(57)【要約】  一般式（Ｉ）のラセミα−アミノ酸のアルカリ金属塩の製造方法であって、    Ｒ１−ＣＨ（ＮＨ２）−ＣＯＯＨ            （Ｉ）  （式中、Ｒ１が水素、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＣＨ（ＣＨ３）２、（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ及びＣＨ２ＯＨから選択される）対応するα−ケトカルボン酸又はグリオキサル酸のアルカリ金属塩を、少なくとも１種の遷移金属を含む少なくとも１種の不均一系触媒の存在下で、水素の存在下で、第一級及び第二級アミン並びにアンモニアから選択される窒素化合物と、５０℃〜２００℃の範囲である温度で、反応させる方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）のラセミα−アミノ酸のアルカリ金属塩の製造方法であって、
Ｒ１−ＣＨ（ＮＨ２）−ＣＯＯＨ              （Ｉ）
（式中、Ｒ１は水素、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＣＨ（ＣＨ３）２、（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ及びＣＨ２ＯＨから選択される）
対応するα−ケトカルボン酸又はグリオキサル酸のアルカリ金属塩を、少なくとも１種の遷移金属を含む少なくとも１種の不均一系触媒の存在下で、水素の存在下で、第一級及び第二級アミン並びにアンモニアから選択される窒素化合物と、５０℃〜２００℃の範囲の温度で、反応させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記不均一系触媒が、ラネー金属及び固体担体に配置される遷移金属から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遷移金属が、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＣｏから選択される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記不均一系触媒の遷移金属が、前記方法の間に少なくとも随時、酸化状態がゼロである時に存在する請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記窒素化合物が、アンモニアから選択される請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記α−ケトカルボン酸が、ピルビン酸から選択される請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記α−ケトカルボン酸のアルカリ金属塩が、ピルビン酸ナトリウムから選択される請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
大気圧から３０ＭＰａ（３００バール）までの範囲の圧力で行われる請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
水性溶媒中で行われる請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
再結晶を行って、製造されたラセミα−アミノ酸のアルカリ金属塩又はグリシンを精製する請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般式（Ｉ）のラセミα−アミノ酸又はグリシンのアルカリ金属塩の製造方法に関し、
Ｒ１−ＣＨ（ＮＨ２）−ＣＯＯＨ          （Ｉ）
式中、Ｒ１が水素、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＣＨ（ＣＨ３）２、（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ及びＣＨ２ＯＨから選択され、
対応するα−ケトカルボン酸又はグリオキサル酸のアルカリ金属塩を、少なくとも１種の遷移金属を含む少なくとも１種の不均一系触媒の存在下で、水素の存在下で、第一級及び第二級アミン並びにアンモニアから選択される少なくとも１種の窒素化合物と、５０℃〜２００℃の範囲である温度で、反応させる。
【背景技術】
【０００２】
アミノ酸は多くの分野において利用されている。例えば、Ｌ−アミノ酸が蛋白質の合成又はペプチドの合成に使用される。さらに、ラセミアミノ酸も重要な中間体である。
【０００３】
ストレッカー合成によるラセミアミノ酸の作製自体は既知である。シアン化水素酸及び／又は対応するシアン化物を用いる場合、非常に有毒な物質の使用が不可避であることは不利であり、それに対しては特別な安全対策が求められる。
【０００４】
ＵＳ  ２００４／０９２７２５には、高圧下で好ましくは少なくとも３００℃でアンモニアとの反応により対応するα−ヒドロキシカルボン酸からα−アミノ酸を合成する方法が開示されている。ただし、収率が低い。例えば、３７４℃で４．３％の収率を有するグリシン合成、及び３７４℃で２．８％の収率を有するα−アラニン合成が、開示されている。ただし、このタイプの収率は工業上の方法に不充分である。さらに、得られる生成物は、主に色が暗く、したがって複雑な精製方法が必要とされる。
【０００５】
ＵＳ  ２０１３／００１２７３７には、２−アミノ−４−メチルチオ酪酸のナトリウム塩の製造方法が開示され、該化合物において対応するケト酸の塩が還元的アミノ化に依存する。
【０００６】
ただし、他のα−ケト酸は、特に高温で、非常に容易に分解するので、ラセミアミノ酸製造の前駆体として好適であるとは思われない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＵＳ  ２００４／０９２７２５
【特許文献２】ＵＳ  ２０１３／００１２７３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、ラセミアミノ酸が良い収率で得られる方法を提供することである。
【０００９】
そのために、最初に定義された方法が、見出され、この明細書においてこの方法を本発明の方法とも称する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
アキラルであるグリシンを製造する場合には、ラセミ化合物ではなく、グリシンが得られる。
【００１１】
この明細書において、また、グリオキサル酸は、Ｒ１＝Ｈである一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸として見なされる。
【００１２】
本発明に記載の方法を行うために、開始点は、少なくとも１種の対応するα−ケトカルボン酸であり、換言すれば一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸であり、
Ｒ１−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＯＯＨ          （ＩＩ）
式中、Ｒ１が水素、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＣＨ（ＣＨ３）２、（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ及びＣＨ２ＯＨから選択され、好ましくはＲ１がＣＨ３であり、
例えば一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸の２種又は３種の混合物である。
【００１３】
好ましくは、正確に１種の一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸の使用である。
【００１４】
一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸の好ましい例としては、グリオキサル酸、２−オキソグルタル酸、３−ヒドロキシ−２−オキソプロピオン酸、２−オキソ−４−メチル酪酸、及び特にピルビン酸が挙げられる。
【００１５】
一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸は、部分的に又は完全に中和された状態で、好ましくは完全に中和された状態で使用され、特にカリウム塩及び好ましくはナトリウム塩などのアルカリ金属塩として使用される。非常に特に好ましくは、一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸は、過剰の塩基と共に使用される。該塩基は、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、及び特に水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸（水素）塩及びアルカリ金属水酸化物から選択され得る。
【００１６】
本発明の一実施態様において、本発明に記載の方法は、水性溶媒中で行われる。これは、一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸のアルカリ金属塩が、水に、又は全体連続相に対して少なくとも７５体積％の水を含み、合計で２５体積％以下の例えばテトラヒドロフラン又はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒を含んでもよい混合物に溶解されることを意味するものと理解されるべきである。該連続相に基づいて、有機溶媒が使用されなく、又は有機溶媒が０．１体積％〜５体積％のみを使用されることが好ましい。もう一つの変形態様において、一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸は、水に、又は少なくとも７５体積％の水及び合計で２５体積％以下の例えばテトラヒドロフラン又はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒を含む混合物に溶解又は懸濁され、その後アルカリ金属炭酸（水素）塩及びアルカリ金属水酸化物の好ましい水溶液で、少なくとも部分的に好ましくは完全に中和されてもよい。
【００１７】
本発明の一実施態様において、発明に記載の方法は、６〜１４の範囲のｐＨで、好ましくは７〜１３．５の範囲のｐＨで、行われる。
【００１８】
本発明により、一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸のアルカリ金属塩は、少なくとも１種の窒素化合物と反応する。該窒素化合物は、１級アミン、好ましくは２級アミン及びより好ましくはアンモニアから選択される。１級アミンの例としては、特に例えばメチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン及びｎ−デシルアミンなどのＣ１〜Ｃ１０アルキルアミン、並びに、アニリン及び例えばシクロヘキシルアミン及びモノエタノールアミンなどのＣ３〜Ｃ７シクロアルキルアミンのような芳香族アミンが挙げられる。２級アミンの例としては、特にジメチルアミン、ジエチルアミン及びジイソプロピルアミンのようなジ−Ｃ１〜Ｃ１０アルキルアミン、特にジエタノールアミンのようなジ−Ｃ２〜Ｃ４ヒドロキシアルキレンアミン、例えばＮ−メチル−Ｎ−エタノールアミンのようなモノ−Ｃ１〜Ｃ１０−アルキルモノ−Ｃ２〜Ｃ４−ヒドロキシアルキレンアミン、並びに、ピペリジン及びモルホリンなどの環状２級アミンが挙げられる。さらなる好適な窒素化合物は、イミノジカルボン酸であり、特にイミノジ酢酸である。
【００１９】
本発明の一つの好ましい実施態様において、選択された窒素化合物はアンモニアであり、換言すれば、該反応がアンモニアで行われる。アンモニアは、液体アンモニア、気体アンモニア又はアンモニア水（「ＮＨ４ＯＨ」）の状態で反応混合物に添加されてもよい。アンモニウム塩の状態でアンモニアを添加する必要がある場合少なくとも１種の強塩基と組み合わせたアンモニウム、例えばＮａＯＨ又はＫＯＨと組み合わせたアンモニウムの添加が好ましい。好ましくは、液体アンモニア又はアンモニア水の状態でアンモニアが添加される。
【００２０】
一実施態様において、一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸及び窒素化合物は、１：１〜１：１００の範囲、好ましくは１：２〜１：５０の範囲、特に好ましくは１：３〜１：３０の範囲のモル比で使用される。ここで、窒素化合物の部分は、反応物として使用された全ての窒素化合物の総量に関する。
【００２１】
一実施態様において、一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸及びアンモニアは、１：１〜１：１００の範囲、好ましくは１：２〜１：５０の範囲、特に好ましくは１：３〜１：３０の範囲のモル比で使用される。
【００２２】
本発明に記載の方法は、水素、換言すればＨ２の存在下で行われる。本発明の一実施態様において、本発明に記載の方法は、合計で１：１〜１：９０の範囲、好ましくは１：２〜１：３０の範囲の一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸と水素との比になるように行われる。
【００２３】
本発明の一実施態様において、本発明に記載の方法の反応条件で不活性のガスにより、例えば窒素で、又はアルゴンなどの少なくとも１種の希ガスで、水素を希釈し得る。
【００２４】
本発明に記載の方法は、少なくとも１種の遷移金属を含む少なくとも１種の不均一系触媒の存在下で行われる。ここで、該不均一系触媒は、
（ｉ）微粒子形態で存在する固体担体に支持される金属含有触媒、
（ｉｉ）非微粒子形態である固体担体に支持される金属含有触媒、及び、
（ｉｉｉ）無担体の触媒活性粒子、
であってもよい。
【００２５】
この明細書において、ここで、触媒という用語は遷移金属を含む。該遷移金属は、触媒活性の種類（「主要金属（main metal）」）、任意のそれらの前駆体、又は任意の存在している担体及び任意の存在するドーピングとなる。
【００２６】
ここで、「固体担体」は、本発明に記載の方法の反応条件で固体下である材料、及び不均一系触媒の形成に好適である材料を意味するものとして理解されるべきである。
【００２７】
「微粒子形態で存在する」は、当該担体が、０．１μｍ〜２ｍｍの範囲、好ましくは０．００１ｍｍ〜１ｍｍ、特に好ましくは０．００５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲、特に０．０１ｍｍ〜０．２５ｍｍの平均直径の粒子の形態であると理解されるべきである。
【００２８】
「非微粒子形態で存在する」は、担体が、２ｍｍを超え、好ましくは５ｍｍ以上の少なくとも１つの寸法（幅、高さ、奥行き）を有し、少なくとも１つの他の寸法（例えば、１つの他の寸法又は両方の他の寸法）が例えば０．１μｍ〜２ｍｍの範囲であるような２ｍｍ未満のサイズであってもよいと理解されるべきである。もう一つの変形態様において、非微粒子形態で存在する担体は、３つの寸法を有し、そのうち２ｍｍを超える１つの寸法、好ましくは５ｍｍ以上の寸法を有する。好適な上限は、例えば、１０ｍであり、好ましくは１０ｃｍである。
【００２９】
非微粒子形態で存在する担体の例としては、例えばスチールメッシュ（steel mesh）又はニッケルメッシュ（nickel mesh）などの金属メッシュ、鋼線又はニッケル線のようなワイヤー、並びに、ビーズ、ラシヒリング、ストランド及びタブレットなどの成形品が挙げられる。
【００３０】
本発明の一実施態様において、触媒は、例えばストランド又はタブレットのような成形品の形態で使用される。
【００３１】
成形品の特に好適な寸法の例としては、６ｍｍ・３ｍｍ、３ｍｍ・３ｍｍ、２ｍｍ・２ｍｍの寸法を有するタブレット、及び１．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲の直径を有するストランドが挙げられる。
【００３２】
微粒子形態で存在する担体の例としては、自由流動性の粉末であってもよく、又は懸濁される粉末であってもよい。
【００３３】
微粒子形態で存在する担体を製造される材料の例としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、アルモシリケート（alumosilicates）、ハイドロタルサイト、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２及び活性炭素が挙げられ、特にＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２及びＴｉＯ２である。
【００３４】
無担体の触媒活性粒子（ｉｉｉ）の例としては、例えばラネー銅、ラネーニッケル及びラネーコバルトなどのラネー金属が挙げられる。無担体の触媒活性粒子は、例えばスポンジ触媒（sponge catalysts）又は骨格触媒（skeletal catalysts）として存在し得る。
【００３５】
担体及び遷移金属の他に、触媒は、例えばグラファイト又はステアリン酸などの成形剤の１種以上を含み得る。
【００３６】
本発明に記載の方法の金属含有触媒における触媒活性種（「主要金属」）として好適である遷移金属の例としては、元素周期表の４族〜１２族の遷移金属、特に好ましくは元素周期表の４族〜１２族の第１周期の遷移金属、換言すればＴｉからＺｎまで、及び元素周期表の全ての周期の８族〜１１族の遷移金属が挙げられる。特に好ましい遷移金属は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ及びＰｔである。
【００３７】
本発明に記載の方法に使用される触媒の遷移金属は、例えばＺｒ、Ｍｏ、Ｍｎ若しくはＴｉなどの他の遷移金属の１種以上で、Ｃａで、Ｓｎで、Ａｌで、又はＮａでドープされることができる。ここで、ドーピングは、ドープされた遷移金属又はＮａ、Ａｌ、若しくはＣａの量を意味するものとして理解されるべきであり、前記量が主要金属に基づいて遷移金属又はＮａ、Ｓｎ、Ａｌ、若しくはＣａの０．１モル％〜２モル％の範囲で加えられる。但し、この明細書において、主要金属の製造から生じ、通常に付随する微量元素は、ドーピングから排除されると考えられる。
【００３８】
本発明の一実施態様において、不均一系触媒は、固体担体に適用されるラネー金属及び遷移金属から選択される。好ましい遷移金属（主要金属）は、Ｎｉ、Ｃｕ及びＣｏから選択される。
【００３９】
本発明に記載の方法に好適な触媒を製造するために、それを保存するために、一般的には、遷移金属は、前駆体として、換言すれば例えば酸化物、水酸化物若しくは酸化物の水酸化物などの化合物として、又は合金として使用される。該触媒は、本発明に記載の方法を行う前に又はその場で、好ましくは還元により又は当該合金の少なくとも１つの成分の除去により、活性化される。好ましくは、本発明に記載の方法が少なくとも随時に、酸化状態ゼロの時に比例的に行われる一方で、不均一系触媒の遷移金属が存在している。
【００４０】
本発明の一実施態様において、触媒は粒子形態の材料から選択され、該粒子形態の材料の質量は（いずれの場合でも水素で活性化される前に測定される）、
合計で、１５質量％〜８０質量％の範囲、好ましくは３０質量％〜７０質量％、特に好ましくは３５質量％〜６５質量％のアルミニウムの酸素含有化合物（Ａｌ２Ｏ３として計算される）、
合計で、５質量％〜３５質量％の範囲、好ましくは１０質量％〜３０質量％の範囲、特に好ましくは１２質量％〜２８質量％の範囲、より特に好ましくは１５質量％〜２５質量％のニッケルの酸素含有化合物（ＮｉＯとして計算される）、
合計で、５質量％〜３５質量％の範囲、好ましくは１０質量％〜３０質量％の範囲、特に好ましくは１２質量％〜２８質量％の範囲、より特に好ましくは１５質量％〜２５質量％のコバルトの酸素含有化合物（ＣｏＯとして計算される）、
合計で、１質量％〜２０質量％の範囲、好ましくは２質量％〜１８質量％、特に好ましくは５質量％〜１５質量％の銅の酸素含有化合物（ＣｕＯとして計算される）、及び、
合計で、０．２質量％〜５質量％の範囲、好ましくは０．４質量％〜４．０質量％の範囲、特に好ましくは０．６質量％〜３．０質量％の範囲、より特に好ましくは０．７質量％〜２．５質量％の範囲の錫の酸素含有化合物（ＳｎＯとして計算される）、
を含む。
【００４１】
本発明の一実施態様において、触媒は粒子形態の材料から選択され、該粒子形態の材料の質量は（いずれの場合でも水素で活性化される前に測定される）、
２２質量％〜４５質量％、好ましくは２５質量％〜４０質量％のジルコニウムの酸素含有化合物（ＺｒＯ２として計算される）、
１質量％〜３０質量％、好ましくは２質量％〜２５質量％、特に好ましくは５質量％〜１５質量％の銅の酸素含有化合物（ＣｕＯとして計算される）、
５質量％〜５０質量％、好ましくは１５質量％〜４５質量％、特に好ましくは２５質量％〜４０質量％のニッケルの酸素含有化合物（ＮｉＯとして計算される）、
５質量％〜５０質量％のコバルトの酸素含有化合物（ＣｏＯとして計算される）、
０質量％〜１０質量％、特に好ましくは０質量％のアルミニウム及び／又はマンガンの酸素含有化合物、好ましくはジルコニウム（ＺｒＯ２として計算される）とアルミニウム及び／又はマンガン（Ａｌ２Ｏ３及び／又はＭｎＯ２として計算される）との質量比が少なくとも２．５であり、及び、
０質量％〜５質量％、特に好ましくは０質量％のモリブデンの酸素含有化合物、
を含む。
【００４２】
本発明の一実施態様において、触媒は粒子形態の材料から選択され、該粒子形態の材料の質量は（いずれの場合でも水素で活性化される前に測定される）、
５０質量％〜９５質量％、好ましくは５５質量％〜８５質量％、特に好ましくは６０質量％〜８０質量％のジルコニウムの酸素含有化合物（ＺｒＯ２として計算される）、及び、
５質量％〜５０質量％、好ましくは１５質量％〜４５質量％、特に好ましくは２０質量％〜４０質量％のニッケルの酸素含有化合物（ＮｉＯとして計算される）、
を含む。
【００４３】
本発明の一実施態様において、ニッケルと銅とのモル比は、１を超え、特に好ましくは１．２を超え、より特に好ましくは１．８〜８．５の範囲である。
【００４４】
好ましくは、本発明に記載の方法に使用される触媒の触媒活性質量は、レニウム、ルテニウム、鉄及び／又は亜鉛を含まず、それぞれの場合にも金属性（酸化状態＝０）でもイオン性（酸化状態≠０）でもない。
【００４５】
本発明の一実施態様において、本発明に記載の方法に好適な触媒は、１ｍ２／ｇ〜１０００ｍ２／ｇの範囲、好ましくは１０ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有し、ＤＩＮ ６６１３１によるＮ２吸収により測定される。
【００４６】
異なる方法は、本発明に記載の方法に使用される変形態様（ｉ）及び変形態様（ｉｉ）の好ましい触媒の製造に可能である。変形態様（ｉ）及び変形態様（ｉｉ）の好適な触媒は、例えば、水酸化物、炭酸塩、酸化物及び／又は水を有する成分の他の塩の粉末状混合物を混練し、その後押し出して、得られた主要部を焼戻すこと（熱処理）により得られる。
【００４７】
好ましくは、沈殿法は、本発明に記載の方法に使用される変形態様（ｉ）及び変形態様（ｉｉ）の触媒の製造に使用される。従って、好ましい触媒は、例えば、難溶性で酸素を含有するアルミニウム、チタン、ケイ素及び／又はジルコニウムの化合物（沈殿物）のスラリーの存在下で塩基により、ニッケル、コバルト、銅及び錫の成分を含有する塩水溶液からこれらの成分を共同沈殿させ、その後得られた沈殿物を洗浄し、乾燥し、焼成することにより、得られる。使用される難溶性で酸素含有のアルミニウム、チタン、ケイ素及び／又はジルコニウムの化合物は、例えば、それらの酸化物、酸化水和物、リン酸塩、ホウ酸塩及びケイ酸塩である。難溶性で酸素を含有するアルミニウム、チタン、ケイ素及び／又はジルコニウムの化合物のスラリーは、水にこれらの成分の微粒子粉末を激しく撹拌しながら懸濁することにより製造されてもよい。好ましくは、難溶性で酸素を含有するアルミニウム、チタン、ケイ素又はジルコニウムの化合物のスラリーは、塩基によってアルミニウム、チタン、ケイ素及びジルコニウムの化合物から、対応する難溶性の酸素を含有するアルミニウム、チタン、ケイ素及び／又はジルコニウムの化合物の沈殿により製造される。
【００４８】
好ましくは、本発明に記載の方法に使用される変形態様（ｉ）及び変形態様（ｉｉ）の触媒は、全てのそれらの成分の共同沈殿（混合沈殿物）により製造される。このために、触媒成分を含む塩水溶液は、高温で、沈殿が完成するまで、例えば炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム又は水酸化カリウムなどの塩基水溶液と、撹拌しながら適切に混合される。例えばアンモニア、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、アンモニウム、マロン酸、ウロトロピン、尿素等のアルカリ金属を含まない塩基で行うことも可能である。一般的に、使用される塩のタイプは重要ではないが、この工程において主に塩水溶液中の溶解性が問題となるので、これらの比較的高濃度の塩溶液の生成に必要である水中の良好な溶解性が１つの基準である。各成分の塩を当然に選択する時に、錯体形成の結果として不要な沈殿物を生じさせ、又は沈殿を妨害若しくは防止することにより、それらの障害を生じさせないような陰イオンを有する塩のみを選択することは、自明であると考えられる。
【００４９】
一般的に、これらの沈殿反応の間に得る沈殿物は、化学的に不均一であり、特に酸化物、酸化水和物、水酸化物、炭酸塩及び使用される金属の不溶性かつ塩基性塩の混合物からなる。沈殿物の濾過性について、それらを老化する場合、換言すれば任意に空気の通過に伴って高温で、沈殿の後にしばらくそのままで放置する場合、これは好ましいと証明できる。
【００５０】
沈殿工程の後に得られる沈殿物は、自体公知の方法により本発明に記載の方法に使用される変形態様（ｉ）及び変形態様（ｉｉ）の触媒の提供のためにさらに処理されてもよい。最初には、沈殿物が洗浄される。沈殿剤として使用される可能がある（鉱物）塩基により入れられたアルカリ金属の含有量は、洗浄の持続時間、並びに洗浄水の温度及び量により、影響が及ぼされる。一般的に、アルカリ金属の含有量は、洗浄時間の増加又は洗浄水の温度の増加に従って減少する。洗浄の後、沈殿物は、一般的に８０℃〜２００℃で、好ましくは１００℃〜１５０℃で、乾燥され、その後焼成される。該焼成は、３００℃〜８００℃の温度で、好ましくは４００℃〜６００℃で、特に４２０℃〜５５０℃で、行われてもよい。
【００５１】
もう一つの実施態様において、本発明に記載の方法に使用される変形態様（ｉ）及び変形態様（ｉｉ）の触媒は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）又は二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の含浸により製造されてもよい。前記酸化物は、それぞれに、ストランド、錠剤、ビーズ若しくはリングなどの粉末若しくは成形品、又は遷移金属塩溶液を有する前記酸化物の少なくとも２種の混合物の形態で存在する。
【００５２】
酸化アルミニウムは、例えば、非晶質、ガンマ、シータ及び／又はデルタの形態で、好ましくはガンマ形態で、オキソ水酸化アルミニウム（ベーマイト）として、使用される。
【００５３】
二酸化ジルコニウムは、例えば、非晶質、単斜晶、正方晶又は立方晶の変態で、好ましくは単斜晶、正方晶及び立方晶の変態で使用されてもよい。特に好ましくは、単斜晶変態である。
【００５４】
成形品は、既知の方法により製造されてもよい。
【００５５】
本発明の一実施態様において、一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸に基づいて、０．１質量％〜１２０質量％の触媒が使用される。
【００５６】
本発明に記載の方法は、５０℃〜２００℃の範囲、好ましくは７５℃〜１７５℃、特に好ましくは１００℃〜１５０℃の温度で行われる。
【００５７】
本発明に記載の方法の一実施態様において、それは、大気圧から３０ＭＰａ（３００バール）までの範囲、好ましくは２ＭＰａ（２０バール）〜２５ＭＰａ（２５０バール）、特に好ましくは１０ＭＰａ（１００バール）〜２０ＭＰａ（２００バール）の圧力で行われる。
【００５８】
本発明に記載の方法は、連続的に又は半連続的に、回分式で行われてもよい。
【００５９】
本発明の一実施態様において、反応混合物全体又は反応混合物のある成分は、特にアンモニアなどの窒素化合物、又は一般式（ＩＩ）のα−ケトカルボン酸の水溶液により、循環されることができる。
【００６０】
本発明の一実施態様において、本発明に記載の方法は、実質的に一定な温度で、例えば、本発明に記載の方法の間に１０℃以下の温度変動で、好ましくは５℃以下の温度変動で、回分式で行われてもよい。
【００６１】
本発明の一実施態様において、本発明に記載の方法は、１分〜４８時間の範囲の持続時間にわたって行われてもよい。本発明に記載の方法を連続的に行う必要がある場合、該持続時間は平均滞留時間（residence time）の意味と理解されるべきである。
【００６２】
本発明の一実施態様において、本発明に記載の方法は、変形態様（ｉ）又は変形態様（ｉｉ）に記載の触媒の少なくとも１種の懸濁液として、特に１時間〜４８時間の範囲の反応時間で、好ましくは２時間〜２４時間で、行われる。
【００６３】
本発明のもう１つの実施態様において、本発明に記載の方法は、変形態様（ｉｉ）に記載の触媒で、特に１分〜１０時間の範囲の反応時間で、好ましくは３０分〜５時間で、行われる。
【００６４】
時間を計算する時には、加熱、冷却、反応混合物の加工、ラセミα−アミノ酸の単離、減圧又は触媒の活性化などの動作は、考慮されるべきではない。
【００６５】
本発明の一実施態様において、混合は、例えば攪拌、振盪、ローリング、循環、静的ミキサーによる往復運動、又は空気圧動作混合により、本発明に記載の方法の実行に使用されてもよい。
【００６６】
特定の理論を優先することを意図せずに、本発明に記載の方法でα−ケトカルボン酸が対応するα−イミノカルボン酸に変換され、その後ラセミα−アミノカルボン酸に還元されると仮定される。
【００６７】
これは、水およびラセミα−アミノ酸のアルカリ金属を含む反応混合物を提供し、例えば触媒（残留）、α−ケトカルボン酸若しくは窒素化合物（特にアンモニア）などの出発物質、又はさらに例えばプロピオン酸、酢酸若しくは蟻酸のようなα−ケトカルボン酸の分解生成物などの他の成分を有してもよい。ただし、好ましくは、該反応混合物は、ごく僅かなα−ケトカルボン酸の分解生成物を含む。
【００６８】
本発明の一実施態様において、得られた反応混合物は加工される。本発明の特定な実施態様において、ラセミα−アミノ酸又はラセミα−アミノ酸塩は単離される。
【００６９】
加工のために、例えば、
（ｉ）触媒の不活性化、
（ｉｉ）例えば、脱水濾過若しくは交差流濾過などの濾過により、又は沈降若しくは遠心分離により、活性化又は不活性化されでもよい、触媒の分離、
（ｉｉｉ）例えば、蒸発、蒸留又は噴霧乾燥により、水及び窒素化合物（特にアンモニア）の完全又は部分的の除去、
（ｉｖ）酸、特に硫酸又は塩酸などのブレンステッド酸を用いて、窒素化合物又は特にアンモニアの中和、
（ｖ）例えば使用されるα−ケトカルボン酸の還元の結果として生じられる、副生成物の分離、
（ｖｉ）例えばブレンステッド酸又はブレンステッド塩基を用いて、ｐＨの調整、及び、
（ｖｉｉ）未反応のα−ケトカルボン酸からイオン交換体により、α−アミノ酸の分離、
の１つ以上が行われることができる。
【００７０】
本発明の一実施態様において、製造されたラセミα−アミノ酸又はラセミα−アミノ酸塩は、純化のために再結晶される。さまざまな溶媒が、再結晶に使用される。例えば、水及び水とエタノールとの混合物などの水含有混合物が好適である。水、又は７．１〜１４の範囲（好ましくは９〜１２）のｐＨを有する塩基水溶液から再結晶することは好ましい。好適な塩基水溶液は、低濃度の水酸化カリウム溶液、特に低濃度の水酸化ナトリウム溶液である。
【００７１】
再結晶は、１回以上行われてもよい。結晶されたラセミα−アミノ酸又は結晶されたラセミα−アミノ酸のアルカリ金属塩は、例えばデカンテーション、濾過、又は濾過とデカンテーションとの組み合わせにより、母液から分離されることができる。
【００７２】
一実施態様において、純粋なラセミα−アミノ酸、例えば純粋なナトリウム塩若しくは純粋なカリウム塩などの純粋なラセミα−アミノ酸塩、又は部分的に中和された純粋なラセミα−アミノ酸が、得られる。
【００７３】
ラセミα−アミノ酸（ａ）がラセミ化合物であることは、例えば偏光分析法により証明することができる。
【００７４】
一般式（Ｉ）のラセミα−アミノ酸の本発明に記載の方法により製造されたアルカリ金属塩は、
Ｒ１−ＣＨ（ＮＨ２）−ＣＯＯＨ              （Ｉ）
（式中、Ｒ１が水素、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＣＨ（ＣＨ３）２、（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ及びＣＨ２ＯＨから選択される）一般式（Ｉ）
特に、例えばニトリロ三酢酸（Ｒ１＝水素の場合）、メチルグリシン二酢酸（Ｒ１＝ＣＨ３の場合）又はグルタミン酸二酢酸（Ｒ１＝（ＣＨ２）２ＣＯＯＨの場合）のような錯化剤の製造に使用されることができる。
【００７５】
以下、実施例を参照して本発明を説明する。
【実施例】
【００７６】
Ｉ．ラセミアラニンのナトリウム塩の調製
５０ｇの、ピルビン酸のナトリウム塩の６０質量％水溶液（０．２７ｍｏｌのピルビン酸ナトリウムに相当する）を、５ｇのラネーＮｉ触媒と共にオートクレーブに入れた。オートクレーブを閉め、ＮＨ３（６６ｇ、３．８８ｍｏｌ）を冷却注入した。水素で圧力を２ＭＰａ（２０バール）まで増大した。その後、オートクレーブを１００℃まで加熱した。水素により圧力を１０ＭＰａ（１００バール）まで増大し、この条件下で反応混合物を３時間撹拌した。その後、オートクレーブを室温まで冷却し、減圧した。反応混合物から触媒を濾別し、濾液をＮＭＲ分光法により分析した。それは、主生成物としてラセミアラニンのナトリウム塩を含んでいた。この物質は、容易に単離することができた。
【００７７】
ＩＩ．比較例：ピルビン酸からラセミアラニンを調製する試み
５０ｇの、ピルビン酸の６０質量％水溶液を使用したことを除き実施例Ｉを繰り返した。この場合は、多数の分解生成物を含む混合生成物が生成し、この混合生成物は分離することもできなく、簡単な再結晶により精製することもできなかった。
【国際調査報告】
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