JP2001288156A - ニトリル化合物の精製方法 - Google Patents
ニトリル化合物の精製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ニトリル化合物の重合や副生物の殆ど無い、ニ
トリル化合物の精製方法の提供。 【構成】アルカリ水溶液処理において、混合時のニトリ
ル化合物の分散性の改良、相分離の際の分離性の改良
等、従来に比べより効率化された操作により、ニトリル
化合物の重合や副生物の殆ど無い、ニトリル化合物の精
製方法を提供し得る。
トリル化合物の精製方法の提供。 【構成】アルカリ水溶液処理において、混合時のニトリ
ル化合物の分散性の改良、相分離の際の分離性の改良
等、従来に比べより効率化された操作により、ニトリル
化合物の重合や副生物の殆ど無い、ニトリル化合物の精
製方法を提供し得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不純物として青酸
を含むニトリル化合物の精製方法に関する。とりわけ、
本法はニトリルのアミドへの変換酵素であるニトリルヒ
ドラターゼの基質となるニトリル化合物の精製に好適で
ある。
を含むニトリル化合物の精製方法に関する。とりわけ、
本法はニトリルのアミドへの変換酵素であるニトリルヒ
ドラターゼの基質となるニトリル化合物の精製に好適で
ある。
【０００２】
【従来の技術】ニトリル化合物は溶剤、有機合成、繊
維、ポリマー原料等として工業的に有用な物質である
が、特に、ニトリルヒドラターゼ酵素の作用によりアミ
ド化合物を製造する原料として用いる場合には、反応触
媒としてのニトリルヒドラターゼ酵素の活性に、ニトリ
ル化合物中の青酸が大きな影響を与えることが知られて
いる。この為、原料ニトリル化合物中からの青酸除去が
重要となる。ニトリル化合物中から青酸を除去する方法
はこれまで種々検討されており、例えば、ニトリル化合
物中の青酸を金属錯体とする方法、イオン交換樹脂を用
いる方法、及びアルカリ水溶液を用いて青酸を除去する
方法等が挙げられる。
維、ポリマー原料等として工業的に有用な物質である
が、特に、ニトリルヒドラターゼ酵素の作用によりアミ
ド化合物を製造する原料として用いる場合には、反応触
媒としてのニトリルヒドラターゼ酵素の活性に、ニトリ
ル化合物中の青酸が大きな影響を与えることが知られて
いる。この為、原料ニトリル化合物中からの青酸除去が
重要となる。ニトリル化合物中から青酸を除去する方法
はこれまで種々検討されており、例えば、ニトリル化合
物中の青酸を金属錯体とする方法、イオン交換樹脂を用
いる方法、及びアルカリ水溶液を用いて青酸を除去する
方法等が挙げられる。
【０００３】金属錯体とする方法は、ニトリル化合物中
にバナジュウム、クロム、マンガン、鉛、銅、銀、亜
鉛、コバルト、ニッケル等、青酸と反応して金属シアン
化物錯体を形成する金属を硝酸塩、塩化物、硫酸塩、カ
ルボン酸塩等の金属塩として添加することにより、青酸
を金属シアノ錯体とする方法である（特開平７−２２８
５６３号）。また、金属塩の代わりに金属アルコキシド
を用いる方法も提案されている（ＵＳＰ５，５１９，１
６２号）。しかし、これらの方法においては、ニトリル
ヒドラターゼ酵素活性への金属イオンや金属シアノ錯体
の影響を避け、十分な効果を期待するためには、活性炭
や活性アルミナ等の吸着剤の使用や蒸留操作によって金
属イオンや金属シアノ錯体を除く必要があり、高品質な
アミド化合物の製造原料を得るための精製方法としての
工業的利用には、操作性、経済性を考えれば決して有利
な方法ではなかった。
にバナジュウム、クロム、マンガン、鉛、銅、銀、亜
鉛、コバルト、ニッケル等、青酸と反応して金属シアン
化物錯体を形成する金属を硝酸塩、塩化物、硫酸塩、カ
ルボン酸塩等の金属塩として添加することにより、青酸
を金属シアノ錯体とする方法である（特開平７−２２８
５６３号）。また、金属塩の代わりに金属アルコキシド
を用いる方法も提案されている（ＵＳＰ５，５１９，１
６２号）。しかし、これらの方法においては、ニトリル
ヒドラターゼ酵素活性への金属イオンや金属シアノ錯体
の影響を避け、十分な効果を期待するためには、活性炭
や活性アルミナ等の吸着剤の使用や蒸留操作によって金
属イオンや金属シアノ錯体を除く必要があり、高品質な
アミド化合物の製造原料を得るための精製方法としての
工業的利用には、操作性、経済性を考えれば決して有利
な方法ではなかった。
【０００４】また、陰イオン交換樹脂等のイオン交換樹
脂を用いる方法（ＵＳＰ２，５７９，５８０号）では、
ニトリル化合物の変性や副生成物の生成を伴い易い上
に、長時間使用しているとニトリル化合物やその変性物
がイオン交換樹脂の表面や内部で重合するなど、この方
法も工業的な精製方法として満足し得るものではなかっ
た。一方、アルカリ水溶液を用いて青酸を除去する方法
は、水溶液側に青酸を抽出させたり、ニトリル化合物が
不飽和ニトリルである場合には、該ニトリル化合物に青
酸を付加させる方法である。この方法は、吸着剤やイオ
ン交換樹脂の使用、蒸留操作が不要であるなど、上記方
法に比べ有利であるが、やはり、ニトリル化合物の変性
・重合防止面で解決すべき問題が残されていた。
脂を用いる方法（ＵＳＰ２，５７９，５８０号）では、
ニトリル化合物の変性や副生成物の生成を伴い易い上
に、長時間使用しているとニトリル化合物やその変性物
がイオン交換樹脂の表面や内部で重合するなど、この方
法も工業的な精製方法として満足し得るものではなかっ
た。一方、アルカリ水溶液を用いて青酸を除去する方法
は、水溶液側に青酸を抽出させたり、ニトリル化合物が
不飽和ニトリルである場合には、該ニトリル化合物に青
酸を付加させる方法である。この方法は、吸着剤やイオ
ン交換樹脂の使用、蒸留操作が不要であるなど、上記方
法に比べ有利であるが、やはり、ニトリル化合物の変性
・重合防止面で解決すべき問題が残されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
有するこの様な問題点に鑑み、アルカリ処理によるニト
リル化合物の重合や副成物の生成の殆ど無い、とりわけ
ニトリルヒドラターゼ酵素の基質として適したニトリル
化合物の効率的な精製方法を提供することを目的とす
る。
有するこの様な問題点に鑑み、アルカリ処理によるニト
リル化合物の重合や副成物の生成の殆ど無い、とりわけ
ニトリルヒドラターゼ酵素の基質として適したニトリル
化合物の効率的な精製方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】アルカリ水溶液による青
酸の除去は、通常、アルカリ水溶液とニトリル化合物を
混合し、しかる後にその混合系をニトリル化合物相と水
相に分離して水相を除去することにより行われるが、こ
の操作について詳細に検討・解析した結果、混合時のニ
トリル化合物に対する水のモル比、及び分離水相中のア
ルカリ濃度を特定することが、操作全体を短時間で行う
ことを可能とし、結果として、ニトリル化合物の重合や
副成物の生成を抑制し得ることを見い出し、本発明に到
った。
酸の除去は、通常、アルカリ水溶液とニトリル化合物を
混合し、しかる後にその混合系をニトリル化合物相と水
相に分離して水相を除去することにより行われるが、こ
の操作について詳細に検討・解析した結果、混合時のニ
トリル化合物に対する水のモル比、及び分離水相中のア
ルカリ濃度を特定することが、操作全体を短時間で行う
ことを可能とし、結果として、ニトリル化合物の重合や
副成物の生成を抑制し得ることを見い出し、本発明に到
った。
【０００７】すなわち、本発明は、不純物として青酸を
含むニトリル化合物とアルカリ水溶液とを混合し、次い
で、該混合系をニトリル化合物相と水相に分離して水相
を除去する該ニトリル化合物の精製方法において、混合
時の水に対するニトリル化合物のモル比を０．０１〜
０．５とし、且つ分離水相中のアルカリ濃度を１質量％
以下とすることを特徴とするニトリル化合物の精製方
法、である。この方法は、ニトリル化合物がニトリルヒ
ドラターゼ酵素の作用により対応するアミド化合物を製
造する際の基質である場合に好適である。
含むニトリル化合物とアルカリ水溶液とを混合し、次い
で、該混合系をニトリル化合物相と水相に分離して水相
を除去する該ニトリル化合物の精製方法において、混合
時の水に対するニトリル化合物のモル比を０．０１〜
０．５とし、且つ分離水相中のアルカリ濃度を１質量％
以下とすることを特徴とするニトリル化合物の精製方
法、である。この方法は、ニトリル化合物がニトリルヒ
ドラターゼ酵素の作用により対応するアミド化合物を製
造する際の基質である場合に好適である。
【０００８】混合時の水に対するニトリル化合物のモル
比を０．０１〜０．５とすることは混合時のニトリル化
合物の分散性を向上させ、青酸の抽出速度を増加させる
ことに有効であり、分離水相中のアルカリ濃度を１質量
％以下とすることは相分離の際の界面形成を容易にする
ことに有効であるが、このような効果は全く予想し得な
かったものである。
比を０．０１〜０．５とすることは混合時のニトリル化
合物の分散性を向上させ、青酸の抽出速度を増加させる
ことに有効であり、分離水相中のアルカリ濃度を１質量
％以下とすることは相分離の際の界面形成を容易にする
ことに有効であるが、このような効果は全く予想し得な
かったものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。ニトリル化合物、例えば、アクリロニトリルはプロ
ピレンのアンモ酸化法により工業的に生産されており、
青酸は他の副生物と共に反応後の蒸留精製による除去操
作が行われているが、この操作で除去出来ない青酸が市
販の製品中に通常０．５〜５ｐｐｍ含まれている。その
中には、製品中に残留したシアンヒドリンがその後、分
解して生じたものも含まれていると考えられ、この様な
極微量の青酸であっても酵素失活に大きな影響を与える
場合がある。
る。ニトリル化合物、例えば、アクリロニトリルはプロ
ピレンのアンモ酸化法により工業的に生産されており、
青酸は他の副生物と共に反応後の蒸留精製による除去操
作が行われているが、この操作で除去出来ない青酸が市
販の製品中に通常０．５〜５ｐｐｍ含まれている。その
中には、製品中に残留したシアンヒドリンがその後、分
解して生じたものも含まれていると考えられ、この様な
極微量の青酸であっても酵素失活に大きな影響を与える
場合がある。
【００１０】本発明の基質であるニトリル化合物として
は、上記アクリルニトリルをはじめ、特に限定されな
い。例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、サク
シノニトリル、アジポニトリルの様な脂肪族飽和ニトリ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルのような脂
肪族不飽和ニトリル、ベンゾニトリル、フタロジニトリ
ルの様な芳香族ニトリル、及びニコチノニトリルのよう
な複素環式ニトリルが挙げられ、代表的なものはアセト
ニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、ｎ−ブチロニトリル、イソクチロニト
リル等のＣ２〜Ｃ ４のニトリル化合物であり、特にアク
リロニトリルが好適である。
は、上記アクリルニトリルをはじめ、特に限定されな
い。例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、サク
シノニトリル、アジポニトリルの様な脂肪族飽和ニトリ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルのような脂
肪族不飽和ニトリル、ベンゾニトリル、フタロジニトリ
ルの様な芳香族ニトリル、及びニコチノニトリルのよう
な複素環式ニトリルが挙げられ、代表的なものはアセト
ニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、ｎ−ブチロニトリル、イソクチロニト
リル等のＣ２〜Ｃ ４のニトリル化合物であり、特にアク
リロニトリルが好適である。
【００１１】これらニトリル化合物中の青酸の除去操作
は、先ず、アルカリ水溶液とニトリル化合物を混合し、
次いで、その混合系をニトリル化合物相と水相に分離し
て水相側に青酸を抽出することにより行う。アルカリ水
溶液とニトリル化合物の混合に当たっては、ニトリル化
合物の重合や副成物の生成を防止する為、短時間で青酸
の抽出を行うことが重要である。通常、アルカリ水溶液
とニトリル化合物の相溶性が比較的小さいことから、混
合器を使用して分散相の表面積を大きくする。かかる目
的で使用する混合機としては攪拌翼を備えた混合槽やラ
インミキサー、或いはスタティックミキサー、ホモジナ
イザーなどを使用する事が出来る。混合時の水に対する
ニトリル化合物のモル比は、０．０１〜０．５、望まし
くは、０．０５〜０．５である。モル比が０．５を上回
るとニトリル化合物の分散性が悪くなり抽出速度も著し
く低下するはかりでなく、二層分離時の界面形成も難し
くなる。抽出後分離される水相中のアルカリ濃度は１質
量％以下、望ましくは０．０５〜０．５質量％となるよ
うに添加するアルカリの量を調整する。水相中のアルカ
リ濃度が１質量％を越えると水相中に溶解しているニト
リル化合物の重合が促進され二層分離時の界面の汚れや
配管の詰まりの原因となる。
は、先ず、アルカリ水溶液とニトリル化合物を混合し、
次いで、その混合系をニトリル化合物相と水相に分離し
て水相側に青酸を抽出することにより行う。アルカリ水
溶液とニトリル化合物の混合に当たっては、ニトリル化
合物の重合や副成物の生成を防止する為、短時間で青酸
の抽出を行うことが重要である。通常、アルカリ水溶液
とニトリル化合物の相溶性が比較的小さいことから、混
合器を使用して分散相の表面積を大きくする。かかる目
的で使用する混合機としては攪拌翼を備えた混合槽やラ
インミキサー、或いはスタティックミキサー、ホモジナ
イザーなどを使用する事が出来る。混合時の水に対する
ニトリル化合物のモル比は、０．０１〜０．５、望まし
くは、０．０５〜０．５である。モル比が０．５を上回
るとニトリル化合物の分散性が悪くなり抽出速度も著し
く低下するはかりでなく、二層分離時の界面形成も難し
くなる。抽出後分離される水相中のアルカリ濃度は１質
量％以下、望ましくは０．０５〜０．５質量％となるよ
うに添加するアルカリの量を調整する。水相中のアルカ
リ濃度が１質量％を越えると水相中に溶解しているニト
リル化合物の重合が促進され二層分離時の界面の汚れや
配管の詰まりの原因となる。
【００１２】青酸の除去操作は回分、連続いずれでもお
こなうことができる。上記操作により、ニトリル化合物
の重合や副成物の生成を伴うことなく、ニトリル化合物
中の青酸の濃度を所定の値以下にすることができる。
こなうことができる。上記操作により、ニトリル化合物
の重合や副成物の生成を伴うことなく、ニトリル化合物
中の青酸の濃度を所定の値以下にすることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【００１４】実施例１ 図１において、内容積１５（ｃｃ）の混合器に青酸５
ｐｐｍを含むアクリロニトリルを１８００（ｇ／
ｈ）、循環を３８００（ｇ／ｈ）供給し、内容積１０
０（ｃｃ）の分離槽に８質量％ ＮａＯＨ水溶液を
１（ｇ／ｈ）、補給水７８（ｇ／ｈ）加えながら、分
離槽内の二層分離界面の位置が一定になるように廃液
の量を調整し４時間連続運転を実施した。混合機に
供給される液中の水に対するアクリロニトリルのモル比
は、０．１６であった。３時間目に分離槽からオーバ
ーフローしてくる処理済みアクリロニトリルをサンプ
リングしその中の青酸濃度を測定したところ０．４ｐｐ
ｍであった。また、分離槽の水相中のアルカリ濃度は
０．４質量％であった。
ｐｐｍを含むアクリロニトリルを１８００（ｇ／
ｈ）、循環を３８００（ｇ／ｈ）供給し、内容積１０
０（ｃｃ）の分離槽に８質量％ ＮａＯＨ水溶液を
１（ｇ／ｈ）、補給水７８（ｇ／ｈ）加えながら、分
離槽内の二層分離界面の位置が一定になるように廃液
の量を調整し４時間連続運転を実施した。混合機に
供給される液中の水に対するアクリロニトリルのモル比
は、０．１６であった。３時間目に分離槽からオーバ
ーフローしてくる処理済みアクリロニトリルをサンプ
リングしその中の青酸濃度を測定したところ０．４ｐｐ
ｍであった。また、分離槽の水相中のアルカリ濃度は
０．４質量％であった。
【００１５】比較例１ 実施例１において、循環の流量を１０００（ｇ／ｈ）
とした以外は実施例１と同じ条件で処理したところ、混
合機に供給される液中の水に対するアクリロニトリル
のモル比は、０．６であった。３時間後の分離槽から
オーバーフローしてくる処理済みアクリロニトリルを
サンプリングしその中の青酸濃度の測定値は２．３ｐｐ
ｍであった。また、分離槽の水相中のアルカリ濃度は
０．４質量％であった。
とした以外は実施例１と同じ条件で処理したところ、混
合機に供給される液中の水に対するアクリロニトリル
のモル比は、０．６であった。３時間後の分離槽から
オーバーフローしてくる処理済みアクリロニトリルを
サンプリングしその中の青酸濃度の測定値は２．３ｐｐ
ｍであった。また、分離槽の水相中のアルカリ濃度は
０．４質量％であった。
【００１６】比較例２ 実施例１において、アルカリ水溶液の濃度を３０質量
％とした以外は実施例１と同じ条件で処理したところ、
分離槽の水相中のアルカリ濃度は１．４質量％であっ
た。３時間後に分離槽からオーバーフローしてくる処
理済みアクリロニトリルをサンプリングしたが、その
中の青酸濃度の測定値は１．２ｐｐｍであった。また、
分離槽内の水相側は黄褐色に着色し、処理終了後、水
相を別の容器に移したところ、ポリマー状の不溶解物が
確認された為、ＩＲ分析を実施したところポリアクリロ
ニトリルであることが判明した。
％とした以外は実施例１と同じ条件で処理したところ、
分離槽の水相中のアルカリ濃度は１．４質量％であっ
た。３時間後に分離槽からオーバーフローしてくる処
理済みアクリロニトリルをサンプリングしたが、その
中の青酸濃度の測定値は１．２ｐｐｍであった。また、
分離槽内の水相側は黄褐色に着色し、処理終了後、水
相を別の容器に移したところ、ポリマー状の不溶解物が
確認された為、ＩＲ分析を実施したところポリアクリロ
ニトリルであることが判明した。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、アルカリ水溶液処理におい
て、混合時のニトリル化合物の分散性の改良、相分離の
際の分離性の改良等、従来に比べより効率化された操作
により、ニトリル化合物の重合や副生物の殆ど無い、ニ
トリル化合物の精製方法を提供し得る。
て、混合時のニトリル化合物の分散性の改良、相分離の
際の分離性の改良等、従来に比べより効率化された操作
により、ニトリル化合物の重合や副生物の殆ど無い、ニ
トリル化合物の精製方法を提供し得る。
【００１８】
【図１】 本発明の精製法を示す工程図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村尾 耕三 神奈川県横浜市鶴見区大黒町10番１号 三 菱レイヨン株式会社化成品開発研究所内 Ｆターム(参考） 4B064 AE02 CA21 CB30 CD12 CD30 4H006 AA02 AD16 BB31 BB45 BC50
Claims (2)
- 【請求項１】不純物として青酸を含むニトリル化合物と
アルカリ水溶液とを混合し、次いで、該混合系をニトリ
ル化合物相と水相に分離して水相を除去する該ニトリル
化合物の精製方法において、混合時の水に対するニトリ
ル化合物のモル比を０．０１〜０．５とし、且つ分離水
相中のアルカリ濃度を１質量％以下とすることを特徴と
するニトリル化合物の精製方法。 - 【請求項２】ニトリル化合物がニトリルヒドラターゼの
作用により対応するアミド化合物を製造する際の基質で
ある請求項１記載のニトリル化合物の精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000102178A JP4459375B2 (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | ニトリル化合物の精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000102178A JP4459375B2 (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | ニトリル化合物の精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001288156A true JP2001288156A (ja) | 2001-10-16 |
| JP4459375B2 JP4459375B2 (ja) | 2010-04-28 |
Family
ID=18616110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000102178A Expired - Fee Related JP4459375B2 (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | ニトリル化合物の精製方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4459375B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008067626A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ４−ハロ−３−ヒドロキシブチルアミドの製造方法 |
| JP2008148637A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ４−ハロ−３−ヒドロキシブチルアミドの製造方法 |
| JP2009000097A (ja) * | 2007-05-23 | 2009-01-08 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ４−ハロ−３−ヒドロキシブチルアミドおよびその誘導体の製造方法 |
| JP2009142199A (ja) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光学活性４−ハロ−３−ヒドロキシブチルアミド及び光学活性４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、並びに光学活性カルニチンアミドの製造方法 |
| WO2011138966A1 (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | ダイヤニトリックス株式会社 | 微生物触媒を用いたアクリルアミドの製造方法 |
| WO2014129144A1 (ja) * | 2013-02-19 | 2014-08-28 | 三菱レイヨン株式会社 | アミド化合物の製造方法 |
| WO2022172880A1 (ja) | 2021-02-10 | 2022-08-18 | 三菱ケミカル株式会社 | アルデヒドによるニトリルヒドラターゼの反応性向上 |
-
2000
- 2000-04-04 JP JP2000102178A patent/JP4459375B2/ja not_active Expired - Fee Related
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