(57)【要約】  ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒等により、効率よく、しかも高品質な（メタ）アクリルアミドを製造する方法を提供する。  本発明は、反応器内の水溶液中で、（メタ）アクリロニトリルから（メタ）アクリルアミドを製造する方法であり、（Ａ）反応器にニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体またはその菌体処理物を添加する工程、（Ｂ）反応器にアルカリを添加する工程、および（Ｃ）反応器に（メタ）アクリロニトリルを添加する工程を含み、（Ａ）工程で使用する添加ライン、（Ｂ）工程で使用する添加ライン及び（Ｃ）工程で使用する添加ラインをそれぞれ異なる添加ラインとし、（メタ）アクリルアミドを製造する方法、および反応器内のアルカリ、およびニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物、を含む水溶液中に、上記反応器の添加ラインから（メタ）アクリロニトリル（メタ）アクリロニトリルと水との混合物を添加して、ニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物により、（メタ）アクリロニトリルから（メタ）アクリルアミドを製造する方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器内の水溶液中で、（メタ）アクリロニトリルから（メタ）アクリルアミドを製造する方法であり、
（A）反応器にニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体またはその菌体処理物を添加する工程、
（B）反応器にアルカリを添加する工程、および
（C）反応器に（メタ）アクリロニトリルを添加する工程を含み、
（A）工程で使用する添加ライン、（B）工程で使用する添加ライン及び（Ｃ）工程で使用する添加ラインがそれぞれ異なる添加ラインである、（メタ）アクリルアミドを製造する方法。
【請求項２】
上記（C）の（メタ）アクリロニトリルの添加が、（メタ）アクリロニトリルと水との混合物により行われることを特徴とする請求項１に記載の（メタ）アクリルアミドを製造する方法。
【請求項３】
上記（メタ）アクリロニトリルと水との混合物中に、ニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物を含んでいないことを特徴とする請求項２に記載の（メタ）アクリルアミドを製造する方法。
【請求項４】
反応器内のアルカリ、およびニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物、を含む水溶液中に、その反応器の添加ラインから（メタ）アクリロニトリルと水との混合物を添加して、ニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物により、（メタ）アクリロニトリルから（メタ）アクリルアミドを製造する方法。
【請求項５】
上記（メタ）アクリロニトリルと水との混合物中に、ニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物を含んでいないことを特徴とする請求項４に記載の（メタ）アクリルアミドを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、（メタ）アクリルアミドを製造する方法に関し、より詳細には、ニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体等により、効率よく（メタ）アクリロニトリルを水和して、品質の優れた（メタ）アクリルアミドを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（メタ）アクリルアミドの主要な製造方法としては、（メタ）アクリロニトリルを水和反応する方法が挙げられ、例えば、ラネー銅等の金属銅触媒により水和反応する方法、あるいはニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体およびその菌体処理物等を触媒として水和反応する方法が知られている。【０００３】
これらの中でも、ニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体等を触媒とする（メタ）アクリルアミドの製造方法では、従来の金属銅触媒等により水和反応する方法に比べて、（メタ）アクリロニトリルの転化率、および選択率が高いことから工業的製造方法としても注目を浴びている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
このニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体等を触媒として、高品質な（メタ）アクリルアミドを効率よく製造するためには、水和反応の反応効率をできるだけ向上する必要がある。また、原料となる（メタ）アクリロニトリルを可能な限り効率よく使用する必要がある。
【特許文献１】特開２００１−３４００９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒等により、効率よく、しかも高品質な（メタ）アクリルアミドを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を検討し、反応器内のアルカリを含む水溶液中で、（メタ）アクリロニトリルを、ニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体、またはその菌体処理物により水和反応させて（メタ）アクリルアミドを製造を行う場合に、特定の方法で、使用する（メタ）アクリロニトリルなどを添加することにより、高品質な（メタ）アクリルアミドを製造できることを見い出し、本発明を完成するに至った。【０００７】
すなわち、本発明の第一の（メタ）アクリルアミドを製造する方法は、
反応器内の水溶液中で、（メタ）アクリロニトリルから（メタ）アクリルアミドを製造する方法であり、
（A）反応器にニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体またはその菌体処理物を添加する工程、
（B）反応器にアルカリを添加する工程、および
（C）反応器に（メタ）アクリロニトリルを添加する工程を含み、
（A）工程で使用する添加ライン、（B）工程で使用する添加ライン及び（Ｃ）工程で使用する添加ラインがそれぞれ異なる添加ラインであることを特徴とする。【０００８】
また、本発明の第二の（メタ）アクリルアミドを製造する方法は、
反応器内のアルカリ、およびニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物、を含む水溶液中に、その反応器の添加ラインから（メタ）アクリロニトリルと水との混合物を添加して、ニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体またはその菌体処理物により、（メタ）アクリロニトリルから（メタ）アクリルアミドを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば（メタ）アクリロニトリルから、ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒等により、効率よく、しかも高品質な（メタ）アクリルアミドを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。【００１１】
まず本発明の（メタ）アクリルアミドの製造方法に用いる原料等について説明する。【００１２】
〔（メタ）アクリロニトリル〕
本発明で用いる（メタ）アクリロニトリルは特に制限はないが、不純物を取り除いた（メタ）アクリロニトリルを用いることが好ましい。【００１３】
（メタ）アクリロニトリルから不純物を取り除く方法としては、例えば、蒸留精製、アルカリ水溶液による洗浄、カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂等のイオン交換樹脂で不純物を除去する方法、活性炭により不純物を除去する方法などが挙げられる。【００１４】
このような（メタ）アクリロニトリルを用いると、より効率よく、より品質の優れた（メタ）アクリルアミドが得られる。【００１５】
本発明において、（メタ）アクリロニトリルを水溶液として反応器に添加する場合には、その濃度は特に制限されるものではないが、あまりに大過剰の（メタ）アクリロニトリルを反応器に供給すると、反応を完結させるために多くの触媒量、過大な容積をもつ反応器、および除熱のための過大な熱交換器等が必要となり、設備面での経済的負担が大きくなる。このため、（メタ）アクリロニトリルの供給濃度としては、アクリロニトリルの場合には、そのアクリロニトリルが全て対応するアクリルアミドとなった場合に、反応器中での反応水溶液の全重量に対するアクリルアミドの理論的な生成液濃度が、４０〜８０重量％の範囲となるように添加することが好ましく、より具体的には水１重量部に対しアクリロニトリル０．４〜１．５重量部の範囲で添加することが好ましい。【００１６】
またメタクリロニトリルの場合には、そのメタクリロニトリルが全て対応するメタクリルアミドにとなった場合に、反応器中での反応水溶液の全重量に対するメタクリルアミドの理論的な生成液濃度が１０〜４０重量％の範囲となるように添加することが好ましく、より具体的には、上記混合物中の水１重量部に対しメタクリロニトリル０．０８〜０．５重量部の範囲で添加ることが好ましい。【００１７】
〔ニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体等〕
本発明では水溶液中で、上記（メタ）アクリロニトリルを原料とし、ニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体、またはその菌体処理物（以下、「微生物菌体等」ともいう。）を触媒として水和反応することで、本発明の（メタ）アクリルアミドを得ることができる。【００１８】
本発明でニトリルヒドラターゼとは、ニトリル化合物を加水分解して対応するアミド化合物を生成する能力をもつ酵素をいう。ここで、ニトリルヒドラターゼを含有する微生物としては、ニトリル化合物を加水分解して対応するアミド化合物を生成する能力を有するニトリルヒドラターゼを産生し、かつアクリルアミド水溶液中でニトリルヒドラターゼの活性を保持している微生物であれば、特に制限されるものではない。【００１９】
具体的には、ノカルディア(Nocardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、バチルス(Bacillus)属、好熱性のバチルス属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ロドクロウス(rhodochrous)種に代表されるロドコッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacter)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウム(Rhizobium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwinia)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Citrobacter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、アグロバクテリウム( Agrobacterium)属またはサーモフィラ(thermophila)種に代表されるシュードノカルディア(Pseudonocardia)属に属する微生物を好適な例として挙げることができる。【００２０】
また、該微生物よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で発現させた形質転換体も本発明でいう微生物に含まれる。なお、ここでいう任意の宿主には、大腸菌(Escherichia coli)が代表例として挙げられるが、特に大腸菌に限定されるのものではなく、枯草菌(Bacillus subtilis)等のバチルス属菌、酵母や放線菌等の他の微生物菌株も含まれる。その様なものの例として、ＭＴ−１０８２２（本菌株は、１９９６年２月７日に茨城県つくば市東１丁目１番３号の通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所（現  茨城県つくば市東１−１−１  つくばセンター  中央第６  独立行政法人  産業技術総合研究所  特許生物寄託センター）に受託番号ＦＥＲＭ  ＢＰ−５７８５として、特許手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に基づいて寄託されている。）が挙げられる。また、組換えＤＮＡ技術を用いて該酵素の構成アミノ酸の１個または２個以上を他のアミノ酸で置換、欠失、削除もしくは挿入することにより、アクリルアミド耐性やアクリロニトリル耐性、温度耐性をさらに向上させた変異型のニトリルヒドラターゼを発現させた形質転換体も、本発明でいう微生物に含まれる。【００２１】
上記したような微生物を用い、アミド化合物を製造するに際しては通常、該微生物菌体あるいは菌体処理物を用いる。微生物菌体は、分子生物学、生物工学、遺伝子工学の分野において公知の一般的な方法を利用して調製すればよい。例えば、ＬＢ培地やＭ９培地等の通常液体培地に該微生物を植菌した後、適当な培養温度（一般的には、２０℃〜５０℃であるが、好熱菌の場合は５０℃以上でもよい）で生育させ、続いて、該微生物を遠心分離によって培養液より分離、回収して得る方法が挙げられる。【００２２】
また、本発明で用いる微生物の菌体処理物は、上記微生物菌体の抽出物や磨砕物、該抽出物や磨砕物のニトリルヒドラターゼ活性画分を分離精製して得られる分離物、該微生物菌体や該微生物菌体の抽出物、磨砕物、分離物を適当な担体を用いて固定化した固定化物等を指し、これらはニトリルヒドラターゼの活性を有している限りは本発明で用いる菌体処理物に相当するものである。これらは、単一の種類を用いてもよいし、２種類以上の異なる形態のものを同時あるいは交互に用いてもよい。【００２３】
これら微生物菌体等の反応器への供給方法としては特に制限はなく、これら微生物菌体等を水に溶解、もしくは懸濁させて、反応器に添加できる。または、予め反応前に微生物菌体等を供給しておいてもよい。これらは、懸濁床、固定床、流動床などの反応形式に合わせて自由に組み合わせることができる。【００２４】
上記微生物菌体等の使用量については、反応条件や触媒の種類、およびその形態にも依存するが、通常は該微生物菌体等の乾燥重量換算で、反応器中の反応液の総重量に対し、１０〜５００００重量ｐｐｍ、好ましくは５０〜３００００重量ｐｐｍである。【００２５】
〔アルカリ〕
本発明では、アクリルアミドの製造にアルカリを使用する。上記アルカリとしては、水に溶解した際に塩基性を示すものであれば特に制限はなく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物；水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物；炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩；アンモニア；メチルアミン等のアミン類などを挙げることができる。【００２６】
これらアルカリの中でも水溶性が高く、また工業的に容易に入手可能であるという観点からは、水酸化ナトリウムが好ましい。【００２７】
反応器にアルカリを添加する場合には、例えば、アルカリをそのままで、もしくは、水に溶解して、適切な濃度に調節したアルカリ水溶液として、添加できる。【００２８】
水溶液として添加する場合には、通常０．０１〜２０重量％として添加することができる。【００２９】
〔その他添加物〕
また、本発明ではさらに、ｐHを調整する目的で、硫酸や硝酸、塩酸などの強酸、および、カルボン酸やリン酸等の弱酸、および、リン酸塩等の緩衝剤、硫酸塩や炭酸塩等の無機塩、アミド化合物などを添加することができる。【００３０】
これら物質の反応器への添加方法としては特に制限はなく、例えばこれら物質をそのままで反応器に添加してもよいし、これら物質を水に溶解、もしくは懸濁させて、反応器に添加してもよい。【００３１】
〔添加工程（１）〕
本発明の第一の態様においては、反応器に、上記（メタ）アクリルアミド、微生物菌体等、アルカリ、水などを添加して、水溶液中で、（メタ）アクリルニトリルを上記微生物菌体等により水和反応させる。そして本発明においては、これら物質を反応器に添加する際にその添加方法に特徴がある。【００３２】
すなわち本発明の第一の（メタ）アクリルアミドの製造方法では、
（A）反応器にニトリルヒドラターゼを含有する微生物菌体等を添加する工程、
（B）反応器にアルカリを添加する工程、および
（C）反応器に（メタ）アクリロニトリルを添加する工程を含んでいるが、
微生物菌体等を添加する工程（A）、アルカリを添加する工程（B）及び（メタ）アクリロニトリルを添加する工程（Ｃ）において使用する添加ラインがそれぞれ異なる点に特徴がある。【００３３】
ここで添加ラインが異なるとは、上記物質の反応器への添加口が異なるというだけでなく、これら添加する物質の貯蔵タンク等から添加口に接続する配管等も異なることを意味する。【００３４】
従来は、通常、添加口を共通、さらに場合によっては一部の配管等の添加ラインを共通にして、上記（メタ）アクリロニトリル等の物質を反応器に添加して（メタ）アクリロニトリルの水和反応を行っていた。そのため、微生物菌体等を添加する工程では、微生物菌体等とアルカリとを同時に添加する場合には、微生物菌体等が反応器に添加される以前にその添加ラインにおいて、アルカリもしくは高濃度のアルカリ水溶液と直接接触してしまう。また、同時に添加しない場合であっても、添加ラインに残存するアルカリまたはアルカリ水溶液と接触をしてしまう場合があった。そのため、上記アルカリに由来して、微生物菌体等が本来有する触媒作用が損なわれるという問題があった。【００３５】
しかし、上記第一の態様のように、本発明のように、微生物菌体等を添加する工程（A）で使用する添加ラインと、アルカリを添加する工程（B）で使用する添加ラインとを異なる添加ラインとすると、添加するアルカリに由来して、触媒作用が損なわれるという問題がなく、反応器中の反応系内で、微生物菌体等が本来有する触媒作用を最大限発揮させることができる。【００３６】
また、（メタ）アクリロニトリルと微生物菌体等とを同時に添加する場合には、反応器中の反応水溶液に添加する以前に、（メタ）アクリロニトリルが添加する微生物菌体等そのものとが直接接触してしまう場合があった。また、同時に添加しない場合であっても、微生物菌体等と残存する（メタ）アクリロニトリルとが接触してしまう場合があった。そのため、（メタ）アクリロニトリルそのものとの接触により微生物菌体の触媒活性が低下し、反応が進行しなくなる場合があった。【００３７】
しかし、上記第一の態様のように、微生物菌体等を添加する工程（Ａ）で使用する添加ラインと、（メタ）アクリロニトリルを添加する工程（Ｃ）で使用する添加ラインとを異なる添加ラインとすると、添加する（メタ）アクリロニトリルに由来して、触媒作用が損なわれるという問題がなく、反応器中の反応系内で、微生物菌体等が本来有する触媒作用を最大限発揮させることができる。【００３８】
さらに、（メタ）アクリロニトリルを添加するラインとアルカリを添加するラインを共通にした場合は、（メタ）アクリロニトリルそのものが、添加するアルカリと直接接触してしまう場合があり、そのため、添加ラインにおいて、（メタ）アクリロニトリルの重合等の副反応が進行してしまう場合があり、反応器中の反応水溶液に副反応生成物が不純物として混入してしまう場合、また、添加ライン中で重合生成物が形成され、配管が閉塞してしまう場合があった。【００３９】
しかし本発明のように、アルカリを添加する工程（B）、および（メタ）アクリロニトリルを添加する工程（C）で使用する添加ラインとをそれぞれ異なる添加ラインとすると、反応器中の反応水溶液に不純物が混入することがなく、しかも添加ラインが重合生成物で閉塞されることはない。そのため、原料として用いる（メタ）アクリルアミドを損失させることなく、しかも、触媒が本来有するニトリルヒドラターゼの触媒活性を損なうことなく高純度の（メタ）アクリルアミドを効率よく製造できる。【００４０】
さらに、上記（C）の（メタ）アクリロニトリルの添加を、（メタ）アクリロニトリルと水との混合物により行った場合には、（メタ）アクリロニトリルの重合などに由来する不純物が、反応器中に混入することはなく、しかも添加ラインが閉塞することがよりなくなる傾向にあり、より一層、高純度の（メタ）アクリルアミドを効率よく製造できる。【００４１】
なお、上記（メタ）アクリロニトリルと水との混合物には、微量の副生成物等が含まれている場合もあるが、その混合物中には、ニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物を含んでいないことが好ましい。このような混合物を使用した場合には、微生物菌体等と高濃度の（メタ）アクリロニトリルとの接触による、微生物菌体の触媒活性の低下などを抑制できる傾向にある。【００４２】
〔添加工程（２）〕
本発明の第二の態様においては、反応器に、上記（メタ）アクリロニトリル、微生物菌体等、アルカリ、水などを添加して、水溶液中で、（メタ）アクリルニトリルを上記微生物菌体等により水和反応させる。そしてこの第二の態様においては、（メタ）アクリロニトリルを反応器に添加する方法に特徴がある。【００４３】
すなわち本発明の第二の（メタ）アクリルアミドの製造方法では、
反応器に（メタ）アクリロニトリルを添加する場合には、（メタ）アクリロニトリルと水との混合物を、反応器の添加ラインから添加する点に特徴がある。【００４４】
ここで本発明において添加ラインとは、上記物質を反応器の添加口および、（メタ）アクリロニトリルと水との混合物の貯蔵タンク等から添加口に接続する配管を意味する。【００４５】
従来、貯蔵タンクから反応器に原料（メタ）アクリロニトリルを添加するにあたっては、特段（メタ）アクリロニトリルを希釈することなく添加することが一般的であった。【００４６】
しかし、反応器中に不純物を混入させず、しかも添加ラインでの（メタ）アクリロニトリルの重合抑制により添加ラインの閉塞を防止して原料（メタ）アクリロニトリルの損失を回避できる点で、上記第二の態様のように、（メタ）アクリロニトリルを反応器に添加するにあたっては、添加ラインから、（メタ）アクリロニトリルと水との混合物を添加することが好ましい。【００４７】
なお、上記（メタ）アクリロニトリルと水との混合物には、微量の副生成物等が含まれている場合もあるが、その混合物中には、ニトリルヒドラターゼを産生する微生物菌体またはその菌体処理物を含んでいないことが好ましい。このような混合物を使用した場合には、微生物菌体等と高濃度の（メタ）アクリロニトリルとの接触による、微生物菌体の触媒活性の低下などを抑制できる傾向にある。【００４８】
〔反応条件〕
本発明では、反応器内に上記添加工程により、（メタ）アクリロニトリル、微生物菌体等、アルカリ、水などを添加して、反応器内の水溶液中で反応を行うことで（メタ）アクリルアミドを製造できる。【００４９】
上記反応での反応時間は触媒使用量や温度等の条件にも左右され得るが、通常は１つの反応器に対し１〜８０時間の範囲であり、好ましくは２〜４０時間の範囲である。【００５０】
また、水和反応は通常は常圧あるいは常圧近辺で行われるが、水性媒体中へのニトリル化合物の溶解度を高めるために加圧下で行うこともできる。また、反応温度に関しては、水性媒体の氷点以上であれば特に制限されるものではないが、通常は０〜５０℃の範囲が好ましく、１０〜４０℃の範囲がより好ましい。また、生成物が反応液中に晶出したスラリー状態でも反応を行うことができる。また、上記水和反応時における反応液のｐＨは、ニトリルヒドラターゼ活性が維持されている限りは特に制限されるものではないが、好ましくはｐＨ６〜１０の範囲であり、より好ましくはｐＨ７〜９の範囲である。【００５１】
〔（メタ）アクリルアミドの精製方法〕
本発明で得られた（メタ）アクリルアミド水溶液から（メタ）アクリルアミドを精製する方法としては、活性炭やイオン交換樹脂による触媒、不純物の除去が挙げられる。例えば、特開２００１−２７０８５７号公報に記載されているように、酸性下で活性炭と接触させることにより、容易に精製することができる。【００５２】
〔（メタ）アクリルアミド系重合体の製造〕
本発明の（メタ）アクリルアミドを用いて、（メタ）アクリルアミドを単独重合もしくは共重合、または（メタ）アクリルアミドを、その他の単量体と共重合することができる。【００５３】
（メタ）アクリルアミドと共重合可能なその他の単量体としては、
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸およびそれらの塩；
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸およびそれらの塩；
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートアクリル酸などの（メタ）アクリル酸のアルキルアミノアルキルエステル、またはそれらの第４級アンモニウム誘導体；
Ｎ−Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのN−N−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、またはそれらの４級アンモニウム誘導体；
アセトンアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−プロピルアクリルアミドなどの親水性アクリルアミド；
Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン、Ｎ−アクリロイルモルホリン；
ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート；
メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン；Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルメタクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチルメタクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−オクチルアクリルアミド、Ｎ−ドデシルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ドデシルメタクリルアミドなどのＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド誘導体；
Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルメタクリルアミド、Ｎ−（４−グリシドキシブチル）アクリルアミド、Ｎ−（４−グリシドキシブチル）メタクリルアミド、Ｎ−（５−グリシドキシペンチル）アクリルアミド、Ｎ−（６−グリシドキシヘキシル）アクリルアミドなどのＮ−（ω−グリシドキシアルキル）（メタ）アクリルアミド誘導体；
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリレート誘導体；
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィン類、スチレン、α-メチルスチレン、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられる。【００５４】
これらその他の単量体は、１種単独で用いてもよいが、２種以上併用してもよい。【００５５】
また、アクリルアミドおよびメタクリルアミドとこれらその他の単量体とを共重合してもよい。【００５６】
（メタ）アクリルアミドとこれらその他の単量体とを共重合する場合の混合比率については特に制限はないが、通常（メタ）アクリルアミド１００モルに対して、その他の単量体が１００モル以下であり、好ましくは５０モル以下である。【００５７】
これらモノマーの重合方法としては、例えば、水溶液重合、乳化重合などがある。【００５８】
これらの中でも水溶液重合の場合は、通常、（メタ）アクリルアミドと必要に応じて添加するその他の単量体との合計濃度が５〜９０重量％とする。【００５９】
重合開始剤としては例えば、ラジカル重合開始剤を用いることができる。【００６０】
ラジカル重合開始剤としては、
過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル等の過酸化物；
アゾビスイソブチロニトリル、２・２’−アゾビス（４−アミジノプロパン）２塩酸塩、４・４’−アゾビス（４−シアノバレリアン酸ナトリウム）などのアゾ系遊離基開始剤；
上記過酸化物と重亜硫酸ナトリウム、トリエタノールアミン、硫酸第一鉄アンモニウム等の還元剤を併用するいわゆるレドックス系触媒が挙げられる。【００６１】
上記した重合開始剤は１種単独で用いてもよいが、２種以上併用してもよい。重合開始剤の量は、通常、単量体の総重量に対し、０．００１〜５重量％の範囲である。【００６２】
重合温度は、通常、−１０〜１２０℃の範囲であり、より好ましくは０〜９０℃の範囲である。また、重合温度は常に一定の温度に保つ必要はなく、重合の進行に伴い適宜変更してもよいが、通常は重合の進行に伴い、重合熱が発生して重合温度が上昇する傾向にあるため、必要に応じ、冷却する場合もある。【００６３】
重合時の雰囲気は特に限定はないが、重合を速やかに進行する観点からは、例えば窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で重合することが好ましい。【００６４】
重合時間は特に限定はないが、通常１〜２０時間の範囲である。【００６５】
また重合時の水溶液のｐＨも特に限定はないが、必要に応じｐＨを調整して重合してもよい。その場合使用可能なｐＨ調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどのアルカリ；リン酸、硫酸、塩酸などの鉱酸；蟻酸、酢酸等の有機酸などが挙げられる。【００６６】
本発明により得られる重合体の分子量は特に制限はないが、通常１０万〜５０００万の範囲であり、好ましくは５０万〜３０００万の範囲である。【００６７】
この様にして得られた（メタ）アクリルアミド系重合体は、本発明で得られる（メタ）アクリルアミドが品質に優れるので、水溶性が格段に向上し、しかも十分に高い分子量が得られ、また色相にも優れる。したがってこの（メタ）アクリルアミド系重合体は、凝集剤、製紙用添加剤、石油回収剤などとして好適に使用することができる。
【実施例】
【００６８】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。【００６９】
［実施例１］
（菌体とアルカリとアクリロニトリルとを別々に装入）
［ニトロリルヒドラターゼを含む菌体の培養］
特開２００１−３４００９１号の実施例１に記載の方法に従い、Ｎｏ．３クローン菌体を取得し、同じく、同実施例１の方法で培養してニトロリルヒドラターゼを含む湿菌体を得た。【００７０】
［アクリルアミドの製造］
第１反応器として攪拌器を備えた１Lガラス製フラスコ、第二反応器として内径５ｍｍのテフロン（登録商標）製チューブ２０ｍを準備した。第一反応器には、予め４００ｇの水を仕込んだ。【００７１】
上記の培養方法で得られた湿菌体を純水に１２％となるように懸濁した。第１反応器内を撹拌しながら、この懸濁液を、１１ｇ／ｈの速度で連続的にフィードした。アクリロニトリルは、３１ｇ／ｈの速度で、また、純水は３８ｇ／ｈの速度で連続的にフィードした。さらに反応ｐＨが７．５〜８．５となるように、０．１Ｍ−ＮａＯＨ水溶液を連続的にフィードした。これらの原料は、各々の貯槽から単独のラインで供給され、反応器内にフィードされるまで、他の原料に接触することはなかった。さらに、第１反応器の液面レベルを一定に保つように、反応液を第１反応器から８０ｇ／ｈの速度で連続的に抜き出し、第２反応器に連続的にフィードして、第２反応器内でさらに反応を進行させた。【００７２】
第１反応器および第２反応器とも１０〜２０℃の温度の水浴中に浸漬し、各反応器内部の液温が１５℃となるように温度制御を行った。【００７３】
運転を開始してから２日目に各反応器の反応液をサンプリングし、ＨＰＬＣにて分析を行ったところ、第１反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が９３％、かつ第二反応器出口でのアクリルニトリル濃度が検出限界以下（１００重量ppm以下）となった。さらに、４日間運転を継続しても、各反応器の転化率は殆ど変化せず、原料フィード状態にも異常はなく、安定な運転が実施された。【００７４】
［実施例２］
実施例２では、アクリロニトリルと水の混合物を反応器に添加してから、アクリロニトリルをニトリルヒドラターゼにより水和反応させている。また、菌体とアルカリとアクリロニトリルおよび水の混合物とは別々に装入している。【００７５】
ニトロリルヒドラターゼを含む菌体の培養は実施例１と同様である。【００７６】
［アクリルアミドの製造］
第１反応器として攪拌器を備えた２Lガラス製フラスコ、第二反応器として内径６ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）製チューブ３０ｍを準備した。第一反応器には、予め８００ｇの水を仕込んだ。【００７７】
上記の培養方法で得られた湿菌体を純水に１２％となるように懸濁した。第１反応器内を撹拌しながら、この懸濁液を、２２ｇ／ｈの速度で連続的にフィードした。アクリロニトリルは、６２ｇ／ｈの速度で、また、純水は７６ｇ／ｈの速度で、連続的にフィードした。なお、これらアクリロニトリルと水とはまず混合をし、その混合物を反応器に添加している。さらに反応ｐＨが７．５〜８．５となるように、０．１Ｍ−ＮａＯＨ水溶液を連続的にフィードした。これらの原料のうちアクリロニトリルと純水は同一のラインで、他は各々の貯槽から単独のラインで供給された。さらに、第１反応器の液面レベルを一定に保つように、反応液を第１反応器から１６０ｇ／ｈの速度で連続的に抜き出し、第２反応器に連続的にフィードして、第２反応器内でさらに反応を進行させた。【００７８】
第１反応器および第２反応器とも１０〜２０℃の温度の水浴中に浸漬し、各反応器内部の液温が１５℃となるように温度制御を行った。
運転を開始してから２日目に各反応器の反応液をサンプリングし、ＨＰＬＣにて分析を行ったところ、第１反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が９２％、かつ第二反応器出口でのアクリルニトリル濃度が検出限界以下（１００重量ppm以下）となった。さらに、
２０日間運転を継続しても、各反応器の転化率は殆ど変化せず、原料フィード状態にも異常はなく、安定な運転が実施された。【００７９】
［比較例１］
（菌体とアルカリを同じラインで装入）
実施例１において、２．５重量％−触媒懸濁液と０．１Ｍ−ＮａＯＨ水溶液を同一のラインで反応器へ供給した以外は、実施例と同じ操作を行った。その結果、２日目の第１反応器では、アクリロニトリルの転化率は８％であり、殆んど反応が進行していなかった。なお、反応液はアクリロニトリル相と水相の二層に分離していた。【００８０】
［比較例２］
（菌体とアクリロニトリルを同じラインで装入）
実施例１において、２．５重量％−触媒懸濁液とアクリロニトリルを同一のラインで反応器へ供給した以外は、実施例と同じ操作を行った。その結果、２日目の第１反応器では、アクリロニトリルの転化率は１１％であり、殆んど反応が進行していなかった。なお、反応液はアクリロニトリル相と水相の二層に分離していた。【００８１】
［比較例３］
（アクリロニトリルとアルカリを同じラインで挿入）
実施例１において、アクリロニトリルと０．１Ｍ−ＮａＯＨ水溶液を同一のラインで反応器へ供給した以外は、実施例と同じ操作を行った。その結果、２日目の第１反応器のアクリロニトリルの転化率は、８８％であったが、フィードラインに付着物がみられ、４日目にはラインの閉塞が確認された。【００８２】
［参考例１］
参考例１では、アクリロニトリルをそのままで反応器に添加してから、アクリロニトリルをニトリルヒドラターゼにより水和反応させている。
実施例２においてアクリロニトリルと純水を別々のラインで供給した以外は、実施例２と同様に操作を行った。その結果、２日目の第１反応器のアクリロニトリル転化率は、９３％で実施例２とほぼ同等であったが、７日目よりアクリロニトリルフィード口に付着物が見られ、１０日目で閉塞が起こった。
【国際調査報告】
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