JP2002030052A - ヒドロキシアミノカルボン酸、その用途、及びその製造法 - Google Patents

ヒドロキシアミノカルボン酸、その用途、及びその製造法

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JP2002030052A
JP2002030052A JP2000222397A JP2000222397A JP2002030052A JP 2002030052 A JP2002030052 A JP 2002030052A JP 2000222397 A JP2000222397 A JP 2000222397A JP 2000222397 A JP2000222397 A JP 2000222397A JP 2002030052 A JP2002030052 A JP 2002030052A
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acid
hydroxyaminocarboxylic
serine
hydroxyaminocarboxylic acid
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Masahiro Aoki
雅裕 青木
Yasushi Hara
靖 原
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Tosoh Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】キレート能力の高い新規な生分解性のキレート
剤を提供すること 【解決手段】一般式(1)で示されるヒドロキシアミノ
カルボン酸を含んでなるキレート剤、及びジハロメタン
あるいはエチレングリコールエステルと、セリンとを反
応させることを特徴とする一般式(1)で示されるヒド
ロキシアミノカルボン酸の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キレート剤として
有用なヒドロキシアミノカルボン酸に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、キレート剤としてはエチレンジア
ミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸が使用さ
れてきた。
【0003】しかしながら、上記のEDTAの様なアミ
ノカルボン酸は生分解性が低いため、近年、環境に対す
る悪影響が懸念されるようになってきた。そこで、生分
解性を有するキレート剤の開発が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来提案されてきたキ
レート剤は、生分解性が低いことから環境に与える影響
が大きかった。
【0005】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、キレート能が高く、生
分解性を有する新規なヒドロキシアミノポリカルボン酸
及びこれを有効成分として含有するキレート化剤を提供
することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ヒドロキシ
アミノカルボン酸系キレート剤について鋭意検討した結
果、下記一般式(1)
【0007】
【化2】
【0008】(式中、Xは水素原子又はカチオンを表
す)で示される新規な構造を有するヒドロキシアミノカ
ルボン酸が高いキレート能を示し、このヒドロキシアミ
ノカルボン酸がジハロエタン及びアミノ酸の一種である
セリンから誘導できるという新規な事実を見出し、本発
明を完成させるに至った。
【0009】すなわち、本発明は、上記一般式(1)で
示されるヒドロキシアミノカルボン酸、上記一般式
(1)で示されるヒドロキシアミノカルボン酸を含んで
成るキレート剤、及び上記一般式(1)で示されるヒド
ロキシアミノカルボン酸の製造法である。
【0010】以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【0011】本発明のヒドロキシアミノカルボン酸は上
記一般式(1)で示される化合物である。本発明のヒド
ロキシアミノカルボン酸は、アンモニウムイオン、N
a,K等のアルカリ金属イオン、Ca、Mg等のアルカ
リ土類金属イオン、Al,Cr,Mo,W,Mn,F
e,Ru,Os,Co,Rh,Ir,Ni,Pd,P
t,Cu,Ag,Au,Zn,Cd,Hg等の金属イオ
ンと塩を形成する。このヒドロキシアミノカルボン酸は
酸の状態でも塩としても存在し得る。
【0012】本発明のヒドロキシアミノカルボン酸はキ
レート能が高く、生分解性を有するため、キレート剤と
して有用である。
【0013】本発明のキレート剤は、上記一般式(1)
で示されるヒドロキシアミノカルボン酸を含む。キレー
ト剤としては、上記一般式(1)で示されるヒドロキシ
アミノカルボン酸のみを使用しても良いし、他の剤と併
用しても良い。
【0014】本発明のキレート剤は、水中の金属をキレ
ートすることができるため、繊維・染色用薬剤、写真用
薬剤、紙パルプ漂白剤、石鹸、洗剤用ビルダー、スケー
ル防止剤、金属表面処理用錯化剤、分析用金属イオン隠
蔽剤等に広く使用することができる。また、本発明のキ
レート剤は、生分解性を有し、エチレンジアミン四酢酸
の様な従来のキレート剤が環境にかけていた負荷を軽減
することができる。
【0015】本発明のキレート剤の具体的な使用方法、
使用量はそれぞれの用途に応じて異なるため一概には言
えないが、原則的には上記したそれぞれの用途における
一般的な使用方法と大幅に異なることはない。但し、本
発明のキレート剤は、その優れた機能、効果の故に従来
にない使用例が期待できる。
【0016】本発明の上記一般式(1)で示されるヒド
ロキシアミノカルボン酸の製造法は、特に限定するもの
ではない。ジハロエタン及びセリンから誘導するのが最
も容易であるが、エチレングリコール(又はそのエステ
ル)及びセリンから誘導することも可能である。
【0017】ジハロエタン及びセリンから上記一般式
(1)のヒドロキシアミノカルボン酸を誘導する場合、
ジハロエタンとしては、二塩化エタン、二臭化エタン、
二ヨウ化エタン等が例示される。セリンはアミノ酸の一
種であり、D体,L体,DL体のいずれを使用しても問
題ない。ジハロエタンとセリンの反応は容易に進行する
が、加熱する事でさらに反応を速めることができる。反
応温度は高い方が反応時間が短くなるが、0〜200℃
の範囲で行なうことが好ましい。0℃未満の温度だと反
応は実用的でないほど遅くなる場合があり、200℃を
超える温度では、更に温度を上げる効果が小さい。ジハ
ロエタンとセリンを反応させる際、ハロゲン化水素を捕
捉するために塩基を加えると反応が促進される。このよ
うな塩基としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ
土類金属塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属
水酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化
物、アミン類等ハロゲン化水素等が挙げられる。
【0018】本発明の方法において、ジハロエタンとセ
リンの反応は水溶液中で実施しても良いし、無溶媒、又
は有機溶媒中で実施しても良い。また本発明の方法にお
いて、ジハロエタンとセリンの反応は反応は加圧下で実
施しても大気圧下で実施しても良い。
【0019】本発明の方法において、エチレングリコー
ル及びセリンから上記一般式(1)のヒドロキシアミノ
カルボン酸を得るには、酸、例えば、トシル酸、硫酸、
燐酸等の触媒を必要とする。
【0020】また、エチレングリコールエステル及びセ
リンから上記一般式(1)のヒドロキシアミノカルボン
酸を得る場合には、硫酸エステル、p−トルエンスルホ
ン酸エステル、メタンスルホン酸エステル、トリフルオ
ロメタンスルホン酸エステル等を使用すると反応が容易
となる。またこの場合には脱離する酸を捕捉するために
塩基を添加すると反応が促進される。
【0021】本発明の方法においてエチレングリコール
(又はそのエステル)とセリンの反応は無溶媒で実施し
ても良いし、水溶液中、又は有機溶媒中で実施しても良
い。
【0022】本発明の方法においてエチレングリコール
(又はそのエステル)とセリンの反応は容易に進行する
が、加熱する事でさらに反応を速めることができる。反
応温度は高い程反応時間が短くなるが、0〜200℃の
範囲で行なうことが好ましい。0℃未満の温度では、反
応は実用的でないほど遅くなる場合があり、200℃を
超える温度では、更に温度を上げる効果が小さい。
【0023】本発明の方法においてエチレングリコール
もしくはエチレングリコールエステルとセリンの反応は
加圧下で実施しても大気圧下で実施しても良い。
【0024】
【実施例】以下、本発明を実施例にて説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
【0025】実施例1 D,L−セリン10g、二臭化エタン4.7g、NaO
H3.9g、水20.2gを混合し、100℃に加熱し
た。その後、攪拌下、これに苛性ソーダ4.1gを水1
0.5gに溶解した水溶液を滴下した。滴下終了後7時
間100℃に維持し、反応させた。最初二層に分かれて
いたが二臭化エタンが反応するに従い均一層になった。
反応終了後、水及び未反応の二臭化エタンを減圧で留去
し、ヒドロキシアミノカルボン酸(上記一般式(1)
で、X=水素である化合物)を得た(収率85%)。
【0026】ヒドロキシアミノカルボン酸のNMRデー
1 H−NMR:CH2NH(δ2.4−2.6ppm,
m) CHCOO(δ3.0ppm,t) CH2OH(δ3.5ppm,t)13 C−NMR:COO(184.7ppm) CH2NH(51.1ppm) IR:COOH(1625cm−1) このヒドロキシアミノカルボン酸ナトリウム塩の1mm
ol/l水溶液に1mmol/lの塩化カルシウム水溶
液を等量添加した。pH10におけるカルシウムイオン
濃度をカルシウムイオン電極で測定し、カルシウムイオ
ンの安定度定数pKCa2+を求めた。20℃におけるp
KCa2+は2.7であった。
【0027】このヒドロキシアミノカルボン酸ナトリウ
ム塩を30mg/lの濃度にし、これに100mg/l
の濃度の活性汚泥を添加し、25℃で二週間生分解性試
験を実施した。その結果、ヒドロキシアミノカルボン酸
は70%が分解された。
【0028】実施例2 エチレングリコール3.1gをピリジンに溶解し、これ
にトシルクロライド21.1gを加えて攪拌下一晩放置
した。一晩放置後、析出したピリジン塩酸塩をろ過する
ことで除去し、その後、過剰のピリジンを減圧下留去す
ることでエチレングリコールトシルエステルとした。こ
のエチレングリコールトシルエステルにD,L−セリン
11.6gを加え、80℃に加熱、攪拌下NaOH水溶
液を滴下した。この反応液のpHを10.0に保つよう
にNaOH水溶液を添加し、20時間反応を行なった。
反応終了後、氷冷下、希塩酸を添加することでヒドロキ
シアミノカルボン酸を得た(収率21%)。
【0029】比較例1 市販のキレート剤であるエチレンジアミン四酢酸(ED
TA)を実施例1と同様の方法で生分解性試験を実施し
たところ、EDTAは殆ど分解されなかった。
【0030】
【発明の効果】本発明はキレート能力の高い新規な生分
解性のキレート剤を提供するものであり、極めて有意義
である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示されるヒドロキシ
    アミノカルボン酸。 【化1】 (式中、Xは水素原子又はカチオンを表す)
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のヒドロキシアミノカル
    ボン酸を含んで成るキレート剤。
  3. 【請求項3】 ジハロエタンとセリンを反応させること
    を特徴とする請求項1に記載のヒドロキシアミノカルボ
    ン酸の製造法。
  4. 【請求項4】 エチレングリコールとセリンを反応させ
    ることを特徴とする請求項1に記載のヒドロキシアミノ
    カルボン酸の製造法。
  5. 【請求項5】 エチレングリコールエステルとセリンを
    反応させることを特徴とする請求項1に記載のヒドロキ
    シアミノカルボン酸の製造法。
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