JP2001187779A - ２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水量が少なく、有機溶媒を必要とせずに高
品質の２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸を得る
製造方法を提供する。 【解決手段】 硫酸を用いて２−ヒドロキシ−４−メチ
ルチオブタンニトリルを２−ヒドロキシ−４−メチルチ
オブタンアミドとし、次いで、重硫酸アンモニウムと硫
酸アンモニウムを含んだ水溶液を加えて、２−ヒドロキ
シ−４−メチルチオブタン酸を含む油層と、重硫酸アン
モニウムと硫酸アンモニウムとを含んだ水層を得、該水
層から該アンモニウムの一部を分離し、得られた重硫酸
アンモニウムと硫酸アンモニウムを含んだ水溶液を、重
硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムを含んだ先の水溶
液として循環する、２―ヒドロキシー４―メチルチオブ
タン酸の製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は飼料添加物等として
有用である２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の
製造方法に関する。詳しくは、反応後に生じる重硫酸ア
ンモニウムと硫酸アンモニウムを含む水溶液を循環使用
することで、排水量が少なく、且つ有機溶媒の使用も不
要な２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン
酸の製造方法としては、硫酸を用いて２−ヒドロキシ−
４−メチルチオブタンニトリルを水和・加水分解反応す
る方法が一般的である。この反応後の反応液から目的物
の２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸を分離する
方法としては、メチルイソブチルケトンに代表される有
機溶剤を抽出溶剤として用いる方法が代表的である（特
公平７−９７９７０号公報）。

【０００３】しかし有機溶剤を用いる方法では、溶剤の
ためのコストを要し、その回収に必要な設備や環境負荷
を増加させ、又、溶剤の製品中への混入のおそれなどを
考慮する必要があり、最善の方法とは言い難い。

【０００４】又、反応後の液中の重硫酸アンモニウムを
アンモニアで硫酸アンモニウムへ中和し、塩析により２
−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸を分離する方法
も提示されている（米国特許第４９１２２５７号公
報）。しかしこの方法は大量の硫酸とアンモニアを消費
するためあまり得策とは言えない。少なくともこれら上
記の方法では、大量の硫酸を用いて大量の硫酸アンモニ
ウムを副生させるため、環境保護の点からも好ましい方
法ではない。

【０００５】一方、反応後に分離した水層から硫酸アン
モニウムを分離して重硫酸アンモニウム水溶液を回収
し、該水溶液を反応にリサイクルさせるプロセスが提示
されている（特願平９−２４８５９２号）。この方法は
硫酸の使用量、硫酸アンモニウムの副生量及び排水負荷
を削減可能とする点で好ましい方法であるが、硫酸アン
モニウムと重硫酸アンモニウムの分離にはメタノールな
どのアルコールを用いているため、環境負荷を大幅に削
減することは困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、メタノ
ールやメチルイソブチルケトンなどの有機溶剤を用いず
に、且つ特願平９−２４８５９２号で示された技術の利
点である副生硫酸アンモニウムや排水負荷の削減をも可
能とする２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の製
造方法を提供することを目的として鋭意検討を行なった
結果、（１）重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムの
混合水溶液を加水分解反応系中に添加すると、加水分解
反応が促進されること、（２）その反応後には速やかに
分液現象が起こること、（３）その分液で得られた油層
は、中和・濾過操等作により、有機溶剤を使用して得た
従来品に相当する品質の２−ヒドロキシ−４−メチルチ
オブタン酸の製品となること、（４）その分液で得られ
た水層は、その後の晶析・濾過等の操作により、（１）
の混合水溶液としてリサイクルし得ること、を見出し本
発明を完成するに至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、以下
の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を含む２―ヒドロキシー４―メ
チルチオブタン酸の製造方法を提供するものである。

【０００８】（Ａ）２−ヒドロキシ−４−メチルチオブ
タンニトリル水溶液を硫酸と接触させ、２−ヒドロキシ
−４−メチルチオブタンアミドを含む水溶液を得る工
程、（Ｂ）（Ａ）で得られた液に、重硫酸アンモニウム
と硫酸アンモニウムを含んだ水溶液を加え、２−ヒドロ
キシ−４−メチルチオブタン酸を含んだ水溶液を得る工
程、（Ｃ）（Ｂ）で得られた水溶液を油層と水層の２層
に分液し、次いで油層と水層に分離する工程、（Ｄ）
（Ｃ）において分離した油層にアンモニアを加えて油層
中の重硫酸アンモニウムの少なくとも一部を中和した後
に、硫酸アンモニウム結晶または硫酸アンモニウムと重
硫酸アンモニウムを含む硫酸塩の結晶を分離し、２−ヒ
ドロキシ−４−メチルチオブタン酸を得る工程、（Ｅ）
（Ｃ）において分離した水層を冷却及び／又は濃縮し、
重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムを含んだ水溶液
と、硫酸アンモニウムと重硫酸アンモニウムを含む硫酸
塩の結晶を得る工程、及び（Ｆ）（Ｅ）で得られた重硫
酸アンモニウムと硫酸アンモニウムを含んだ水溶液の一
部または全部を、（Ｂ）で用いる重硫酸アンモニウムと
硫酸アンモニウムを含んだ水溶液として循環する工程

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の２−ヒドロキシ−４−メ
チルチオブタン酸の製造方法においては、２−ヒドロキ
シ−４−メチルチオブタンニトリル水溶液と硫酸を接触
させて２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタンアミドを
含む水溶液を得る工程（Ａ）、及び得られた液に、重硫
酸アンモニウムと硫酸アンモニウムを含んだ水溶液を加
えて２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸を含んだ
水溶液を得る工程（Ｂ）を実施する。本発明によれば、
工程（Ｂ）で得られた水溶液では速やかに塩析による分
液現象が起こる。

【００１０】本発明では、工程（Ｂ）に次いで、工程
（Ｂ）で得られた水溶液を油層と水層の２層に分液し、
２層に分液した液を油層と水層に分離する工程（Ｃ）を
実施する。得られた油層からは、工程（Ｄ）において、
アンモニア（アンモニア水をも含む）を加えて油層中の
重硫酸アンモニウムの少なくとも一部を硫酸アンモニウ
ムへと中和した後に、例えば油層を濃縮する等の操作に
より、液中より硫酸アンモニウム結晶または硫酸アンモ
ニウムと重硫酸アンモニウムの硫酸塩とを含む結晶を析
出・分離し、高品質の２−ヒドロキシ−４−メチルチオ
ブタン酸と、硫酸アンモニウム結晶または硫酸アンモニ
ウムと重硫酸アンモニウムの硫酸塩とを含む結晶を得
る。

【００１１】また分液で得られた水層からは、例えば濃
縮・ 冷却などの適当な晶析操作により、工程（Ｅ）にお
いて硫酸アンモニウムと重硫酸アンモニウムとを含む結
晶を析出・分離し、そこで得られた硫酸アンモニウムと
重硫酸アンモニウムとを含む水溶液の一部又は全部を、
工程（Ｂ）で用いる重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニ
ウムを含んだ液として循環使用する。

【００１２】本発明では、２−ヒドロキシ−４−メチル
チオブタンニトリルを硫酸で水和・加水分解反応して２
−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸を製造するに際
し、重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムを含んだ水
溶液を加水分解反応時に添加し、反応後に起こる塩析に
よる分液を利用する。

【００１３】本発明では、工程（Ａ）で、２−ヒドロキ
シ−４−メチルチオブタンニトリル水溶液を硫酸と接触
させ、水和反応を実施するが、好ましくは、２−ヒドロ
キシ−４−メチルチオブタンニトリル水溶液を硫酸中に
滴下することで速やかに該水和反応を進行させる。硫酸
の使用量は２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタンニト
リル１モルに対して、通常約０．５〜約１．０モル、好
ましくは約０．６〜約０．８モルである。９８％濃硫酸
を用いる場合においては、２−ヒドロキシ−４−メチル
チオブタンニトリル水溶液の水分含量が２０〜３０％程
度であることが好ましい。硫酸はあらかじめ水で希釈し
てから用いてもよい。反応温度は約４０〜約７０℃が適
当である。反応時間は硫酸使用量にもよるが、通常、滴
下時間を含めて１〜３時間程度である。

【００１４】工程（Ｂ）では、重硫酸アンモニウムと硫
酸アンモニウムを含んだ水溶液を加え、加水分解反応を
実施するが、該水溶液は、工程（Ａ）の水和反応の際に
使用した硫酸の重量に対して約１倍〜約２倍の水を含ん
でいることが好ましい。重硫酸アンモニウムの添加は、
加水分解反応を促進する効果を奏するが、その添加量
は、添加する水溶液に硫酸アンモニウム等の塩が析出し
ない範囲、また加水分解反応後の高温が保持されている
状態で塩が析出しない範囲とすることが適当である。硫
酸アンモニウムの添加は、反応後の自然分液を著しく促
進する効果があるが、加えすぎると加水分解反応の進行
を遅くするため、重硫酸アンモニウムの重量に対して、
通常約０．１〜約０．７倍、好ましくは約０．４〜約
０．６倍の範囲で使用される。約０．７倍を超える量の
硫酸アンモニウムを含んだ水溶液を添加した場合には、
硫酸アンモニウム塩を含まない水を添加した場合より
も、反応終結が遅くなる場合がある。

【００１５】又、工程（Ｂ）で用いる、重硫酸アンモニ
ウムと硫酸アンモニウムを含んだ水溶液の量は、該水溶
液中の硫酸アンモニウムの量が、２−ヒドロキシ−４−
メチルチオブタンニトリル１モルに対して約０．１〜約
０．４モルの範囲となるような量であることが好まし
い。

【００１６】工程（Ｂ）で用いる、重硫酸アンモニウム
と硫酸アンモニウムを含んだ水溶液には、加水分解反応
を阻害したり、製品の品質を悪化させたりすることのな
い範囲において、重硫酸アンモニウムや硫酸アンモニウ
ム以外の成分、例えば２−ヒドロキシ−４−メチルチオ
ブタン酸などの有機物が入っていても特に問題はない。

【００１７】加水分解反応温度は特に限定されるもので
はないが、反応温度は高いほど進行しやすいため、通常
９０℃〜１３０℃の範囲とする。この系の大気圧での反
応液の沸点が１１５℃前後であるため、その温度付近で
反応させることが好ましい。反応時間をより短縮したい
のであれば耐圧反応装置を用いてより圧力下に高温で反
応すればよい。加水分解反応中、あるいは反応後には、
軽沸分を含んだ反応器内の気相部を外部にパージしても
よい。反応時間は用いた硫酸と硫酸アンモニウム等の塩
の量により一義的ではないが、通常、約２時間〜５時間
である。

【００１８】加水分解反応は通常、攪拌下に行う。加水
分解反応後は、攪拌を停止し液を静止すると油層と水層
の２層へ分液する（工程（Ｃ））。分液は温度が高いほ
ど速やかに進行するが、通常は高温で行う加水分解反応
に続く操作であるため、分液のために加熱する必要がな
い場合もある。しかし工程（Ｂ）で用いた重硫酸アンモ
ニウムと硫酸アンモニウムとの塩の量によっては、反応
液の冷却とともに塩の析出が起こる可能性があるため、
保温する必要がある場合もある。分液速度は硫酸アンモ
ニウム塩等の量や系内の水分含量などに大きく依存す
る。分液の進行を促進させるには、濃縮することが最も
簡便で良好な方法である。

【００１９】油層と水層の組成は、加水分解反応時に用
いた重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムの量、とく
に硫酸アンモニウムの量に影響される。系中に硫酸アン
モニウムをより多く含むほうが、油層側に２−ヒドロキ
シ−４−メチルチオブタン酸がより多く分配され、水層
側に硫酸アンモニウム塩がより多く分配される傾向にあ
る。

【００２０】分液後の油層にはアンモニアを加えて、油
層中に残存する重硫酸アンモニウムの少なくとも一部を
硫酸アンモニウムへと中和する（工程（Ｄ））。加える
アンモニアの量は、油層中に残存する重硫酸アンモニウ
ムに対して、約０．２〜約３倍モルであることが好まし
い。より好ましいアンモニア添加量は、製品２−ヒドロ
キシ−４−メチルチオブタン酸の水分含量に依存し、例
えば、製品の水分含量を約4〜約１０％として得る場合
においては、加えるアンモニアの量は、油層中に残存す
る重硫酸アンモニウムに対して、約１〜約３倍モルとす
ることが好ましく、その水分含量を約４％未満、より具
体的には約３．５％以下、とりわけ約２％以下として得
る場合においては、加えるアンモニアの量は、該重硫酸
アンモニウムに対して、約０．２〜約１．４倍モルとす
ることが好ましい。

【００２１】アンモニア源としては、アンモニアガス、
液体アンモニア、アンモニア水溶液のいずれを用いても
よいが、中和後に濃縮操作を行う場合には、アンモニア
ガスまたは液体アンモニアの適用が推奨される。

【００２２】中和後に得られるスラリーからは濾過等の
操作により、硫酸アンモニウムの結晶、または硫酸アン
モニウムと重硫酸アンモニウムとを含む硫酸塩の結晶を
分離し、製品となる２−ヒドロキシ−４−メチルチオブ
タン酸を得る。分離された硫酸アンモニウム等の塩の結
晶に無視できない量の２−ヒドロキシ−４−メチルチオ
ブタン酸が含まれている場合には、該塩の結晶を適量の
水で洗浄し、その洗浄濾液を油層の中和工程に戻した
り、該塩の結晶を加水分解反応後に分液した水層に混合
したりして、含有された２−ヒドロキシ−４−メチルチ
オブタン酸を回収してもよい。

【００２３】又、濾過等による分離操作の前に濃縮を行
ってもよく、それにより、得られる２−ヒドロキシ−４
−メチルチオブタン酸中の硫酸アンモニウム残存量をよ
り少なくすることができる。例えば、スラリー中の水分
含量を約１０重量％以下になるまで濃縮した後に濾過等
の分離操作を行えば、さらなる操作を加えることなく、
製品中の硫酸アンモニウム含量を、硫酸イオン（ＳＯ₄
^2-イオン）換算量で約１重量％以下にすることができ
る。濾過時間を短縮したい場合にはスラリーの温度を上
げるのが最も効果的である。

【００２４】又、油層に加えるアンモニアの量と分離操
作の前のスラリー中の水分含量を調整すれば、より高品
質の２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸を得るこ
とができる。例えば、製品（電位差滴定による２−ヒド
ロキシ−４−メチルチオブタン酸の含有量が約８９重量
％となるように水を含ませて調整してから測定）中の硫
酸イオン濃度が１重量％以下で、かつ取り扱いに優れて
いる約９０ｃＳｔ以下の動粘度を有する２−ヒドロキシ
−４−メチルチオブタン酸を得ることができる。

【００２５】中和に用いるアンモニアの量が少ない場合
には、製品中に含まれる硫酸イオン濃度が高くなり、他
方、アンモニアを過剰に加えすぎた場合には、製品の動
粘度が高くなることがある。また、分離操作前のスラリ
ー中の水分含量が高いと、製品中に含まれる硫酸イオン
濃度と動粘度が共に高くなる傾向にある。それゆえ、製
品の動粘度と硫酸イオン濃度のどちらもが低い製品を得
ようとする場合には、適量の少量のアンモニアで中和
し、その後、濃縮操作で多くの水分をスラリーから留去
するようにすればよい。

【００２６】例えば、分液後の油層中に含まれる重硫酸
アンモニウムに対し、約０．２〜１．４モル当量のアン
モニアを加え、さらにスラリー中の水分含量が３．５重
量％以下になるまで濃縮した後に分離操作を行えば、さ
らなる操作を行うことなく、硫酸イオン濃度（ＳＯ₄ ^2-
イオン）が約１重量％以下であり動粘度が約９０ｃＳｔ
以下である２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸
（電位差滴定による２−ヒドロキシ−４−メチルチオブ
タン酸の含有量が約８９重量％となるように水を含ませ
て調整してから測定）を得ることができる。

【００２７】中和の管理を簡便にするためにｐＨの値を
用いて管理してもよい。その場合には、２５℃における
油層のｐＨが約０．４〜約２の間になるようにアンモニ
アを加えれば、上記の高品質の２−ヒドロキシ−４−メ
チルチオブタン酸を得ることができる。尚、中和の操作
は高温で行っても差し支えなく、高温時におけるｐＨで
管理してもよい。

【００２８】また、分液後の油層に含まれる重硫酸アン
モニウムに対し、約０．２〜約１．４モル当量のアンモ
ニアを加え（あるいは２５℃における油層のｐＨが約
０．４〜約２の間になるまでアンモニアを加え）、さら
にスラリー中の水分含量が約２重量％以下になるまで濃
縮した後に分離操作を行えば、さらなる操作を行うこと
なく、製品中の硫酸イオン濃度を約１重量％以下で、且
つ動粘度が約８０ｃＳｔ以下である２−ヒドロキシ−４
−メチルチオブタン酸（電位差滴定による２−ヒドロキ
シ−４−メチルチオブタン酸の含有量が約８９重量％と
なるように水を含ませて調整してから測定）を得ること
ができる。

【００２９】本発明においては、分液して得た水層を濃
縮及び／又は冷却し、次いで濾過等の操作を行うことに
より、重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムとを含む
塩を析出物として分離し、重硫酸アンモニウムと硫酸ア
ンモニウムとを含む水溶液を得る（工程（Ｅ））。該水
溶液には２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸が含
まれている。その一部あるいは全量は、そのまま又は水
分含量が調整された後、工程（Ｂ）における加水分解反
応の添加液として利用される（工程（Ｆ））。該水溶液
中の重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムの含有割合
は、上記硫酸アンモニウム等の塩の析出物を得る際の、
濃縮及び／又は冷却の晶析条件等を調整することにより
変えることができる。晶析の最適条件は水層中の硫酸ア
ンモニウム等の塩の組成に大きく依存するので、例えば
冷却により塩を析出させる場合においては、実際に得ら
れた水層における硫酸アンモニウムと重硫酸アンモニウ
ムの溶解度曲線を予め作成し、冷却温度とその時に得ら
れる濾液の塩組成を推定することで、適当な晶析条件を
決定すればよい。

【００３０】得られた塩の結晶は、重硫酸アンモニウム
と硫酸アンモニウムの混合物であるため、硫酸アンモニ
ウムとして回収しようとする際には、それをアンモニア
で中和し回収すればよい。用いるのはアンモニアガス、
液体アンモニア、アンモニア水溶液のいずれでも構わな
いが、結晶中に２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン
酸が少量含まれている場合には、中和と洗浄を兼ねてア
ンモニア水溶液とその結晶を接触させ、ついで濾過等に
分離操作をすると、液側に２−ヒドロキシ−４−メチル
チオブタン酸を回収することができる。

【００３１】また、アンモニアによるかかる中和操作
は、油層中和後のスラリーから分離された硫酸アンモニ
ウム塩など、他工程で発生した硫酸アンモニウム等の塩
を併せてから行ってもよい。そのようにすることで、複
数の個所で発生した硫酸アンモニウム等の塩をまとめて
取り扱うことができる。

【００３２】かかる中和操作で得られた硫酸アンモニウ
ムには、少量の２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン
酸が含まれている。この硫酸アンモニウムの水溶液に対
しては、活性炭と接触させた後、晶析等の操作を行う
と、高品質で結晶状の硫酸アンモニウムを副産物として
得ることができる。この場合には２−ヒドロキシ−４−
メチルチオブタン酸が活性炭に吸着されて、硫酸アンモ
ニウム回収系の２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン
酸の蓄積を防ぐばかりではなく、スルフィド類などの臭
気成分の除去も可能になる。もちろん、アンモニアで中
和する前の、硫酸アンモニウムと重硫酸アンモニウムの
混合水溶液の状態で、活性炭と接触させても同様の効果
が期待できる。

【００３３】本発明の一実施形態を、ブロック手法によ
り示したフローシート（図１）を用いて説明すると以下
の通りとなる。まず反応容器内に濃硫酸を仕込み、これ
に２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタンニトリルを滴
下し、滴下後１〜２時間保持して水和反応を行なう。こ
のときの液温は４０〜７０℃である。次いで、後記する
方法により得た、重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウ
ムを含む水溶液を添加して１１５℃に加熱し、２〜５時
間保持して加水分解反応を行なう。

【００３４】次いで、反応液を静止して２層に分液した
後、油層と水層とに分ける。該油層にはアンモニアを加
えて、溶存する重硫酸アンモニウムを硫酸アンモニウム
へと中和し、スラリーを得る。次いでこのスラリーの液
体部の水分含量が１０重量％以下、好ましくは３重量％
以下、より好ましくは２重量％以下になるまで濃縮した
後、濾過操作により硫酸アンモニウム塩を除去して、濾
液側に２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の製品
を得る。

【００３５】水層は、冷却及び／又は濃縮して晶析操作
を行った後、濾過を行い、析出した重硫酸アンモニウム
及び硫酸アンモニウムを分離して、濾液側に硫酸アンモ
ニウムと重硫酸アンモニウムと２−ヒドロキシ−４−メ
チルチオブタン酸を含んだ水溶液を得る。この水溶液は
水分を調整した後、加水分解反応時に添加する水溶液と
して循環使用する。

【００３６】上記濾過操作で得られた析出硫酸アンモニ
ウムには重硫酸アンモニウムが含まれているため、これ
を硫酸アンモニウムとして有効活用する場合には、アン
モニアで中和して全量を硫酸アンモニウムとして回収す
る。また該析出塩には２−ヒドロキシ−４−メチルチオ
ブタン酸が付着しているが、これはアンモニア中和後に
水で洗浄して回収、又は該中和にアンモニア水溶液を用
いて中和と洗浄の操作を兼ねることにより回収すること
ができる。

【００３７】以上、詳述した如く、本発明方法によれ
ば、２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の製造に
おいて、（１）２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン
アミドの加水分解反応工程に、重硫酸アンモニウムと硫
酸アンモニウムを含んだ水溶液を添加することにより、
生成した２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸を含
有する反応液が油層と水層の２層へと、分液が促進され
ることより、有機溶媒を必要とせずに高品質の２−ヒド
ロキシ−４−メチルチオブタン酸を分離することが可能
とし、また（２）分液で得られた水層は、簡単な操作の
後、重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムの水溶液と
して再び反応系にリサイクルすることを可能としたもの
である。このことにより、本発明方法においては、有機
溶剤をを必要とせずに、排水負荷の極めて小さなプロセ
スの構築を可能ならしめたものであり、製造コストの低
減のみならず環境保護の観点からもその産業上の価値は
きわめて大きいものである。

【００３８】

【実施例】以下、実施例により本発明方法を更に具体的
に説明するが、本発明方法はこれらの実施例により限定
されるものではない。 実施例１ ７０％硫酸水溶液１９６．８ｇ（１．４モル）に、攪拌
下、８９．２％の２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタ
ンニトリル水溶液２９４．１ｇ（２．０モル）を３０分
かけて滴下した。このとき液の内温は５０℃前後になる
ように調節し、滴下後も５０℃に保持しながら、さらに
２時間攪拌し、水和反応を行った。

【００３９】次いでこの溶液に （ａ）２２８．７ｇの水 （ｂ）９４．０ｇの重硫酸アンモニウムを２２８．７ｇ
の水に溶解させた溶液 （ｃ）９４．０ｇの重硫酸アンモニウムと３９．６ｇの
硫酸アンモニウムを２２８．７ｇの水に溶解させた溶液 （ｄ）９４．０ｇの重硫酸アンモニウムと５２．８ｇの
硫酸アンモニウムを２２８．７ｇの水に溶解させた溶
液、又は （ｅ）９４．０ｇの重硫酸アンモニウムと７９．３ｇの
硫酸アンモニウムを２２８．７ｇの水に溶解させた溶液 を添加して、攪拌しながら１１５℃に保持し、加水分解
反応を行った。このときの加水分解反応の(（ａ）〜
（ｅ）に記載の溶液を添加してからの)経時変化を、表
１に、２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタンアミドへ
の転化率で示す。分析は液体クロマトグラフでおこなっ
た。

【００４０】

【表１】

【００４１】実施例２ 実施例１の（ａ）〜（ｅ）の各条件で得られた加水分解
反応後の液を静止して２層に分液した。次いで７０℃に
保温し、静置して油層と水層を分離してから、それぞれ
の２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸（以下、表
にはＨＭＢＡと略記する）、重硫酸アンモニウム、硫酸
アンモニウムの各含有量を分析した。その結果を油層に
ついては表２に、また水層については表３に示す。尚、
油層・水層の成分分析は、２−ヒドロキシ−４−メチル
チオブタン酸は液体クロマトグラフで、重硫酸アンモニ
ウムと硫酸アンモニウムについてはイオンクロマトグラ
フで定量した。単位は全てモルである。

【００４２】

【表２】（油層の成分）

【００４３】

【表３】（水層の成分）

【００４４】実施例３ 実施例２の（ｃ）で得られた油層（４５６．１ｇ）中の
重硫酸アンモニウムを十分な量の２５％濃度のアンモニ
ア水（４５ｇ）で中和した。この液を６分割して、表４
中に示す濃度率まで濃縮した後、室温まで冷却し、濾過
操作により製品２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン
酸を濾液として得た。各濃縮率条件で得られた製品中の
水分含量と硫酸イオン濃度を表４に示す。尚、硫酸イオ
ン濃度はイオンクロマトグラフを、水分含量はカールフ
ィッシャー水分計を用いて測定した。

【００４５】

【表４】

【００４６】実施例４ 以下の〜の操作を実施した。 ８８．７％濃度の２−ヒドロキシ−４−メチルチオ
ブタンニトリル水溶液１４８ｇ（１．０モル）を、７１
％硫酸９６．６ｇ（０．７モル）に、攪拌下、３０分か
けて滴下し、その後攪拌下９０分保持した。 重硫酸アンモニウム７０ｇ（０．６モル）、硫酸ア
ンモニウム３３ｇ（０．２５モル）、水１１４ｇを用い
て硫酸塩水溶液を調整し、これをで得られた反応液に
加え、１１５℃で４時間反応させた。反応後の液を静止
して２層（油層と水層）に分液し、それぞれ分離した。 で得られた油層に１３．６ｇの２５％アンモニア
水溶液（０．２モル）を加えた後、減圧下で油層の液体
部の水分濃度が１０％以下になるまで濃縮した。その後
濾過により濾液側に製品２−ヒドロキシ−４−メチルチ
オブタン酸を、そしてケーキ側に硫酸アンモニウムを得
た。 で得られた水層を、３０℃まで冷却した後、析出
した硫酸アンモニウムを濾過操作で分離した。液中の硫
酸塩の組成・量が一定なるように濾液の約５〜約１０％
を系外に排出し、残った濾液に対してその中の水の量が
１１４ｇになるように水を加えて、硫酸塩水溶液を調製
した。において、重硫酸アンモニウム及び硫酸アンモ
ニウムを用いて調整した水溶液を用いる代わりに、で
調製した硫酸塩水溶液を用いる以外は、上記と同様にし
て、上記〜の操作を３回繰り返した。以上４回の繰
り返し実験における各実験での油層および水層中の２−
ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の含量（二量体も
含む、単位はモル）を表５に示す。分析は液体クロマト
グラフで行った。

【００４７】

【表５】 ４回の繰り返し実験における、で添加した硫酸塩水溶
液中の重硫酸アンモニウム（モル）と硫酸アンモニウム
（モル）の割合、で得られた水層中の重硫酸アンモニ
ウム（モル）と硫酸アンモニウム（モル）の割合、及び
において水層から分離された硫酸塩結晶中の重硫酸ア
ンモニウム（モル）と硫酸アンモニウム（モル）の割合
を、表６に示す。分析はＮａＯＨによる中和滴定とイオ
ンクロマトグラフの組み合わせにより行なった。

【００４８】

【表６】 ＊：重硫酸アンモニウム／硫酸アンモニウムのモル比

【００４９】表５・表６に示した結果から、反応後に得
られる油層と水層の組成、ならびに、水層から晶析操作
により分離される硫酸塩水溶液と硫酸塩結晶の組成は、
各回とも安定していることがわかる。又、表７に、４回
の繰り返し実験で得られた製品の組成を示す。２−ヒド
ロキシ−４−メチルチオブタン酸、及びその２量体につ
いては液体クロマトグラフで、硫酸イオンについてはイ
オンクロマトグラフで、水分含量はカールフィッシャー
水分計で分析した。着色はガードナースケールで表示し
た。

【００５０】

【表７】

【００５１】４回目の操作のみの操作での濃縮が十分
でなかったため、製品に硫酸イオンが多く含まれること
になったが、概ね一定した組成の製品が得られている。

【００５２】実施例５ 以下の〜の操作を、１回目の実験として実施した。 197.9gの69.3%硫酸水溶液（1.4モル）に、攪拌下、
293gの89.6%２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタンニ
トリル水溶液（2.0モル）を30分かけて滴下し、その後
さらに90分間攪拌保持した。 重硫酸アンモニウム140g（1.2モル）、硫酸アンモ
ニウム66g（0.5モル）、水228gを用いて硫酸塩水溶液を
調製し、これをで得られた反応液に加え、115℃で4時
間反応させた。反応後の液を静止して2層に分液し、そ
れぞれ分離した。 油層に、で得られた洗浄濾液（但し、１回目の実
験では使用しない）と25%アンモニア水溶液20gを加え、
減圧下で油層の液体部の水分が10%以下になるまで濃縮
した。その後濾過により濾液側に製品、そして析出側に
硫酸アンモニウム塩結晶を得た。 の硫酸アンモニウム塩を30gの水で洗浄・濾過し
て、硫酸アンモニウム塩と洗浄濾液を得た。 水層は25℃まで冷却した後、析出した硫酸アンモニ
ウム塩を濾過操作で分離した。液中の硫酸塩の組成・量
が一定なるように濾液の０〜約１０％を系外に排出し
た。濾液中の水が228gになるように水を加え、硫酸塩水
溶液を調製した。 とで生じた硫酸アンモニウム塩、濾液の一部を
300〜400gの水に溶解し、で得られる濾液（但し、１
回目の実験では使用しない）と、30〜40gの25%アンモニ
ア水溶液を加えて硫酸アンモニウム水溶液を得た。 の硫酸アンモニウム水溶液に6〜7g（水溶液の1重
量%相当）の活性炭を加え、室温で1時間攪拌して濾過し
た。 の濾液を減圧下にて、40%の濃縮率になるまで濃
縮した。その後室温で濾過して硫酸アンモニウム結晶を
得た。において、重硫酸アンモニウム及び硫酸アンモ
ニウムを用いて調製した水溶液を用いる代わりに、で
調製した硫酸塩水溶液を用いる以外は、上記と同様にし
て、上記〜の操作を、５回繰り返した。以上、6回
の繰り返し実験における、各実験でのでの製品の得
量、収率、２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の
含量（二量体も含む、モル）を表８に示す。分析は液体
クロマトグラフで行った。

【００５３】

【表８】

【００５４】表８において、１回目と４回目の収率が低
くなっている。１回目に関しては、油層濃縮後の濾過操
作により生じる硫酸塩結晶に付着した２−ヒドロキシ−
４−メチルチオブタン酸が２回目以降に持ち越されるた
めである。４回目に関しては他の回と比べて濾過時間を
短く設定したため、２−ヒドロキシ−４−メチルチオブ
タン酸が硫酸塩結晶に多く付着したためである。いずれ
にしても、付着したＨＭＢＡのほとんどは次回へ回収さ
れるため、２回目以降の平均収率は９７%以上と高いも
のである。以下、6回の繰り返し実験における、で得
られた洗浄濾液の量と洗浄濾液中に含まれる２−ヒドロ
キシ−４−メチルチオブタン酸の含量（二量体も含む、
モル）を表９に示す。

【００５５】

【表９】

【００５６】以下、6回の繰り返し実験におけるで調
製した硫酸塩水溶液（次の実験ので用いたもの）の組
成（モル）を表１０に示す。各硫酸塩の分析はイオンク
ロマトグラフで行った。

【００５７】

【表１０】 又、6回の繰り返し実験における、で得られた硫酸ア
ンモニウム水溶液中の２−ヒドロキシ−４−メチルチオ
ブタン酸の含量（二量体も含む、モル）と、の活性炭
処理後の溶液中に含まれるに２−ヒドロキシ−４−メチ
ルチオブタン酸（二量体も含む、モル）の量を表１１に
示す。

【００５８】

【表１１】 又、6回の繰り返し実験における、で得られた硫酸ア
ンモニウム結晶の臭気成分（ジメチルスルフィド、ジメ
チルジスルフィド）の濃度を表１２に示す。臭気成分の
分析はヘッドスペースガスクロマトグラフィーでおこな
った。

【００５９】

【表１２】

【００６０】実施例６ 実施例4のと同様の操作を実施し、油層を得、25%ア
ンモニア水溶液0〜8.6g（で用いた重硫酸アンモニウ
ムに対し、約0〜1.2モル当量相当）で中和し、エバポレ
ーターで水を留去した。このスラリーを70℃でろ過し、
ろ液の水分と２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸
の含量を測定した。次いで、ろ液に対し、その中の２−
ヒドロキシ−４−メチルチオブタン酸の含量が89.0重量
%になるように、水を加えて製品を調製した。２−ヒド
ロキシ−４−メチルチオブタン酸の含量測定には電位差
滴定を用いた。水分はカールフィッシャー、硫酸イオン
はイオンクロマトグラフ、動粘度はキャノンフェンスケ
（２５℃）で測定した。このときのアンモニア量、２５
℃における油層のpH、ろ液の水分（重量%）、製品の硫
酸イオン濃度（重量%）、動粘度（cSt）を表１３に示
す。

【００６１】

【表１３】 *：単位は油層中の重硫酸アンモニウムに対するモル当
量。 −：未測定

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明方法の一実施態様を、ブロック
手法により示したフローシートである。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を含む２―
   ヒドロキシー４―メチルチオブタン酸の製造方法。 （Ａ）２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタンニトリル
   水溶液を硫酸と接触させ、２−ヒドロキシ−４−メチル
   チオブタンアミドを含む水溶液を得る工程、（Ｂ）
   （Ａ）で得られた液に、重硫酸アンモニウムと硫酸アン
   モニウムを含んだ水溶液を加え、２−ヒドロキシ−４−
   メチルチオブタン酸を含んだ水溶液を得る工程、（Ｃ）
   （Ｂ）で得られた水溶液を油層と水層の２層に分液し、
   次いで油層と水層に分離する工程、（Ｄ）（Ｃ）におい
   て分離した油層にアンモニアを加えて油層中の重硫酸ア
   ンモニウムの少なくとも一部を中和した後に、硫酸アン
   モニウム結晶または硫酸アンモニウムと重硫酸アンモニ
   ウムを含む硫酸塩の結晶を分離し、２−ヒドロキシ−４
   −メチルチオブタン酸を得る工程、（Ｅ）（Ｃ）におい
   て分離した水層を冷却及び／又は濃縮し、重硫酸アンモ
   ニウムと硫酸アンモニウムを含んだ水溶液と、硫酸アン
   モニウムと重硫酸アンモニウムを含む硫酸塩の結晶を得
   る工程、及び（Ｆ）（Ｅ）で得られた重硫酸アンモニウ
   ムと硫酸アンモニウムを含んだ水溶液の一部または全部
   を、（Ｂ）で用いる重硫酸アンモニウムと硫酸アンモニ
   ウムを含んだ水溶液として循環する工程
2. 【請求項２】 工程（Ａ）において使用する硫酸の量
   が、２−ヒドロキシ−４−メチルチオブタンニトリルに
   対して０．６から０．８モル当量である請求項１に記載
   の製造方法。
3. 【請求項３】 工程（Ｂ）において用いる重硫酸アンモ
   ニウムと硫酸アンモニウムの水溶液中の硫酸アンモニウ
   ムの量が、重硫酸アンモニウムの０．１〜０．７重量倍
   である請求項１に記載の製造方法。
4. 【請求項４】 工程（Ｅ）で得られた硫酸アンモニウム
   と重硫酸アンモニウムを含む硫酸塩の結晶を、アンモニ
   アで中和して、硫酸アンモニウムとして回収する請求項
   １に記載の製造方法。
5. 【請求項５】 工程（Ｄ）で得られた硫酸アンモニウム
   結晶または硫酸アンモニウムと重硫酸アンモニウムを含
   む硫酸塩の結晶を水で洗浄し、その洗浄液の一部又は全
   量を、工程（Ｄ）に循環する請求項１に記載の製造方
   法。
6. 【請求項６】 工程（Ｄ）、（Ｅ）及び／又は（Ｆ）で
   得られる、硫酸アンモニウム及び／又は重硫酸アンモニ
   ウムの一部又は全量を水に溶解して、アンモニアで中和
   することにより、硫酸アンモニウム水溶液を得る工程を
   含む請求項１に記載の製造方法。
7. 【請求項７】 工程（Ｄ）、（Ｅ）及び／又は（Ｆ）で
   得られる、硫酸アンモニウム及び／又は重硫酸アンモニ
   ウムの一部又は全量を水に溶解して、アンモニアで中和
   することにより、硫酸アンモニウム水溶液を得、次いで
   その水溶液の全量又は一部を、活性炭と接触させる工程
   を含む、請求項６に記載の製造方法。
8. 【請求項８】 工程（Ｄ）において、油層中に含まれる
   重硫酸アンモニウムに対して、約０．２〜約３モル当量
   以上のアンモニアを加え、その後、油層の液体部の水分
   含量が１０％以下になるまで濃縮する請求項１に記載の
   製造方法。
9. 【請求項９】 工程（Ｄ）において、油層にアンモニア
   を加えて25℃におけるpHの値が０．４〜２．０の範囲に
   なるようにし、その後、油層の液体部の水分含量が約
   ３．５％以下になるまで濃縮する請求項１に記載の製造
   方法。
10. 【請求項１０】 工程（Ｄ）において、油層にアンモニ
    アを加えて25℃におけるpHの値が０．４〜２．０の範囲
    になるようにし、その後、油層の液体部の水分含量が約
    ２％以下になるまで濃縮する請求項９に記載の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 工程（Ｄ）において、油層中に含まれ
    る重硫酸アンモニウムに対して、約１〜約３モル当量の
    アンモニアを加え、その後、油層の液体部の水分含量が
    約４〜約１０％になるまで濃縮する請求項８に記載の製
    造方法。
12. 【請求項１２】 工程（Ｄ）において、油層中に含まれ
    る重硫酸アンモニウムに対して、約０．２〜１．４モル
    当量のアンモニアを加え、その後、油層の液体部の水分
    含量が約３．５％以下になるまで濃縮する請求項８に記
    載の製造方法。
13. 【請求項１３】 工程（Ｄ）において、油層中に含まれ
    る重硫酸アンモニウムに対して、０．２〜１．４モル当
    量のアンモニアを加え、その後、油層の液体部の水分含
    量が２％以下になるまで濃縮する請求項８に記載の製造
    方法。
14. 【請求項１４】 工程（Ｄ）における分離を４０℃以上
    の温度条件下で実施する請求項１に記載の製造方法。