KR101274369B1

KR101274369B1 - α-히드록시산의 제조 방법

Info

Publication number: KR101274369B1
Application number: KR1020107027592A
Authority: KR
Inventors: 마코토 오카모토; 히데키 다테
Original assignee: 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2013-06-13
Also published as: KR20110004908A; US8940934B2; WO2009153886A1; CN102066305B; JP5297455B2; JPWO2009153886A1; US20110098438A1; CN102066305A

Abstract

본 발명은, 폐기물을 대량으로 부생시키지 않아 경제성이 있고, 폴리머 원료로서 충분한 품질을 갖는 α-히드록시산의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, α-히드록시산암모늄염에 염기성 금속류를 첨가하여 α-히드록시산 금속염을 제조하는 공정과, 상기 α-히드록시산 금속염을 탈염하여 α-히드록시산을 제조하는 공정을 포함하는 α-히드록시산의 제조 방법을 제공하는 것이다.

Description

α-히드록시산의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING α-HYDROXY ACID}

본 발명은, α-히드록시산암모늄염으로부터 α-히드록시산을 제조하는 실용적인 공업적 방법에 관한 것으로서, 특히 α-히드록시니트릴의 가수분해에 의해 얻어진 α-히드록시산암모늄염으로부터 α-히드록시산을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법에 의해 얻어지는 α-히드록시산은, 폴리α-히드록시산을 제조하기 위한 원료로서 적합한 품질을 갖는 것이다.

폴리α-히드록시산은, 생분해성 폴리머로서, 생체 내에서 가수분해되고, 자연 환경 하에서는 미생물에 의해 물과 탄산가스로 대사·분해된다. 이 때문에, 최근 폴리α-히드록시산은 환경 친화적인 폴리머 재료로서 주목받고 있다. 그 중에서도, 폴리젖산이나 폴리글리콜산은 의료용 재료나 범용 수지를 대체하는 환경 친화적인 폴리머 재료로서, 또한, 폴리글리콜산에 대해서는 그 큰 특성인 가스 배리어성으로부터 가스 배리어 용도의 폴리머 재료로서 주목받고 있다.

고분자량의 폴리α-히드록시산은, α-히드록시산의 탈수 축합에 의해 직접 얻는 것은 곤란하기 때문에, 환상 이량체 에스테르를 경유하여 개환 중합으로 고분자량 폴리α-히드록시산을 얻는 방법이 알려져 있다. 예컨대, 폴리젖산이나 폴리글리콜산의 경우, 환상 이량체 에스테르인 락티드 또는 글리콜리드를 합성하고, 이 락티드 또는 글리콜리드를 촉매의 존재 하에 개환 중합하여 제조하는 방법이 알려져 있다. 단, 락티드 또는 글리콜리드의 개환 중합으로 고분자량의 폴리젖산 또는 폴리글리콜산을 얻기 위해서는, 고순도의 락티드 또는 글리콜리드를 이용할 필요가 있다. 젖산 또는 글리콜산으로부터 고순도의 락티드 또는 글리콜리드를 얻는 방법으로서, 일단, 젖산 또는 글리콜산 올리고머를 합성하고, 고비점의 극성 유기용매 속에서 해중합하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 1).

또한, 글리콜산 올리고머를 해중합하여 글리콜리드를 제조하는 방법에 있어서, 올리고머에 함유되어 있는 미량의 알칼리 금속 이온이 해중합 반응계를 불안정하게 하는 원인이 되지만, 이 반응계에 2가 이상의 양이온의 황산염 혹은 유기산염을 첨가함으로써, 알칼리 금속 이온이 존재하고 있어도 해중합 반응의 장기 안정성을 얻을 수 있는 것이 개시되어 있다(특허문헌 2).

이와 같이 폴리α-히드록시산의 원료가 되는 α-히드록시산은, α-히드록시산암모늄염을 α-히드록시산으로 변환시킴으로써 얻을 수 있다.

카르복실산암모늄염을 카르복실산으로 변환시키기 위한 가장 일반적인 방법으로서, 황산 등의 강산을 첨가하여 부생 황산암모늄과 함께 유리산을 얻는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 최근의 환경 문제를 생각하면 황산암모늄과 같은 대량의 폐기물을 생성하는 프로세스는 바람직하지 않다.

또한, 카르복실산암모늄염을 카르복실산으로 변환시키는 방법으로서, 암모늄염의 가열가수분해를 행하고, 불활성 가스(Inert gas)와 함께 생성물인 암모니아를 가스로 하여 계 밖으로 뺌으로써 가열가수분해 반응생성물 측으로 평형을 이동시켜 α-히드록시카르복실산을 제조하는 방법(특허문헌 3)이나, 가압 가열함으로써 가열가수분해 반응생성물 측으로 평형의 이동을 조장하여 암모니아를 물과 함께 증발시킴으로써 2-히드록시-4-메틸티오부탄산암모늄으로부터 2-히드록시-4-메틸티오부탄산을 제조하는 방법(특허문헌 4) 등이 개시되어 있다.

그러나, 카르복실산암모늄의 가열가수분해에는 많은 에너지가 필요하고, 게다가, 100% 유리산으로 전화시키기 위해서는 시간도 걸리기 때문에, 실용적인 방법이라고는 할 수 없다. 애당초, 카르복실산암모늄으로부터, 가열가수분해만으로 암모니아를 제거하려고 하면, 카르복실산 음이온과 암모늄 양이온의 결합을 떼어놓을 만큼의 에너지가 필요하게 되는 데, 암모늄 양이온이 부족하면 부족할수록 그 에너지는 커지기 때문에, 점점 더 곤란해진다. 또한, 카르복실산암모늄을 가열 처리하면, 카르복실산아미드가 생성된다고 하는 문제가 있어, 최종 제품의 품질상, 큰 문제가 된다.

그래서, 단순한 가열가수분해가 아니라, 어떠한 반응물을 사용하는 방법이 제안되어 있다. 예컨대, 호박산암모늄을 알코올 또는 물과 반응시켜 암모니아를 이탈시켜 호박산 또는 그 유도체를 얻고, 이탈된 암모니아를 회수하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 5). 그러나, 알코올과 반응하면, 호박산의 에스테르가 생성되기 때문에, 다시 가수분해를 행할 필요가 있어 공정이 복잡해진다.

또한, 물에 불혼화성인 유기아민의 존재 하에서 젖산암모늄을 가열하여 분해시키고, 젖산과 유기아민을 함유하는 반응생성물을 생성시키는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 6). 이 방법에 따르면, 확실하게 암모늄염으로부터 암모니아를 제거할 수 있다. 그러나, 얻어진 유기아민과의 혼합물로부터 유리산을 고순도로 취득하기 위해서는, 한층 더 정제가 필요하고, 공정이 복잡해지는 것을 쉽게 예상할 수 있다.

또한, α-히드록시-4-메틸티오부티로니트릴을 생물학적으로 가수분해한 후 농축하여 얻은 α-히드록시-4-메틸티오부티르산암모늄염을, 에테르 결합을 2개 이상 갖는 에테르 용매 속에서 가열하고, 암모니아를 유리시켜 유출(留出) 제거함으로써, α-히드록시-4-메틸티오부티르산을 제조하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 7). 이 방법에 따르면, 암모니아의 잔존율이 0.12% 정도가 될 때까지 암모늄염으로부터 암모니아가 제거되고 있지만, 카르복실산아미드가 생성된다고 하는 문제가 있어, 최종 제품의 품질상, 큰 문제가 된다.

그밖에도 외래의 반응물을 첨가하지 않고, 히드록시카르복실산 자신의 탈수 축합 반응을 이용하여 암모니아를 제거하는 방법이 제안되어 있다. 예컨대, 제1 공정에서 α-히드록시-4-메틸티오부티르산암모늄염을 가열함으로써 저분자량 폴리α-히드록시-4-메틸티오부티르산으로 하면서 물과 암모니아를 제거하고, 제2 공정에서 물을 첨가하여 가열함으로써 저분자량 폴리머를 가수분해하여 유리산을 얻는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 8). 그러나, 제1 공정에서의 아미드의 부생은 피할 수가 없어 제2 공정에서의 가수분해로 그 일부가 다시 α-히드록시-4-메틸티오부티르산암모늄염이 되기 때문에, 순도 좋게 암모니아를 제거할 수는 없다. 또한, 제2 공정에서의 가수분해반응 전화율이 100%에 도달하지 않고, 일부 저분자량 폴리α-히드록시-4-메틸티오부티르산이 잔존하게 되어 품질상 문제이다. 사실, 특허문헌 8에 있어서도, 순도는 80% 정도이며, 더욱 순도가 높은 α-히드록시산을 얻기 위해서는, 추출 등의 정제가 필요하다는 기술이 있다.

또 다른 방법으로서, 이온교환수지를 이용하는 방법이 제안되어 있다. 예컨대, 메타크릴산암모늄 수용액으로부터 양이온교환수지를 이용하여 암모늄 양이온을 흡착시키고, 계속해서 유기용매를 이용하여 흡착시킨 암모늄 양이온을 암모니아로서 회수하여 카르복실산을 얻는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 9). 그러나, 암모니아 분해율은 만족할 수 있는 레벨이 아니며, 도저히 실용적인 방법이라고는 할 수 없다.

또 다른 방법으로서, 바이폴라막-음이온막-바이폴라막의 시스템을 이용한 전기투석법에 의한 카르복실산암모늄으로부터의 카르복실산과 암모니아의 회수 방법이 개시되어 있다(특허문헌 10). 그러나, 불순물로서 카르복실산아미드가 포함되어 있으면, 전기투석에 의해 정제되지 않거나 혹은 정제할 수 있었다고 해도 리사이클액에 축적된다고 하는 문제가 있었다.

기타, 디카르복실산, 트리카르복실산 또는 아미노산 등의 카르복실산의 암모늄염으로부터, 이들 산보다 산전리(酸電離) 지수가 낮은 휘발성 카르복실산을 사용하는 반응 정석에 의해 원하는 유리산을 얻어 모액에 함유되는 휘발성산의 암모늄염으로부터 이 휘발성산을 회수하는 것을 포함하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 11). 그러나, 얻어지는 유리산의 결정 속의 암모니아를 완전히 제거하는 것은 곤란하여 2%∼3% 정도는 잔존하게 되는 것이 품질상 문제이다.

한편, α-히드록시산암모늄염은, 예컨대, α-히드록시니트릴 화합물로부터 합성할 수 있다. α-히드록시니트릴 화합물로부터의 카르복실산 화합물의 합성은, 니트릴 가수분해 활성을 갖는 생체 촉매를 이용하여 행할 수 있다. 니트릴 가수분해 활성을 가지며, 니트릴 화합물을 카르복실산 화합물로 변환시킬 수 있는 생체 촉매의 예로서는, 니트릴라아제나, 니트릴히드라타아제와 아미다아제와의 조합을 들 수 있다.

이 방법은, 반응 조건이 온화하기 때문에 반응 프로세스를 간략하게 할 수 있는 것, 부생성물이 비교적 적어 고순도의 반응생성물을 취득할 수 있는 것 등의 이점이 있기 때문에, 최근, 여러 가지 카르복실산 화합물의 제조에의 적용이 검토되고 있다. 그러나, 적다고는 해도, α-히드록시니트릴 화합물의 가수분해에 있어서, α-아미노니트릴이나 이미노디알킬니트릴 등의 니트릴류, 이들의 가수분해물인 아미드류, 카르복실산류 등의 불순물이 생긴다.

또한, 어느 쪽의 생체 촉매를 이용하여도 반응생성물은 카르복실산암모늄염으로서 얻어지기 때문에, 이것을 전술한 방법에 의해 카르복실산으로 변환시킬 필요가 있고, 이 공정에서도 α-히드록시산아미드 등의 불순물이 잔존한다.

니트릴 화합물을 이용하는 예로서, α-히드록시니트릴로부터 생체 촉매를 이용하여 조제된 α-히드록시카르복실산암모늄염으로부터 α-히드록시카르복실산칼슘을 제조하는 방법이 제안되어 있다. 구체적으로는, 2-히드록시-4-메틸티오부티로니트릴을 생물학적으로 가수분해하여 얻어지는 2-히드록시-4-메틸티오부탄산암모늄염에 칼슘원을 접촉시킴으로써 2-히드록시-4-메틸티오부탄산칼슘염을 제조하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 12). 그러나, 이 문헌에서는, 2-히드록시-4-메틸티오부탄산칼슘염을 그대로 사료 첨가제로서 사용하는 것이 상정되고 있고, 2-히드록시-4-메틸티오부탄산칼슘염을 탈염하여 2-히드록시-4-메틸티오부탄산을 얻는 것이나, 2-히드록시-4-메틸티오부탄산을 원료로 하여 폴리α-히드록시산을 제조하는 것에 대해서는 개시되어 있지 않다. 따라서, 당연한 일이지만, α-히드록시산 속의 불순물이 폴리α-히드록시산에 어떻게 영향을 미칠 지에 대해서도 언급되어 있지 않고, 어떠한 조건으로 하면 폴리머 원료로서 최적의 α-히드록시산을 얻을 수 있을 지에 대해서도 기재되어 있지 않다.

또한, 니트릴을 수화(水和)하는 능력을 갖는 미생물 또는 그 처리물을 α-히드록시니트릴에 작용시켜 대응하는 α-히드록시산아미드 및/또는 α-히드록시산암모늄염을 생성시키고, 생성된 α-히드록시산아미드를 염기의 존재 하에서 가수분해하며, α-히드록시산암모늄염을 염교환하여 대응하는 α-히드록시산의 염과 암모니아를 생성시키고, 암모니아를 제거한 후, 전기투석으로 α-히드록시산과 염기를 생성하는 방법(특허문헌 13)이 개시되어 있다. 그러나, 이 문헌에서도, 실시예에서는 그대로 사료 등에 이용되는 2-히드록시-4-메틸티오부탄산의 제조예가 표시되어 있을 뿐이며, 얻어진 2-히드록시-4-메틸티오부탄산칼슘염으로부터 폴리α-히드록시산을 제조하는 것에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다. 따라서, 폴리머 원료로서 최적의 α-히드록시산을 얻기 위한 조건에 대해서도 기재되어 있지 않다.

특허문헌 12 또는 특허문헌 13의 방법을 이용하여도, 최종적으로 얻어지는 α-히드록시산에, α-히드록시산아미드, α-히드록시니트릴의 가수분해에 있어서의 부생성물이라고 생각되는 α-아미노니트릴이나 이미노디알킬니트릴 등의 니트릴류, 이들의 가수분해물인 아미드류, 카르복실산류 등의 불순물이 잔존하는 것을 충분히 생각할 수 있다. 이들 불순물은, 폴리머 원료로서의 품질에 많은 영향을 미치는 데, 어느 쪽의 문헌에도, 이들 불순물을 충분히 제거하는 조건에 대해서는 언급되어 있지 않다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평성 제9-328481호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2004-519485호 공보

특허문헌 3 : WO200059847 A1

특허문헌 4 : 일본 특허 공개 제2000-119214호 공보

특허문헌 5 : 일본 특허 공개 제2005-132836호 공보

특허문헌 6 : 일본 특허 공개 제2004-532855호 공보

특허문헌 7 : WO199900350 A1

특허문헌 8 : WO199730962 A1

특허문헌 9 : 일본 특허 공개 소화 제62-23823호 공보

특허문헌 10 : US581449 A1

특허문헌 11 : 일본 특허 공개 제2004-196768호 공보

특허문헌 12 : 일본 특허 공개 평성 제11-75885호 공보

특허문헌 13 : 일본 특허 공개 평성 제10-179183호 공보

그래서, 본 발명은, 폐기물을 대량으로 부생시키지 않아 경제성이 있고, 폴리머 원료로서 충분한 품질을 갖는 α-히드록시산의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 과제는, α-히드록시산암모늄염을 원료로 하여 α-히드록시산을 제조하는 방법으로서, 잔존 암모니아가 매우 적고, 부생 α-히드록시산아미드 등의 불순물을 극한적으로 저감할 수 있으며, 폴리α-히드록시산의 원료로서 이상적인 α-히드록시산을 얻는 공업적인 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 예의 검토를 행한 결과, α-히드록시산 속에 α-히드록시산아미드가 잔존하고 있으면, 이 α-히드록시산을 원료로 하여 폴리α-히드록시산을 제조했을 경우에 착색 등의 악영향이 생기는 것을 발견하였다. 그리고, α-히드록시산아미드는, α-히드록시산암모늄염 수용액에 염기성 금속류를 접촉시켜 α-히드록시산 금속염을 얻는 공정에서 가수분해되는 한편, 조건에 따라서는 이 가수분해의 역반응이 일어나 부생되는 것을 발견하였다.

또한, α-히드록시산암모늄염을 α-히드록시니트릴의 가수분해에 의해 얻는 경우, 염기성 금속에 의한 가수분해 공정을 행하여도, α-히드록시니트릴의 가수분해에 있어서의 부생성물이라고 생각되는 α-아미노니트릴이나 이미노디알킬니트릴 등의 니트릴류, 이들의 가수분해물인 아미드류, 카르복실산류 등의 불순물이 잔존하는 경우가 있지만, 이들 불순물도, α-히드록시산의 폴리머 원료로서의 품질에 중대한 영향을 미치는 것을 확인하였다.

그리고, 염기성 금속에 의한 가수분해반응을 충분히 진행시키면, 상기 불순물을 충분히 감소시켜, 폴리머 원료로서 충분한 품질을 갖는 α-히드록시산을 제조할 수 있는 것; 염기성 금속류 첨가에 의한 불순물의 가수분해반응의 진행 정도는, α-히드록시산아미드의 잔존량을 지표로서 정량하는 것이 최적인 것; 특히, α-히드록시산암모늄염 수용액에 염기성 금속류를 접촉시켜 α-히드록시산 금속염을 얻는 공정에 있어서, 용액 속에 잔존하는 α-히드록시산아미드를 500[중량 ppm/α-히드록시산] 이하로 하면, 폴리머 원료로서 충분히 고품질의 α-히드록시산을 얻을 수 있는 것; 이렇게 해서 얻어진 α-히드록시산을 원료로 하면, α-히드록시산 올리고머를 합성하는 공정과 이 α-히드록시산 올리고머의 해중합으로 환상 이량체 에스테르를 합성하는 공정에서 착색되지 않고 고품질의 환상 이량체 에스테르를 합성할 수 있는 것 등을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 하기 [1] 내지 [20]에 관한 것이다.

[1] α-히드록시산암모늄염 수용액에 염기성 금속류를 접촉시켜 α-히드록시산 금속염을 제조하는 공정으로서, 용액 속에 잔존하는 α-히드록시산아미드를 500[중량 ppm/α-히드록시산] 이하로 하는 공정 (1)과, 상기 α-히드록시산 금속염을 탈염하여 α-히드록시산을 제조하는 공정 (2)를 포함하는 α-히드록시산의 제조 방법;

[2] 상기 공정 (1)에 있어서, 용액 속에 잔존하는 암모니아 농도를 3[중량%/α-히드록시산] 이하로 하는 상기 [1]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[3] 상기 공정 (1)에 있어서, 발생한 암모니아를 기상부(氣相部)로 회수하는 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[4] 상기 암모니아를 기상부로 회수할 때의 온도를 60℃ 이상으로 하는 상기 [3]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[5] 상기 α-히드록시산암모늄염 수용액은 α-히드록시니트릴의 가수분해반응에 의해 얻어진 것인 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[6] 상기 α-히드록시니트릴의 가수분해를 니트릴라아제 및/또는 니트릴히드라타아제와 아미다아제의 조합에 의해 효소 촉매적으로 행하는 상기 [5]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[7] 상기 α-히드록시니트릴의 가수분해는 니트릴라아제에 의해 행해지는 상기 [5]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[8] 상기 니트릴라아제는 아시네토박터속에서 유래된 상기 [6] 또는 [7]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[9] 상기 니트릴라아제는 아시네토박터 sp. AK226에서 유래된 상기 [8]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[10] 상기 염기성 금속류는 알칼리 금속류, 베릴륨 또는 마그네슘의 수산화물, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로서, 상기 공정 (2)에 있어서, 상기 α-히드록시산 금속염을 이온교환법에 의해 탈염하는, 상기 [1] 내지 [9] 중 어느 한 항에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[11] 상기 염기성 금속류는 알칼리 금속류, 베릴륨 또는 마그네슘의 수산화물, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로서, 또한, 상기 공정 (2)에 있어서, 상기 α-히드록시산 금속염을 전기투석법에 의해 탈염하는 상기 [1] 내지 [9] 중 어느 한 항에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[12] 상기 염기성 금속류는 칼슘, 스트론튬, 바륨 또는 라듐의 수산화물, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로서, 상기 공정 (2)에 있어서, 상기 α-히드록시산 금속염을, 황산을 첨가함으로써 탈염하는 상기 [1] 내지 [9] 중 어느 한 항에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[13] 상기 공정 (1)의 후, 고액 분리에 의해 고체의 α-히드록시산 금속염을 회수, 세정하고, 상기 공정 (2)에 있어서, 이 고체의 α-히드록시산 금속염 또는 이것에 물을 첨가한 α-히드록시산 금속염 슬러리에 황산을 첨가하는 상기 [12]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[14] 상기 염기성 금속류는 수산화칼슘, 산화칼슘 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 상기 [12] 또는 [13]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[15] 상기 공정 (2)의 후, 음이온교환수지에 의해 불순물 음이온을 제거하는 공정과, 양이온교환수지에 의해 불순물 양이온을 제거하는 공정을 더 포함하는 상기 [1] 내지 [14] 중 어느 한 항에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[16] 상기 불순물 양이온은 부생 α-아미노산 또는 이미노디알킬산을 함유하는 상기 [15]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[17] 상기 α-히드록시산은 젖산 또는 글리콜산인 상기 [1] 내지 [16] 중 어느 한 항에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[18] 상기 α-히드록시산은 글리콜산인 상기 [17]에 기재된 α-히드록시산의 제조 방법;

[19] 상기 [1] 내지 [18] 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 α-히드록시산의 수용액을 원료로 하여 α-히드록시산 올리고머를 합성하는 공정과, 상기 α-히드록시산 올리고머를 해중합시켜 그 환상 이량체 에스테르를 얻는 공정을 포함하는 환상 이량체 에스테르의 제조 방법; 및

[20] 상기 [19]에 기재된 방법에 의해 얻어진 환상 이량체 에스테르를 원료로 하여 개환 중합 반응에 의해 폴리α-히드록시산을 얻는 공정을 포함하는 폴리α-히드록시산의 제조 방법.

본 발명에 따른 α-히드록시산의 제조 방법에 의하면, α-히드록시산암모늄염 수용액에 염기성 금속류를 접촉시켜 α-히드록시산 금속염을 제조하는 공정에서, 용액 속에 잔존하는 α-히드록시산아미드를 500[중량 ppm/α-히드록시산] 이하로 함으로써, 불순물이 충분히 저감되고, 폴리α-히드록시산의 원료로서 충분히 고품질의 α-히드록시산을 얻을 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 얻어진 α-히드록시산을 원료로 하면, α-히드록시산 올리고머를 합성하는 공정과 α-히드록시산 올리고머의 해중합으로 환상 이량체 에스테르를 합성하는 공정에 있어서, 착색되지 않고 고품질의 환상 이량체 에스테르를 합성할 수 있다.

본 발명에 따른 α-히드록시산의 제조 방법에 이용되는 α-히드록시산암모늄염은, 어떠한 제법에 의해 얻어진 것이라도 상관없지만, 예컨대, 청산(靑酸)과 알데히드류 혹은 케톤류로부터 합성된 α-히드록시니트릴을 효소 촉매적으로 가수분해하여 제조된 것이 유용하다.

α-히드록시니트릴의 가수분해에 사용하는 효소 촉매는, 니트릴을 가수분해하는 능력을 갖고 있으면 어떠한 형태라도 상관없지만, 니트릴라아제를 단독으로 이용하거나, 니트릴히드라타아제와 아미다아제를 조합하여 이용하거나, 니트릴라아제와 니트릴히드라타아제와 아미다아제를 조합하여 이용하는 것이 바람직하다.

니트릴라아제, 니트릴히드라타아제 또는 아미다아제 효소는, 미생물·동식물세포 등에서 유래된 것을 이용할 수 있지만, 중량당의 효소 발현량이나 취급의 용이성 때문에, 미생물 균체에서 유래되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 미생물종으로는, 많은 것이 알려져 있지만, 예컨대 니트릴라아제 고활성을 갖는 것으로서, 로도코커스속, 아시네토박터속, 알칼리게네스속, 슈도모나스속, 코리네박테리움속 등을 들 수 있다. 또한, 니트릴히드라타아제 및 아미다아제 고활성을 갖는 것으로서, 로도코커스속, 슈도모나스속 등을 들 수 있다. 본 발명에 따른 α-히드록시산암모늄염의 제조에는, 특히 니트릴라아제 고활성을 갖는 것이 바람직하고, 특히 그램 음성균인 아시네토박터속, 알칼리게네스속이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아시네토박터속이 바람직하다. 구체적으로는, 아시넥토박터 sp.AK226(FERM BP-08590), 아시네토박터 sp.AK227(FERM BP-08591)이다.

[기탁된 생물 재료에 대한 언급 1]

1) 기탁 기관의 명칭 및 수신인명

독립행정법인 산업기술 종합연구소 특허생물기탁센터

일본국 이바라키켄 쯔쿠바시 히가시 1쵸메 1반찌 츄오 다이6(우편번호 305-8566)

2) 기탁일

2004년 1월 7일(원기탁일)

3) 수탁 번호

FERM BP-08590

또한, 예컨대, 천연의 혹은 인위적으로 개량한 니트릴라아제 유전자를 유전자 공학적 방법에 의해 주입한 미생물, 혹은 거기에서 추출한 니트릴라아제 효소여도 상관없다. 또한, 니트릴라아제의 발현량이 적은 미생물 혹은 니트릴 화합물로부터 카르복실산암모늄염에 대한 변환 활성이 낮은 니트릴라아제를 발현시킨 미생물을 소량 이용하여 α-히드록시산암모늄염을 제조하는 데에는 보다 많은 반응 시간이 필요하다. 그 때문에, 가능한 한 니트릴라아제를 고발현시킨 미생물이나, 변환 활성이 높은 니트릴라아제를 발현시킨 미생물 혹은 거기에서 추출한 니트릴라아제 효소를 이용하는 것이 바람직하다.

효소 촉매의 형태로서는, 미생물·동식물 세포 등을 그대로 이용하여도 좋고, 미생물·동식물 세포 등을 파쇄 등의 처리를 한 것이나, 미생물·동식물 세포 등으로부터 필요한 니트릴라아제 효소를 추출한 것을 이용하여도 좋다. 이들 효소 촉매는, 그대로 이용하여도 좋고, 일반적인 포괄법, 가교법, 담체 결합법 등으로 고정화하여 이용하여도 좋다. 또한, 고정화할 때의 고정화 담체의 예로서는, 글래스비드, 실리카겔, 폴리우레탄, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알코올, 카라기난, 알긴산, 광가교수지 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

미생물·동식물 세포 등을 그대로 이용하는 경우, 물(증류수 및/또는 이온교환수)에만 현탁시켜도 상관없지만, 통상, 침투압의 관계 때문에 버퍼액에 현탁시켜 사용한다. 이 경우의 버퍼로서는 인산 버퍼 등의 일반적인 무기염이라도 상관없지만, 불순물의 혼입을 극력 저감시키기 위해서는, 반응생성물인 α-히드록시산암모늄염을 이용한 버퍼가 가장 바람직하다. 또한, 효소 촉매는, 고정화하는 경우에도, 통상, 침투압의 관계 때문에 버퍼액에 현탁시켜 사용한다. 이 때의 버퍼액 농도는, 반응액 속의 불순물 저감의 관점에서는 낮으면 낮을수록 좋지만, 효소의 안정성, 활성의 유지라는 관점에서는, 통상 0.1 M 미만이며, 바람직하게는 0.01∼0.08 M, 보다 바람직하게는 0.02∼0.06 M이다.

α-히드록시니트릴의 가수분해반응은, pH 6∼8로 행하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 pH 6.5∼7이다. α-히드록시니트릴은 매우 불안정한 물질이기 때문에, 통상, 안정제로서 황산, 인산, 유기산 등의 산 성분을 첨가한다. 그 때문에, 반응계 내의 pH를 조정하기 위해서는 반응계에 대한 알칼리의 첨가가 필수적이게 된다. 그 경우 사용하는 알칼리는, 반응에 영향을 미치지 않으면 특별히 한정되지 않지만, 생성물의 하나인 암모니아를 사용하는 것이 바람직하다. 암모니아의 형태는 가스여도 좋고, 암모니아수여도 좋지만, 통상, 취급의 용이성 때문에 암모니아수가 바람직하다. 또한, 반응 온도는, 30℃∼60℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 40℃∼50℃이다. 반응 온도가 너무 낮으면 반응 활성이 낮아지며, 고농도의 α-히드록시산암모늄염을 제조하는 경우에 보다 많은 반응 시간이 필요하다. 한편, 반응 온도가 너무 높으면 효소가 열(熱)열화하고, 목적으로 하는 α-히드록시산암모늄염의 농도가 높은 경우, 이 농도까지 도달시키기 어럽게 되어, 결과적으로 새로운 효소의 추가적인 첨가 등의 처치가 필요하게 되어 촉매 비용이 비싸진다. 또한, 온도가 너무 높으면, 기질 α-히드록시니트릴의 청산과 알데히드류 혹은 케톤류에 대한 분해 촉진으로도 이어져 이들에 의한 반응 저해나 실활(失活) 등, 점점 더 반응 활성 저하를 일으킨다.

α-히드록시니트릴의 가수분해반응은, 고정상, 이동층, 유동층, 교반조 등 어느 것으로 행하여도 좋으며, 또한 연속 반응이어도 좋고, 반 회분 반응이어도 좋지만, 고정화되어 있지 않은 미생물 균체를 이용하는 경우, 반응의 용이성으로부터 교반조를 이용한 반 회분 반응이 바람직하다. 그 경우, 반응 효율의 관점에서, 적절한 교반을 행하는 것이 바람직하다. 반 회분 반응을 행하는 경우, 효소 촉매는 1배치(batch) 일회용이라도 좋고, 반복 반응을 행하여도 좋다. 반복 반응을 행하는 경우, 효소 촉매를 α-히드록시산암모늄 고농도에서 저농도로 급격히 변화시키기 때문에, 침투압의 영향 등에 의해 비활성이 저하되는 경우가 있으므로 주의가 필요하다.

반응 기질인 α-히드록시니트릴의 정상 농도에 대해서는, 2 중량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1∼1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1∼1.0 중량%, 가장 바람직하게는 0.2∼0.5 중량%로 컨트롤한다. α-히드록시니트릴의 농도가 너무 높으면, 생성물인 글리콜산암모늄염으로부터 유리된 암모니아와의 사이에서 발생하는 부반응이 현저해지고, 고생성물 축적 농도에 의해 비로소 현저해지는 기질 저해나 효소 실활의 영향이 급격히 커져, 그때까지 진행되고 있던 반응이 정지해 버리는 경우가 있다. 또한, α-히드록시니트릴의 농도가 지나치게 낮으면 반응 속도를 저하시키게 되어 효율적으로 α-히드록시산암모늄염을 제조할 수 없기 때문에 불리하다. 이상의 이유로부터, 반응중의 α-히드록시니트릴 정상 농도를 관리하는 것은 매우 중요하다.

제조되는 α-히드록시산암모늄염에 대한 사용 건조 효소 촉매 중량은 1/100 이하가 좋고, 바람직하게는 1/100∼1/500, 보다 바람직하게는 1/200∼1/500, 더욱 바람직하게는 1/300∼1/500이다. 제조되는 α-히드록시산암모늄염에 대한 사용 건조 효소 촉매 중량이 지나치게 많으면 효소 촉매 현탁액에서 유래된 불순물이 반응액 속에 많이 동반되기 때문에 정제 비용이 상승하고, 제품 품질이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 반대로, 제조되는 α-히드록시산암모늄염에 대한 사용 건조 효소 촉매 중량이 지나치게 적으면 리액터 볼륨에 대한 생산성이 저하되고, 큰 리액터 사이즈가 필요하게 되어 경제적으로 불리해진다.

이상과 같은 방법에 의해 얻어진 α-히드록시니트릴의 가수분해 반응물로부터, 균체 혹은 그 처리물을 여과, 원심분리, MF 처리 등의 방법에 의해 제거하고, α-히드록시산암모늄염 수용액을 얻는다. 또한, 착색 물질 및/또는 착색 원인 물질을 제거할 목적으로 적시에 활성탄 처리를 행하여도 좋다. 사용하는 활성탄으로는, 일반적인 야자각 활성탄, 합성 활성탄을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 활성탄 사용량은, 착색 물질 및/또는 착색 원인 물질을 목적 스펙까지 저감시킬 수 있는 양이면 좋다.

α-히드록시산암모늄염으로는, 글리콜산, 젖산, 만델산, α-히드록시부티르산, α-히드록시이소부티르산, α-히드록시-4-메틸티오부티르산, α-히드록시-2-메틸프로피온산, α-히드록시-2-페닐프로피온산, α,β-디히드록시-3,3-디메틸부티르산, α-히드록시-3-부텐산, α-히드록시-3-메틸-3-부텐산, 2-피리디닐-α-히드록시아세트산 등의 암모늄염을 구체적으로 들 수 있다.

다음에, α-히드록시산암모늄염 수용액에 염기성 금속염을 첨가하여 α-히드록시산 금속염을 제조하는 공정 (1)에 대해서 설명한다.

본 발명에서 이용하는 염기성 금속류는, 암모니아보다도 염기성이 강한 금속으로서, α-히드록시산암모늄염 수용액과 접촉시켰을 때에, 효율적으로, 바람직하지 못한 부생성물을 발생시키지 않고 α-히드록시산 금속염을 얻을 수 있으며, 또한 가열 처리에 의해 암모니아를 기상부로 제거할 수 있는 것이면 어떠한 것이어도 상관없지만, 예컨대, 산화리듐, 수산화리튬, 탄산리튬, 산화나트륨, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 산화칼륨, 수산화칼륨, 탄산칼륨, 산화루비듐, 수산화루비듐, 탄산루비듐, 산화세슘, 수산화세슘, 탄산세슘, 산화프란슘, 수산화프란슘, 탄산프란슘, 산화베릴륨, 수산화베릴륨, 탄산베릴륨, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 산화스트론튬, 수산화스트론튬, 탄산스트론튬, 산화바륨, 수산화바륨, 탄산바륨, 산화라듐, 수산화라듐, 탄산라듐 등을 구체적으로 들 수 있다.

상기 α-히드록시산암모늄염 수용액에 대하여, 염기성 금속류를 고체 상태로 또는 수용액으로서, 또는 물과 섞은 슬러리 상태로 혼합할 수 있다. 취급의 용이성 때문에, 실온에 있어서의 이 염기성 금속류의 물에 대한 용해도가 충분히 높은 경우는 수용액으로서 사용하는 것이 바람직하고, 용해도가 낮은 경우는 슬러리 상태로 사용하는 것이 바람직하다. 슬러리 상태로 사용하는 경우는, 그 유동성 때문에, 혹은 교반하면서 균일한 상태로 취급할 수 있기 때문에, 고형분 중량 농도를 10∼50 중량%로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20∼40 중량%, 더욱 바람직하게는 25∼35 중량%이다.

염기성 금속류의 첨가량은 α-히드록시산암모늄염에 대하여 0.8∼1.5 당량의 범위에서 임의로 선택되고, 바람직하게는 1.0∼1.2 당량의 범위이다. 본 발명에 있어서는 제품 품질상, 생성되는 암모니아를 가능한 한 제거하는 것이 요구되지만, 암모니아의 물에 대한 용해도가 높기 때문에, 암모니아를 제거하기 위한 고안이 필요해진다. 그 경우, 반응액의 pH를 알칼리 영역에 갖는 편이 암모니아의 용해도가 낮아지기 때문에, 염기성 금속류의 첨가량을 α-히드록시산암모늄과 당량보다도 많이 사용하는 편이 좋다. 그러나, 염기성 금속류를 지나치게 첨가하면, 얻어지는 α-히드록시산 금속염 속의 불순물이 많아진다. 이들 관점에서 염기성 금속류의 첨가량의 적정값이 결정되게 된다.

또한, 공정 (1)에 이용하는 α-히드록시산암모늄염 수용액의 농도는 특별히 한정되지 않지만, 후술하는 바와 같이, 공정 (2)에 있어서, 이온교환법 또는 전기투석법에 의해 탈염하는 경우는, 공정 (1)에서 얻어지는 α-히드록시산 금속염이 석출되지 않아 완전히 용해되어 있을 필요가 있다. 그 때문에, α-히드록시산암모늄염 수용액의 농도를 α-히드록시 금속염이 석출되지 않을 정도로 미리 낮추어 두는 것도 바람직하다.

그밖에도, 암모니아의 용해도를 낮추기 위해서는 반응액의 온도를 높이는 것도 유효하다. 한편, 개방계에 있어서 반응액의 온도를 높여 나가면, 이윽고 물의 증발도 일어나고, 증발하는 물에 동반되어 암모니아도 빠지기 쉽게 된다.

본 발명에서 말하는 암모니아를 기상부로 회수할 때의 온도란, α-히드록시산암모늄염에 염기성 금속류를 첨가할 때, 혹은 첨가한 후의 반응액의 온도를 의미하지만, 이상으로부터, 이 온도는 60℃을 초과하여 약 100℃까지의 범위, 바람직하게는 약 70℃∼약 100℃, 보다 바람직하게는 약 80∼약 100℃이다. 이러한 범위라면, 물과 함께 암모니아를 기상부로 회수할 수 있다. 또한, 암모니아 제거 및 α-히드록시산아미드의 저감에 걸리는 시간의 단축화의 관점에서는, 100℃ 정도가 바람직하다.

또한, 공정 (1)은, 대기압에서 행할 수도 있고, 감압 조건 하에서 행할 수도 있다. 감압 조건 하에서 행하는 경우는, 각 설정 감압도에 있어서의 물의 비등 온도에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 공정 (1)에서는, 액 속에 질소나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 도입함으로써 암모니아를 기상부로 빠지기 쉽게 할 수 있다. 이와 같이 하여, 품질상 문제가 없는 정도까지 암모니아가 제거된 α-히드록시산 금속염의 수용액 혹은 슬러리를 얻을 수 있다.

공정 (1)에서는, α-히드록시산암모늄염으로부터의 열분해에 의해 부생되는 α-히드록시산아미드(α-히드록시산아미드 가수분해의 역반응이며 양자는 평형 반응임) 혹은 전 공정(α-히드록시니트릴 가수분해반응)의 불순물로서 함유되는 α-히드록시산아미드를 가수분해하고, α-히드록시산암모늄염을 경유하여 α-히드록시산 금속염과 유리 암모니아로 변환할 수 있다. 공정 (1)에서 α-히드록시산아미드를 충분히 제거할 수 없는 경우, 후 공정인 올리고머화 공정까지 이 α-히드록시산아미드가 잔존하고, 올리고머화 공정에서의 열분해에 의해, 다시 역반응에 의해 암모니아가 생성되며, 착색의 원인이 되어 큰 문제를 일으킨다.

또한, 공정 (1)에서는, 원료로서 이용하는 α-히드록시산암모늄염이 α-히드록시니트릴의 가수분해반응에 의해 얻어진 것인 경우, 이 가수분해의 부생성물로서 함유되는 α-아미노니트릴이나 이미노디알킬니트릴 등의 니트릴류, 이들의 가수분해물인 아미드류, 카르복실산류 등을, 염기성 금속류에 의한 가수분해에 의해 카르복실산으로 변환할 수 있다. 이들 니트릴류, 아미드류, 카르복실산류도 α-히드록시산의 폴리머 원료로서의 품질을 저하시킨다.

그러나, 공정 (1)에 있어서, 용액 속의 잔존 α-히드록시산아미드 농도가 500[중량 ppm/α-히드록시산] 이하가 될 때까지 가수분해반응을 행함으로써, α-히드록시산아미드를 함유하는 아미드류 이외에 니트릴류, 카르복실산류 등의 불순물을 충분히 분해시킬 수 있다. 용액 속의 잔존 α-히드록시산아미드 농도는, 200[중량 ppm/α-히드록시산] 이하로 하는 것이 바람직하고, 100[중량 ppm/α-히드록시산] 이하로 하는 것이 보다 바람직하며, 1[중량 ppm/α-히드록시산] 이하로 하는 것이 가장 바람직하다.

용액 속의 α-히드록시산아미드 농도[중량 ppm/α-히드록시산]는, 당업자라면 공지의 방법에 따라 측정할 수 있지만, 예컨대, 액체 크로마토그래피에 의해 α-히드록시산아미드 농도와 α-히드록시산 농도를 측정하여 전자를 후자로 나눔으로써 구할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 염기성 금속류에 의한 가수분해반응의 진행의 지표로서, 용액 속에 잔존하는 암모니아 농도를 측정하는 것도 바람직하다. 충분히 고품질의 α-히드록시산을 얻기 위해서는 공정 (1)에 있어서 용액 속의 잔존 암모니아 농도를 3[중량%/α-히드록시산] 이하로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1[중량%/α-히드록시산] 이하, 보다 바람직하게는 0.1[중량%/α-히드록시산] 이하 이다. 다음에, 공정 (1)에서 얻어진 α-히드록시산암모늄염을 탈염하여 α-히드록시산을 얻는 공정 (2)에 대해서 설명한다. 공정 (2)에 있어서의 α-히드록시산 금속염의 탈염 방법은 특별히 한정되지 않고 어떠한 방법이어도 상관없지만, 바람직하게는, 얻어지는 α-히드록시산 금속염의 상태에 따라 (I) 이온교환법, (II) 전기투석법, (III) 고액 분리법 중에서 선택된다.

사용하는 염기성 금속류가 베릴륨, 마그네슘 및 알칼리 금속류 중에서 선택되는 1종 이상의 금속의 수산화물, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 경우, 탈염 방법으로는, (i) 이온교환법 혹은 (ii) 전기투석법이 선택된다. 이 경우의 염기성 금속류로서는, 예컨대, 산화리듐, 수산화리튬, 탄산리튬, 산화나트륨, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 산화칼륨, 수산화칼륨, 탄산칼륨, 산화루비듐, 수산화루비듐, 탄산루비듐, 산화세슘, 수산화세슘, 탄산세슘, 산화프란슘, 수산화프란슘, 탄산프란슘, 산화베릴륨, 수산화베릴륨, 탄산베릴륨, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘 등을 구체적으로는 들 수 있지만, 수산화나트륨이나 수산화칼륨이 바람직하다.

또한, (i) 이온교환법 및 (ii) 전기투석법에 의해 탈염하는 경우에는, α-히드록시산 금속염이 수용액인 것이 필수이다. 공정 (1)에 있어서 고체가 석출되는 경우는, 완전히 용해될 때까지 물을 첨가하여 희석할 필요가 있다.

α-히드록시산 금속염 수용액을 이온교환법에 의해 탈염하는 방법은 크게 나누어 2가지이다. 하나는 양이온교환수지를 이용하는 방법이고, 다른 하나는 음이온교환수지를 이용하는 방법이다. 양이온교환수지를 이용하는 방법의 경우, 사용하는 수지는 강산성 양이온교환수지여도, 약산성 양이온교환수지여도 상관없지만, 강산성 양이온교환수지가 바람직하다. 구체적으로는, 예컨대, 다이아이온 SK1B, 다이아이온 SK104, 다이아이온 SK110, 다이아이온 SK112, 다이아이온 SK116, 다이아이온 PK208, 다이아이온 PK212, 다이아이온 PK216, 다이아이온 PK220, 다이아이온 PK228, 다이아이온 UBK530, 다이아이온 UBK550, 다이아이온 UBK535, 다이아이온 UBK555(이상 미쓰비시카가꾸 제조), 레바치트 S100, 레바치트 S109, 레바치트 SP112, 레바치트 STV40, 레바치트 MSD1368(이상 바이엘사 제조), 앰버라이트 IR120B, 앰버라이트 120BN, 앰버라이트 IR124, 앰버라이트 1006F, 앰버라이트 200CT, 앰버라이트 252(이상 오르가노사 제조), 다우엑스 모노스피아 650C, 다우엑스 마란손 C, 다우엑스 HCR-S, 다우엑스 마란손 MSC(이상 다우케미컬·컴퍼니사 제조) 등을 들 수 있지만, 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 양이온교환수지는, 통상의 방법에 의해, 미리 프로톤(H+)형으로 재생 처리하고 나서 사용한다.

본 발명에 있어서의 양이온교환수지의 사용 방법으로는, 통상의 방법을 채용할 수 있다. 즉, α-히드록시산 금속염 수용액에 소정량의 양이온교환수지를 첨가하는 배치식이라도 좋고, 혹은, 양이온교환수지를 수지탑에 충전하여 α-히드록시산 금속염 수용액을 통액하는 칼럼법을 채용할 수도 있다. 배치식의 경우, 금속양이온이 양이온교환수지에 대한 평형 흡착에 도달하기에 충분한 시간의 교반을 행한 후, 상청을 회수하면 α-히드록시산 수용액을 얻을 수 있다. 또한, 칼럼법의 경우는, 칼럼 하부로부터 금속 양이온의 누출이 일어날 때까지의 수지 통과액이, α-히드록시산 수용액이 된다.

양이온교환수지의 사용량으로는, 수지의 총 교환 용량이 금속 양이온과 당량 이상에 해당하는 양이 필수이며, 더욱 확실하게 금속 양이온을 제거하기 위해서는, 통상 1.2배 당량 이상의 수지를 사용하는 것이 좋다. 또한, 칼럼법의 경우, 수지의 파과(破過), 수지의 재생을 행할 때까지의 시간을 길게 잡기 위해서, 보다 과잉의 수지를 사용하는 것은 통상 행해지는 것이다.

수지 처리시의 온도는 상온이라도 좋지만, 필요하면 수지의 내열성이 보증되는 범위에서 가온하여도 상관없다. 통상은 70℃ 이하에서 행해진다. 또한, 칼럼법의 경우, 통액 속도는 공간 속도(L/L-수지/Hr)로 1∼20의 범위, 바람직하게는 2∼10의 범위가 좋다.

칼럼법의 경우, 수지 통과액에 금속 양이온이 스펙 이상으로 혼입되는 것이 확인되는 점을 파과점(破過点)으로 하고, 거기에서 통상의 세정, 재생 조작(예컨대 묽은 염산, 묽은 황산 등의 무기산에 의한 재생)을 행하면, 수지는 반복 사용이 가능하다.

또한, 음이온교환수지를 이용하는 방법의 경우, 사용하는 수지는 강염기성 음이온교환수지여도, 중염기성 음이온교환수지여도, 약염기성 음이온교환수지여도 상관없지만, 바람직하게는 약염기성 혹은 중염기성 음이온교환수지가 좋다. 구체적으로는, 예컨대, 앰버라이트 IRA-93(오르가노사 제조), 다이아이온 WA20, 다이아이온 WA30(이상 미쓰비시카가꾸사 제조), 레바치트 MP64(바이엘사 제조) 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 음이온교환수지의 사용 방법으로는, 통상의 방법이 채용된다. 즉, 상기 α-히드록시산 금속염 수용액에 소정량의 음이온교환수지를 첨가하는 배치식이어도 좋고, 혹은 또, 음이온교환수지를 수지탑에 충전하여 α-히드록시산 금속염 수용액을 통액하는 칼럼법을 채용할 수도 있다. 배치식의 경우는, α-히드록시산 음이온이 이 음이온교환수지에 대한 평형 흡착에 도달하기에 충분한 시간의 교반을 행한 후, 이 수지를 회수·세정한 후, 무기산(염산, 황산, 질산 등)으로 처리하면 α-히드록시산 수용액을 얻을 수 있다. 또한, 칼럼법의 경우는, 칼럼 하부로부터 α-히드록시산 음이온의 누출이 일어난 후, 충분량의 α-히드록시 금속염 수용액을 더 통액시켜, 출구액이 입구액과 같은 조성이 될 때까지 통액을 계속함으로써, 최대량의 α-히드록시산 음이온을 수지에 흡착시킨다. 그 후, 충분한 세정을 행한 후, 무기산(염산, 황산, 질산 등)을 통액시킴으로써 α-히드록시산 음이온을 탈착시켜 α-히드록시산 수용액을 얻을 수 있다.

수지 처리시의 온도는 상온이어도 좋지만, 필요하면 수지의 내열성이 보증되는 범위에서 가온하여도 상관없다. 통상은 70℃ 이하에서 행해진다. 또한, 칼럼법의 경우, 통액 속도는 공간 속도(L/L-수지/Hr)로 1∼20의 범위, 바람직하게는 2∼10의 범위가 좋다.

칼럼법의 경우, 무기산에 의한 α-히드록시산 음이온의 탈착 조작시의 수지 통과액에 무기산 음이온이 스펙 이상으로 혼입되는 것이 확인되는 점을 파과점으로 하고, 출구액이 입구액과 같은 조성이 될 때까지 통액을 더 계속한 후, 거기에서 통상의 세정, 재생 조작(예컨대 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액 등의 강알칼리 수용액에 의한 재생)을 행하면, 수지는 반복 사용이 가능하다.

다음에, 얻어진 α-히드록시산 금속염 수용액을 전기투석법에 의해 탈염하는 방법은 크게 나누어 3가지이다. 하나는 바이폴라막과 양이온교환막을 교대로 배열하고, 산실과 염기실을 형성시킨 이실식 수분해 전기투석장치를 이용하여 α-히드록시 금속염 수용액 속의 금속 양이온이 양이온교환막 속을 이동하는 방법이다. 다른 하나는 바이폴라막과 음이온교환막을 교대로 배열하고, 산실과 염기실을 형성시킨 이실식 수분해 전기투석장치를 이용하여 α-히드록시 금속염 수용액 속의 α-히드록시산 음이온이 음이온교환막 속을 이동하는 방법이다. 또 다른 하나는 바이폴라막과 양이온교환막과 음이온교환막을 순서대로 배열하고, 원료실과 산실과 염기실을 형성시킨 삼실식 수분해 전기투석장치를 이용하여 α-히드록시산 금속염 수용액 속의 금속 양이온이 양이온교환막 속을, α-히드록시산 음이온이 음이온교환막 속을 이동하는 방법이다. 이들의 어떤 방법이라도 상관없지만, 얻어지는 α-히드록시산 수용액의 품질과 전기 효율의 관점에서, 바이폴라막과 양이온교환막을 교대로 배열하고, 산실과 염기실을 형성시킨 이실식 수분해 전기투석장치를 이용하여 α-히드록시 금속염 수용액 속의 금속 양이온이 양이온교환막 속을 이동하는 방법이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 바이폴라막으로는, 종래 공지의 바이폴라막, 즉 양이온교환막과 음이온교환막을 접합시킨 구조를 갖는 바이폴라막을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대, 네오셉타 BP-1(주식회사 아스톰 제조)을 들 수 있다. 양이온교환막으로는 네오셉타 CMB(주식회사 아스톰 제조), 음이온교환막으로는 네오셉타 AHA(주식회사 아스톰 제조)를 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 전기투석 공정의 일례로서 바이폴라막과 양이온교환막으로 이루어진 이실법에 대해서 설명한다. 본 방법에 있어서는, α-히드록시산 수용액을 산실로부터 회수하고, 염기성 금속 수용액을 염기실로부터 회수한다.

도 1에, 본 방법에 있어서 사용되는 수분해 전기투석장치의 대표적인 모양의 개략도를 도시한다. 도 1에 있어서, 수분해 전기투석장치는, 양전극(1) 및 음전극(2) 사이에 막으로서 바이폴라막(B)(3), 양이온교환막(C)(4)의 2종류가 교대로 배열되고, 산실(7) 및 염기실(8)의 이실이 형성되어 있다. 바이폴라막(B)(3)과 양전극(1)과의 공극(5) 및 바이폴라막(B)(3)과 음전극(2)의 공극(6)에는 전극액이 채워져 있다. 여기서, 바이폴라막(B)(3)의 음이온교환체측과 양이온교환막(C)(4) 사이의 실이 염기실(8), 바이폴라막(B)(3)의 양이온교환체측과 양이온교환막(C)(4) 사이의 실이 산실(7)이 된다.

본 발명에 있어서, 상기 공지의 수분해 전기투석장치를 사용한 수분해 전기투석 공정은, 산실(7), 염기실(8)의 각각의 실에 공급하는 액의 외부 탱크를 설치하여 각각의 실과 외부 탱크 사이에서 액을 순환시키면서 전기투석을 행하는 방법이 바람직하게 이용된다.

원료인 α-히드록시산 금속염 수용액을 산실(7)에 공급하고, 통전을 행함으로써 금속 양이온은, 양이온교환막(C)(4)을 통과하여 염기실(8)로 이동하며, 이 때 바이폴라막(B)(3)으로부터 생성된 OH-이온과 결합하여 염기성 금속 수용액이 된다. 또한, 산실(7)에서는 바이폴라막으로부터 생성된 프로톤과 α-히드록시산 음이온이 결합하여 비해리성의 α-히드록시산이 되고, 그대로 산실(7)에 고여 회수할 수 있다. 수분해 전기투석시의 온도는, 통상 5℃∼70℃, 바람직하게는 20℃∼50℃에서 행해진다. 또한, 분리한 염기성 금속염 수용액은, 농축시키거나 또는 농축시키지 않고, 전 공정의 α-히드록시산암모늄염 수용액의 알칼리 처리에 이용할 수 있다.

한편, α-히드록시산암모늄염의 가수분해에 사용하는 염기성 금속류가 칼슘, 스트론튬, 바륨 및 라듐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수산화물, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 경우, 탈염 방법으로는, 고액 분리법이 선택된다. 이 경우의 염기성 금속류로서는, 예컨대, 산화칼슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 산화스트론튬, 수산화스트론튬, 탄산스트론튬, 산화바륨, 수산화바륨, 탄산바륨, 산화라듐, 수산화라듐, 탄산라듐 등을 들 수 있지만, 수산화칼슘이나 산화칼슘이 바람직하다.

이 경우, 얻어지는 α-히드록시산 금속염은 슬러리로서, 이 α-히드록시산 금속염 슬러리에 직접 황산을 첨가하여 α-히드록시산 수용액과 황산 금속염을 생성하는 것도 가능하고, 일단, α-히드록시산 금속염을 원심분리 등의 방법에 의해 고액 분리한 후, 물 혹은 α-히드록시산 금속염 포화 수용액을 이용하여 α-히드록시산 금속염 결정을 세정하며, 불순물의 제거를 행한 후에 황산을 첨가할 수도 있다. 세정함으로써, 제품에 대한 혼입이 걱정되는 여러 가지 불순물을 저감시킬 수 있어 α-히드록시산의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 공정에 사용하는 황산의 농도는 임의의 범위라도 좋지만, 최종적으로 얻어지는 α-히드록시산 수용액의 농도를 낮추지 않는다고 하는 관점에서 50 중량% 이상이 좋다. 또한, 황산이 접액하는 부분의 부식을 방지한다고 하는 관점에서, 묽은 황산보다도 진한 황산 쪽이 바람직하고, 일반적으로 시판되고 있는 진한 황산의 농도인 95∼98 중량% 정도가 바람직하다.

또한, 황산을 첨가할 때의 온도는 임의의 온도로 할 수 있지만, 통상, α-히드록시산 금속염 슬러리의 유동 상태가 좋고, α-히드록시산 금속염과 황산과의 반응을 효율적으로 행하는 온도를 하한으로 하며, 또한 이 반응에 의한 반응열에 의해 돌비(突沸) 현상이 일어나지 않는 온도를 상한으로 생각하면, 50℃∼80℃ 정도가 바람직하다. 또한, 황산의 첨가량은 α-히드록시산 금속염에 대하여 0.8∼1.2 당량의 범위에서 임의로 선택되고, 바람직하게는 0.9∼1.1 당량이며, 한없이 1당량에 가까울수록 바람직하다.

황산을 첨가하면, 황산 금속염의 α-히드록시산 수용액에 대한 용해도가 낮기 때문에, 고체의 황산 금속염과 α-히드록시산 수용액를 얻을 수 있다. 본 공정에서 얻어지는 황산 금속염에는 여러 가지 수화물의 형태를 생각할 수 있지만, 어떠한 형태의 결정이라도 좋다.

이와 같이 하여 얻어진 α-히드록시산 수용액과 황산 금속염의 혼합물로부터, 원심분리 등의 고액 분리를 행함으로써 α-히드록시산 수용액을 얻을 수 있다. α-히드록시산의 일부는 황산 금속염 결정 속에 부착수(付着水)의 형태로 존재하지만, 황산 금속염 결정을 세정함으로써, 이 α-히드록시산을 회수할 수 있다. 황산 금속염의 세정에는 통상 물을 이용한다. 세정수의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 상온에서 행하면 좋다. 단, 결정 속에 α-히드록시산 금속염이 존재하는 경우는, 얻어지는 황산 금속염 결정의 품질 향상의 관점에서 온수를 이용하는 편이 좋다. 황산 금속염의 물에의 용해도에 대한 온도 의존성이 거의 없는 데 반하여, α-히드록시산 금속염의 물에의 용해도에 대한 온도 의존성이 높기 때문에, 온수에 의한 결정 세정에 의해, 선택적으로 α-히드록시산 금속염을 세정 제거하는 것이 가능해진다. 이 경우의 온수의 온도는 50℃∼100℃가 좋고, 바람직하게는 50℃∼80℃가 좋다.

세정 방법은, 원심분리기 속에서의 노즐 세정이나, 슬러리의 향류(向流) 접촉 세정 등을 들 수 있다. 얻어지는 α-히드록시산 수용액 농도를 저하시키지 않기 위해서는, 보다 적은 세정수의 양으로 효율적으로 세정하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 α-히드록시산의 제조 방법에 의하면, α-히드록시산은 수용액으로서 얻을 수 있지만, 이 α-히드록시산 수용액 속에는 여러 가지 불순물이 함유된다. 예컨대, 탈염 방법이 이온교환인 경우, 양이온교환에서는 일부 누출된 금속 양이온, 암모늄 양이온이나 전혀 흡착되지 않는 음이온 성분 등이 불순물로서 함유되고, 또한, 음이온교환에서는 세정이 중단되지 않는 금속 양이온, 암모늄 양이온이나 α-히드록시산과 같은 거동을 나타내는 음이온 성분 등이 불순물로서 함유된다.

한편, 탈염 방법이 전기투석인 경우, 탈염율 100%를 달성하는 것은 곤란하여 일부 금속 양이온, 암모늄 양이온이 혼입되고, α-히드록시산과 같은 거동을 나타내는 음이온 성분 등이 불순물로서 함유된다.

또한, 탈염 방법이 고액 분리법인 경우, 황산 금속염의 용해도분의 금속 양이온과 황산 음이온, 전 공정에서 사용한 염기성 금속류 유래의, 기타 금속 양이온, 탈NH₃공정에서의 잔존 암모늄 양이온, 효소 반응 부생성물인 아미노산류, 균체 유래의 배지 성분인 미량 성분 혹은 황산 음이온이 불순물로서 함유된다.

얻어지는 α-히드록시산 수용액 속에 금속 양이온류나 불순물 음이온 성분이 많이 함유되는 경우, 다음 공정에 있어서의 환상 이량체 에스테르 합성 반응을 회분(回分) 반응의 반복 반응으로 행하는 경우, 이들 양이온류나 음이온류가 축적됨에 따른 영향을 피하기 위해서 적절한 농도로 저감시킬 필요가 있다. 또한, 암모늄 양이온이나 아미노산류는 착색의 원인이 되며, 제품 폴리머의 물성에 악영향을 부여하기 때문에, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하다.

용액 속의 금속 양이온류, 암모늄 양이온 등의 양이온성 불순물은 일반적인 양이온교환법의 조작에 의해 정제·제거할 수 있다. 또한, 중성의 아미노산류라도, 고농도의 글리콜산 수용액 속에서는 평형 상태가 양이온성인 것으로 치우쳐 있고, 이 양이온교환에 의해 정제·제거하는 것이 가능하다. 또한, 황산 음이온과 같은 음이온성 불순물도, 일반적인 음이온교환법의 조작에 의해 정제·제거하는 것이 가능하다.

본 발명은 또한, 전술한 본 발명에 따른 α-히드록시산의 제조 방법에 의해 얻어진 α-히드록시산의 수용액을 원료로 하여 α-히드록시산 올리고머를 합성하는 공정과, α-히드록시산 올리고머를 해중합시켜 환상 이량체 에스테르를 얻는 공정을 포함하는 환상 이량체 에스테르의 제조법도 포함한다. 또한, 이 환상 이량체 에스테르를 개환 중합하여 폴리α-히드록시산을 얻는 공정을 포함하는 폴리α-히드록시산의 제조 방법도 포함한다. 본 발명의 방법에 의해 얻어진 α-히드록시산을 원료로서 이용하면, 착색이 일어나지 않는 고품질의 환상 이량체 에스테르를 얻을 수 있다.

이하, α-히드록시산의 예로서, 글리콜산의 경우를 들어 폴리머 합성까지의 제조 방법을 설명하지만, α-히드록시산이 글리콜산에 한정되는 것은 아니다.

글리콜산 올리고머를 합성하는 공정에서는, 원료 글리콜산을 필요에 따라 탈수 축합 촉매의 존재 하에, 감압 혹은 가압 하, 통상 100℃∼250℃, 바람직하게는 140℃∼230℃의 온도로 가열하고, 물의 유출이 실질적으로 없어질 때까지 축합 반응을 행한다. 축합 반응 종료 후, 생성된 글리콜산 올리고머는, 그대로 다음 공정의 원료로서 사용할 수 있다. 또한, 얻어진 글리콜산 올리고머를 반응계에서 꺼내어 벤젠이나 톨루엔 등의 비수용매로 세정하여 미반응물이나 저중합물 또는 촉매 등을 제거하고 나서 사용할 수도 있다. 글리콜산 올리고머는, 환형이어도 좋고 직쇄형이어도 좋다. 중합도는, 특별히 한정되지 않지만, 해중합 반응을 행할 때의, 글리콜리드 수율의 관점에서, 융점(Tm)이 통상 140℃ 이상, 바람직하게는 160℃ 이상, 보다 바람직하게는 180℃ 이상인 것이 바람직하다. 여기서, Tm은 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 불활성 가스 분위기 하, 10℃/분의 속도로 승온시켜 검출되는 글리콜산 올리고머의 융점이다.

글리콜산 올리고머를 해중합시켜 글리콜리드를 얻는 공정에서는, 해중합 방법은, 특별히 한정되지 않고, 일반적인 용융 해중합법이나 고상 해중합법 등을 채용할 수 있다. 그 경우의 해중합 반응계는, 채용하는 해중합법에 대응하여 실질적으로 글리콜산 올리고머만으로 이루어진 계와, 글리콜산 올리고머와 극성 유기용매를 함유하는 계의 둘로 대별된다.

실질적으로 글리콜산 올리고머만으로 이루어진 해중합 반응계를 상압 하 또는 감압 하에서 가열하면, 해중합 반응에 의해 생성된 글리콜리드가 승화 또는 증발한다. 따라서, 불활성 가스를 분출시키는 등의 방법에 의해, 이 글리콜리드를 해중합 반응계 밖으로 배출함으로써 글리콜리드를 얻을 수 있다.

또한, 글리콜산 올리고머와 극성 유기용매를 함유하는 혼합물로 이루어진 해중합 반응계를 가열하면, 해중합 반응에 의해 생성된 글리콜리드가 극성 유기용매와 공유출된다. 유출물로부터 글리콜리드를 정석 등의 방법에 의해 분리시켜 글리콜리드를 회수할 수 있다. 이 경우도, 상압 하 또는 감압 하에 해중합 반응계를 가열하여 해중합 반응을 행한다.

해중합법으로는, 원료로서 사용하는 글리콜산 올리고머의 중질물화 방지나 글리콜리드의 생성 효율의 관점에서, 글리콜산 올리고머를 용액상(溶液相)의 상태로 해중합시키는 용액 해중합법이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 얻어진 글리콜리드는, 개환 중합법에 의해 폴리글리콜산으로 할 수 있다. 개환 중합은, 촉매의 존재 하, 통상 100℃ 이상의 온도로 행해지지만, 바람직하게는 160℃∼180℃ 정도가 좋다. 촉매로서는, 각종 환상 에스테르의 개환 중합 촉매로서 사용되고 있는 것이면 좋고, 특별히 한정되지 않지만, 구체적인 예로서는, 예컨대, 주석(Sn), 티탄(Ti), 알루미늄(Al), 안티몬(Sb), 지르코늄(Zr), 아연(Zn) 등 금속 화합물의 산화물, 할로겐화물, 카르복실산염, 알콕시드 등을 들 수 있다. 촉매의 사용량은, 일반적으로, 환상 에스테르에 대하여 소량이어도 되고, 환상 에스테르를 기준으로 하여 통상 0.0001∼0.5 중량%, 바람직하게는 0.001∼0.1 중량%의 범위 내이면 된다.

실시예

이하 실시예 내에서 α-히드록시산으로서 글리콜산 및 젖산을 예를 들어 보다 구체적으로 본 발명 내용을 설명하지만, 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다.

<건조 균체 촉매 중량 측정법>

균체 현탁액 속의 건조 균체 촉매 중량의 측정은, 이하와 같이 실시하였다. 우선, 적당한 농도의 균체 촉매 현탁액을 적량 취하여 -80℃까지 냉각시킨 후, 동결 건조기를 이용하여 완전히 건조시키고, 그 중량값에 의해 상기 균체 촉매 현탁액의 농도를 산출하였다. 기지의 농도가 된 균체 촉매 현탁액을 적당한 복수의 농도로 희석하여, 분광 광도계를 이용하여 실온에서 투과 광도(600 ㎚)를 측정하고, 이 분광 광도계에 의한 이 균체 촉매의 검량선을 작성하였다. 이후, 이 분광 광도계의 지시값에 의해 임의의 이 균체 촉매 현탁액의 건조 균체 촉매 농도를 산출하였다.

<반응액 분석법>

반응액 및 처리액의 분석은, 이하와 같이 실시하였다. 기질인 글리콜로니트릴 및 생성물인 글리콜산(암모늄)과 젖산(암모늄) 및 부생성물인 글리콜로아미드와 젖산아미드는, 고속 액체 크로마토그래피로 측정하였다. 칼럼은 이온 배제 칼럼(시마즈 Shim-pack SCR-101H), 칼럼 온도는 40℃, 이동상은 인산 수용액(pH=2.3), 유속은 0.7 cc/min, 검출기는 UV(시마즈 SPD-10AV vp, 210 ㎚) 및 RI(시마즈 RID-6A)로 실시하였다.

기타 부생성물인, 글리신, 이미노디아세트산, 알라닌, 이미노디이소프로피온산에 대해서는 이온 페어제를 이용한 이온 페어 크로마토 시스템(히타치 D-7000)으로 측정하였다. 칼럼은 ODS-80 TS(도소), 칼럼 온도는 40℃, 이동상은 50 mM 인산 수용액+10 mM 펜타술폰산나트륨 용액, 유속은 0.5 cc/min, 검출기는 RI(시마즈 RID-6A), 주입량은 10 ㎕로 실시하였다.

또한, 반응액 및 처리액 속의 나트륨 이온, 칼슘 이온 및 암모늄 이온의 분석은 이온 크로마토그래피로 실시하였다. 칼럼은 양이온교환 칼럼(도소 Tsk gel IC-Cation), 칼럼 온도는 40℃, 이동상은 2 mM 질산 수용액, 유속은 0.5 cc/min, 검출기는 전도도계(도소 CM-8020)로 실시하였다.

또한, 반응액 및 처리액 속의 황산 이온의 분석은 이온 크로마토그래피로 실시하였다. 칼럼은 음이온교환 칼럼(도소 Tsk gel IC-AnionSW), 칼럼 온도는 40℃, 이동상은 음이온 분석용 용리액(도소 제조), 유속은 1.2 cc/min, 검출기는 전도도계(도소 CM-8020)로 실시하였다.

합성 글리콜리드 및 락티드의 분석은 가스 크로마토그래피로 실시하였다. 검출기는 FID, 칼럼은 중극성 모세관 칼럼(J&W SCIENTIFIC 제조 DB-1701, 길이: 60 m, 내경: 0.25 mm, 막 두께: 1 ㎛), 캐리어: 헬륨(300 kPa), 주입 온도: 200℃, 검출기 온도: 200℃, 조작 온도: 100℃×5분, 20℃/분, 270℃×10분으로 행하였다.

<효소 촉매의 조제>

염화나트륨 0.1 중량%, 인산이수소칼륨 0.1 중량%, 황산마그네슘7수화물 0.05 중량%, 황산제1철7수화물 0.005 중량%, 황산암모늄 0.1 중량%, 질산칼륨 0.1 중량% 황산망간5수화물 0.005 중량%을 함유하는 배양액 250 ㎖를 삼각 플라스크에 넣어 pH 7이 되도록 수산화나트륨으로 조정하고, 121℃에서 20분간 멸균한 후, 아세토니트릴 0.5 중량%를 첨가하였다. 이것에 아시네토박터 sp.AK226을 접종하여 30℃에서 진탕 배양하였다(전 배양). 미스트 파우더 0.3 중량%, 글루타민산나트륨 0.5 중량%, 황산암모늄 0.5 중량%, 인산수소이칼륨 0.2 중량%, 인산이수소칼륨 0.15 중량%, 염화나트륨 0.1 중량%, 황산마그네슘7수화물 0.18 중량%, 염화망간4수화물 0.02 중량%, 염화칼슘2수화물 0.01 중량%, 황산철7수화물 0.003 중량%, 황산아연7수화물 0.002 중량%, 황산동5수화물 0.002 중량%, 대두유 2중량%를 함유하는 배양액 3 ℓ를 5 ℓ 미생물 배양 장치(jar fermenter)에 넣어 121℃에서 20분간 멸균한 후, 상기한 전 배양액을 접종하여 30℃에서 통기 교반을 행하였다. 배양 개시 10시간 후부터 대두유의 공급을 개시하였다. pH 7이 되도록 인산 및 암모니아수로 컨트롤하고, 최종적으로 약 5 중량%의 아시네토박터 sp.AK226 현탁액을 얻었다. 0.06 M 인산 버퍼를 이용하여 2회 더 세정을 행하고, 최종적으로 인산 버퍼에 현탁된 아시네토박터 sp.AK226 현탁액(건조 균체 농도 5 중량%)을 얻었다.

<글리콜산암모늄염 수용액의 조제>

상기한 바와 같이 얻어진 아시네토박터 sp.AK226 현탁액(5.1 중량%) 1.8 g과 증류수 225 g을 1 ℓ 4구 플라스크에 넣어 현탁시켰다. 이 플라스크에 pH계와 온도계를 설치하여 반응액의 pH와 온도를 모니터링할 수 있도록 하고, 50℃ 항온 수조에 넣어 스터러 교반을 실시하여 내부 온도가 50℃가 될 때까지 잠시동안 유지하였다. 다음에 원료의 55 중량% 글리콜로니트릴 수용액(도쿄카세이 제조)을, 액체 크로마토그래피용 펌프를 이용하여 0.33 g/min로 공급하였다. 원료 글리콜로니트릴 속에 안정제로서 함유되는 황산을 중화하기 위해서 튜브 펌프로 1.5 중량% 암모니아수를 공급하였다. 또한, 암모니아수 공급 펌프는 pH계에 의한 제어로 내액 pH가 6.9±0.1이 되도록 세팅하였다. 반응 중에는 정기적으로 샘플링을 행하여 고속 액체 크로마토그래피로 글리콜로니트릴과 글리콜산암모늄 농도를 측정하고, 정상 글리콜로니트릴 농도가 2 중량% 이하가 되도록 원료의 첨가량을 조절하였다. 최종적인 글리콜산암모늄 축적 농도는 52 중량%, 기질의 글리콜로니트릴은 검출되지 않았다. 다음에 얻어진 글리콜산암모늄염 수용액을, 원심분리기(구보타 제조: 고속원심기 7700)를 이용하여 회전수: 10000 pm, 처리 시간: 20 min, 처리 온도: 4℃에서 처리하여 상청을 회수한 후, MF(아사히카세이케미컬 제조: PSP-003)를 이용하여 유속 2 ㎖/min, 처리 온도: 30℃에서 처리하여 52 중량%의 글리콜산암모늄염 수용액을 1065 g을 얻었다. 본 액은 약간의 착색을 일으키고 있기 때문에, 0.83 g의 시판되고 있는 활성탄(백로 A: 니혼 엔바이로케미컬즈 제조)을 첨가하여 실온에서 45분간 교반한 후, 데칸테이션으로 처리액을 회수하고, 착색 성분을 제거하였다. 글리콜산암모늄 농도 52 중량%, 부생 글리콜로아미드 농도 0.33 중량%였다.

<젖산암모늄염 수용액의 조제>

본 실시예에서 사용한 젖산암모늄염 수용액은, 시판되고 있는 40% 젖산암모늄(와코쥰야꾸 제조)에 시판되고 있는 97% 젖산아미드(와코쥰야꾸 제조)를 첨가하여 조제하였다. 젖산암모늄 농도 40 중량%, 젖산아미드 농도는 0.35 중량%였다.

[실시예 1]

52 중량% 글리콜산암모늄염 수용액 400 g을 1 ℓ 4구 플라스크에 넣어 측관에 온도계와 환류기와 N₂ 버블링용 모세관을 부착하고, 중앙에 쓰리-원 모터의 교반 날개를 부착하여 항온 수조에 전체를 침지하였다. N₂버블링을 행하면서, 내액을 70℃로 승온시켜 40 중량% 수산화나트륨 수용액 225 g을 서서히 적하하였다. 20분간 상압에서의 조작을 행한 후, 서서히 진공 펌프로 감압 조작을 행하여 최종적으로 140 mmHg까지 감압시켰다. 그동안, N₂버블링이 계속되어 내부 온도는 63℃가 되었다.

본 조건으로 2시간 동안 탈암모니아 조작을 계속하여 36.9 중량% 조(粗)글리콜산나트륨 수용액 582 g을 얻었다. 최종적인 암모니아 농도는 0.241[중량%/글리콜산] 이하, 글리신 농도는 1.78[중량%/글리콜산], 이미노디아세트산 농도는 0.080[중량%/글리콜산]이 되고, 탈암모니아율은 98.8% 이상이 되었다. 또한, 글리콜로아미드는 검출되지 않았다.

계속해서, 시판되고 있는 강산성 양이온교환수지(앰버라이트 IR120B)를 미리 프로톤형으로 재생 처리한 것 70 ㎖를 순수로 현탁시키고, 직경 1.4 ㎝의 유리제 칼럼에 충전하여 충분히 세정한 후, 상기 탈암모니아 조작 후 액(글리콜산나트륨수 용액)을 4.7 ㎖/min의 유속으로 유통시켰다. 회수액은 분획 수집기(fraction collector)로 10 ㎖/1개씩 회수하고, 분석 결과로부터 나트륨 양이온의 누출이 일어나기 직전의 분획까지의 액을 혼합하여 회수액으로 하였다. 회수액 속에 암모늄 양이온, 나트륨 양이온, 글리신, 이미노디아세트산은 검출되지 않았다.

계속해서, 시판되고 있는 약염기성 음이온교환수지(앰버라이트 IRA96SB)를 미리 OH형으로 재생 처리한 것 70 ㎖를 순수로 현탁시키고, 직경 1.4 ㎝의 유리제 칼럼에 충전하여 충분히 세정한 후, 상기 양이온 교환 처리한 글리콜산 수용액을 4.7 ㎖/min의 유속으로 유통시켰다. 회수액은 분획 수집기로 10 ㎖/1개씩 회수하고, 분석 결과로부터 불순물 음이온 성분(배지 유래의 황산 음이온, 인산 음이온 등)의 누출이 일어나기 직전의 분획까지의 액을 혼합하여 회수액으로 하였다. 회수액 속에 황산 음이온 및 인산 음이온은 검출되지 않았다.

얻어진 글리콜산 수용액의 일부를 50 ㎖ 가지 플라스크에 넣어 질소 치환한 후, 질소 플로우 하에서 가열을 시작하고, 상압으로 스터러 교반을 행하면서 170℃∼200℃까지 승온 가열하여 생성물을 증류 제거하면서 축합 반응시켰다. 계속해서 진공 펌프로 40 mmHg까지 감압시키고, 200℃에서 2시간 동안 가열하여 미반응 글리콜산 등의 저비물(低沸物)을 증류 제거하였다. 얻어진 프리 폴리머는, 거의 무색 투명하였다.

또한, 260℃까지 승온시키고, 감압도를 3∼5 mmHg로 높여 해중합 반응을 행하였다. 유출액을 얼음물로 냉각 트랩 회수하여 가스 크로마토그래피 분석한 결과, 글리콜리드 이외의 피크는 확인되지 않았다. 플라스크 내의 잔류액은 엷게 착색되었지만, 트랩된 글리콜리드는 거의 무색이었다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하게 글리콜산암모늄의 탈암모니아 조작을 행하여 암모니아 농도 0.225[중량%/글리콜산], 글리콜로아미드가 검출 한계(1중량 ppm) 이하의 37.2 중량% 조글리콜산나트륨 수용액 583 g을 얻었다.

계속해서, 전기투석장치로서 아실라이저 EX3B(아스톰사 제조)를 이용하여 양이온 교환막 네오셉타 CMB(도 1의 4)(아스톰사 제조)와 바이폴라막 네오셉타 BP-1(도 1의 3)(아스톰사 제조)이 교대로 10쌍 배치(유효 막면적 550 ㎠)하고, 산실(도 1의 7), 염기실(도 1의 8), 전극실(도 1의 5, 6)을 형성시켰다. 산실에는 상기 조글리콜산나트륨 수용액을, 염기실에는 0.4 중량% 수산화나트륨 수용액을, 전극실에는 2.0 중량% 수산화나트륨 수용액을 각각 대응하는 탱크를 설치하여 공급, 순환하였다. 원료실에는 냉각용 재킷을 설치하여 처리 온도 40℃ 이하로 일정 전압 30 V(전류는 형편에 따라 정함)로 2시간 동안 전기투석을 행하였다. 그 결과, 산실에서는 글리콜산 농도 33.1 중량%, 암모니아 농도 12 중량 ppm, 나트륨 농도 480 중량 ppm의 글리콜산 수용액 439 g을 얻을 수 있었다.

계속해서, 시판되고 있는 약염기성 음이온교환수지(앰버라이트 IRA96SB)를 미리 OH형으로 재생 처리한 것 70 ㎖를 순수로 현탁시키고, 직경 1.4 ㎝의 유리제 칼럼에 충전하여 충분히 세정한 후, 상기 전기투석 처리한 글리콜산 수용액을 4.7 ㎖/min의 유속으로 유통시켰다. 회수액은 분획 수집기로 10 ㎖/1개씩 회수하고, 분석 결과로부터 불순물 음이온 성분(배지 유래의 황산 음이온, 인산 음이온 등)의 누출이 일어나기 직전의 분획까지의 액을 혼합하여 회수액으로 하였다. 회수액 속에 황산 음이온 및 인산 음이온은 검출되지 않았다.

계속해서, 시판되고 있는 강산성 양이온교환수지(앰버라이트 IR120B)를 미리 프로톤형으로 재생 처리한 것 70 ㎖를 순수로 현탁시키고, 직경 1.4 ㎝의 유리제 칼럼에 충전하여 충분히 세정한 후, 상기 음이온 교환 처리한 글리콜산 수용액을 4.7 ㎖/min의 유속으로 유통시켰다. 회수액은 분획 수집기로 10 ㎖/1개씩 회수하고, 분석 결과로부터 나트륨 양이온의 누출이 일어나기 직전의 분획까지의 액을 혼합하여 회수액으로 하였다. 회수액 속에 암모늄 양이온, 나트륨 양이온, 글리신, 이미노디아세트산은 검출되지 않았다.

얻어진 글리콜산 수용액의 일부를 50 ㎖ 가지 플라스크에 넣어 질소 치환한 후, 질소 플로우 하에서 가열을 시작하고, 상압으로 스터러 교반을 행하면서 170℃에서 200℃까지 승온 가열하여 생성물을 증류 제거하면서 축합 반응시켰다. 계속해서 진공 펌프로 40 mmHg까지 감압시키고, 200℃에서 2시간 동안 가열하여 미반응 글리콜산 등의 저비물을 증류 제거하였다. 얻어진 프리 폴리머는, 거의 무색 투명하였다. 또한, 260℃까지 승온시키고, 감압도를 3∼5 mmHg로 높여 해중합 반응을 행하였다. 유출액을 얼음물로 냉각 트랩 회수하여 가스 크로마토그래피 분석한 결과, 글리콜리드 이외의 피크는 확인되지 않았다. 플라스크 내의 잔류액은 엷게 착색되었지만, 트랩된 글리콜리드는 거의 무색이었다.

[비교예 1∼2, 실시예 3∼4]

52 중량% 글리콜산암모늄염 수용액 50 g을 100 ㎖ 4구 플라스크에 넣어 측관에 온도계와 환류기를 부착하고, 중앙에 쓰리-원 모터의 교반 날개를 부착하여 항온 수조에 전체를 넣고, 내액을 40℃, 60℃, 80℃ 또는 100℃까지 상승시켜 30 중량%의 수산화칼슘 슬러리 37.9 g을 15 min에 걸쳐 적하하였다. 이에 따라, 글리콜산암모늄염 1 mol에 대하여 0.55 mol의 수산화칼슘을 이용하게 된다.

표 1에 나타낸 시간 동안 처리한 후, 얻어진 글리콜산칼슘 슬러리를 샘플링하여 적당한 농도까지 증류수로 희석하고, 고속 액체 크로마토그래피로 글리콜산 농도 및 글리콜로아미드 농도를, 이온 크로마토그래피로 암모니아 농도를 측정하여 글리콜산 중량당의 암모니아 중량%로 글리콜로아미드 농도를 구하였다. 결과를 표 1 및 도 2에 나타낸다.

실시예 3에서 얻어진 글리콜산칼슘 슬러리의 일부를, 유리 필터가 부착된 깔때기로 여과하였다. 얻어진 글리콜산칼슘의 습윤 결정에 대하여, 동 중량의 50℃로 가온한 증류수를 첨가하여 스파츌라로 교반한 후, 유리 필터가 부착된 깔때기로 여과하는 조작을 3회 반복하였다. 얻어진 글리콜산칼슘의 습윤 결정의 일부에 글리콜산칼슘 1 mol에 대하여 1.03 mol의 몰비가 되도록 50 중량% 황산을 60℃의 온도를 유지하면서 첨가하여 1시간 정도 숙성시켰다. 얻어진 황산칼슘의 결정을 유리 필터가 부착된 깔때기로 여과 분리한 여액으로서, 54.1 중량%의 글리콜산 수용액을 얻었다.

이 글리콜산 수용액 속의 기타 불순물 농도를 측정한 결과, 칼슘 양이온이 3400 중량 ppm/GA, 황산 음이온이 6500 중량 ppm/GA, 암모니아가 2 중량 ppm/GA 이하, 글리콜로아미드는 검출되지 않았다.

계속해서, 시판되고 있는 약염기성 음이온교환수지(앰버라이트 IRA96SB)를 미리 OH형으로 재생 처리한 것 70 ㎖를 순수로 현탁시키고, 직경 1.4 ㎝의 유리제 칼럼에 충전하여 충분히 세정한 후, 상기 고액 분리 처리한 글리콜산 수용액을 4.7 ㎖/min의 유속으로 유통시켰다. 회수액은 분획 수집기로 10 ㎖/1개씩 회수하고, 분석 결과로부터 불순물 음이온 성분(황산 음이온)의 누출이 일어나기 직전의 분획까지의 액을 혼합하여 회수액으로 하였다. 회수액 속에 황산 음이온은 검출되지 않았다.

계속해서, 시판되고 있는 강산성 양이온교환수지(앰버라이트 IR120B)를 미리 프로톤형으로 재생 처리한 것 70 ㎖를 순수로 현탁시키고, 직경 1.4 cm의 유리제 칼럼에 충전하여 충분히 세정한 후, 상기 음이온 교환 처리한 글리콜산 수용액을 4.7 ㎖/min의 유속으로 유통시켰다. 회수액은 분획 수집기로 10 ㎖/1개씩 회수하고, 분석 결과로부터 칼슘 양이온의 누출이 일어나기 직전의 분획까지의 액을 혼합하여 회수액으로 하였다. 회수액 속에 암모늄 양이온, 칼슘 양이온, 글리신, 이미노디아세트산은 검출되지 않았다.

얻어진 글리콜산 수용액의 일부를 50 ㎖ 가지 플라스크에 넣어 질소 치환한 후, 질소 플로우 하에서 가열을 시작하고, 상압으로 스터러 교반을 행하면서 170℃에서 200℃까지 승온 가열하여 생성물을 증류 제거하면서 축합 반응시켰다. 계속해서 진공 펌프로 40 mmHg까지 감압시키고, 200℃에서 2시간 동안 가열하여 미반응 글리콜산 등의 저비물을 증류 제거하였다. 얻어진 프리 폴리머는, 거의 무색 투명하였다.

다음에, 비교예 1에서 얻어진 글리콜산칼슘 슬러리를 유리 필터가 부착된 깔때기로 여과하고, 글리콜산칼슘의 습윤 결정 32.4 g을 얻었다. 이 결정의 일부를 채용하여 적당한 농도까지 물에 희석하고, 액체 고속 크로마토그래피로 글리콜산 농도를, 이온 크로마토그래피로 암모니아 농도를 측정하여 본 샘플을 세정 전 샘플로 하였다. 다음에 남은 글리콜산칼슘 습윤 결정에 대하여, 동 중량의 50℃로 가온한 증류수를 첨가하여 스파츌라로 교반한 후, 유리 필터가 부착된 깔때기로 여과하여 글리콜산칼슘의 습윤 결정을 얻었다(1번째 세정). 이 결정의 일부를 세정 전 샘플과 동일하게 분석한 후, 이 결정의 일부를 상기와 동일한 세정 조작과 분석을 행하였다(2번째 세정). 또한, 동일하게 하여 3번째 세정 조작과 분석을 행하였다. 결과는 표 2에 나타낸다.

계속해서, 3회 세정한 글리콜산칼슘 슬러리의 일부를 실시예 3과 동일한 조작으로 황산 처리하고, 52.8 중량%의 글리콜산 수용액을 얻은 후, 음이온교환, 양이온교환 정제 공정을 거쳐 정제 글리콜산 수용액을 회수하였다. 회수액 속에 암모늄 양이온, 칼슘 양이온, 글리신, 이미노디아세트산은 검출되지 않았다.

계속해서 실시예 3과 동일하게, 글리콜산 수용액의 일부를 50 ㎖ 가지 플라스크에 넣어 질소 치환한 후, 질소 플로우 하에서 가열을 시작하고, 상압으로 스터러 교반을 행하면서 170℃에서 200℃까지 승온 가열하여 생성물을 증류 제거하면서 축합 반응시켰다. 계속해서, 진공 펌프로 40 mmHg까지 감압시키고, 200℃에서 2시간 동안 가열하여 미반응 글리콜산 등의 저비물을 증류 제거하였다. 얻어진 프리 폴리머는, 약간 황색으로 착색되었다.

또한, 260℃까지 승온시키고, 감압도를 3∼5 mmHg로 높여 해중합 반응을 행하였다. 유출액을 얼음물로 냉각 트랩 회수하여 가스 크로마토그래피 분석한 결과, 글리콜리드 이외의 피크는 확인되지 않았다. 플라스크 내의 잔류액은 갈색으로 착색되고, 트랩된 글리콜리드도 황색으로 착색되었다.

[비교예 3]

비교예로서, α-히드록시산암모늄염의 가열가수분해에 의해 암모니아를 제거하였다.

52 중량% 글리콜산암모늄염 수용액 50 g을 100 ㎖ 4구 플라스크에 넣어 측관에 내액 온도 측정용 온도계와 톱 온도 측정용 온도계를 부착한 卜자 관을 사이에 두고 리비히 냉각관을 부착하고, 중앙에 쓰리-원 모터의 교반 날개를 부착하여 오일 배스에 전체를 침지하여, 내액을 표 3에 나타내는 온도로 승온시켜 물과 함께 암모니아를 제거하였다. 최종적인 증류 제거 중량은 23.3 g이었다. 표 2에 나타내는 각 시간에서의 분석값을 기초로, 암모니아 및 글리콜로아미드의 시간 경과에 따른 변화를 구하였다. 최종적으로 얻어진 글리콜산은 착색이 심하고, 점성이 높은 액체가 되었다. 처리 조건을 표 3에 암모니아 농도와 글리콜로 아미드의 측정 결과를 도 3에 나타낸다.

[실시예 5]

40 중량% 젖산암모늄염 수용액 50 g을 100 ㎖ 4구 플라스크에 넣어 측관에 온도계와 환류기를 부착하고, 중앙에 쓰리-원 모터의 교반 날개를 부착하여 항온 수조에 전체를 침지하여, 내액을 80℃까지 승온시켜 30 중량%의 수산화칼슘 슬러리25.1 g을 15 min에 걸쳐 적하하였다. 이에 따라, 젖산암모늄염 1 mol에 대하여 0.55 mol의 수산화칼슘을 이용하게 된다.

80℃에서 3시간 동안 처리한 후, 얻어진 젖산칼슘 슬러리를 샘플링하여 적당한 농도까지 증류수로 희석하고, 고속 액체 크로마토그래피로 젖산 농도 및 젖산아미드 농도를, 이온 크로마토그래피로 암모니아 농도를 측정한 결과, 젖산 중량당 암모니아 농도는 0.027[중량%/젖산]이며, 젖산아미드는 검출되지 않았다.

계속해서, 얻어진 젖산칼슘 슬러리의 일부를 실시예 4와 마찬가지로, 유리 필터가 부착된 깔때기로 여과하였다. 얻어진 젖산칼슘의 습윤 결정에 대하여 동 중량의 50℃로 가온한 증류수를 첨가하여 스파츌라로 교반한 후, 유리 필터가 부착된 깔때기로 여과하는 조작을 3회 반복하였다. 얻어진 젖산칼슘의 습윤 결정의 일부에 대하여, 젖산칼슘 1 mol에 대하여 1.03 mol의 몰비가 되도록 50 중량% 황산을 60℃의 온도를 유지하면서 첨가하여 1시간 정도 숙성시켰다. 얻어진 황산칼슘의 결정을 유리 필터가 부착된 깔때기로 여과 분리한 여액으로서 52.2 중량%의 젖산 수용액을 얻었다. 이 젖산 수용액 속에는 암모니아 및 젖산아미드는 검출되지 않았다.

얻어진 젖산 수용액의 일부를 50 ㎖ 가지 플라스크에 넣어 질소 치환한 후, 질소 플로우 하에서 가열을 시작하고, 상압으로 스터러 교반을 행하면서 130℃에서 150℃까지 승온 가열하여 생성물을 증류 제거하면서 축합 반응시켰다. 계속해서 진공 펌프로 40 mmHg까지 감압시키고, 160℃에서 2시간 동안 가열하여 미반응 젖산 등의 저비물을 증류 제거하였다. 얻어진 프리 폴리머는, 거의 무색 투명하였다. 또한, 220℃까지 승온시키고, 감압도를 3∼5 mmHg로 높여 해중합 반응을 행하였다. 유출액을 얼음물로 냉각 트랩 회수하여 가스 크로마토그래피 분석한 결과, 락티드 이외의 피크는 확인되지 않았다. 플라스크 내의 잔류액은 엷게 착색되었지만, 트랩된 락티드는 거의 무색이었다.

[도면의 간단한 설명]

도 1은 본 발명에 사용하는 이실식 수분해 전기투석장치의 개략도이다.

도 2는 글리콜산암모늄염에 수산화칼슘을 첨가하여 글리콜산칼슘을 얻는 반응의 반응 시간과, 글리콜로아미드 농도와의 관계를 나타낸 도면이다.

도 3은 종래의 방법에 의해 글리콜산암모늄으로부터 암모니아를 제거한 경우의 암모니아 및 글리콜로아미드의 시간 경과에 따른 변화를 나타낸 도면이다.

독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터

FERMBP-08590

20040107

Claims

α-히드록시산암모늄염 수용액에 염기성 금속류를 접촉시켜 α-히드록시산 금속염을 제조하는 공정으로서, 용액 속에 잔존하는 α-히드록시산아미드를 500[중량 ppm/α-히드록시산] 이하로 하는 공정 (1)과,
상기 α-히드록시산 금속염을 탈염하여 α-히드록시산을 제조하는 공정 (2)를 포함하며,
상기 α-히드록시산암모늄염 수용액은 α-히드록시니트릴의 가수분해반응에 의해 얻어진 것인 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 공정 (1)에 있어서, 용액 속에 잔존하는 암모니아 농도를 3[중량%/α-히드록시산] 이하로 하는 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공정 (1)에 있어서, 발생한 암모니아를 기상부로 회수하는 α-히드록시산의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 암모니아를 기상부로 회수할 때의 온도를 60℃ 이상으로 하는 α-히드록시산의 제조 방법.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 α-히드록시니트릴의 가수분해를 니트릴라아제 및 니트릴히드라타아제 중 하나 이상과 아미다아제의 조합에 의해 효소 촉매적으로 행하는 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 α-히드록시니트릴의 가수분해는 니트릴라아제에 의해 행해지는 α-히드록시산의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 니트릴라아제는 아시네토박터속에서 유래된 α-히드록시산의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 니트릴라아제는 아시네토박터 sp. AK226에서 유래된 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 염기성 금속류는 알칼리 금속류, 베릴륨 또는 마그네슘의 수산화물, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 상기 공정 (2)에 있어서 상기 α-히드록시산 금속염을 이온교환법에 의해 탈염하는 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 염기성 금속류는 알칼리 금속류, 베릴륨 또는 마그네슘의 수산화물, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 또한 상기 공정 (2)에 있어서 상기 α-히드록시산 금속염을 전기투석법에 의해 탈염하는 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 염기성 금속류는 칼슘, 스트론튬, 바륨 또는 라듐의 수산화물, 산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 상기 공정 (2)에 있어서 상기 α-히드록시산 금속염을, 황산을 첨가함으로써 탈염하는 α-히드록시산의 제조 방법.
재12항에 있어서, 상기 공정 (1)의 후, 고액 분리에 의해 고체의 α-히드록시산 금속염을 회수, 세정하고, 상기 공정 (2)에 있어서, 이 고체의 α-히드록시산 금속염 또는 이것에 물을 첨가한 α-히드록시산 금속염 슬러리에 황산을 첨가하는 α-히드록시산의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 염기성 금속류는 수산화칼슘, 산화칼슘 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공정 (2)의 후, 음이온교환수지에 의해 불순물 음이온을 제거하는 공정과, 양이온교환수지에 의해 불순물 양이온을 제거하는 공정을 더 포함하는 α-히드록시산의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 불순물 양이온은 부생 α-아미노산 또는 이미노디알킬산을 함유하는 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 α-히드록시산은 젖산 또는 글리콜산인 α-히드록시산의 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 α-히드록시산은 글리콜산인 α-히드록시산의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 방법에 의해 얻어진 α-히드록시산의 수용액을 원료로 하여 α-히드록시산 올리고머를 합성하는 공정과, 상기 α-히드록시산 올리고머를 해중합시켜 그 환상 이량체 에스테르를 얻는 공정을 포함하는 환상 이량체 에스테르의 제조 방법.
제19항에 기재된 방법에 의해 얻어진 환상 이량체 에스테르를 원료로 하여 개환 중합 반응에 의해 폴리α-히드록시산을 얻는 공정을 포함하는 폴리α-히드록시산의 제조 방법.