(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミノ酸と超臨界状態または液化状態の二酸化炭素を反応させることを特徴とするアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物の製造方法、詳しくはアミノ酸と二酸化炭素とからアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物、例えばα−アミノ酸のＮ−カルボン酸無水物は、触媒の存在下に開環、脱炭酸して高分子量のポリアミドが生成し、アミノ酸から工業的にポリアミドを得るための中間原料として用いられている。
従来より、上記アミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物は、アミノ酸にホスゲンを反応させることにより製造されている。しかしながら、ホスゲンは極めて危険な化合物であるので、工業的に生産する場合万全の設備が必要であり、これがアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物製造上の安全上の問題や生産コストの問題を生じさせていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ホスゲンを使用せずに、低コストでアミノ酸からアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物を製造する方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、アミノ酸と超臨界状態または液化状態の二酸化炭素とを反応させることを特徴とするアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物の製造方法が提供されて、本発明の上記目的が達成される。
以下、本発明のアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物の製造方法を詳述するが、それにより本発明の他の目的、構成、利点および効果が明らかとなるであろう。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法で用いられるアミノ酸の典型的な例として、α−アミノ酸を挙げることができる。該α−アミノ酸は、炭素数２〜２０のものが好ましく、具体的にグリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、リシン、ヒドロキシリシン、アルギニン、システイン、シスチン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、プロリン、オキシプロリン等を挙げることができる。
また、アミノ酸の別の例は、上記α−アミノ酸以外のアミノ酸であるβ−アミノ酸、γ−アミノ酸、芳香族アミノ酸 およびその他のアミノ酸である。このようなアミノ酸としては、炭素数３〜２０のものが好ましく、具体的にβ−アラニン、γ−アミノ酪酸、アントラニル酸等を挙げることができる。
なお、アミノ酸には、Ｄ体、Ｌ体等の光学活性異性体やこれらの等量混合物であるラセミ体が存在するが、いずれも使用することができる。アミノ酸は、同じ炭素原子にアミノ基とカルボキシル基が結合したα−アミノ酸が好ましいが、β−アミノ酸、γ−アミノ酸も無水物が形成できるものであればよい。
【０００６】
アミノ酸が複数個のアミノ基および／またはカルボキシル基を有する場合、反応に関与するもの以外のアミノ基および／またはカルボキシル基が二酸化炭素と反応しないように保護されたアミノ酸に予め変換しておくことが好ましい。
保護する方法として、アミノ基のときは、アミノ基の水素原子をカルボベンゾキシ基、ｐ−クロルカルボベンゾキシ基、ｐ−ブロムカルボベンゾキシ基、ｐ−メトキシカルボベンゾキシ基、第三ブチルオキシカルボニル基、ｐ−ニトロフェニルチオ基等で置換する方法を例示することができる。カルボキシル基のときは、カルボキシル基の水素原子をメチル基、ベンジル基、第三ブチル基等で置換する方法を例示することができる。
アミノ酸がアミノ基およびカルボキシル基以外の二酸化炭素と反応し得る基を有する場合も、同様に適切な方法で該基が保護されたアミノ酸に予め変換しておくことが好ましい。
【０００７】
以上例示したアミノ酸の中でも、グルタミン酸およびグルタミン酸のγ位に結合しているカルボキシル基を上記方法で保護したものが、安価に入手できることから本発明の製造方法の原料として好ましく用いられる。
【０００８】
本発明の製造方法では、二酸化炭素は超臨界状態あるいは液化した状態にあり、特に超臨界状態にあることが好ましい。
二酸化炭素を超臨界状態または液化した状態とするためには、温度０〜１００℃および圧力３０〜４００気圧、特に温度３０〜１００℃および圧力１００〜３００気圧の条件下で反応させることが好ましい。
このような温度条件および圧力条件下で反応を行うことにより、十分な反応速度が得られると共に副反応が実質上抑制され、しかもコスト高の要因となる高価格な反応設備を必要としない。
【０００９】
上記の反応を行うに当り、二酸化炭素は、アミノ酸１モルに対して、好ましくは５モル以上、より好ましくは１０〜１００モル使用される。
また、反応の促進あるいは収率向上のために、シリカゲル、モレキュラーシーブ、無水硫酸ソーダ等の吸湿剤および／または触媒を使用することができる。
【００１０】
反応時間は、アミノ酸の種類、アミノ酸と二酸化炭素とのモル比、反応温度、反応圧力、所望により使用される上記吸着剤および／または触媒の種類と量等によって適宜選択される。
反応に使用される反応装置は、上記反応圧力に十分耐え得る反応器が使用される。また、反応は撹拌下に行われるので、該反応器には、例えば撹拌翼等を備えた撹拌装置が具備されていることが好ましい。勿論、該反応器には、ジャケット等の加熱装置、原料供給口、ガス排出口、生成物取出口等が必要に応じて設けられている。
【００１１】
反応は、バッチ式あるいは連続式で行うことができる。反応をバッチ式で行う場合、所定量のアミノ酸と液化二酸化炭素、さらには所望により使用される吸湿剤および／または触媒を反応器内に供給した後、所定温度に保つことにより反応を進行させる。反応終了後、反応器から二酸化炭素を排出して反応器内の圧力を大気圧とし、反応器内に残存した反応生成物を該反応器内であるいは該反応器から取り出して精製することによりアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物を得ることができる。
上記精製の方法は、アミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物の種類によって適宜選択されるが、再結晶法、再沈法等の方法により行うことができる。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲が実施例により制限を受けるものではない。
（実施例１）
γ−ベンジル−Ｌ−グルタメイト１０．０ｇ（０．０４２モル）、液化二酸化炭素４０．０ｇ（０．９モル）、およびシリカゲル５．０ｇを１００ｍＬの耐圧反応容器に仕込み密閉した。電磁誘導撹拌装置で撹拌しながら油浴で反応容器内の温度を５０℃に上昇させた後、温度を５０℃に維持して、５時間反応を継続した。反応容器内の最高圧力は１４５気圧であった。その後、熱源を切り、減圧バルブから徐々に反応器内の二酸化炭素を放出して圧力を大気圧まで下げた。
反応器内に残った反応生成物を取り出し、下記の処理を施した。
即ち、まず、酢酸エチル５０ｍＬに溶解し、濾過により不溶物を除去し、濾液をノルマルヘキサンに注ぎ込み、生じた沈殿物を濾取し、さらにｎ−ヘキサンから再結晶して精製し、得られた結晶を真空下室温で乾燥した。
こうして得られた生成物は、ＮＭＲ、赤外分光スペクトル分析、元素分析等により、下記式（１）で示されるアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物であることが確認された。
【００１３】
【化１】
0003814969.tif 000002
0003814969.tif 000003
【００１４】
（実施例２）
実施例１において、反応容器内の温度を３０℃に維持して、１２時間反応を継続した以外は、実施例１と同様に操作した。反応容器内の最高圧力は、６８気圧であった。
得られた生成物は、実施例１の場合と同じように精製し、分析を行い上記式（１）で示されるアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物であることが確認された。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、ホスゲンを使用せずに、安全にアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物を製造できる。従って、特殊な設備を用いる必要がないので、低コストでアミノ酸−Ｎ−カルボン酸無水物を提供することができる。
【００１６】
以下、本発明の製造方法の好ましい態様を記載する。
（１）アミノ酸が炭素数２〜２０のα−アミノ酸であること。
（２）アミノ酸と二酸化炭素との反応が、反応温度３０〜１００℃、反応圧力１０〜４００気圧の条件下で行われること。
（３）上記反応が吸湿剤および／または触媒の存在下で行われること。