(57)【要約】  カプロラクタム（caprolactam：ＣＬ）を製造する方法であって、清澄化アジピン酸二アンモニウム（diammonium adipate：ＤＡＡ）含有発酵培地又はアジピン酸一アンモニウム（monoammonium adipate：ＭＡＡ）含有発酵培地から得られたＭＡＡ及び／又はアジピン酸（adipic acid：ＡＡ）を触媒存在下、選択された温度及び圧力下で、水素によりＣＬに変換する。【選択図】図１
2013529918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
清澄化ＤＡＡ含有発酵培地からＣＬを製造する方法であって、
（ａ）水とアンモニアとを含む上部（overhead）、並びに、ＭＡＡと、少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０％の水とを含む液体底部（liquid bottoms）を形成するために培地を蒸留し、
（ｂ）底部をＤＡＡ含有液体部分と、実質的にＤＡＡを含まないＭＡＡ含有固体部分とに分離させるのに十分な温度及び組成を達成するために、底部を冷却及び／又はエバポレートし、並びに任意により底部に逆溶媒を添加し、
（ｃ）液体部分から固体部分を分離し、
（ｄ）固体部分を回収し、
（ｅ）任意により溶媒の存在下、水素化触媒の存在下、及び任意によりアンモニア源の存在下で、約２５℃〜約５００℃の温度、約０．５〜約４０ＭＰａの圧力で、固体部分の少なくとも一部を水素と接触させ、ＣＬを産生する
ことを含む方法。
【請求項２】
清澄化ＤＡＡ含有発酵培地からＣＬを製造する方法であって、
（ａ）水とアンモニアとを含む上部（overhead）、並びに、ＭＡＡと、少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０％の水とを含む第一液体底部（liquid bottoms）を形成するために培地を蒸留し、
（ｂ）底部をＤＡＡ含有液体部分と、実質的にＤＡＡを含まないＭＡＡ含有固体部分とに分離させるのに十分な温度及び組成を達成するために、底部を冷却及び／又はエバポレートし、並びに任意により底部に逆溶媒を添加し、
（ｃ）液体部分から固体部分を分離し、
（ｄ）固体部分を回収し、
（ｅ）固体部分を水に溶解させてＭＡＡ水溶液を生成し、
（ｆ）水及びアンモニアを含む第二上部（second overhead）、並びに、多量のＡＡと、少量のＭＡＡと、水とを含む第二底部を形成するのに十分な温度及び圧力で、ＭＡＡ水溶液を蒸留し、
（ｇ）第二底部を第二液体部分と、実質的にＡＡからなり、実質的にＭＡＡを含まない第二固体部分とに分離させるために、第二底部を冷却及び／又はエバポレートし、
（ｈ）第二液体部分から第二固体部分を分離し、
（ｉ）第二固体部分を回収し、
（ｊ）任意により溶媒の存在下、水素化触媒の存在下、及び任意によりアンモニア源の存在下で、約２５℃〜約５００℃の温度、約０．５〜約４０ＭＰａの圧力で、固体部分の少なくとも一部を水素と接触させ、ＣＬを産生する
ことを含む方法。
【請求項３】
清澄化ＤＡＡ含有発酵培地からＣＬを製造する方法であって、
（ａ）任意により、ＭＡＡ、ＤＡＡ、ＡＡ、ＮＨ３及び／又はＮＨ４＋を培地に加えて、培地のｐＨを好ましくは６未満に維持し、
（ｂ）水とアンモニアとを含む上部（overhead）、並びに、ＭＡＡと、少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０％の水とを含む液体底部（liquid bottoms）を形成するために培地を蒸留し、
（ｃ）底部をＤＡＡ含有液体部分と、実質的にＤＡＡを含まないＭＡＡ含有固体部分とに分離させるのに十分な温度及び組成を達成するために、底部を冷却及び／又はエバポレートし、並びに任意により底部に逆溶媒を添加し、
（ｄ）液体部分から固体部分を分離し、
（ｅ）固体部分を回収し、
（ｆ）任意により溶媒の存在下、水素化触媒の存在下、及び任意によりアンモニア源の存在下で、約２５℃〜約５００℃の温度、約０．５〜約４０ＭＰａの圧力で、固体部分の少なくとも一部を水素と接触させ、ＣＬを産生する
ことを含む方法。
【請求項４】
清澄化ＤＡＡ含有発酵培地からＣＬを製造する方法であって、
（ａ）任意により、ＭＡＡ、ＤＡＡ、ＡＡ、ＮＨ３及び／又はＮＨ４＋を培地に加えて、培地のｐＨを好ましくは６未満に維持し、
（ｂ）水とアンモニアとを含む上部（overhead）、並びに、ＭＡＡと、少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０％の水とを含む第一液体底部（liquid bottoms）を形成するために培地を蒸留し、
（ｃ）底部をＤＡＡ含有液体部分と、実質的にＤＡＡを含まないＭＡＡ含有固体部分とに分離させるのに十分な温度及び組成を達成するために、底部を冷却及び／又はエバポレートし、並びに任意により底部に逆溶媒を添加し、
（ｄ）液体部分から固体部分を分離し、
（ｅ）固体部分を回収し、
（ｆ）固体部分を水に溶解させてＭＡＡ水溶液を生成し、
（ｇ）水及びアンモニアを含む第二上部（second overhead）、並びに、多量のＡＡと、少量のＭＡＡと、水とを含む第二底部を形成するのに十分な温度及び圧力で、ＭＡＡ水溶液を蒸留し、
（ｈ）第二底部を第二液体部分と、実質的にＡＡからなり、実質的にＭＡＡを含まない第二固体部分とに分離させるために、第二底部を冷却及び／又はエバポレートし、
（ｉ）第二液体部分から第二固体部分を分離し、
（ｊ）第二固体部分を回収し、
（ｋ）任意により溶媒の存在下、水素化触媒の存在下、及び任意によりアンモニア源の存在下で、約２５℃〜約５００℃の温度、約０．５〜約４０ＭＰａの圧力で、固体部分の少なくとも一部を水素と接触させ、ＣＬを産生する
ことを含む方法。
【請求項５】
ＣＬを産生する工程が、固体部分を脱水してＡＡのアミドを形成し、続いてアミドを水素化してＣＬを形成することを含む、請求項１又は３に記載の方法。
【請求項６】
ＣＬを産生する工程が、第二固体部分をアンモニア源の存在下で脱水してＡＡのアミドを形成し、続いてアミドを水素化してＣＬを形成することを含む、請求項２又は４に記載の方法。
【請求項７】
ＣＬをナイロン６（NYLON 6）に変換することを更に含む、請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
発酵培地が、炭素源を微生物の存在下で発酵させることにより得られるとともに、微生物が、ＡＴＣＣ寄託番号２４８８７のカンジダ・トロピカリス（カステラーニ）バークアウト（Candida tropicalis (Castellani) Berkhout）アナモルフ（anamorph）菌株ＯＨ２３；ＡＴＣＣ寄託番号６９８７５の大腸菌株ＡＢ２８３４／ｐＫＤ１３６／ｐＫＤ８．２４３Ａ／ｐＫＤ８．２９２；配列番号１でコードされるシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼを発現するベクターを含む大腸菌コスミドクローン５Ｂ１２、配列番号１でコードされるシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼを発現するベクターを含む大腸菌コスミドクローン５Ｆ５；配列番号１でコードされるシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼを発現するベクターを含む大腸菌コスミドクローン８Ｆ６；配列番号１でコードされるシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼを発現するベクターを含む大腸菌コスミドクローン１４Ｄ７；及びVerdezyne酵母からなる群より選択される、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記培地の蒸留が、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、スルホキシド、アミド、スルホン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ガンマブチロラクトン、ブトキシトリグリコール、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、エーテル、及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）からなる群から選択される少なくとも１のアンモニア分離溶媒の存在下、又はトルエン、キシレン、メチルシクロヘキサン、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、シクロヘキサン及びヘプタンからなる群から選択される少なくとも１の水共沸溶媒の存在下行われる、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年６月１６日に出願した米国仮出願番号６１／３５５，１８９の利益を主張する。これらの出願の主題は引用により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示発明は、アジピン酸二アンモニウム（diammonium adipate：ＤＡＡ）、アジピン酸一アンモニウム（monoammonium adipate：ＭＡＡ）及び／又はアジピン酸（adipic acid：ＡＡ）を含む発酵培地からのカプロラクタム（caprolactam：ＣＬ）を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
糖発酵の炭素質産物の中には、炭素含有化学物質の製造原料として使用される石油由来材料の代替品と見做されているものがある。そのような産物の例がＭＡＡである。そのような産物の別の例がＤＡＡである。ＤＡＡ、ＭＡＡ、及び／又はＡＡ含有発酵培地から実質的に純粋なＭＡＡを直接生産し、斯かる純粋なＭＡＡをＣＬ産生の原材料として使用する方法が提供されれば、ＣＬ及びその誘導体を環境に配慮しつつ経済的に製造する方法を提供する上で有用であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、清澄化ＤＡＡ含有発酵培地からＣＬを製造する方法であって、（ａ）水とアンモニアとを含む上部（overhead）、並びに、ＭＡＡと、少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０％の水とを含む液体底部（liquid bottoms）を形成するために培地を蒸留し、（ｂ）底部をＤＡＡ含有液体部分と、実質的にＤＡＡを含まないＭＡＡ含有固体部分とに分離させるのに十分な温度及び組成を達成するために、底部を冷却及び／又はエバポレートし、並びに任意により底部に逆溶媒を添加し、（ｃ）液体部分から固体部分を分離し、（ｄ）固体部分を回収し、（ｅ）任意により溶媒の存在下、水素化触媒の存在下、及び任意によりアンモニア源の存在下で、約２５℃〜約５００℃の温度、約０．５〜約４０ＭＰａの圧力で、固体部分の少なくとも一部を水素と接触させ、ＣＬを産生する
ことを含む方法を提供する。
【０００５】
また、本発明者等は、清澄化ＤＡＡ含有発酵培地からＣＬを製造する方法であって（ａ）水とアンモニアとを含む上部（overhead）、並びに、ＭＡＡと、少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０％の水とを含む第一液体底部（liquid bottoms）を形成するために培地を蒸留し、（ｂ）底部をＤＡＡ含有液体部分と、実質的にＤＡＡを含まないＭＡＡ含有固体部分とに分離させるのに十分な温度及び組成を達成するために、底部を冷却及び／又はエバポレートし、並びに任意により底部に逆溶媒を添加し、（ｃ）液体部分から固体部分を分離し、（ｄ）固体部分を回収し、（ｅ）固体部分を水に溶解させてＭＡＡ水溶液を生成し、（ｆ）水及びアンモニアを含む第二上部（second overhead）、並びに、多量のＡＡと、少量のＭＡＡと、水とを含む第二底部を形成するのに十分な温度及び圧力で、ＭＡＡ水溶液を蒸留し、（ｇ）第二底部を第二液体部分と、実質的にＡＡからなり、実質的にＭＡＡを含まない第二固体部分とに分離させるために、第二底部を冷却及び／又はエバポレートし、（ｈ）第二液体部分から第二固体部分を分離し、（ｉ）第二固体部分を回収し、（ｊ）任意により溶媒の存在下、水素化触媒の存在下、及び任意によりアンモニア源の存在下で、約２５℃〜約５００℃の温度、約０．５〜約４０ＭＰａの圧力で、固体部分の少なくとも一部を水素と接触させ、ＣＬを産生することを含む方法も提供する。
【０００６】
また、本発明者等は、清澄化ＤＡＡ含有発酵培地からＣＬを製造する方法であって、（ａ）任意により、ＭＡＡ、ＤＡＡ、ＡＡ、ＮＨ３及び／又はＮＨ４＋を培地に加えて、培地のｐＨを好ましくは６未満に維持し、（ｂ）水とアンモニアとを含む上部（overhead）、並びに、ＭＡＡと、少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０％の水とを含む液体底部（liquid bottoms）を形成するために培地を蒸留し、（ｃ）底部をＤＡＡ含有液体部分と、実質的にＤＡＡを含まないＭＡＡ含有固体部分とに分離させるのに十分な温度及び組成を達成するために、底部を冷却及び／又はエバポレートし、並びに任意により底部に逆溶媒を添加し、（ｄ）液体部分から固体部分を分離し、（ｅ）固体部分を回収し、（ｆ）任意により溶媒の存在下、水素化触媒の存在下、及び任意によりアンモニア源の存在下で、約２５℃〜約５００℃の温度、約０．５〜約４０ＭＰａの圧力で、固体部分の少なくとも一部を水素と接触させ、ＣＬを産生することを含む方法も提供する。
【０００７】
また、本発明者等は、清澄化ＤＡＡ含有発酵培地からＣＬを製造する方法であって、（ａ）任意により、ＭＡＡ、ＤＡＡ、ＡＡ、ＮＨ３及び／又はＮＨ４＋を培地に加えて、培地のｐＨを好ましくは６未満に維持し、（ｂ）水とアンモニアとを含む上部（overhead）、並びに、ＭＡＡと、少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０％の水とを含む第一液体底部（liquid bottoms）を形成するために培地を蒸留し、（ｃ）底部をＤＡＡ含有液体部分と、実質的にＤＡＡを含まないＭＡＡ含有固体部分とに分離させるのに十分な温度及び組成を達成するために、底部を冷却及び／又はエバポレートし、並びに任意により底部に逆溶媒を添加し、（ｄ）液体部分から固体部分を分離し、（ｅ）固体部分を回収し、（ｆ）固体部分を水に溶解させてＭＡＡ水溶液を生成し、（ｇ）水及びアンモニアを含む第二上部（second overhead）、並びに、多量のＡＡと、少量のＭＡＡと、水とを含む第二底部を形成するのに十分な温度及び圧力で、ＭＡＡ水溶液を蒸留し、（ｈ）第二底部を第二液体部分と、実質的にＡＡからなり、実質的にＭＡＡを含まない第二固体部分とに分離させるために、第二底部を冷却及び／又はエバポレートし、（ｉ）第二液体部分から第二固体部分を分離し、（ｊ）第二固体部分を回収し、（ｋ）任意により溶媒の存在下、水素化触媒の存在下、及び任意によりアンモニア源の存在下で、約２５℃〜約５００℃の温度、約０．５〜約４０ＭＰａの圧力で、固体部分の少なくとも一部を水素と接触させ、ＣＬを産生することを含む方法も提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、バイオプロセス系のブロック図である。
【図２】図２は、水及び３０％ＤＡＡ水溶液の各々に対するＭＡＡの溶解性を、温度の関数として表したグラフである。
【図３】図３は、ＣＬ及び少なくとも一種のＣＬ誘導体を製造するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
当然のことではあるが、以下の説明のうち少なくとも一部は、図における例示のために選択された方法の代表例を指すことを意図したものであり、添付の特許請求の範囲を除いて、本開示発明を定義又は限定することを意図したものではない。
【００１０】
本発明の方法は、例えば図１を参照することにより理解される。図１は、本発明の方法の代表例１０をブロック図として表したものである。
【００１１】
生育槽１２は、通常は備え付けの蒸気滅菌可能な発酵槽であって、ＤＡＡ、ＭＡＡ、及び／又はＡＡ含有発酵培地の製造に用いられる微生物培養物（未記載）の培養に使用し得る。そのような生育槽は本技術分野で公知であり、更に言及しない。
【００１２】
この微生物培養物は、炭水化物糖（グルコース等）、シクロヘキサノール、アルカン類（ｎ−アルカン類等）及び植物系油等の発酵性炭素源からＡＡを産生し得る微生物を含んでいてもよい。微生物の代表例としては、これらに限定される訳ではないが、大腸菌（Escherichia coli）、アスペルギルス ニガー（Aspergillus niger）、コリネバクテリウム グルタミカム（Corynebacterium glutamicum）（別名ブレビバクテリウム フラバム（Brevibacterium flavum））、エンテロコッカス フェカリス（Enterococcus faecalis）、ベイヨネラ パルビュラ（Veillonella parvula）、アクチノバチルス スクシノゲネス（Atinobacillus succinogenes）、ペシロマイセス バリオッティ（Paecilomyces Varioti）、サッカロマイセス セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）、カンジダ‐トロピカリス（Candida tropicalis）、バクテロイデス フラジリス（Bacteroides fragilis）、バクテロイデス ルミニコラ（Bacteroides ruminicola）、バクテロイデス アミロフィラス（Bacteroides amylophilus）、クレブシエラ・ニューモニエ（Klebsiella pneumoniae）それらの混合物等が挙げられる。
【００１３】
好ましい微生物としては、例えば、ＡＴＣＣ寄託番号２４８８７のカンジダ・トロピカリス（カステラーニ）バークアウト（Candida tropicalis (Castellani) Berkhout）アナモルフ（anamorph）菌株ＯＨ２３；ＡＴＣＣ寄託番号６９８７５の大腸菌株ＡＢ２８３４／ｐＫＤ１３６／ｐＫＤ８．２４３Ａ／ｐＫＤ８．２９２；配列番号２に示すアミノ酸配列を有し、配列番号１でコードされる、アシネトバクター（Acinetobacter）菌株ＳＥ１９由来のシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼを発現するベクターを含む大腸菌コスミドクローン５Ｂ１２、５Ｆ５、８Ｆ６及び１４Ｄ７；並びにVerdezyne, Inc.社（Carslbad, CA, USA）から入手可能な、アルカン類や他の炭素源からＡＡを産生する酵母株（以降「Verdezyne酵母」という。）等が挙げられる。
【００１４】
ＡＡを含有する発酵培地は、ＡＴＣＣ寄託番号２４８８７のカンジダ・トロピカリス（カステラーニ）バークアウト（Candida tropicalis (Castellani) Berkhout）アナモルフ（anamorph）菌株ＯＨ２３を、３００ｍｇのＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、２００ｍｇのＫＨ２ＰＯ４、１００ｍｇのＫ２ＨＰＯ４、５０ｍｇのＭｇＳＯ４７Ｈ２Ｏ、１μｇのビオチン、０．１％（ｗ／ｖ）の酵母エクストラクト、及び約１％（ｖ／ｖ）のｎ−ヘキサデカンを、１００ｍｌの蒸留水中に含む液体培地中、３２℃で培養することにより得ることができる。n-ヘキサデカンを含むYM培地等の他の培地を使用することもできる。ＡＴＣＣ寄託番号２４８８７のカンジダ・トロピカリス（カステラーニ）バークアウト（Candida tropicalis (Castellani) Berkhout）アナモルフ（anamorph）菌株ＯＨ２３を、ｎ−ヘキサデカンを含む培地で培養することにより、ＡＡを含有する発酵培地を得る方法は、Okuhura et al., 35 Agr. Biol. Chem. 1376 (1971) にも記載されている。この文献の主題は引用により本明細書に組み込まれる。
【００１５】
ＡＡを含有する発酵培地は、ＡＴＣＣ寄託番号６９８７５の大腸菌株ＡＢ２８３４／ｐＫＤ１３６／ｐＫＤ８．２４３Ａ／ｐＫＤ８．２９２から産生することもできる。これは以下の手順により得ることができる。ＩＰＴＧ（０．２ｍＭ）、アンピシリン（０．０５ｇ）、クロラムフェニコール（０．０２ｇ）及びスペクチノマイシン（０．０５ｇ）を含む１ＬのＬＢ培地（４Ｌ容の振盪三角フラスコ中）に、大腸菌株ＡＢ２８３４／ｐＫＤ１３６／ｐＫＤ８．２４３Ａ／ｐＫＤ８．２９２細胞の一夜培養物１０ｍｌを接種し、２５０ｒｐｍ、１０ｈ、３７℃で培養する。細胞を採取し、５６ｍＭ Ｄ−グルコース、シキミ酸（０．０４ｇ）、ＩＰＴＧ（０．２ｍＭ）、アンピシリン（０．０５ｇ）、クロラムフェニコール（０．０２ｇ）及びスペクチノマイシン（０．０５ｇ）を含む１ＬのＭ９最少培地に再懸濁する。再度３７℃で培養する。最少培地に再懸濁した後、特に最初の１２ｈは、培養物のｐＨを慎重に監視する。培養物のｐＨが６．５に達したら、５Ｎ ＮａＯＨ又は適量の他の塩基（例えば水酸化アンモニウム等）を加え、ｐＨを６．８付近に戻す。培養開始から４８ｈは、培地のｐＨを６．３未満にしてはならない。２４ｈ後の培地には、例えば１２ｍＭのシス・シス−ムコン酸及び１ｍＭプロトカテク酸が、２３ｍＭのＤ−グルコースと共に、培養上清中に検出されるであろう。４８ｈ後の培地では、大腸菌株ＡＢ２８３４／ｐＫＤ１３６／ｐＫＤ８．２４３Ａ／ｐＫＤ８．２９２細胞が、例えば培地中の５６ｍＭのＤ−グルコースを、１７ｍＭのシス・シス−ムコン酸に実質的に転換しているであろう。
【００１６】
微生物合成シス・シス−ムコン酸ＡＡの還元によりＡＡ含有発酵培地を産生する手法は、例えば以下のように実施する。５０ｍｇの白金担持炭素（１０％）を、約１７．２ｍＭのシス・シス−ムコン酸を含む発酵物の無細胞培養上清６ｍｌに加える。この試料を５０ｐｓｉの水素圧力下、３ｈ、室温で水素化し、ＡＡ含有発酵培地を産生する。産生された発酵培地は、例えば、約１５．１ｍＭのＡＡを含有するであろう。大腸菌株ＡＢ２８３４／ｐＫＤ１３６／ｐＫＤ８．２４３Ａ／ｐＫＤ８．２９２細胞を、Ｄ−グルコース含有培養培地で培養することにより、ＡＡを含有する発酵培地を製造する手順は、Draths & Frost, 116 J. Am. Chem. Soc. 399 (1994)；Draths and Frost, 18 Biotechnol. Prog. 201 (2002)；米国特許第５，４８７，９８７号及び米国特許第５，６１６，４９６号にも記載されている。これらの文献の主題は引用により本明細書に組み込まれる。
【００１７】
ＡＡ含有発酵培地は、配列番号２に示すアミノ酸配列を有し、配列番号１でコードされる、アシネトバクター（Acinetobacter）菌株ＳＥ１９由来のシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼを発現するベクターを含む大腸菌コスミドクローン、通称５Ｂ１２、５Ｆ５、８Ｆ６及び１４Ｄ７を、炭素源として０．４％のグルコースを補充したＭ９最少培地で培養することによっても得ることができる。細胞を振盪しながら３０℃で２ｈ培養し、３３０ｐｐｍのシクロヘキサノールを培地に加える。その後に更に、例えば２ｈ、４ｈ又は２０ｈ等のインターバルを措いて、３０℃で培養してもよい。配列番号１でコードされるアシネトバクター（Acinetobacter）菌株ＳＥ１９由来のシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼを発現するベクターを含む大腸菌コスミドクローン通称５Ｂ１２、５Ｆ５、８Ｆ６及び１４Ｄ７を、Ｄ−グルコース及びシクロヘキサノール含有培地で培養することにより、ＡＡを含有する発酵培地を産生する方法は、米国特許第６，７９４，１６５号にも記載されている。この文献の主題は引用により本明細書に組み込まれる。
【００１８】
ＡＡを含有する発酵培地は、２０１０年２月８日に報告された、Verdezyne, Inc.社（Carslbad, CA, USA）から入手可能な、アルカン類又は他の炭素源（例えば糖や植物系油等）含有培地（例えばＳＤ培地）で培養した場合にＡＡを産生するVerdezyne酵母株によっても得ることができる。
【００１９】
ＡＡを含有する発酵培地は、スクシニル−ＣｏＡ：アセチル−ＣｏＡアシルトランスフェラーゼ；３−ヒドロキシアシル−ＣｏＡデヒドロゲナーゼ；３−ヒドロキシアジピル−ＣｏＡデヒドラターゼ；５−カルボキシ−２−ペンテノイル−ＣｏＡレダクターゼ；アジピル−ＣｏＡシンセターゼ、ホスホトランスアジピラーゼ／アジピン酸キナーゼ、アジピル−ＣｏＡトランスフェラーゼ、又はアジピル−ＣｏＡヒドロラーゼをコードする核酸で形質転換された、大腸菌や他の微生物によっても得ることができる。ＡＡを含有する発酵培地は、スクシニル−ＣｏＡ：アセチル−ＣｏＡアシルトランスフェラーゼ；３−オキソアジピル−ＣｏＡトランスフェラーゼ；３−オキソアジピン酸レダクターゼ；３−ヒドロキシアジピン酸デヒドラターゼ；及び２−エン酸レダクターゼをコードする核酸で形質転換された、大腸菌や他の微生物によっても得ることができる。更に、ＡＡを含有する発酵培地は、α−ケトアジピル−ＣｏＡシンセターゼ、ホスホトランスケトアジピラーゼ／α−ケトアジピン酸キナーゼ又はα−ケトアジピル−ＣｏＡ：アセチル−ＣｏＡトランスフェラーゼ；２−ヒドロキシアジピル−ＣｏＡデヒドロゲナーゼ；２−ヒドロキシアジピル−ＣｏＡデヒドラターゼ；５−カルボキシ−２−ペンテノイル−ＣｏＡレダクターゼ；及びアジピル−ＣｏＡシンセターゼ、ホスホトランスアジピラーゼ／アジピン酸キナーゼ、アジピル−ＣｏＡ：アセチル−ＣｏＡトランスフェラーゼ、又はアジピル−ＣｏＡヒドロラーゼをコードする核酸で形質転換された、大腸菌や他の微生物によっても得ることができる。更に、ＡＡを含有する発酵培地は、２−ヒドロキシアジピン酸デヒドロゲナーゼ；２−ヒドロキシアジピル−ＣｏＡシンセターゼ、ホスホトランスヒドロキシアジピラーゼ／２−ヒドロキシアジピン酸キナーゼ又は２−ヒドロキシアジピル−ＣｏＡ：アセチル−ＣｏＡトランスフェラーゼ；２−ヒドロキシアジピル−ＣｏＡデヒドラターゼ；５−カルボキシ−２−ペンテノイル−ＣｏＡレダクターゼ；及びアジピル−ＣｏＡシンセターゼ、ホスホトランスアジピラーゼ／アジピン酸キナーゼ、アジピル−ＣｏＡ：アセチル−ＣｏＡトランスフェラーゼ又はアジピル−ＣｏＡヒドロラーゼをコードする核酸で形質転換された、大腸菌や他の微生物によっても得ることができる。
【００２０】
これらの酵素をコードする核酸で形質転換された大腸菌や他の微生物の発酵は、種々の炭素源を用い、標準的な条件下、標準的な培地（例えばＭ９最少培地等）中、適切な抗生物質又は栄養補給剤を用いて形質転換表現型を維持しながら行うことができる。これらの酵素をコードする核酸で形質転換された大腸菌や他の微生物を、適切な培地及び炭素源と培養し、ＡＡを含有する発酵培地を得る手順は、米国特許出願公開第２００９／０３０５３６４号にも記載されている。この文献の主題は引用により本明細書に組み込まれる。
【００２１】
サッカロマイセス セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）やその他の微生物株を、適切な培地及び炭素源と培養し、ＡＡ等のジカルボン酸を含有する発酵培地を得る方法は、国際公開第ＷＯ２０１０／００３７２８号にも記載されている。この文献の主題は引用により本明細書に組み込まれる。
【００２２】
発酵性炭素源（例えば炭水化物及び糖）を、任意により窒素源及び複合栄養素（例えばコーンスティープリカー）、ビタミン、塩、細胞成長及び／又は産物生成を改善し得る他の材料等の追加培地成分、並びに水と共に、微生物培養物の生育及び維持のために生育槽１２に供給してもよい。一般的には、微生物培養物は、酸素富化ガス（例えば空気）の散布により提供される好気性条件下で培養される。一般的には、微生物培養物の培養の間、ｐＨ調節のために酸（例えば硫酸）及び水酸化アンモニウムを供給する。
【００２３】
ある例（未記載）によれば、酸素富化ガスを酸素欠乏ガス（例えば、ＣＯ2等）に変えることにより、生育槽１２内の（酸素富化ガス散布により提供される）好気性条件を、嫌気性条件に変更する。嫌気性環境により、生育槽１２ではインサイチュ（in situ）で、発酵性炭素源からＡＡへの生物変換が生じる場合がある。発酵性炭素源からＡＡへの生物変換の間、ｐＨ調節のために、水酸化アンモニウムを供給してもよい。水酸化アンモニウムの存在により、産生されたＡＡの少なくとも一部は中和されてＤＡＡとなり、ＤＡＡを含有する培地が産生される。ＣＯ２により、ＡＡ産生の更なる炭素源を提供してもよい。
【００２４】
他の例によれば、生育槽１２の内容物を、流部（stream）１４を経由して、炭水化物源からＡＡへの生物変換用の別の生物変換槽１６に移送してもよい。ＡＡ産生を生じさせる嫌気性条件を提供するために、生物変換槽１６には酸素欠乏ガス（例えばＣＯ2）を散布してもよい。炭水化物源からＡＡへの生物変換の間、ｐＨ調節のために水酸化アンモニウムを供給する。水酸化アンモニウムの存在により、産生されたＡＡの少なくとも一部は中和されてＤＡＡとなり、ＤＡＡを含有する培地が産生される。ＣＯ２により、ＡＡ産生の更なる炭素源を提供してもよい。
【００２５】
他の例によれば、生物変換を比較的低いｐＨ（例えば３〜６）で行ってもよい。炭水化物源からＡＡへの生物変換の間、ｐＨ調節のために塩基（水酸化アンモニウム又はアンモニア）を供給してもよい。所望のｐＨに応じて、水酸化アンモニウムの存在又は不在により、ＡＡが産生されるか、或いは産生されたＡＡの少なくとも一部が中和されて、ＭＡＡ、ＤＡＡ、又はＡＡ、ＭＡＡ及び／又はＤＡＡを含む混合物となる。即ち、生物変換時に産生されたＡＡは、任意により追加工程としてアンモニア又は水酸化アンモニウムを供給することにより、その後に中和されて、ＤＡＡを含有する培地が産生される。従って、「ＤＡＡ含有発酵培地」とは通常、発酵培地がＤＡＡと共に、添加及び／又は生物変換等により産生された任意の数の他の成分、例えばＭＡＡ及び／又はＡＡを含むことを意味する。同様に、「ＭＡＡ含有発酵培地」とは通常、発酵培地がＭＡＡと共に、添加及び／又は生物変換等により産生された任意の数の他の成分、例えばＤＡＡ及び／又はＡＡを含むことを意味する。
【００２６】
発酵性炭素源の生物変換の結果として（生物変換を行う場所に応じて培養槽１２又は生物変換槽１６で）生じる培地は、通常は不溶性固体、例えば細胞性バイオマスや他の懸濁物等を含む。そこで、蒸留前に流部１８を経由して清澄化装置２０に移送し、不溶性固体を除去して培地を清澄化する。これによって後の蒸留装置の汚損を低減し又は予防する。不溶性固体の除去は、数種の固液分離技術の何れかを単独又は組合せで用いて行うことができる。固液分離技術としては、限定されるものではないが、遠心分離や濾過（限定されるものではないが、限外濾過、精密濾過又は深層濾過が挙げられる。）が挙げられる。濾過技術は当業者に公知の技術に基づいて選択し得る。可溶性無機化合物は、複数の公知の方法により除去することができる。例としては、限定されるものではないが、イオン交換、物理吸着等が挙げられる。
【００２７】
遠心分離の例として、連続ディスクスタック遠心分離が挙げられる。場合によっては、遠心分離後に、デッドエンド濾過やクロスフロー濾過等の研磨濾過（polishing filtration）工程を追加すると有益である。斯かる濾過には、珪藻土等の濾過助剤を使用してもよい。研磨濾過として、より好ましくは限外濾過又は精密濾過である。限外濾過及び精密濾過膜は、例えばセラミックやポリマー等からなる。ポリマー膜の一例として、Koch Membrane System（850 Main Street, Wilmington, MA, USA）製SelRO MPS-U20P（ｐＨ安定限外濾過膜）が挙げられる。これは分子量カットオフ２５０００ダルトンの市販ポリエーテルスルホン膜であって、通常は圧力０．３５〜１．３８ＭＰａ（最大圧力１．５５Ｍｐａ）、最高温度５０℃で使用できる。或いは、限外濾過や精密濾過等の濾過工程を単独で実施してもよい。
【００２８】
こうして清澄化された、実質的に微生物培養物や他の固体を含まないＤＡＡ含有培地を、流部２２を経由して蒸留装置２４に移送する。
【００２９】
清澄化蒸留培地は、ＤＡＡ及び／又はＭＡＡを、培地中の全ジカルボン酸二アンモニウム塩の少なくとも大部分、好ましくは少なくとも約７０ｗｔ％、より好ましくは８０ｗｔ％、最も好ましくは少なくとも約９０ｗｔ％の量で含むべきである。ＤＡＡ及び／又はＭＡＡの濃度は、発酵培地中の全ジカルボン酸塩に対する重量パーセント（ｗｔ％）として、高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）やその他の公知法により容易に決定できる。
【００３０】
蒸留装置２４から水及びアンモニアが上部（overhead）として除去されるとともに、任意により、少なくとも一部が流部２６を経由して生物変換槽１６（或いは嫌気性モードで操作の場合、生育槽１２）で再利用（recycle）される。具体的な蒸留温度及び圧力は重要ではなく、少なくとも蒸留上部が水及びアンモニアを含み、蒸留底部（bottoms）が好ましくは少なくとも幾らかのＤＡＡと少なくとも約２０ｗｔ％との水を含むように、蒸留を実施すればよい。水の量は少なくとも約３０ｗｔ％がより好ましく、少なくとも約４０ｗｔ％が更に好ましい。蒸留工程からのアンモニア除去率は、温度を上昇させるに従って増加し、また、蒸留時に蒸気を注入することにより（未記載）増加させることができる。蒸留時のアンモニア除去率は、真空下、加圧下で蒸留を行い、或いは蒸留装置に空気、窒素等の不活性ガスを散布することによっても増加させることができる。
【００３１】
蒸留工程時の水の除去は、底部が少なくとも約２０％の水を含む限りにおいて、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、メチルイソブチルケトン、ヘプタン等の有機共沸剤の使用により促進することができる。水と共沸混合物を形成し得る有機剤の存在下で蒸留を行うと、蒸留によって水相及び有機相を含む二相性底部が生じる。この場合、水相を有機相から分離し、蒸留底部として使用することができる。底部における水のレベルを少なくとも約３０ｗｔ％に維持すれば、アジピン酸アミド（adipamide）やアジピン酸イミド（adipimide）等の副生物を実質的に避けることができる。
【００３２】
蒸留工程の好ましい温度は、圧力にもよるが、約５０〜約３００℃の範囲である。より好ましい温度範囲は、圧力にもよるが、約９０〜約１５０℃である。約１１０〜約１４０℃の蒸留温度が好適である。「蒸留温度」とは底部の温度を指す（バッチ蒸留の場合は、最終的に所望量の上部が得られた時点の温度でもよい。）。
【００３３】
水混和性有機溶媒又はアンモニア分離溶媒を添加することにより、上述した範囲の蒸留温度及び圧力において、脱アンモニアが容易になる場合がある。斯かる溶媒としては、受動的水素結合を形成し得る非プロトン性、双極性、酸素含有溶媒が挙げられる。例としては、限定されるものではないが、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、プロピレングリコール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等のスルホキシド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）及びジメチルアセトアミド等のアミド、ジメチルスルホン、スルホラン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ブトキシトリグリコール、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ガンマブチロラクトン等のスルホン、ジオキサン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のエーテル等が挙げられる。そのような溶媒は、清澄化培地中のＤＡＡ又はＭＡＡからアンモニアの除去に役立つ。蒸留法によらず、蒸留は、底部に少なくとも幾らかのＤＡＡと、少なくとも約２０ｗｔ％、より有利には少なくとも約３０ｗｔ％の水とが保持されるように行うことが重要である。
【００３４】
蒸留は、常圧下、減圧下又は加圧下で行うことができる。蒸留としては、一段フラッシュ（one stage flash）、多段式蒸留（即ち、多段式カラム蒸留）等が挙げられる。一段フラッシュは、任意の種類のフラッシャー（例えば塗膜エバポレーター、薄膜エバポレーター、サーモサイフォンフラッシャー、強制循環フラッシャー等）で行うことができる。多段蒸留カラムは、トレー、充填物（packing）等を用いて達成することができる。充填物は、不規則充填物（例えばラシヒ（Raschig）リング、ポール（Pall）リング、バール（Berl）サドル等）でも、規則充填物（例えばコークスルザー（Koch Sulzer）充填物、インタロックス（Intalox）充填物、メラパック（Mellapak）等）でもよい。トレーは、任意のデザイン（例えばシーブトレー、バルブトレー、バブルカップトレー等）でもよい。蒸留は任意の理論段数で行うことができる。
【００３５】
蒸留装置がカラムの場合、その構成は特に重要ではなく、周知の基準に基づいて設計することができる。カラムは、ストリッピングモード、精留（rectifying）モード、又は分留（fractionation）モードの何れかで操作することができる。蒸留は、バッチモードで行ってもよく、連続モードで行ってもよい。連続モードでは、培地を蒸留装置に連続的に注入してもよく、また、上部及び底部の形成に伴いこれらを連続的に装置から除去してもよい。蒸留により得られる蒸留物はアンモニア水溶液であり、蒸留底部はＭＡＡ及びＤＡＡの液体状の水溶液である。これらは更に、他の発酵副生物の塩（即ち、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、乳酸アンモニウム等）や、色素体を含んでもよい。
【００３６】
蒸留底部を、流部２８を経由して冷却装置３０に移送し、常法により冷却してもよい。冷却法は重要ではないが、好ましい技術を以下に記載する。熱交換機（熱回収型）を使用することができる。フラッシュ気化冷却器を用いて底部を約１５℃まで冷却してもよい。１５℃未満に冷却するには、通常は冷蔵冷却剤を用いる。例としてはグリコール溶液や、それほど好ましくはないが、塩水等が挙げられる。収量の更なる増大を図る目的で、冷却の前に濃縮工程を組み入れてもよい。更に、公知の方法、例えば、真空エバポレーションと共に、一体型冷却ジャケット及び／又は外部熱交換器を用いた徐熱等を用いて、濃縮及び冷却の両方を組み合わせてもよい。
【００３７】
本発明者等は、液体底部に幾らかのＤＡＡが存在することで、液体状の水溶液たるＤＡＡ含有底部に対するＭＡＡの溶解性が低下し、これによって底部が容易に、少なくともＭＡＡ「から実質的になる」（consisting essentially of）（固体部分が少なくとも実質的に純粋な結晶ＭＡＡであることを意味する）固体部分と、これに接する液体部分とに冷却誘導分離されることを見出した。図２は、０〜６０℃の範囲内の様々な温度における、３０ｗｔ％ＤＡＡ水溶液に対するＭＡＡの溶解性の低下を示す。上方の曲線は、ＭＡＡが０℃においても顕著な水溶性（即ち、水溶液に対して約２０ｗｔ％）を維持していることを示す。下方の曲線は、ＭＡＡが０℃において３０ｗｔ％ＤＡＡ水溶液に実質的に不溶性であることを示す。ここから本発明者等は、ＭＡＡ水溶液に幾らかのＤＡＡが含まれている方が、水溶液からＭＡＡをより完全に結晶化できることを見出した。斯かる溶液中のＤＡＡの好ましい濃度は約３０ｗｔ％である。より好ましいＤＡＡの濃度はｐｐｍ単位から約３ｗｔ％までの範囲である。これによって、ＤＡＡが存在しない場合に必要な温度よりも高い温度で、ＭＡＡを結晶化する（即ち、蒸留底部の固体部分を形成する）ことが可能となる。
【００３８】
水性培地に含まれるＤＡＡから約５０％のアンモニアを除去した場合、アジピン酸種は、操作温度及び圧力に応じて、４．９〜５．１のｐＨ範囲内で、ＤＡＡ：ＭＡＡ：ＡＡが約０．２：０．６：０．２という平衡モル分布を確立する。この組成物を濃縮及び冷却すると、ＭＡＡは水に対する溶解限界を超え、結晶化する。ＭＡＡが固相に相変化する場合、液相平衡が崩壊し、より多くのＭＡＡが生じる（ＤＡＡがＡＡにアンモニウムイオンを提供する）。これによって更に多くのＭＡＡが溶液から結晶化し、相当量のＡＡを消費するまで結晶化が継続するため、ｐＨが上昇する傾向がある。ｐＨが上昇すると、液相分布はＤＡＡに対して親和性となる。しかし、ＤＡＡは水溶性が高いため、ＭＡＡの溶解性はＤＡＡよりも低くなり、結晶化が続くことになる。要するに、液相平衡とアジピン酸種の固液平衡とが、ＭＡＡ結晶化の「ポンプ」として機能することにより、高収率のＭＡＡ結晶化が可能となるのである。
【００３９】
上述の冷却、エバポレーション又は気化冷却に加えて、逆溶媒の添加を行うことにより、ＭＡＡの結晶化が可能及び／又は容易になる。ここで逆溶媒としては、通常は水と混和性であるが、ＭＡＡ等の水溶性の塩の溶解性がより低く、斯かる塩の結晶化を生じるような溶媒が挙げられる。ＭＡＡに対して逆溶媒効果を有する溶媒としては、エタノールやプロパノール等のアルコール、メチルエチルケトン等のケトン、テトラヒドロフラン等のエーテル等が挙げられる。逆溶媒の使用は公知であり、冷却やエバポレーションと組み合わせて使用しても、個別に使用してもよい。
【００４０】
蒸留底部をユニット３０で冷却した後、固体部分を液体部分から分離するために、流部３２を経由して分離器３４に導入する。分離は、加圧濾過（例えば、Nutsche又はRosenmond型加圧濾過器）、遠心分離等により達成できる。生じた固体産物を産物３６として回収し、所望により標準法で乾燥してもよい。
【００４１】
分離後、固体部分の（１又は２以上の）表面に液体部分が残存することのないように、固体部分を処理することが望ましい。固体部分の表面に残る液体部分の量を最小化するための一つの方法は、分離した固体部分を水洗し、洗浄後の固体部分を乾燥することである（未記載）。固体部分を洗浄するための簡便な方法としては、いわゆる「バスケット遠心分離」の使用が挙げられる（未記載）。適切なバスケット遠心分離機は、The Western States Machine Company（Hamilton, OH, USA）から入手できる。
【００４２】
分離器３４の液体部分（即ち母液）は、残存する溶解ＭＡＡ、任意の非変換ＤＡＡ、酢酸アンモニウム、乳酸類（lactate）、ギ酸類（formate）等の任意の発酵副生物、その他の微量不純物を含む場合がある。この液体部分を、流部３８を経由して下流装置４０に導入する。一例によれば、装置４０は、混合物を適量の水酸化カリウムで処理することにより、例えばアンモニウム塩をカリウム塩に変換し、解氷剤（de-icer）を作製する手段であってもよい。この反応で生じたアンモニアを回収し、生物変換槽１６（又は嫌気性モードで操作する生育槽１２）で再利用してもよい。得られたカリウム塩混合物は、解氷剤及び防氷剤（anti-icer）として有用である。
【００４３】
ＭＡＡの回収を促進し、更にはＤＡＡからＭＡＡへの変換を推進するために、固体分離工程３４由来の母液を、流部４２を経由して、蒸留装置２４で再利用（又はその一部を再利用）してもよい。
【００４４】
冷却誘導結晶化の固体部分は、実質的に純粋なＭＡＡであり、ひいてはＭＡＡの公知用途に有用である。
【００４５】
ＨＰＬＣを用いて、アジピン酸アミドやアジピン酸イミド等の窒素含有不純物の存在を検出してもよい。ＭＡＡの純度は元素炭素及び窒素分析により決定できる。アンモニア電極を用いてＭＡＡ純度の粗近似値を決定することも可能である。
【００４６】
状況や種々の操作入力によっては、発酵培地が清澄化ＭＡＡ含有発酵培地又は清澄化ＡＡ含有発酵培地である場合がある。斯かる状況では、実質的に純粋なＭＡＡの産生を容易にするために、任意によりこれらの発酵培地にＭＡＡ、ＤＡＡ、ＡＡ、アンモニア及び／又は水酸化アンモニウムを添加するのが有利な場合もある。例えば、培地がＭＡＡ含有培地又はＡＡ含有培地となるような方向に、発酵培地のｐＨを操作してもよい。上述した実質的に純粋なＭＡＡの製造を容易にするために、任意によりこれらの発酵培地にＭＡＡ、ＤＡＡ、ＡＡ、アンモニア及び／又は水酸化アンモニウムを添加し、培地のｐＨを好ましくは＜６に調整してもよく、任意により更にアンモニウム比率を変更してもよい。また、所望により、他の物質由来のＭＡＡ、ＤＡＡ及び／又はＡＡを添加してもよい。ある特定の形態によれば、蒸留工程２４で得られる液体底部、及び／又は、分離器３４由来の固体部分から、ＭＡＡ、ＤＡＡ及び水を発酵培地に再導入（recycle）するのが特に有利である。ＭＡＡ含有培地については、そのような培地は通常、発酵培地がＭＡＡと共に、添加及び／又は生物変換等により産生された任意の数の他の成分、例えばＤＡＡ及び／又はＡＡ等を含むことを意味する。
【００４７】
固体部分からアンモニアを除去することによりＡＡに変換できる。これは以下のように実施できる。上述の任意の変換法により取得した（実質的にＭＡＡからなる）固体部分を水に溶解させると、ＭＡＡ水溶液が得られる。次にこの溶液を、水とアンモニアとを含む上部、並びに、多量のＡＡと、少量のＭＡＡと、水とを含む底部を形成するのに十分な温度及び圧力で、蒸留する。この底部を冷却し、実質的にＡＡからなり実質的にＭＡＡを含まない固体部分と、これに接触する液体部分とに分離させる。固体部分を第二液体部分から分離すれば、ＨＰＬＣで測定した場合に実質的に純粋なＡＡとして回収できる。
【００４８】
ＭＡＡ含有流及びＡＡ含有流を、図３に示すように、種々の反応成分や触媒と、選択された温度及び圧力下で接触させることにより、ＣＬを産生することができる。ＡＡ及びＭＡＡを水やジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させてから、ＣＬへの変換等の下流反応に供してもよい。斯かるＡＡやＭＡＡの溶液又は懸濁液に、アンモニア源（例えばＮＨ３やＮＨ４ＯＨ等）を加えることにより、ＤＡＡに変換することができる。即ち、ＡＡの溶液又は懸濁液を脱水してＡＡのアミドを形成し、次いでそのアミドの水素化によりＣＬを形成することができる。
【００４９】
ＣＬは、例えば英国特許第７７８，２５３号公報に記載の方法等、種々の方法により賛成することができる。英国特許第７７８，２５３号公報は、ＡＡ、アジピン酸ジアミド、又はＡＡのジアミド形成誘導体を、一段階でＣＬに変換できることを開示する。ＡＡ、そのジアミド、又はそのジアミド形成誘導体を液体の状態で、昇温下、好ましくは２２０℃未満の温度で、圧力下、アンモニア及び水素化触媒の存在下、水素で処理すればよい。この方法によれば、予測されるようなヘキサメチレンジアミン（hexamethylene diamine：ＨＭＤ）は産生されず、アンモニアが除去されたＣＬが産生される。アジピン酸ジアミド又はその二アンモニウム塩を、或いは、ＡＡ又は（二酸塩化物又はジエステル等の）ＡＡのジアミド形成誘導体を出発原料として用い、アンモニアを加えて変換することにより、アジピン酸ジアミドに、次いでＣＬに変換することができる。上記文献英国特許第７７８，２５３号公報の主題は、引用により本明細書に組み込まれる。
【００５０】
上述のようにＣＬを単独で産生してもよいが、ＣＬを他の有用物質（例えばＨＭＤ等）と共に産生してもよい。一例としては特開昭４９−０１９２５０号公報に記載のものが挙げられる。この文献の主題は、引用により本明細書に組み込まれる。ＣＬ及びＨＭＤの共産生は、ＡＡ、アジピン酸アミド、ＤＡＡ、又はアルキルアジピン酸を、Ｒｕ金属触媒の存在下で、ＮＨ３及びＨ２で処理することにより行うことができる。特開昭４９−０１９２５０号公報に記載の例では、ＡＡ３６．５ｇ、Ｈ２Ｏ４．５ｇ、液体ＮＨ３２５５ｇ、及び５％Ｒｕ含有活性Ｃ２０ｇを、２４０℃、６０ｋｇ／ｃｍ２のゲージで、Ｈ２存在下で４時間処理したことが開示されている。これにより９．２ｇのＣＬと７．７ｇのＨＭＤとが得られた。ＡＡ及びその誘導体（例えばアミノカプロン酸等）を含む蒸留残留物を再利用することにより、更に４．４ｇのＣＬと３．７ｇのＨＭＤとが得られた。
【００５１】
更に、英国特許第７７８，２５３号公報に開示の手法により、ＡＡのジアミドやモノアミド等のアジピン酸アミドからＣＬを産生することも可能である。例えば、英国特許第７７８，２５３号公報の記載によれば、ジオキサン約３リットル中アジピン酸ジアミド１８０ｇの懸濁液を、５リットルの攪拌オートクレーブ中、２２０℃、２５０ａｔｍの水素圧力下で、４５ｇのラネーニッケルで処理した。圧力を約３８０ａｔｍまで上昇させた。１５時間後に加熱を中断した。オートクレーブを冷却し、生成物を触媒から分離した。ジオキシンを留去した後、軽油を真空化で分画した。沸点範囲１２０〜１３０Ｃ／６ｍｍでＣＬを留去し、融点６９℃で結晶化させた。その後、ＣＬを常法で重合し、融点約２２０℃のポリアミドを得ることができる。
【００５２】
ＭＡＡ及びＡＡをＣＬに変換するための水素化触媒を賦活し、触媒の活性及び選択性を高めてもよい。触媒への賦活剤（promoter）の導入は、触媒成分の化学処理のどの段階で行ってもよい。化学的賦活剤は通常、触媒成分の物理的又は化学的機能を増強するものであるが、不所望の副反応を抑制するものであってもよい。適切な賦活剤としては、例えば、スズ、亜鉛、銅、レニウム、金、銀、及びこれらの組み合わせから選択される金属が挙げられる。使用可能な他の賦活剤としては、周期表第Ｉ族及び第II族から選択される元素が挙げられる。
【００５３】
触媒は単体に担持されていてもいなくてもよい。担持触媒は、活性触媒成分を担体材料に種々の方法（例えば噴霧、浸漬、又は物理混合等）で付着させ、次いで乾燥、焼成し、必要に応じて還元や酸化等の方法で活性化したものである。担体として汎用される材料としては、総表面積（外部及び内部）が大きな多孔質固体材料が挙げられる。これにより、触媒の単位重量あたりの活性部位の濃度を高めることができる。触媒担体によって触媒成分の機能を賦活してもよい。担持金属触媒は金属を触媒成分とする担持触媒である。
【００５４】
触媒担体材料に担持されていない触媒は非担持触媒である。非担持触媒としては、白金黒又はラネー（Raney）（登録商標）（W.R. Grace & Co., Columbia, MD）触媒等が挙げられる。ラネー（Raney）（登録商標）触媒は、大きな表面積を有するため、活性金属と易浸出金属（通常はアルミニウム）との合金を選択的に浸出する。ラネー（Raney）（登録商標）触媒は、比表面積が大きいために活性に優れ、水素化反応時により低温で使用することができる。ラネー（Raney）（登録商標）触媒の活性金属としては、ニッケル、銅、コバルト、鉄、ロジウム、ルテニウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、パラジウム、これらの化合物、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００５５】
ラネー（Raney）（登録商標）母金属に対して賦活金属を添加し、ラネー（Raney）（登録商標）触媒の選択性及び／又は活性を改変してもよい。ラネー（Raney）（登録商標）触媒の賦活金属は、例えば元素周期表の第IIIＡ〜VIIIＡ族、第ＩＢ族及び第IIＢ族の遷移金属から選択される。賦活金属としては、例えばクロム、モリブデン、白金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、及びパラジウム等を、総金属重量に対し通常約２重量％で使用する。
【００５６】
触媒担体としては任意の固体、不活性材料を用いることができる。例としては、これらに限定されるものではないが、シリカ、アルミナ及びチタニア等の酸化物；硫酸バリウム；炭酸カルシウム；並びに炭素が挙げられる。触媒担体は、例えば粉末状、粒子状、ペレット状等の形態で用いられる。
【００５７】
好ましい担体材料は、例えば、炭素、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、シリカ-チタニア、チタニア、チタニア・アルミナ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、それらの化合物、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される。また、担持金属触媒は、一又は二以上の化合物からなる担体材料を有していてもよい。より好ましい担体としては、炭素、チタニア、及びアルミナが挙げられる。更に好ましい担体としては、表面積約１００ｍ２／ｇ超の炭素が挙げられる。更に好ましい担体としては、表面積約２００ｍ２／ｇ超の炭素が挙げられる。好ましくは、炭素の灰分は触媒担体重量の約５％未満である。灰分とは、炭素の焼成後に残存する無機残留物量（当初炭素重量に対するパーセンテージで表される）を意味する。
【００５８】
担持触媒中の金属触媒含量は、金属触媒重量及び担体重量の合計量を基準として、例えば担持触媒の約０．１％〜約２０％の範囲が好ましい。より好ましい金属触媒含量範囲は、担持触媒の約１％〜約１０％の範囲である。
【００５９】
金属触媒と担体系との組み合わせとしては、例えば、本明細書に記載の何れか一種の金属と、本明細書に記載の何れか一種の担体との組み合わせが挙げられる。金属触媒と担体との好ましい組み合わせとしては、例えば、パラジウム担持炭素、パラジウム担持アルミナ、パラジウム担持チタニア、白金担持炭素、白金担持アルミナ、白金担持シリカ、イリジウム担持シリカ、イリジウム担持炭素、イリジウム担持アルミナ、ロジウム担持炭素、ロジウム担持シリカ、ロジウム担持アルミナ、ニッケル担持炭素、ニッケル担持アルミナ、ニッケル担持シリカ、レニウム担持炭素、レニウム担持シリカ、レニウム担持アルミナ、ルテニウム担持炭素、ルテニウム担持アルミナ、及びルテニウム担持シリカが挙げられる。
【００６０】
金属触媒と担体とのより好ましい組み合わせとしては、ルテニウム担持炭素、ルテニウム担持アルミナ、パラジウム担持炭素、パラジウム担持アルミナ、パラジウム担持チタニア、白金担持炭素、白金担持アルミナ、ロジウム担持炭素、及びロジウム担持アルミナが挙げられる。
【００６１】
水素化反応は通常、温度約１００℃〜約５００℃、圧力約６〜約２０ＭＰａに維持された反応器で実施される。
【００６２】
触媒を用いてＡＡ又はＭＡＡ含有原料を水素化する方法は、本分野で周知の種々の方式を用いて実施することができる。即ち、水素化方法全体を、固定床反応器や、種々の形式の攪拌型スラリー反応器（ガス攪拌型又は機械攪拌型）等で実施することができる。水素化反応はバッチ法で行っても連続法で行ってもよい。連続法の場合、水素化前駆体を含む液相（水相）を、昇圧下、粒状固体触媒とともに、水素を含む気相と接触させる。
【００６３】
温度、溶媒、触媒、反応器の構成、圧力及び混合速度は、何れも変換能及び選択能に影響を与えるパラメーターである。これらのパラメーター間の関係を調節することにより、本方法の反応における変換率、反応速度、及び選択率を調節することができる。
【００６４】
温度は、約２５℃〜５００℃が好ましく、より好ましくは約１００℃〜約４００℃、最も好ましくは約１５０℃〜４００℃の範囲である。圧力は約０．５〜約４０ＭＰａが好ましい。
【００６５】
これらの方法及び／又は変換は、バッチで行っても、連続バッチ（即ち一連のバッチ反応器）で行ってもよく、或いは従来の連続法に使用される任意の装置を用いて、連続モードで行ってもよい。反応産物として形成される濃縮水を、従来の分離法に使用される任意の方法で分離してもよい。
【００６６】
図３に示すように、ＣＬをナイロン６（NYLON 6）等のポリアミドに変換してもよい。斯かる変換の方法の一例は、特開２００８−１４４０７５号公報に記載されている。この文献の主題は、引用により本明細書に組み込まれる。この方法は、少なくともＣＬ及び水を含む原料組成物を重合することを含む。原料組成物は、エンドキャッピング剤として、以下（ａ）〜（ｃ）からなる３種の組み合わせから選択される任意の１種を含む。（ａ）少なくとも１種のモノカルボン酸化合物と、少なくとも１種の１級又は２級モノアミン化合物との組み合わせ。（ｂ）少なくとも１種のモノカルボン酸化合物と、少なくとも１種の１級ジアミン化合物又は２級ジアミン化合物との組み合わせ。（ｃ）少なくとも１種のジカルボン酸化合物と、少なくとも１種の１級モノアミン化合物又は２級ジアミン化合物との組み合わせ。重合を開始するために、原料組成物を少なくとも温度約２４０℃で加熱してもよい。
【実施例】
【００６７】
本発明の方法の中から選択された一部を、以下の非限定的な代表例により説明する。以下の例の多くにおいては、実際の清澄化ＤＡＡ含有発酵培地の代わりに、合成ＤＡＡ水溶液を使用した。他の例では実際の清澄化ＤＡＡ含有発酵培地を使用する。
【００６８】
実際の培地に見られる典型的な発酵副生物の溶解性ゆえに、合成ＤＡＡ溶液の使用は、本発明の方法における実際の培地の挙動を表す良いモデルであると考えられる。通常、発酵時に産生される主な副生物は、酢酸アンモニウム、乳酸アンモニウム及びギ酸アンモニウム等のモノカルボン酸塩である。仮に蒸留工程時にこれらの不純物が存在した場合、全てのＤＡＡがＭＡＡに変換するまで、これらがアンモニアを失って相当量の遊離酸を形成するとは期待し得ないであろう。これは酢酸、乳酸及びギ酸が、ＡＡの二次酸基（ｐＫａ＝５．４８）よりもより強い酸だからである。言い換えれば、酢酸塩、乳酸塩、ギ酸塩、更にはアジピン酸一水素（monohydrogen adipate）さえもが、アジピン酸二アニオン（dianion adipate）よりも弱い塩基なのである。更に、酢酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、及びギ酸アンモニウムは、ＭＡＡよりも有意に高い水溶性を示し、各々の培地中の濃度はＤＡＡ濃度の１０％未満である。加えて、たとえ蒸留工程時に酸（酢酸、ギ酸及び乳酸）が形成されたとしても、これらは水と混和性であり、水から結晶化しないであろう。これは、母液（即ち液体部分）に溶解した酸不純物を残したまま、ＭＡＡのみが飽和に達し、溶液から結晶化する（即ち固体部分を形成する）ことを意味する。
【００６９】
実施例１
本実施例は、ＤＡＡの一部を蒸留によりＭＡＡに変換し、蒸留底部液体から冷却誘導結晶化によりＭＡＡ固体を回収する手順を示す。
【００７０】
１Ｌ丸底フラスコに４．５％の合成アジピン酸二アンモニウム（ＤＡＡ）溶液８００ｇを入れ、蒸留ヘッドを装着した５トレー１”オールダーショウ（Oldershaw）セクションを取り付けた。フラスコの内容物を加熱マントルで加熱し、マグネチックスターラーで攪拌した。蒸留を開始し、７１９．７ｇの蒸留物を氷冷レシーバに採取した。蒸留物を滴定したところ、０．２９％アンモニア溶液（即ち、ＤＡＡからＭＡＡへの変換率は約６１％）であった。その後、熱い蒸留底部（７６ｇ）をフラスコから取り出して三角フラスコに移し、週末の間、攪拌しつつ室温まで徐冷した。その後、内容物を攪拌しつつ１５℃まで冷却して６０分間保持した後、１０℃まで冷却して更に６０分間保持し、最後は５℃に冷却して６０分間保持した。生じた固体を濾過し、７５℃の真空オーブンで２時間乾燥することにより、１６．２ｇの固体を得た。アンモニア電極を用いて固体のアンモニア濃度を分析したところ、アンモニアとＡＡとのモル比は約１：１であった。
【００７１】
実施例２
本実施例は、ＤＡＡの一部の蒸留によるＭＡＡへの変換を示す。
【００７２】
３つ口１Ｌ丸底フラスコの外側の口に、温度計及びストッパーを取り付けた。中央の口に、５トレー１”オールダーショウ（Oldershaw）セクションを取り付けた。オールダーショウセクションに、蒸留ヘッドを装着した。氷冷５００ｍＬ丸底フラスコを、蒸留ヘッド用のレシーバとして使用した。１Ｌ丸底フラスコに、蒸留水、試験対象溶媒、ＡＡ及び濃縮水酸化アンモニウム溶液を入れた。内容物をマグネチックスターラーで攪拌し、すべての固体を溶解させた。固体が溶解した後、内容物を加熱マントルで加熱し、蒸留物３５０ｇを蒸留した。蒸留物を氷冷５００ｍｌ丸底フラスコに採取した。蒸留物の最後の液滴を採取した時に、ポットの温度を記録した。ポットの内容物を室温まで冷却し、残留物の量及び蒸留物の量を記録した。その後、蒸留物のアンモニア含量を滴定により決定した。結果を表１に記録した。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
実施例３
この実施例は、アンモニア放出溶媒の存在下での蒸留によるＤＡＡの一部のＭＡＡへの変換、及び、冷却誘導結晶化による蒸留底部液体からのＭＡＡ固体の回収を示す。
【００７５】
ビーカーに３６．８ｇの蒸留水及び１９．７ｇの濃縮水酸化アンモニウムを入れ、次いで２３．５ｇのアジピン酸をゆっくりと加えた。混合物を攪拌して透明な溶液とし、攪拌棒を入れた５００ｍＬの丸底フラスコに移した。トリグリム（Triglyme）（８０ｇ）をフラスコに加えた。フラスコに、蒸留ヘッドを装着した５トレー１”オールダーショウ（Oldershaw）カラムセクションを取り付けた。蒸留ヘッドには氷槽冷却レシーバを取り付けた。蒸留フラスコには更に、１５０ｇの蒸留水を入れた滴下漏斗も取り付けた。内容物を攪拌し、加熱マントルで加熱した。蒸留物が出現したら、蒸留物を除去するのと同じ速度で、滴下漏斗内の水をフラスコに滴下した。滴下漏斗内の水をすべて加えた時点で蒸留を停止した。総量で１５８ｇの蒸留物が収集された。蒸留物を滴定したところ、アンモニア含量は１．６％であった。これは供給されたアンモニアの４６％に相当する。言い換えれば、この残留物は、アジピン酸一アンモニウム／アジピン酸二アンモニウムの９１／９の混合物であった。室温に冷却した後、残留物を２５０ｍＬの三角フラスコに移し、攪拌しながらゆっくりと５℃に冷却した。スラリーを濾過し、湿潤結晶を真空下で２時間乾燥することにより、５．５ｇの固体を得た。固体を分析したところ、アンモニウムイオンのアジピン酸イオンに対する比率は、実質的に１対１（即ちアジピン酸一アンモニウム）であった。
【００７６】
実施例４
この実施例は、ＭＡＡからのＡＡの産生を示す。
【００７７】
３００ｍＬのParrオートクレーブに、８０ｇの合成アジピン酸一アンモニウム及び１２４ｇの水を入れた。オートクレーブを密閉し、内容物を攪拌しながら約２００℃に加熱した（自生圧力は約２０３ｐｓｉであった。）。内容物が当該温度に達したら、水をオートクレーブに流速約２ｇ／分で加えると共に、背圧調整器により、蒸気をオートクレーブから流速約２ｇ／分で排気した。オートクレーブから排気される蒸気を濃縮し、レシーバで収集した。オートクレーブを蒸気条件下で継続し、最終的に総量１２１０ｇの水が排気され、総量１１８５ｇの蒸留物が収集された。オートクレーブの内容物（２０９ｇ）の一部を冷却し、反応器から除去した。得られたスラリーを三角フラスコに入れ、攪拌下、室温で一晩放置した。スラリーを濾過し、得られた固体を２５ｇの水で洗浄した。湿潤固体を７５℃の真空オーブンで１時間乾燥し、５９ｇのアジピン酸生成物を得た。アンモニウムイオン電極を用いて分析したところ、０．０１５ｍｍｏｌアンモニウムイオン／ｇの固体であることが分かった。回収された固体の融点は１５１℃〜１５４℃であった。
【００７８】
実施例５
この実施例は、アンモニア放出溶媒の存在下での蒸留によるＭＡＡの一部のＡＡへの変換、及び、冷却誘導結晶化による蒸留底部液体からのＡＡ固体の回収を示す。
ビーカーに46.7ｇの蒸留水及び9.9ｇの濃縮水酸化アンモニウムを入れ、23.5ｇのアジピン酸をゆっくりと加えた。混合物を攪拌して透明な溶液とし、攪拌棒を入れた５００ｍＬの丸底フラスコに移した。トリグリム（Triglyme）（８０ｇ）をフラスコに加えた。フラスコに、蒸留ヘッドを装着した５トレー１”オールダーショウ（Oldershaw）カラムセクションを取り付けた。蒸留ヘッドには氷槽冷却レシーバを取り付けた。蒸留フラスコには更に、１８００ｇの蒸留水を入れた滴下漏斗も取り付けた。内容物を攪拌し、加熱マントルで加熱した。蒸留物が出現したら、蒸留物を除去するのと同じ速度で、滴下漏斗内の水をフラスコに滴下した。滴下漏斗内の水をすべて加えた時点で蒸留を停止した。総量で１８０６．２ｇの蒸留物が収集された。蒸留物を滴定したところ、アンモニア含量は０．１１％であった。これは供給したアンモニアの７２％に相当する。言い換えれば、残留物は、アジピン酸／アジピン酸一アンモニウムの７２／２８の混合物であった。残留物を三角フラスコに移し、攪拌しながら０℃に冷却し、１時間放置した。生じたスラリーを濾過したところ、１８．８ｇの湿潤ケーキ及び１１４．３ｇの母液が得られた。固体を真空下、８０℃で２時間乾燥し、１３．５ｇの固体を得た。この固体を１１４ｇの熱水に溶解し、５℃に冷却し、攪拌しながら４５分間放置した。スラリーを濾過し、１３．５ｇの湿潤固体及び１０９．２ｇの母液を得た。この固体を真空下、８０℃で２時間乾燥し、１１．７ｇの乾燥固体を得た。この固体を分析したところ、そのアンモニウムイオン含量は０．０１１７ｍｍｏｌ／ｇ（即ち、実質的に純粋なアジピン酸）であった。
本発明の方法をその具体的な工程及び態様に即して記載したが、添付の特許請求の範囲に記載した本開示発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、本明細書に記載の具体的な要素及び工程に代えて、広範な範囲から選択される均等物を用いてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【配列表】
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【国際調査報告】
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