JPS6183164A - ヒダントインの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はヒダントインの製造方法に関し、より詳しくは
収率良く、不純物が極めて少なく、白色結晶のヒダント
インを製造する方法に関する。

ヒダントインは種々のアルデヒド類と縮合反応せしめる
ことによりα−アミノ酸類を与えることは古くから知ら
れ、一部１／（は、いわゆるヒダントイン法によるα−
アミノ酸の製造原料として工業的に用いられ、また置換
基を導入した置換ヒダントインは置薬、医薬またはその
製造中間原料としても有用な化合物である。

（従来の技術） ５−置換ヒダントインの合成法として体系化された所謂
Ｂｕｃｈｅｒｅｒ−Ｂｅｒｇｓ反応によって無置換ヒダ
ントインを製造すると収率および製品品質の点で不十分
であることが知られている（　Ｈ，Ｒ。

Ｈｅｎｒｙ等、　Ｊ、Ａ、Ｃ，Ｓ；６４，５２２．（１
９４２））。

しかし、その後種々の改良方法が提案されたが、何れも
収率の向上が主眼であり、商品価値の高い白色結晶を収
率良く製造する方法は提案されていない。すなわち、例
えば、特開昭５４−１３８５５７の方法では水と水溶性
アルコキシエタノール類の混合溶媒を用いて反応させる
方法を提案しているが、白色結晶の製品を得るためには
再結および活性炭処理が必要であり、かつ反応後の溶媒
を回収する操作が煩雑となる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、かかる従来技術にみられる欠点を改善し
、シアンヒドリン法により高収率、高選択率でかつ着色
を著るしく改良されたヒダントインの製造法、すなわち
、高品質のヒダントインを経済的に製造する方法を見出
すべく種々検討した。

その結果、反応系のアンモニアと炭酸ガスのモル比およ
び反応系のグリコロニトリル濃度を制限することにより
、その目的が達成されることを見出して、本発明に到達
した。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は水を反応溶媒としてグリコロニ）　
ｌ）ルを二酸化炭素およびアンモニアと反応させてヒダ
ントインを製造する方法において、（ａ）二酸化炭素お
よびアンモニアを反応系中における両者のモル比が二酸
化炭素／アンモニア≧０．７となるよって供給し、かつ
（ｂ）反応系におけるグリコロニトリルの濃度が１．１
％を越えないようにグリコロニトリルを供給することを
特徴とするヒダントインの製造方法でちる。

本発明の方法において、反応系中における原料のグリコ
ロニド１，１ル、炭酸ガスおよびアンモニアの量関係が
重要である。すなわち、反応系中の炭酸ガス／アンモニ
アのモル比が０．７以上、経済性の点から好ましくは０
．７５−１．５の範囲で供給する。

このモル比が０．７未満では反応生改液の着色が著るし
く、反応生成物のヒダントインの結晶が淡黄色となり、
好ましくな（、また収率も低下する。

一方、モル比が１．５を超えると、色相および収率にお
よぼす影響は小さいが反応圧力が異常に高くなるので経
済的に不利で好ましくない。

本発明の方法では炭酸ガスとアンモニアのかわりに炭酸
アンモニウムまたは重炭酸アンモニウムを使用すること
もできる。また、アンモニウム、炭酸ガスのグリコロニ
）　ＩＪルに対する使用割合は、モル比でつぎの通りで
ある。

二酸化炭素／グリコロニトリル　≧１．０アンモニア／
”＋）コロニトリル　≧１．２この関係を充足するよう
に二酸化炭素、アンモニアおよびグリコロニトリルを使
用する。

本発明の方法において、グリコロニトリルの反応系中で
の濃度は１．１チ以下である。

グリコロニトリル濃度が１．１％を越えると液の着色が
著るしくなると同時に収率も低下する。これはグリコロ
ニトリルが中間体であるアミノアセトニトリルと反応し
ているためと推定される。すなわち、色相および収率の
向上のために、中間体として生成するアミノアセトニト
リルの存在時間を出来る限り短かくするために二酸化炭
素／アンモニアのモル比を０．７以上とすることが必要
であり、又生成したアミノアセトニトリルの副反応を抑
制するために反応系中のグリコロニトリル濃度は１゜１
％以下にすることが必要である。

また、反応は回分式、連続式のいづれでも良いが、半回
分式で実施する方が、反応系内におけるグリコロニトリ
ル濃度を１．１係以下に制御することが容易でちり好ま
しい。

反応は密閉加圧下で行なうのが好ましく、反応温度は通
常、６０〜１５０°Ｃであり、好ましくは８０〜１２０
°Ｃの範囲である。

反応時間は反応温度により異なるが、通常、０．２５〜
５時間の範囲である。

反応後、得られた粗生成物を硫酸または塩酸等の酸を酸
濃度ｌＯ〜３０重量多になるように添加し、温度７０〜
１００℃、２〜３時間攪拌するよ５な酸処理を行ない、
ヒダントイン酸およびヒダントイン酸アミドをヒダント
インに環化させることができる。

（発明の作用および効果） 本発明によってもたらされる利点は次の通りである。

（１）反応の選択性が高く、副生成物がほとんどヒダン
トイン酸アミドであるため、反応後（て鉱酸を用いて７
０〜１００°Ｃ１２〜３時間酸処理を行なうことにより
副生成物は容易にヒダントインとなり、収率は９０ヂ以
上に達する。

（２）炭酸ガス過剰条件下で実施するのでアミン類の副
生が少なく着色成分が減少し、活性次処理等の方法で容
易に白色結晶のヒダントインが得られる。

（３）　８０〜１２０℃以上の高温下でも反応が可能な
ので従来よりも反応時間を短かくすることができる。

すなわち、本発明Ω方法により極めて高収率でかっ色相
のすぐれたヒダントインを得ることができる。

（実施例） 以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。

なお、実施例における色度の測定は次の方法によった。

塩化白金酸カリウム（Ｋ２ＰｔＣ１，）２．４９り、結
晶塩化コバルト（ＣｏＣ１２・６Ｈ２０）２．（ｌおよ
び濃塩酸２００−を加え溶解したのち水で１１に稀釈す
る。

この液を比色計を用い、波長３７０　ｍａにおける吸光
度を測定し、これを色度１０００度とし、この液を１０
倍に稀釈した色度を１００度とした。

実施例１ 加圧サンプリング装置をよび攪拌装置を備えたガラス製
の内容積１０００　ｉの耐圧反応容器中に重炭酸アンモ
ニウム１５０．９９．２８．１０％アンモニア水溶液３
８．５ｇ、純水５１０．６９を仕込み、１００°Ｃに加
温する。（ＣＯ２／ＮＨ２＝０．７５モル比）。

１００℃になったところで５０重量％のグリコロニトリ
ル７２．６９を１時間を要して装入する（　ＮＨ８／グ
リコロニトリル＝４．０モル比）。装入速度は１．２１
　ｇ／ｍｉｎである。装入後１時間反応させ、減圧下に
濃縮し、ヒダントイン２８．６ノ（収率４５チ）および
ヒダントイン酸アミド３４．５ｇ（収率４６％）が得ら
れた。

グロコロニトリル装入開始後３０分でサンプリングを行
ないＪＩＳＫＯ１０２に記載の方法により全シアンを分
析し、未反応のグリコロニトリルに換算したところ、グ
リコロニトリル濃度は０．６％であった。更にグリコロ
ニトリル装入後、直ちにサンプリングを行ない、同様に
分析し、換算した所０．８係であった。中間体として考
えられるアミノアセトニトリル（ＮＨ２ＣＨ２ＣＮ）は
ＪＩＳＫＯ１０２の方法ではシアン化合物として検出さ
れなかった。

また濃縮後２０チ硫酸と３時間還流して酸処理し、その
液を１５０ｍｍＸ１５φのカラムに充填した活性炭層に
通し、中和し、更に濃縮して白色のヒダントイン５５．
４９　（収率８７％）が得られた。活性炭を通した後の
液の色度は２５０であった。

実施例２〜４、比較例１ 実施例１と同じ反応器を用い、重炭酸アンモニウム、ア
ンモニア水溶液の量を変化させモル比による影響を検討
した結果を表−１に示す。

粗反応液は実施例１におけるグリコロニトリル装入後、
１時間反芯させた反応液を表わす。

ＮＨ３／グリコロニドｌ）ル＝４．０モル比に固定し、
その他の条件は実施列１と同様にした。

表−１ 比較例１０色度では実施例１の方法で脱色しても白い結
晶は得られなかった。実施例３〜実施例５では白い結晶
が得られた。二酸化炭素／アンモニアモル比は０．７以
上が好ましい。

比較例２ 実施例１の耐圧反応容器に常温で重炭酸アンモニウム１
５０．９ｇ、２８．１０チアンモニア水溶液３８．５り
、純水５１０．６　ｇ、５０重量％のグリコロニトリル
７２．６ｇを仕込み、密閉する（ＣＯ２／ＮＨ３＝０．
７５モル比、ＮＨ３／グリコロニトリル＝４．０モル比
）。１．２５時間を要して１００°ＣＫ昇温、１００℃
になった時にサンプリングを行ない、グリコロニトリル
濃度を定量したところ１．２係であった。その後１００
’Ｃで２時間反応を行なった。

ヒダントインおよびヒダントイン酸アミドの収率はそれ
ぞれ３９％と３６チであった。

実施例１と同じような方法で酸処理および活性炭で精製
を行なった。ヒダントイン収率は７１係であり、結晶の
色は淡黄色であった。活性炭を通した後の液の色度は５
１０であった。

実施例５〜７、比較例３　　　　　　　　　　　　　　
　実施′実施例１と同じガラス製の耐圧反応容器中に１
炭　　　　実：酸アンモニウム１５０．９！７．２８．
１０チアンモニア水　　　　２８．１溶液３８．５り、
純水５１０．６２を仕込み、１００℃に加　　　　ｑを
・温する。１００℃になったところで５０重量％のグ　
　　ボン゛リコロニ）　ＩＪルア２．６ｇを１時間を要
して断続、分　　　次い゛割装入する（ＣＯ２ハＨ３＝
０．７５モル比、ＮＨ５／グ　　　　で実１リコロニト
リル＝４．０モル比）。分割回数および、　　　で白１
実施例１と同じよ５にグリコロニトリルの分析お　　　
その日よび濃縮、酸処理を実施し得られた結果を表−２
に示す。

表−２ 列 面倒１と同じガラス製の耐圧反応容器中に０チアンモニ
アｒ溶液１５４．Ｏり、純水４２７．６士込み、密閉し
、さらに二酸化炭素を８４．Ｏｇくより供給した（Ｃ０
２ハＨ，＝０．７５モル比）。

３１００℃に加温した後は実施例１と同じ方法ｌし、最
終的にヒダントイン反応収率８１チヘの結晶を得た。

存のｒ液の色度は２３０であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）グリコロニトリルを二酸化炭素およびアンモニアと
   反応させてヒダントインを製造する方法において、 （ａ）二酸化炭素とアンモニアを反応系中における両者
   のモル比が二酸化炭素／アンモニア≧０．７となるよう
   に供給し、かつ （ｂ）反応系におけるグリコロニトリルの濃度が１．１
   ％を越えないようにグリコロニトリルを供給する ことを特徴とするヒダントインの製造方法。