, 3-hydroxypropionic acid (3HP) obtained in Example 2 was adjusted to a 16% by mass aqueous solution, and methoquinone was added to 100 ppm by mass. A 1 L flask equipped with a thermometer was charged with 440 g of 85% phosphoric acid and heated to 250 ° C. Water is supplied at a rate of 5 g / min to an evaporation tube wrapped with an electric heater to evaporate the water, the temperature of the steam is raised to 250 ° C., and then blown into the phosphoric acid phase (liquid phase) in the flask. Hold until stable. Thereafter, the raw material was heated to 60 ° C. and dropped into the liquid phase at a rate of 0.75 g per minute. The product was withdrawn from the flask as a gas with superheated steam and condensed in a cooler. A 3HP aqueous solution was continuously fed for 85 minutes. When the obtained condensate and the liquid phase in the flask were analyzed by liquid chromatography, the conversion of 3HP was 97% and the yield of acrylic acid was 93 mol%.
（実施例４）
温度計および攪拌翼を備えた１Ｌのフラスコに、８５％リン酸４４０ｇを仕込み、２５０℃まで昇温した。メトキノン１００質量ｐｐｍを添加した、実施例２で得た３−ヒドロキシプロピオン酸（３ＨＰ）１２質量％水溶液を６０℃に加熱し、毎分０．８４ｇの速度で液相に滴下した。生成物は、フラスコから気体で抜き出し、冷却器にて凝縮させた。３ＨＰ水溶液を６時間、連続的に供給した。得られた凝縮液とフラスコ内の液相を液体クロマトグラフィーで分析したところ、３ＨＰの転化率は９９％、アクリル酸の収率は９８モル％であった。アクリル酸を分析した結果、３−ヒドロキシプロピオン酸のオリゴマー等の不純物は検出されなかった。また１０日間保管しても着色は見られなかった。
Example 4
A 1 L flask equipped with a thermometer and a stirring blade was charged with 440 g of 85% phosphoric acid and heated to 250 ° C. A 12% by mass aqueous solution of 3-hydroxypropionic acid (3HP) obtained in Example 2 to which 100 ppm by weight of methoquinone was added was heated to 60 ° C. and dropped into the liquid phase at a rate of 0.84 g per minute. The product was withdrawn from the flask as a gas and condensed in a cooler. A 3HP aqueous solution was continuously fed for 6 hours. When the obtained condensate and the liquid phase in the flask were analyzed by liquid chromatography, the conversion rate of 3HP was 99% and the yield of acrylic acid was 98 mol%. As a result of analyzing acrylic acid, impurities such as oligomers of 3-hydroxypropionic acid were not detected. Moreover, coloring was not seen even if it stored for 10 days.
（実施例５）
ポリ３ＨＰの加水分解
内容積５００ｍＬのオートクレーブに、実施例２で得られたポリ３−ヒドロキシプロピオン酸５ｇとクロロホルム１００ｇを入れ撹拌して均一とした。さらに水１００ｇ、加水分解触媒として強酸性イオン交換樹脂１０ｇを仕込み、気相部を窒素で置換後、１５０℃まで昇温した。そのまま２４時間保持し、加水分解反応を行った。冷却後、反応液を抜き出し、液体クロマトグラフィーで分析したところ、３−ヒドロキシプロピオン酸の収率は８２％であった。抜き出した反応液を油水分離し、水相を薄膜蒸発器を用いて濃縮および重質分カットを行い、脱水反応原料を調製した。
(Example 5)
Hydrolysis of poly-3HP In an autoclave having an internal volume of 500 mL, 5 g of poly-3-hydroxypropionic acid obtained in Example 2 and 100 g of chloroform were added and stirred to make uniform. Further, 100 g of water and 10 g of a strongly acidic ion exchange resin as a hydrolysis catalyst were charged, and after the gas phase portion was replaced with nitrogen, the temperature was raised to 150 ° C. It was kept for 24 hours as it was, and a hydrolysis reaction was performed. After cooling, the reaction mixture was extracted and analyzed by liquid chromatography. The yield of 3-hydroxypropionic acid was 82%. The extracted reaction liquid was separated into oil and water, and the aqueous phase was concentrated using a thin film evaporator and heavy components were cut to prepare a dehydration reaction raw material.
３ＨＰの脱水
温度計および攪拌翼を備えた１Ｌのフラスコに、テトラエチレングリコールジメチルエーテル３２０ｇを仕込み、２５０℃まで昇温した。そこにメトキノン１００質量ｐｐｍを添加した、上記で得た３−ヒドロキシプロピオン酸（３ＨＰ）１２質量％水溶液を６０℃に加熱し、毎分０．９９ｇの速度で液相に滴下した。生成物は、フラスコから気体で抜き出し、冷却器にて凝縮させた。３ＨＰ水溶液を７時間、連続的に供給した。得られた凝縮液とフラスコ内の液相を液体クロマトグラフィーで分析したところ、３ＨＰの転化率は５５％、アクリル酸の収率は５１モル％であった。
Dehydration of 3HP A 1 L flask equipped with a thermometer and a stirring blade was charged with 320 g of tetraethylene glycol dimethyl ether and heated to 250C. The 12 mass% aqueous solution of 3-hydroxypropionic acid (3HP) obtained above with 100 mass ppm of methoquinone added thereto was heated to 60 ° C. and dropped into the liquid phase at a rate of 0.99 g per minute. The product was withdrawn from the flask as a gas and condensed in a cooler. A 3HP aqueous solution was continuously fed for 7 hours. When the obtained condensate and the liquid phase in the flask were analyzed by liquid chromatography, the conversion of 3HP was 55% and the yield of acrylic acid was 51 mol%.
（実施例７）
アクリル酸の晶析精製
実施例１で得られたアクリル酸の水溶液を蒸留し、塔低より、アクリル酸８６．５質量％を含む粗製アクリル酸を得た。この粗製アクリル酸を、母液として、室温（約１５℃）〜−５．８℃の温度範囲まで冷却して結晶を析出させ、同温度で保持した後、吸引濾過により結晶を液体から分離する晶析操作を行った。分離した結晶を融解させてから、一部をサンプリングして分析し、残りを母液として室温（約１５℃）〜４．８℃の温度範囲まで冷却して結晶を析出させ、同温度で保持した後、吸引濾過により結晶を液体から分離する晶析操作を行った。合計２回の晶析操作により、精製アクリル酸を得た。アクリル酸純度は９９．９質量％以上であった。
(Example 7)
Crystallization purification of acrylic acid The aqueous solution of acrylic acid obtained in Example 1 was distilled to obtain crude acrylic acid containing 86.5% by mass of acrylic acid from the tower bottom . The crude acrylic acid is cooled to room temperature (about 15 ° C.) to −5.8 ° C. as a mother liquor to precipitate crystals, and held at the same temperature, then the crystals are separated from the liquid by suction filtration. Analysis operation was performed. After melting the separated crystals, a part was sampled and analyzed, and the rest was cooled to a temperature range of room temperature (about 15 ° C.) to 4.8 ° C. as a mother liquor, and the crystals were precipitated and held at the same temperature. Thereafter, a crystallization operation for separating the crystals from the liquid by suction filtration was performed. Purified acrylic acid was obtained by a total of two crystallization operations. The acrylic acid purity was 99.9% by mass or more.
（実施例８）
吸水性樹脂の製造
得られた精製アクリル酸に重合禁止剤を６０質量ｐｐｍ添加した。別途、鉄を０．２質量ｐｐｍ含有する苛性ソーダから得られたＮａＯＨ水溶液に対して、上記の重合禁止剤添加アクリル酸を冷却下（液温３５℃）で添加することにより、７５モル％中和を行った。得られた、中和率７５モル％、濃度３５質量％のアクリル酸ナトリウム水溶液に、内部架橋剤としてポリエチレングリコールジアクリレート０．０５モル％（アクリル酸ナトリウム水溶液に対する値）を溶解させることにより、単量体成分を得た。この単量体成分３５０ｇを容積１Ｌの円筒容器に入れ、２Ｌ／ｍｉｎの割合で窒素を吹き込んで、２０分間脱気した。次いで、過硫酸ナトリウム０．１２ｇ／モル（単量体成分に対する値）およびＬ−アスコルビン酸０．００５ｇ／モル（単量体成分に対する値）の水溶液をスターラー攪拌下で添加して、重合を開始させた。重合開始後に攪拌を停止し、静置水溶液重合を行った。単量体成分の温度が約１５分（重合ピーク時間）後にピーク重合温度１０８℃を示した後、３０分間重合を進行させた。その後、重合物を円筒容器から取り出し、含水ゲル状架橋重合体を得た。得られた含水ゲル状架橋重合体は、４５℃でミートチョッパー（孔径：８ｍｍ）により細分化した後、１７０℃の熱風乾燥機で、２０分間加熱乾燥させた。さらに、乾燥重合体（固形分：約９５％）をロールミルで粉砕し、ＪＩＳ標準篩で粒径６００〜３００μｍに分級することにより、ポリアクリル酸系吸水性樹脂（中和率：７５％）を得た。
本発明によるアクリル酸の製造方法により得られたアクリル酸の重合性は、プロピレンを原料とするアクリル酸の製造方法により得られたアクリル酸の重合性と同等であり、得られた吸水性樹脂は、臭気がなく、物性も同等であった。
(Example 8)
Production of water-absorbing resin 60 mass ppm of a polymerization inhibitor was added to the obtained purified acrylic acid. Separately, to the aqueous NaOH solution obtained from caustic soda containing 0.2 mass ppm of iron, the above-mentioned polymerization inhibitor-added acrylic acid was added under cooling (
The polymerizability of acrylic acid obtained by the method for producing acrylic acid according to the present invention is equivalent to the polymerizability of acrylic acid obtained by the method for producing acrylic acid using propylene as a raw material. There was no odor and the physical properties were the same.
本発明は、リサイクル可能な生物由来資源（例えばバイオマス）から入手または調製されたヒドロキシプロピオン酸、ポリヒドロキシプロピオン酸および／またはそれらの塩を原料として高品質のアクリル酸を高収率で安定的かつ連続的に製造することを可能にするので、地球温暖化対策に多大の貢献をなすものである。 The present invention provides high-quality acrylic acid in a high yield stably using hydroxypropionic acid, polyhydroxypropionic acid and / or a salt thereof obtained or prepared from a recyclable biological resource (for example, biomass) as a raw material. Since it enables continuous production, it makes a great contribution to global warming countermeasures.
１１ 培養槽
１２ 遠心分離器
１３ 溶媒タンク
１４ 塩分解槽
１５ 油水分離装置
１６ 水タンク
１７ 逆抽出槽
１８ 脱水反応器
１９ 凝縮器
２０ 粗アクリル酸タンク
３１ 培養槽
３２ 遠心分離器
３３ 凍結乾燥機
３４ 抽出溶媒タンク
３５ 抽出槽
３６ 濾過器
３７ エバポレーター
３８ 貧溶媒タンク
３９ 晶析槽
４０ 濾過器
４１ 水タンク
４２ 触媒タンク
４３ 加水分解槽
４４ 薄膜蒸発器
４５ 脱水反応器
４６ 凝縮器
４７ 粗アクリル酸タンク
DESCRIPTION OF
Claims (8)
（ａ）前記組成物中に含まれるタンパク質および核酸を除去して、タンパク質および核酸の総量が、前記化合物、タンパク質および核酸の総量に対して５０質量％以下に調整する工程、
（ｂ）前記（ａ）工程で得られた組成物を加熱してアクリル酸を得る工程、
を有することを特徴とするアクリル酸の製造方法。 A method for producing acrylic acid from a composition containing at least one compound selected from biomass-derived hydroxypropionic acid, a salt of hydroxypropionic acid, a polyhydroxypropionic acid and a salt of polyhydroxypropionic acid,
(A) removing the protein and nucleic acid contained in the composition, and adjusting the total amount of protein and nucleic acid to 50% by mass or less based on the total amount of the compound, protein, and nucleic acid;
(B) a step of obtaining acrylic acid by heating the composition obtained in the step (a);
A process for producing acrylic acid, characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011022541A JP2012162471A (en) | 2011-02-04 | 2011-02-04 | Method for producing acrylic acid and polymer thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011022541A JP2012162471A (en) | 2011-02-04 | 2011-02-04 | Method for producing acrylic acid and polymer thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012162471A true JP2012162471A (en) | 2012-08-30 |
Family
ID=46842262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011022541A Pending JP2012162471A (en) | 2011-02-04 | 2011-02-04 | Method for producing acrylic acid and polymer thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012162471A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013139415A (en) * | 2011-12-29 | 2013-07-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for producing acrylic acid and polymer thereof |
| JP2015509497A (en) * | 2012-02-22 | 2015-03-30 | ノボマー， インコーポレイテッド | Acrylic acid production method |
| JP2016538113A (en) * | 2013-10-16 | 2016-12-08 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | Catalyst for producing bio-based acrylic acid and its derivatives and process for its production |
| CN112062666A (en) * | 2020-08-20 | 2020-12-11 | 青岛科技大学 | Production process of 6-hydroxycaproic acid |
| WO2023234688A1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparing acrylic acid |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002522043A (en) * | 1998-08-04 | 2002-07-23 | メタボリックス，インコーポレイテッド | Production of polyhydroxyalkanoate from polyol |
| JP2003511360A (en) * | 1999-10-04 | 2003-03-25 | カーギル ダウ エルエルシー | Method for producing purified lactic acid solution |
| JP2004532855A (en) * | 2001-05-07 | 2004-10-28 | カーギル インコーポレイテッド | Preparation of carboxylic acids and their derivatives |
| US20090023006A1 (en) * | 2005-02-28 | 2009-01-22 | Evonik Stockhausen Gmbh | Water-absorbent polymer structures based on renewable resources and method for producing said structures |
| JP2009067775A (en) * | 2007-09-17 | 2009-04-02 | Rohm & Haas Co | Method for converting hydroxycarboxylic acid or salt thereof into unsaturated carboxylic acid and/or ester thereof |
| JP2010501526A (en) * | 2006-08-22 | 2010-01-21 | エボニック・シュトックハウゼン・ゲーエムベーハー | Method for preparing acrylic acid purified by crystallization from hydroxypropionic acid and apparatus used therefor |
-
2011
- 2011-02-04 JP JP2011022541A patent/JP2012162471A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002522043A (en) * | 1998-08-04 | 2002-07-23 | メタボリックス，インコーポレイテッド | Production of polyhydroxyalkanoate from polyol |
| JP2003511360A (en) * | 1999-10-04 | 2003-03-25 | カーギル ダウ エルエルシー | Method for producing purified lactic acid solution |
| JP2004532855A (en) * | 2001-05-07 | 2004-10-28 | カーギル インコーポレイテッド | Preparation of carboxylic acids and their derivatives |
| US20090023006A1 (en) * | 2005-02-28 | 2009-01-22 | Evonik Stockhausen Gmbh | Water-absorbent polymer structures based on renewable resources and method for producing said structures |
| JP2010501526A (en) * | 2006-08-22 | 2010-01-21 | エボニック・シュトックハウゼン・ゲーエムベーハー | Method for preparing acrylic acid purified by crystallization from hydroxypropionic acid and apparatus used therefor |
| JP2009067775A (en) * | 2007-09-17 | 2009-04-02 | Rohm & Haas Co | Method for converting hydroxycarboxylic acid or salt thereof into unsaturated carboxylic acid and/or ester thereof |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013139415A (en) * | 2011-12-29 | 2013-07-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for producing acrylic acid and polymer thereof |
| JP2015509497A (en) * | 2012-02-22 | 2015-03-30 | ノボマー， インコーポレイテッド | Acrylic acid production method |
| JP2016538113A (en) * | 2013-10-16 | 2016-12-08 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | Catalyst for producing bio-based acrylic acid and its derivatives and process for its production |
| CN112062666A (en) * | 2020-08-20 | 2020-12-11 | 青岛科技大学 | Production process of 6-hydroxycaproic acid |
| WO2023234688A1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparing acrylic acid |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2012077014A (en) | Methods for producing acrylic acid and polymer thereof | |
| US9029596B2 (en) | Methods for producing acrylic acid and/or ester thereof and polymer of the acrylic acid and/or ester thereof | |
| US9850192B2 (en) | Renewable acrylic acid production and products made therefrom | |
| EP2534125B9 (en) | Process for producing a lower alkyl acrylate and 2-butene from a genetically modified poly-3-hydroxybutyrate biomass | |
| CA2729476A1 (en) | Recombinant cell producing 2-hydroxyisobutyric acid | |
| US20130157328A1 (en) | Catalytic dehydration of lactic acid and lactic acid esters | |
| JP2011225533A (en) | Method for producing acrylic acid and its polymer | |
| EP2868648B1 (en) | (meth)acrylic acid production method, and, hydrophilic resin production method | |
| JP2012162471A (en) | Method for producing acrylic acid and polymer thereof | |
| WO2013137277A1 (en) | Method for producing 3-hydroxypropionic acid, genetically modified microorganism, and methods for producing acrylic acid, water-absorbable resin, acrylic acid ester and acrylic acid ester resin each utilizing said method | |
| JP5878368B2 (en) | Method for producing acrylic acid and polymer thereof | |
| JP2012085635A (en) | Method for producing 3-hydroxypropionic acid | |
| JP5869436B2 (en) | Method for regenerating catalyst for dehydration of 3-hydroxycarboxylic acid or ester thereof, and method for producing (meth) acrylic acid or ester thereof | |
| JP5878313B2 (en) | How to handle or store 3-hydroxypropionic acid solution | |
| JP2013071898A (en) | Method for producing 3-hydroxypropionic acids | |
| JP2013202029A (en) | Method for producing 3-hydroxypropionic acid | |
| JP6193010B2 (en) | (Meth) acrylic acid production method and hydrophilic resin production method | |
| JP2012213346A (en) | Method of manufacturing 3-hydroxypropionic acid solution | |
| JP6193011B2 (en) | (Meth) acrylic acid production method and hydrophilic resin production method | |
| JP6078447B2 (en) | (Meth) acrylic acid production method and hydrophilic resin production method | |
| KR20140140254A (en) | Method preparing of unsaturated carboxylic acid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131004 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140724 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140805 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150127 |