(57)【要約】【課題】  Ｓｔｒｅｃｋｅｒ反応などにより得られたアミノニトリルを工業的に簡便な手段で且つ高収率で反応液から回収するための新規回収方法を提供する。【解決手段】  アンモニアを含むアミノニトリル水溶液に、無機塩を添加した後、アンモニアを留去し、次いでアミノニトリル相を分離することを特徴とするアミノニトリルの回収方法。無機塩の添加量はアンモニアを含むアミノニトリル水溶液中の水分量に対して１０〜４０質量％が好ましく、アンモニアを含むアミノニトリル水溶液中のアミノニトリル含量とアンモニア含量のモル比が１：１〜１０であることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを含むアミノニトリル水溶液に、無機塩を添加した後、アンモニアを留去し、次いでアミノニトリル相を分離することを特徴とするアミノニトリルの回収方法。
【請求項２】
無機塩の添加量がアンモニアを含むアミノニトリル水溶液中の水分量に対して１０〜４０質量％であることを特徴とする請求項１記載のアミノニトリルの回収方法。
【請求項３】
アンモニアを含むアミノニトリル水溶液中のアミノニトリル含量とアンモニア含量のモル比が１：１〜１０であることを特徴とする請求項１記載のアミノニトリルの回収方法。
【請求項４】
アンモニアの留去を、アンモニア含量が総質量に対して１０質量％以下になるまで行うことを特徴とする請求項１記載のアミノニトリルの回収方法。
【請求項５】
０〜５０℃の温度でアンモニアを留去することを特徴とする請求項１記載のアミノニトリルの回収方法。
【請求項６】
５０〜７６０Ｔｏｒｒの圧力でアンモニアを留去することを特徴とする請求項１記載のアミノニトリルの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学活性アミノ酸の前駆体であるアミノニトリルの回収方法に関する。光学活性アミノ酸は医薬品などの出発原料として広く利用されている。例えば、メトキシカルボニル−Ｌ−ｔｅｒｔ−ロイシンは医薬品の製造中間体として有用な非天然型アミノ酸である。
【背景技術】
【０００２】
これまでにアミノニトリルを回収する回収方法として、以下のものが提案されている。例えば、特許文献１では、アミノニトリル水溶液中のアンモニアを鉱酸によりアンモニウム塩とし、このアンモニウム塩によりアミノニトリルを飽和させ、アミノニトリルを飽和した水相と相分離させる際、低級アルコールなどの有機溶剤によりアミノニトリルを抽出させる方法が開示されている。しかしこの方法では、アンモニウム塩の塩析効果が低いばかりか、アミノニトリルが溶解した低級アルコールが一部水相側に溶け込み、回収後の収率は低下してしまうという欠点がある。さらに分相後、用いた有機溶剤を完全に留去させ、工業的には精製リサイクルさせなければならず、操作の煩雑さやコスト面から見ても工業的に不利なため好ましくない。特許文献２、および特許文献３では、アミノニトリル水溶液中のアンモニアを主体とする低沸物を系外へ蒸留法により留去することで、アミノニトリルを回収する方法が開示されている。しかし、この蒸留法でも、相当量のアミノニトリルが水相に溶け込んでおり収率を低下させるうえ、アンモニアを留去の際には高温に加熱するか、もしくは高真空に減圧する必要があるため、副反応による大幅な収率低下や高真空系蒸留設備の設置が必要になるなど、工業的回収法としては多くの欠点を有している。
【０００３】
【特許文献１】特開昭４９−１４４２３号公報
【特許文献２】特開昭５４−８８２１９号公報
【特許文献３】特開昭５４−８８２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように従来技術である系内アンモニアを無機塩に変換した塩析効果と低級アルコール類抽出での処理、あるいは物理的なアンモニア留去のみでは、どちらの方法も工業的に簡便且つ高収率にアミノニトリルを回収するには限界があり、アミノ酸合成工業の重要な問題となっていた。本発明はこのような従来からの問題点を解決するためになされたものであり、アミノニトリルを工業的に簡便な手段で且つ高収率で回収するための新規回収方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは前記の課題を解決するため鋭意研究を行った結果、無機塩存在下で、アミノニトリル水溶液中に含まれるアンモニアを留去することにより、水溶液中でのアミノニトリルの塩析効果が著しく向上することを見出した。この知見を利用することにより、効率的に高収率のアミノニトリルを回収する本発明を完成した。
【０００６】
即ち本発明は、アンモニアを含むアミノニトリル水溶液に、無機塩を添加した後、アンモニアを留去し、次いでアミノニトリル相を分離することを特徴とするアミノニトリルの回収方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
アンモニアを含むアミノニトリル水溶液に無機塩の添加と、アンモニアの留去を行うことにより著しく塩析効果を向上させることが可能となり、アミノニトリル相を分離するだけで、簡便な操作で高収率にアミノニトリルを回収することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明の回収方法で用いるアミノニトリル水溶液は、アンモニア含むものであれば如何なる方法で得られたものでも使用可能であるが、通常はアルデヒドとシアン化水素を出発原料として用い、得られたシアノヒドリンのヒドロキシル基をアンモニアによりアミノ基に置換するか、あるいはアルデヒド、シアン化水素、およびアンモニアを水中で一括反応させても得ることができる。これらは一般にＳｔｒｅｃｋｅｒ反応と呼ばれるアミノニトリル合成技術である。このようにして得られた反応液であるアミノニトリル水溶液中には未反応原料のアンモニアおよび若干量ではあるが中間体のシアノヒドリンなどが含まれる。アミノニトリル水溶液中のアンモニア含量に関しては特に限定されないが、アミノニトリル含量とアンモニア含量のモル比が１：１〜１０の範囲、好ましくは１：２〜６の範囲を選択すると好都合である。モル比１未満では、シアノヒドリンのアミノ化反応の平行が逆反応に傾きアミノニトリル収量が低下してしまう恐れがある。またモル比１０を超えるとアンモニアの留去に時間を要し工業的に好ましくなくなる恐れがある。
【０００９】
本発明でアンモニアを含むアミノニトリル水溶液に添加する無機塩としては、アミノニトリル水溶液に溶解しやすく、塩析効果が高いものが好ましい。具体的には、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化マグネシウム、および硫化カルシウムなどが挙げられるが、その中でも特に炭酸カリウムが好ましい。
【００１０】
無機塩の添加方法としては一括あるいは分割で添加しても良い。無機塩の添加量は、系中の水分量に対して１０〜４０質量％の範囲、好ましくは２０〜３０質量％の範囲に選択すると好都合である。無機塩を添加することで、系が３相に相分離する。上層、中層、および下層はそれぞれ、アミノニトリル相、アンモニア水相、および無機塩を含む水相から主になっている。４０質量％を超えるとアミノニトリルは完全な飽和状態とはなるが、無機塩は水相に溶け切らず底に沈殿してしまい、工業的操作が行いにくくなる場合もある。１０質量％未満ではアミノニトリルは完全な飽和状態には達せず、アミノニトリルの塩析効果が低下する傾向がある。更に回収に時間を要し、回収後の収率も低下する場合がある。
【００１１】
本発明の方法では、アミノニトリル水溶液中のアンモニアは、無機塩を添加した後に留去する。留去後のアミノニトリル中に含まれるアンモニア含量は、総質量に対して１０質量％以下、０．１質量％以上の範囲、好ましくは８質量％以下、０．５質量％以上、さらに好ましくは６質量％以下、０．７質量％以上の範囲にすると操作上好都合である。この範囲であれば、３相に分離していた処理液が２相へと変化しやすい。すなわち、アンモニアを留去することで、塩析効果がほとんど見られない中層のアンモニア水相に溶け込んでいたアミノニトリルがアンモニア水相の減少、消滅により、上層のアミノニトリル相に戻る。これにより、分相後に回収したアミノニトリルの回収率が向上する。アンモニア含量が１０質量％を超えると、アミノニトリルはアンモニア水相に溶け残っており、溶液の状態は３相のままの状態である。そのため、アミノニトリル回収後の収率は大きく向上しない場合がある。
【００１２】
アンモニア留去時の温度は、好ましくは０〜５０℃の範囲、より好ましくは２０〜４０℃の範囲に選択するのが良い。０℃未満では、反応液が凍ってしまい、取扱いが煩雑になることがある。５０℃を超えると、アンモニア中でのアミノニトリルの安定性が低下することがあり、アミノニトリル回収後の収率に影響する恐れがある。
【００１３】
アンモニア留去時の圧力は、好ましくは５０〜７６０Ｔｏｒｒの範囲、より好ましくは１００〜６００Ｔｏｒｒの範囲に選択するのが良い。
【００１４】
以上のように、無機塩の添加及びアンモニア分の留去の操作を行った後、生成したアミノニトリル相を分離することにより、高収率でアミノニトリルを回収することが出来る。アミノニトリル相の相分離方法は、静置後に２相分離等の通常の相分離操作を適用すればよい。
【００１５】
本発明の方法で用いるアミノニトリルとしては特に限定されるものではないが、代表例としては、ｔｅｒｔ−ロイシンニトリル、ロイシンニトリル、アラニンニトリル、フェニルアラニンニトリル、ｐ−クロロフェニルアラニンニトリル、およびｐ−ヒドロキシフェニルアラニンニトリルなどがある。その中でも特にｔｅｒｔ−ロイシンニトリルが最も好ましく、適している。
【実施例】
【００１６】
以下、実施例などの具体例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。下記する実施例は、何れも本発明の最良の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により、限定を受けるものではない。
【００１７】
各実施例、比較例において、アンモニアの分析方法であるホルモール法分析、およびアンモニア留去後の溶液中のアミノニトリル純度の分析法であるガスクロマトグラフィー（以下ＧＣと略す）は、それぞれ以下に示す分析方法および分析条件により測定した。
（ホルモール分析法）
以下の手順に従い実施した。
１００ｍｌメスフラスコにサンプルであるアミノニトリル溶液を１．０ｇ程度秤り取り、純粋で１００倍に希釈する。３００ｍｌビーカーに純水１００ｍｌを秤り取り、先ほど希釈したアミノニトリル水溶液を１０ｍｌ添加する。硫酸および水酸化ナトリウムでｐＨを７．０に調整する。予めｐＨを７．０に調整した３７％ホルマリン水溶液を４０ｍｌ添加する。１／１０Ｎ水酸化ナトリウム水溶液でｐＨが７．０になるまで滴定する。このようにして得られた滴定値から、（１）式によりアンモニア量を算出した。
アンモニア量（重量％）
＝（０．１（Ｎ）×滴定量（ｍｌ）×ｆ×１７．０３）／サンプル量（ｍｇ）×１００                                                                            （１）
（ｆは１／１０Ｎ水酸化ナトリウム水溶液のファクターを示す。）
（ＧＣ分析条件）
カラム：  ＧＬサイエンス社製  ＴＣ−１
０．５３ｍｍ×３０ｍ：ｄｆ＝１．５μｍ
温度：  ５０→２００℃
キャリアーガス：  Ｈ２  １００ｋＰａ
検出器：  島津製作所社製  ＧＣ−１７００ＡＦ
ＦＩＤ  Ｔ＝２００℃
サンプル量：  ２μＬ
【００１８】
実施例１
温度センサー、コンデンサー、および減圧コック弁を備えた３Ｌ容セパラブルフラスコに２５質量％アンモニア水溶液（和光純薬工業社製）１２００ｇ（１７．６モル、１６．７モル％、１５．５質量％／溶液）を秤り取り、温度を１５℃に制御した。これに予め合成した９４．９質量％ピバルアルデヒドシアノヒドリン溶液４２０ｇ（３．５２モル、８３．３モル％、以下ＰＶＡＣＨと略す）を添加し、４０℃で１０時間攪拌することで、ｔｅｒｔ−ロイシンアミノニトリル（以下ＴＬＮと略す）を合成した。
攪拌終了後、上記溶液を冷浴で１５℃まで冷却し、炭酸カリウム（和光純薬工業社製）３２１ｇ（２．３２モル、２５質量％／水分量）を添加した。添加後、温度を３０℃、圧力を５００Ｔｏｒｒに制御し、３時間攪拌することでアンモニアを留去した。アンモニア分析により、アンモニア量を測定した。この溶液を３Ｌ容分液ロートに移した後、下層の水相と上層のＴＬＮ相を分相し、ＴＬＮ溶液Ｓ−１を得た。得られたＴＬＮ溶液をカールフィッシャー水分測定装置（三菱化学社製、ＭＣＩ  ＭＯＩＳＴＵＲＥＭＥＴＥＲ  ＭＯＤＥＬ  ＣＡ−０３）により水分量を、ＧＣ（島津製作所社製、ＧＡＳ  ＣＨＲＯＭＡＴＯＧＲＡＰＨ  ＧＣ−１７００ＡＦ）によりＴＬＮの面積百分率を測定し、ＰＶＡＣＨに対する収率を算出した。残アンモニア量およびＴＬＮの収率を表１に示した。
【００１９】
実施例２
実施例１のアンモニア留去時の温度３０℃、圧力５００Ｔｏｒｒを温度４０℃、圧力６００Ｔｏｒｒに変えた点以外は、実施例１に記載と同様な操作を行い、ＴＬＮ溶液Ｓ−２を得た。得られたＴＬＮ溶液について、実施例１と同様の測定を行い、その結果を表１に示した。
【００２０】
実施例３
実施例２のアンモニア留去時の温度を４０℃から５０℃に変えた点以外は、実施例２に記載と同様な操作を行い、ＴＬＮ溶液Ｓ−３を得た。得られたＴＬＮ溶液について、実施例１と同様の測定を行い、その結果を表１に示した。
【００２１】
実施例４
実施例１の炭酸カリウムの添加量を３２１ｇ（２５質量％／水分量）から５１４ｇ（４０質量％／水分量）に変えた点以外は、実施例１に記載と同様な操作を行い、ＴＬＮ溶液Ｓ−４を得た。得られたＴＬＮ溶液について、実施例１と同様の測定を行い、その結果を表１に示した。
【００２２】
実施例５
温度センサー、コンデンサー、および減圧コック弁を備えた３Ｌ容セパラブルフラスコに２５質量％アンモニア水溶液（和光純薬工業社製）１９１８ｇ（２８．２モル、１１．１モル％、１６．９質量％／溶液）を秤り取り、温度を１５℃に制御した。これに予め合成した９４．９質量％ＰＶＡＣＨ溶液４２０ｇ（３．５２モル、８８．９モル％）を添加し、４０℃で１０時間攪拌することで、ＴＬＮを合成した。
攪拌終了後、上記溶液を冷浴で１５℃まで冷却し、炭酸カリウム（和光純薬工業社製）５０１ｇ（３．６２モル、２５質量％／水分量）を添加した。添加後、温度を３０℃、圧力を５００Ｔｏｒｒに制御し、１０時間攪拌することでアンモニアを留去した。アンモニア分析により、アンモニア量を測定した。この溶液を３Ｌ容分液ロートに移した後、下層の水相と上層のＴＬＮ相を分相し、ＴＬＮ溶液Ｓ−５を得た。得られたＴＬＮ溶液について、実施例１と同様の測定を行い、その結果を表１に示した。
【００２３】
比較例１
温度センサー、コンデンサーを備えた３Ｌ容セパラブルフラスコに２５質量％アンモニア水溶液（和光純薬工業社製）１２００ｇ（１７．６モル、１６．７モル％、１５．５質量％／溶液）を秤り取り、温度を１５℃に制御した。これに予め合成した９４．９質量％ＰＶＡＣＨ溶液４２０ｇ（３．５２モル、８３．３モル％）を添加し、４０℃で１０時間攪拌することで、ＴＬＮを合成した。
攪拌終了後、上記溶液を冷浴で１５℃まで冷却し、炭酸カリウム（和光純薬工業社製）３２１ｇ（２．３２モル、２５質量％／水分量）を添加した。添加後、アンモニア分析によりアンモニア量を測定した。この溶液を３Ｌ容分液ロートに移した後、下層の水相と上層のＴＬＮ相を分相し、ＴＬＮ溶液Ｎ−１を得た。得られたＴＬＮ溶液について、実施例１と同様の測定を行い、その結果を表１に示した。尚、この時の溶液の状態は３相分離のままであった。
【００２４】
比較例２
温度センサー、コンデンサーを備えた３Ｌ容セパラブルフラスコに２５質量％アンモニア水溶液（和光純薬工業社製）１２００ｇ（１７．６モル、１６．７モル％、１５．５質量％／溶液）を秤り取り、温度を１５℃に制御した。これに予め合成した９４．９質量％ＰＶＡＣＨ溶液４２０ｇ（３．５２モル、８３．３モル％）を添加し、４０℃で１０時間攪拌することで、ＴＬＮを合成した。
攪拌終了後、上記溶液の温度を３０℃、圧力を５００Ｔｏｒｒに制御し、１０時間攪拌することでアンモニアを留去した。アンモニア分析によりアンモニア量を測定した。この溶液を３Ｌ容分液ロートに移した後、下層の水相と上層のＴＬＮ相を分相し、ＴＬＮ溶液Ｎ−２を得た。得られたＴＬＮ溶液について、実施例１と同様の測定を行い、その結果を表１に示した。
【００２５】
【表１】
2006028125.tif 000002