JP2008138089A - Manufacturing method of (meth)acrylamide polymer of high quality - Google Patents

Manufacturing method of (meth)acrylamide polymer of high quality Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a (meth)acrylamide polymer of high quality in a short polymerization time, that is, at a high polymerization rate. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the acrylamide polymer comprises homopolymerizing or copolymerizing (meth)acrylamide having a phosphorus concentration of at most 20 ppm, or copolymerizing (meth)acrylamide with at least one unsaturated monomer copolymerizable with (meth)acrylamide. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体を製造する方法に関する。より詳しくは、本発明は、(メタ)アクリルアミド中のリン濃度を特定量以下とすることにより、高い重合速度で高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a high-quality (meth) acrylamide polymer. More specifically, the present invention relates to a method for producing a high-quality (meth) acrylamide polymer at a high polymerization rate by setting the phosphorus concentration in (meth) acrylamide to a specific amount or less.

アクリルアミド系重合体は、紙力増強剤、凝集剤などに幅広く利用されている。近年、この(メタ)アクリルアミド系重合体の原料である(メタ)アクリルアミドを製造する方法として、反応条件が温和であり、副生成物も極めて少ないなどの利点を有するため、銅触媒に代えて微生物触媒を用いる方法が注目されている。この方法では、微生物に含まれる酵素ニトリルヒドラターゼにより、(メタ)アクリロニトリルが水和されて(メタ)アクリルアミドに変換される。   Acrylamide polymers are widely used for paper strength enhancers, flocculants and the like. In recent years, as a method for producing (meth) acrylamide, which is a raw material for this (meth) acrylamide polymer, it has advantages such as mild reaction conditions and very few by-products. A method using a catalyst has attracted attention. In this method, (meth) acrylonitrile is hydrated and converted to (meth) acrylamide by the enzyme nitrile hydratase contained in the microorganism.

しかしながら、原料のアクリロニトリル中に青酸およびオキサゾールなどの不純物が含まれていると、微生物触媒に含まれるニトリルヒドラターゼの活性は低下することが知られていた。また、上記不純物を含むアクリロニトリルから製造されたアクリルアミドは品質が悪く、これを単量体として用いる場合は、高い水溶性および高分子量を有し、凝集性能に優れた高品質の重合体は得られないことも知られていた。   However, it has been known that when impurities such as hydrocyanic acid and oxazole are contained in the raw material acrylonitrile, the activity of nitrile hydratase contained in the microbial catalyst is lowered. In addition, acrylamide produced from acrylonitrile containing the above impurities has poor quality, and when it is used as a monomer, a high-quality polymer having high water solubility and high molecular weight and excellent agglomeration performance can be obtained. It was also known not to.

このため、例えば、特許文献1では、青酸濃度を低減したアクリロニトリルを用いて、ニトリルヒドラターゼの失活を抑制し、アクリルアミドの生産性の向上が図られている。ここでは、青酸濃度を低減する方法として、イオン交換樹脂を用いる方法、青酸を金属錯体として除去する方法、アルカリ条件下でアクリロニトリルに青酸を付加して除去する方法が開示されている。   For this reason, for example, in Patent Document 1, acrylonitrile having a reduced hydrocyanic acid concentration is used to suppress the deactivation of nitrile hydratase, thereby improving the productivity of acrylamide. Here, as a method for reducing the concentration of hydrocyanic acid, a method using an ion exchange resin, a method of removing hydrocyanic acid as a metal complex, and a method of removing hydronitrile by adding hydrocyanic acid under alkaline conditions are disclosed.

また、特許文献2では、青酸とともにオキサゾール濃度を低減したアクリロニトリルを原料として、高品質のアクリルアミド系重合体を得る試みがされている。オキサゾール濃度を低減する方法として、イオン交換樹脂を用いる方法、精製蒸留による方法が開示されている。
特開平11−123098号公報 国際公開第2004/004847号パンフレット
In Patent Document 2, an attempt is made to obtain a high-quality acrylamide polymer using acrylonitrile having a reduced oxazole concentration as well as hydrocyanic acid as a raw material. As a method for reducing the oxazole concentration, a method using an ion exchange resin and a method using purified distillation are disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-123098 International Publication No. 2004/004847 Pamphlet

しかしながら、アクリロニトリル中に含まれる青酸およびオキサゾールの量を低減するのみでは、アクリルアミドを重合する際の重合速度が低下するという問題がある。
本発明の目的は、高い重合速度で高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体を製造する方法を提供することにある。
However, merely reducing the amounts of cyanic acid and oxazole contained in acrylonitrile has a problem that the polymerization rate when polymerizing acrylamide is lowered.
An object of the present invention is to provide a method for producing a high-quality (meth) acrylamide polymer at a high polymerization rate.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、(メタ)アクリルアミド中のリンの濃度を20ppm以下とすることにより、高い重合速度で高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体が得られることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a high-quality (meth) acrylamide polymer at a high polymerization rate by setting the concentration of phosphorus in (meth) acrylamide to 20 ppm or less. I found out that

すなわち、本発明の(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法は、
リンの濃度が20ppm以下である(メタ)アクリルアミドを単独重合もしくは共重合、または該(メタ)アクリルアミドを、(メタ)アクリルアミドと共重合可能な少なくと
も一種の不飽和単量体と共重合することを特徴とする。
That is, the production method of the (meth) acrylamide polymer of the present invention is:
Homopolymerization or copolymerization of (meth) acrylamide having a phosphorus concentration of 20 ppm or less, or copolymerization of (meth) acrylamide with at least one unsaturated monomer copolymerizable with (meth) acrylamide; Features.

上記(メタ)アクリルアミドは、水性媒体中で、(メタ)アクリロニトリルを、ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒により水和反応させて得られる(メタ)アクリルアミドであることが好ましい。   The (meth) acrylamide is preferably (meth) acrylamide obtained by hydration reaction of (meth) acrylonitrile with a microbial catalyst containing nitrile hydratase in an aqueous medium.

上記(メタ)アクリルアミドは、上記水和反応により得られた反応液を陰イオン交換樹脂により処理して、リンの濃度が20ppm以下に低減された(メタ)アクリルアミドであることが好ましい。   The (meth) acrylamide is preferably (meth) acrylamide in which the reaction liquid obtained by the hydration reaction is treated with an anion exchange resin to reduce the phosphorus concentration to 20 ppm or less.

本発明に係る(メタ)アクリルアミド系重合体は、上記(メタ)アクリルアミド系重合体を製造する方法によって得られることを特徴とする。   The (meth) acrylamide polymer according to the present invention is obtained by the method for producing the (meth) acrylamide polymer.

本発明によれば、高い重合速度で高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体が製造できる。特に、アクリルアミド系重合体の場合は、優れた水溶性および高分子量を有し、凝集性能に優れた重合体が高い重合速度で得られる。   According to the present invention, a high-quality (meth) acrylamide polymer can be produced at a high polymerization rate. In particular, in the case of an acrylamide polymer, a polymer having excellent water solubility and high molecular weight and excellent aggregation performance can be obtained at a high polymerization rate.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法では、リンの濃度が20ppm以下である(メタ)アクリルアミドを用いる。この(メタ)アクリルアミドは、(メタ)アクリロニトリルを銅系の触媒により水和反応させて製造してもよいし、また、水性媒体中で、(メタ)アクリロニトリルを、ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒により水和反応させて製造してもよい。以下に、微生物触媒により水和反応させて得られる(メタ)アクリルアミドの製造方法について具体的に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the method for producing a (meth) acrylamide polymer according to the present invention, (meth) acrylamide having a phosphorus concentration of 20 ppm or less is used. This (meth) acrylamide may be produced by hydration reaction of (meth) acrylonitrile with a copper-based catalyst, or (meth) acrylonitrile in an aqueous medium by a microbial catalyst containing nitrile hydratase. It may be produced by a hydration reaction. Below, the manufacturing method of (meth) acrylamide obtained by carrying out a hydration reaction with a microbial catalyst is demonstrated concretely.

<水性媒体>
本発明に用いられる水性媒体とは、水;または、リン酸塩等の緩衝剤、硫酸塩、炭酸塩等の無機塩、アルカリ金属の水酸化物、アミド化合物などを適当な濃度で溶解させた水溶液を意味する。また、上記水性媒体には、後述するように、アクリロニトリルおよび微生物触媒が水溶液などの状態で添加されるときは、これらの水溶液なども含む。
<Aqueous medium>
The aqueous medium used in the present invention is water; or a buffer such as a phosphate, an inorganic salt such as a sulfate or carbonate, an alkali metal hydroxide, an amide compound or the like dissolved in an appropriate concentration. An aqueous solution is meant. Further, as will be described later, when the acrylonitrile and the microbial catalyst are added in the state of an aqueous solution, the aqueous medium includes these aqueous solutions.

本発明に用いられる(メタ)アクリルアミドのリンの濃度は20ppm以下であり、好ましくは10ppm以下であり、より好ましくは2ppm以下であることが望ましい。本明細書において、リンの濃度とは、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -などとして(メタ)
アクリルアミドに含まれるリンの濃度をすべて合計した量をいう。また、リンの濃度が20ppm以下である(メタ)アクリルアミドとは、(メタ)アクリルアミド1kg中に含まれるリンの量が20mg以下であることを意味する。
The phosphorus concentration of (meth) acrylamide used in the present invention is 20 ppm or less, preferably 10 ppm or less, more preferably 2 ppm or less. In this specification, the concentration of phosphorus means (meta) as PO 4 3− , HPO 4 2− , H 2 PO 4 −, etc.
This is the total amount of phosphorus contained in acrylamide. The (meth) acrylamide having a phosphorus concentration of 20 ppm or less means that the amount of phosphorus contained in 1 kg of (meth) acrylamide is 20 mg or less.

なお、上記(メタ)アクリルアミド中におけるリンの濃度の測定方法は、IPC発光分析により測定を行うことができる。
リンの濃度が上記の範囲に抑えられている(メタ)アクリルアミドを用いると、高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体が高い重合速度で製造できる。アクリルアミド系重合体の場合は、優れた水溶性および高分子量を有し、凝集性能に優れた重合体が高い重合速度で得られる。
In addition, the measuring method of the density | concentration of the phosphorus in the said (meth) acrylamide can be measured by IPC emission spectrometry.
When (meth) acrylamide whose phosphorus concentration is suppressed within the above range is used, a high-quality (meth) acrylamide polymer can be produced at a high polymerization rate. In the case of an acrylamide polymer, a polymer having excellent water solubility and high molecular weight and excellent aggregation performance can be obtained at a high polymerization rate.

上記(メタ)アクリルアミド中のリンの濃度を20ppm以下とする方法は特に限定されない。上記(メタ)アクリルアミド中のリンは、例えば、後述するように、上記水和反応に用いられる水性媒体のpHを調整するために用いられるリン酸塩、微生物の培養液の
pHを調整するために用いられるリン酸塩などに由来する。したがって、上記水性媒体のpHを調整するために用いられるリン酸塩については、例えば、リンが上記の濃度以下となるように調整して添加すればよい。また、上記培養液に用いられるリン酸塩については、例えば、微生物の培養終了後に、微生物を含む培養液を、生理食塩水で洗浄する方法により低減できる。また、微生物の培養終了後に、微生物を含む培養液を、イオン交換樹脂と接触させてリン酸イオンを除去してもよい。上記イオン交換樹脂としては、例えば、陰イオン交換樹脂などが挙げられる。
The method for setting the concentration of phosphorus in the (meth) acrylamide to 20 ppm or less is not particularly limited. The phosphorus in the (meth) acrylamide is, for example, a phosphate used for adjusting the pH of the aqueous medium used for the hydration reaction, and the pH of the microorganism culture solution, as will be described later. Derived from the phosphate used. Therefore, the phosphate used for adjusting the pH of the aqueous medium may be adjusted and added so that phosphorus is not more than the above concentration, for example. Moreover, about the phosphate used for the said culture solution, after completion | finish of culture | cultivation of microorganisms, it can reduce by the method of wash | cleaning the culture solution containing microorganisms with a physiological saline, for example. Moreover, after culturing microorganisms, a culture solution containing microorganisms may be contacted with an ion exchange resin to remove phosphate ions. Examples of the ion exchange resin include anion exchange resins.

また、後述する水和反応により得られた反応液を陰イオン交換樹脂により処理して、該反応液に含まれる(メタ)アクリルアミド中のリンの濃度を20ppm以下に低減することが好ましい。   Moreover, it is preferable to reduce the concentration of phosphorus in (meth) acrylamide contained in the reaction solution to 20 ppm or less by treating a reaction solution obtained by a hydration reaction described later with an anion exchange resin.

<(メタ)アクリロニトリル>
本発明においては、市販されている(メタ)アクリロニトリルを適宜用いればよい。(メタ)アクリロニトリルは、あらかじめ(メタ)アクリロニトリル水溶液としておき、上記水和反応に用いてもよい。
<(Meth) acrylonitrile>
In the present invention, commercially available (meth) acrylonitrile may be used as appropriate. (Meth) acrylonitrile may be previously prepared as a (meth) acrylonitrile aqueous solution and used in the hydration reaction.

<ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒>
本発明に用いられるニトリルヒドラターゼを含む微生物は、ニトリルヒドラターゼを産生する微生物であれば特に制限されない。ここで、ニトリルヒドラターゼとは、(メタ)アクリロニトリルを水和させて(メタ)アクリルアミドを生成する能力を有する酵素である。
<Microbial catalyst containing nitrile hydratase>
The microorganism containing nitrile hydratase used in the present invention is not particularly limited as long as it is a microorganism producing nitrile hydratase. Here, nitrile hydratase is an enzyme having the ability to hydrate (meth) acrylonitrile to produce (meth) acrylamide.

上記微生物としては、例えば、ノカルディア(Nocardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、バチルス(Bacillus)属、好熱性のバチルス属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ロドクロウス(rhodochrous)種に代表されるロドコッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacter)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウム(Rhizobium)属、ク
レブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwinia)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Citrobacter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、サーモフィラ(thermophila)種に代表されるシュードノカルディア(Pseudonocardia)属に属する微生物などが挙げられる。これらの微生物は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the microorganism include Nocardia, Corynebacterium, Bacillus, thermophilic Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, and Rhodochrous. ) Species represented by Rhodococcus genus, Acinetobacter genus, Xanthobacter genus, Streptomyces genus, Rhizobium genus, Klebsiella genus, Enterobacter genus ) Genus, Erwinia genus, Aeromonas genus, Citrobacter genus, Achromobacter genus, Agrobacterium genus, and Thermophila species Examples include microorganisms belonging to the genus Pseudonocardia. These microorganisms may be used alone or in combination of two or more.

また、上記微生物には、該微生物からクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で発現させた形質転換体も含まれる。なお、ここでいう任意の宿主としては、大腸菌(Escherichia coli);枯草菌(Bacillus subtilis)等のバチルス属菌;酵母、放線
菌等の他の微生物菌株などが挙げられる。上記菌株としては、具体的には、MT−10822(本菌株は、1996年2月7日に茨城県つくば市東1丁目1番3号の通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(現:独立行政法人産業技術総合研究所、特許生物寄託センター))に受託番号FERM BP−5785として、特許手続き上の微生物の寄託
の国際的承認に関するブダペスト条約に基づいて寄託されている。)が挙げられる。
In addition, the microorganism includes a transformant in which the nitrile hydratase gene cloned from the microorganism is expressed in an arbitrary host. In addition, as arbitrary hosts here, Escherichia coli (Escherichia coli); Bacillus genus bacteria, such as Bacillus subtilis; Other microbial strains, such as yeast and actinomycetes, etc. are mentioned. Specifically, as the above strain, MT-10822 (this strain is the 1st-3 East 1-chome, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture on February 7, 1996, Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Technology, Ministry of International Trade and Industry (currently : The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) and the Patent Biological Deposit Center)) under the deposit number FERM BP-5785 based on the Budapest Treaty concerning the international recognition of the deposit of microorganisms in the patent procedure. ).

また、組換えDNA技術を用いて、酵素の構成アミノ酸の1個または2個以上を他のアミノ酸で置換、欠失、削除または挿入し、アクリルアミド耐性、アクリロニトリル耐性および温度耐性を向上した変異型のニトリルヒドラターゼを発現させた形質転換体も、本発明でいう微生物に含まれる。   In addition, using recombinant DNA technology, one or more of the constituent amino acids of the enzyme is replaced, deleted, deleted or inserted with other amino acids to improve acrylamide resistance, acrylonitrile resistance and temperature resistance. A transformant expressing nitrile hydratase is also included in the microorganism referred to in the present invention.

本発明に用いられるニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒には、上記のような微生物を培養して得られた微生物菌体のほか、上記微生物菌体の抽出物、上記微生物菌体の磨砕
物、該抽出物または該磨砕物のニトリルヒドラターゼ活性画分を分離精製して得られる分離物、該微生物菌体、該菌体の抽出物、該菌体の磨砕物、該後分離物等を適当な担体を用いて固定化した固定化物などの菌体処理物も含まれる。これらは、1種類を用いてもよく、2種類以上を同時に用いてもよく、また、交互に用いてもよい。さらに、上記ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒には、これらのうち少なくとも1つを含む水溶液、緩衝液等の溶液、これらのうち少なくとも1つを含む懸濁液なども含まれる。これら微生物触媒の使用形態は、ニトリルヒドラターゼの安定性、生産規模などにより適宜選択すればよい。
The microbial catalyst containing nitrile hydratase used in the present invention includes, in addition to the microbial cells obtained by culturing the above-mentioned microorganisms, an extract of the microbial cells, a ground product of the microbial cells, Appropriate isolates obtained by separating and purifying the nitrile hydratase activity fraction of the extract or the ground product, the microbial cells, the extract of the cells, the ground product of the cells, the subsequent isolates, etc. Also included is a treated product of cells such as an immobilized product immobilized using a carrier. One of these may be used, two or more of them may be used simultaneously, or may be used alternately. Furthermore, the microbial catalyst containing the nitrile hydratase includes an aqueous solution containing at least one of them, a solution such as a buffer solution, and a suspension containing at least one of them. The use form of these microbial catalysts may be appropriately selected depending on the stability of nitrile hydratase, the production scale, and the like.

上記のような微生物は、公知の方法によって調製すればよい。例えば、LB培地、M9培地などの液体培地に該微生物を植菌した後、適当な培養温度(通常20℃〜50℃であるが、好熱菌の場合は50℃以上であってもよい)で生育させ、次いで、該微生物を遠心分離によって培養液より分離、回収して得られる。   What is necessary is just to prepare the above microorganisms by a well-known method. For example, after inoculating the microorganism in a liquid medium such as LB medium or M9 medium, an appropriate culture temperature (usually 20 ° C. to 50 ° C., but in the case of thermophilic bacteria, it may be 50 ° C. or higher) The microorganism is then separated from the culture medium by centrifugation and collected.

<水和反応>
上記水和反応による(メタ)アクリルアミドの製造は常法により行われるが、例えば、以下のように実施できる。
<Hydration reaction>
The production of (meth) acrylamide by the hydration reaction is carried out by a conventional method, and can be carried out, for example, as follows.

本発明において、上記水性媒体中の(メタ)アクリロニトリルの濃度は、反応開始時において該(メタ)アクリロニトリルの飽和濃度以上の濃度である。その濃度の上限は特に制限されるものではないが、大過剰の(メタ)アクリロニトリルの供給は、反応を完結させるために多くの触媒量、過大な容積を有する反応器、および除熱のための過大な熱交換器などが必要となり、設備面での経済的負担が大きくなる。このため、(メタ)アクリロニトリルの供給濃度としては、それが全て対応する(メタ)アクリルアミドに転化したときにその理論的な生成液濃度が、アクリルアミドの場合は、40〜80重量%の範囲となるように供給することが好ましく、より具体的には水1重量部に対しアクリロニトリルを0.4〜1.5重量部の範囲で供給することが好ましい。また、メタクリルアミドの場合は、その理論的生成液濃度が、10〜40重量%の範囲となるように供給することが好ましく、より具体的には水1重量部に対しメタクリロニトリルを0.08〜0.5重量部の範囲で供給することが好ましい。   In the present invention, the concentration of (meth) acrylonitrile in the aqueous medium is a concentration higher than the saturated concentration of (meth) acrylonitrile at the start of the reaction. The upper limit of the concentration is not particularly limited, but the supply of a large excess of (meth) acrylonitrile is necessary to complete the reaction with a large amount of catalyst, a reactor having an excessive volume, and heat removal. An excessive heat exchanger or the like is required, which increases the economic burden on the facilities. For this reason, as the supply concentration of (meth) acrylonitrile, when it is all converted to the corresponding (meth) acrylamide, the theoretical product solution concentration is in the range of 40 to 80% by weight in the case of acrylamide. More specifically, it is preferable to supply acrylonitrile in an amount of 0.4 to 1.5 parts by weight with respect to 1 part by weight of water. In the case of methacrylamide, it is preferable to supply such that the theoretical product concentration is in the range of 10 to 40% by weight. More specifically, methacrylonitrile is preferably added in an amount of 0.1% by weight with respect to 1 part by weight of water. It is preferable to supply in the range of 08 to 0.5 parts by weight.

上記微生物触媒の使用量は、反応条件、触媒の種類、その形態により適宜決定すればよいが、該乾燥菌体重量換算で、水性媒体に対し通常10〜50000重量ppm、好ましくは50〜30000重量ppmである。   The amount of the microbial catalyst used may be appropriately determined depending on the reaction conditions, the type of catalyst, and the form thereof, but in terms of the dry cell weight, it is usually 10 to 50000 ppm by weight, preferably 50 to 30000 wt. ppm.

また、上記水和反応での反応時間は、触媒の使用量および温度などの条件にも依存するが、通常1〜80時間の範囲であり、好ましくは2〜40時間の範囲である。上記水和反応は、通常、常圧で行われるが、水性媒体中へのニトリル化合物の溶解度を高めるために加圧下で行ってもよい。反応温度は、水性媒体の氷点以上であれば特に制限されないが、通常0〜50℃の範囲で、好ましくは10〜40℃の範囲で行うことが望ましい。また、上記水和反応での水性媒体のpHは特に制限されず、ニトリルヒドラターゼの活性が維持されていればよいが、好ましくはpH6〜10の範囲であり、より好ましくはpH7〜9の範囲であることが望ましい。上記水和反応は、生成物が反応液中に晶出したスラリー状態で行ってもよく、また、回分式、連続式のいずれで行ってもよい。   The reaction time in the hydration reaction is usually in the range of 1 to 80 hours, preferably in the range of 2 to 40 hours, although it depends on conditions such as the amount of catalyst used and the temperature. The hydration reaction is usually performed at normal pressure, but may be performed under pressure in order to increase the solubility of the nitrile compound in the aqueous medium. The reaction temperature is not particularly limited as long as it is at or above the freezing point of the aqueous medium, but it is usually in the range of 0 to 50 ° C, preferably in the range of 10 to 40 ° C. The pH of the aqueous medium in the hydration reaction is not particularly limited as long as the activity of the nitrile hydratase is maintained, but is preferably in the range of pH 6 to 10, more preferably in the range of pH 7 to 9. It is desirable that The hydration reaction may be performed in a slurry state where the product is crystallized in the reaction solution, or may be performed either batchwise or continuously.

なお、製造された(メタ)アクリルアミドを、例えば、濃縮、イオン交換、晶析、活性炭処理などの方法によって処理してもよい。
上記のような製造方法により、高品質の(メタ)アクリルアミドが得られる。すなわち、得られた(メタ)アクリルアミドにおいては、上述したリンの濃度の低減方法を適宜用いることにより、リンの濃度が20ppm以下に低減されている。
In addition, you may process manufactured (meth) acrylamide by methods, such as concentration, ion exchange, crystallization, activated carbon treatment, for example.
High-quality (meth) acrylamide is obtained by the production method as described above. That is, in the obtained (meth) acrylamide, the phosphorus concentration is reduced to 20 ppm or less by appropriately using the above-described method for reducing the phosphorus concentration.

<(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法>
本発明の(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法では、上記のようにして得られた(メタ)アクリルアミドを単独重合もしくは共重合、または該(メタ)アクリルアミドを、(メタ)アクリルアミドと共重合可能な少なくとも一種の不飽和単量体と共重合する。
<Method for producing (meth) acrylamide polymer>
In the method for producing a (meth) acrylamide polymer of the present invention, the (meth) acrylamide obtained as described above can be homopolymerized or copolymerized, or the (meth) acrylamide can be copolymerized with (meth) acrylamide. Copolymerized with at least one unsaturated monomer.

(メタ)アクリルアミドと共重合可能な不飽和単量体としては、
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸およびそれらの塩;
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸およびそれらの塩;
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレートアクリル酸などの(メタ)アクリル酸のアルキルアミノアルキルエステル、またはそれらの第4級アンモニウム誘導体;
N−N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのN−N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、またはそれらの4級アンモニウム誘導体;
アセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミドなどの親水性アクリルアミド;
N−アクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルモルホリン;
ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート;
メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン;N,N−ジ−n−プロピルアクリルアミド、N−n−ブチルアクリルアミド、N−n−ヘキシルアクリルアミド、N−n−ヘキシルメタクリルアミド、N−n−オクチルアクリルアミド、N−n−オクチルメタクリルアミド、N−tert−オクチルアクリルアミド、N−ドデシルアクリルアミド、N−n−ドデシルメタクリルアミドなどのN−アルキル(メタ)アクリルアミド誘導体;
N,N−ジグリシジルアクリルアミド、N,N−ジグリシジルメタクリルアミド、N−(4−グリシドキシブチル)アクリルアミド、N−(4−グリシドキシブチル)メタクリルアミド、N−(5−グリシドキシペンチル)アクリルアミド、N−(6−グリシドキシヘキシル)アクリルアミドなどのN−(ω−グリシドキシアルキル)(メタ)アクリルアミド誘導体;
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート誘導体;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィン類、スチレン、αメチルスチレン、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられる。
As an unsaturated monomer copolymerizable with (meth) acrylamide,
Unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and their salts;
Vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, acrylamidomethylpropane sulfonic acid and their salts;
Alkylaminoalkyl esters of (meth) acrylic acid such as N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate acrylic acid, or their quaternary ammonium derivatives;
N—N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides such as N—N-dimethylaminopropyl methacrylamide, N, N-dimethylaminopropyl acrylamide, or quaternary ammonium derivatives thereof;
Hydrophilic acrylamides such as acetone acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-propylacrylamide;
N-acryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidine, N-acryloylmorpholine;
Hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate;
Methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone; N, N-di-n-propylacrylamide, Nn-butylacrylamide, Nn-hexylacrylamide, Nn-hexylmethacrylamide, N -N-alkyl (meth) acrylamide derivatives such as n-octylacrylamide, Nn-octylmethacrylamide, N-tert-octylacrylamide, N-dodecylacrylamide, Nn-dodecylmethacrylamide;
N, N-diglycidylacrylamide, N, N-diglycidylmethacrylamide, N- (4-glycidoxybutyl) acrylamide, N- (4-glycidoxybutyl) methacrylamide, N- (5-glycidoxy N- (ω-glycidoxyalkyl) (meth) acrylamide derivatives such as pentyl) acrylamide, N- (6-glycidoxyhexyl) acrylamide;
(Meth) acrylate derivatives such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate;
Examples include olefins such as acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, propylene, and butene, styrene, α-methylstyrene, butadiene, and isoprene.

これら単量体は、1種単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい。また、アクリルアミドおよびメタクリルアミドとこれら他の不飽和単量体とを共重合してもよい。
(メタ)アクリルアミドとこれら不飽和単量体とを共重合する場合の混合比率については特に制限はないが、通常(メタ)アクリルアミド100モルに対して、不飽和単量体が100モル以下であり、好ましくは50モル以下である。
These monomers may be used alone or in combination of two or more. Further, acrylamide and methacrylamide may be copolymerized with these other unsaturated monomers.
There is no particular limitation on the mixing ratio in the case of copolymerizing (meth) acrylamide and these unsaturated monomers, but usually the unsaturated monomer is 100 mol or less with respect to 100 mol of (meth) acrylamide. , Preferably it is 50 mol or less.

上記(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法は特に限定されず、水溶液重合、乳化重合などの周知の方法で行われるが、ラジカル重合開始剤を用いた水溶液重合が好適に用
いられる。水溶液重合の場合は、通常、(メタ)アクリルアミドと必要に応じて添加する不飽和単量体との合計濃度を5〜90重量%とすることが好ましい。
The method for producing the (meth) acrylamide polymer is not particularly limited and is performed by a known method such as aqueous solution polymerization or emulsion polymerization, and aqueous solution polymerization using a radical polymerization initiator is preferably used. In the case of aqueous solution polymerization, it is usually preferable that the total concentration of (meth) acrylamide and the unsaturated monomer added as necessary is 5 to 90% by weight.

重合開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤が用いられ、具体的には、
過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(4−アミジノプロパン)2塩酸塩、4
,4'−アゾビス(4−シアノバレリアン酸ナトリウム)等のアゾ系遊離基開始剤;上記
過酸化物と、重亜硫酸ナトリウム、トリエタノールアミン、硫酸第一鉄アンモニウム等の還元剤とを併用するいわゆるレドックス系触媒などが挙げられる。
As the polymerization initiator, for example, a radical polymerization initiator is used, and specifically,
Peroxides such as potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide; azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-amidinopropane) dihydrochloride, 4
Azo free radical initiator such as 4,4′-azobis (sodium 4-cyanovalerate); a so-called combination of the above peroxide and a reducing agent such as sodium bisulfite, triethanolamine, ferrous ammonium sulfate, etc. Redox-based catalysts are exemplified.

上記した重合開始剤は1種単独で用いてもよいが、2種以上併用してもよい。重合開始剤の量は、通常、単量体の総重量に対し、0.001〜5重量%の範囲である。
重合温度は、単一重合開始剤の場合には、通常−10〜120℃の範囲であり、レドックス系重合開始剤の場合の重合開始温度は、通常0〜90℃の範囲である。また、重合温度は常に一定の温度に保つ必要はなく、重合の進行に伴い適宜変更してもよいが、通常は重合の進行に伴い、重合熱が発生して重合温度が上昇する傾向にあるため、必要に応じ、冷却する場合もある。
The above polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. The amount of the polymerization initiator is usually in the range of 0.001 to 5% by weight based on the total weight of the monomers.
In the case of a single polymerization initiator, the polymerization temperature is usually in the range of −10 to 120 ° C., and in the case of the redox polymerization initiator, the polymerization start temperature is usually in the range of 0 to 90 ° C. Further, the polymerization temperature does not always need to be maintained at a constant temperature, and may be appropriately changed as the polymerization proceeds. Usually, however, the polymerization temperature tends to increase as the polymerization proceeds. Therefore, it may be cooled as necessary.

重合時の雰囲気は特に限定はないが、重合を速やかに進行する観点からは、例えば窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で重合することが好ましい。
重合時間は特に限定はないが、通常1〜20時間の範囲である。
The atmosphere during the polymerization is not particularly limited, but from the viewpoint of rapidly proceeding the polymerization, it is preferable to carry out the polymerization in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
The polymerization time is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20 hours.

また重合時の水溶液のpHも特に限定はないが、必要に応じpHを調整して重合してもよい。その場合使用可能なpH調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどのアルカリ;硫酸、塩酸などの鉱酸;蟻酸、酢酸等の有機酸などが挙げられる。   The pH of the aqueous solution at the time of polymerization is not particularly limited, but polymerization may be carried out by adjusting the pH if necessary. Examples of pH adjusters that can be used in this case include alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia; mineral acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid; organic acids such as formic acid and acetic acid.

本発明により得られる重合体の分子量は特に制限はないが、通常10万〜5000万の範囲であり、好ましくは50万〜3000万の範囲である。
1000万以上、特に1500万程度の高分子量の重合体を得るためには、アクリルアミドおよび他の単量体の合計濃度、使用する重合開始剤の種類、その濃度、反応温度などを適宜調整すればよい。また、未反応アクリルアミドを例えば0.2重量%以下とするための方法としては、例えば、2種類以上の重合開始剤を異なった温度領域で作用させる方法などが挙げられる。
The molecular weight of the polymer obtained by the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 100,000 to 50 million, and preferably in the range of 500,000 to 30 million.
In order to obtain a polymer having a high molecular weight of 10 million or more, particularly about 15 million, the total concentration of acrylamide and other monomers, the type of polymerization initiator to be used, its concentration, the reaction temperature, etc. may be appropriately adjusted. Good. Moreover, as a method for making unreacted acrylamide into 0.2 weight% or less, for example, the method of making 2 or more types of polymerization initiators act in a different temperature range etc. are mentioned.

このようにして、高い重合速度で、高品質の(メタ)アクリルアミド系重合体が製造できる。また、アクリルアミド系重合体の場合は、優れた水溶性を有し、高分子量化も可能であり、紙力増強剤、凝集剤などに好適に用いられる。   In this way, a high-quality (meth) acrylamide polymer can be produced at a high polymerization rate. In the case of an acrylamide polymer, it has excellent water solubility and can have a high molecular weight, and is suitably used as a paper strength enhancer, a flocculant and the like.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例]
[ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒の調製]
特開2001−340091号の実施例1に記載の方法に従い、No.3クローン菌体を取得し、同じく、同実施例1の方法で培養してニトロリルヒドラターゼを含む湿菌体を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
[Example]
[Preparation of microbial catalyst containing nitrile hydratase]
In accordance with the method described in Example 1 of JP-A-2001-340091, no. Three clone cells were obtained and similarly cultured by the method of Example 1 to obtain wet cells containing nitrolyl hydratase.

[アクリルアミドの製造]
最終製品として、水溶液中のアクリルアミド濃度が50重量%の製品を得るため、以下の条件で反応を行った。
[Production of acrylamide]
In order to obtain a final product having an acrylamide concentration in the aqueous solution of 50% by weight, the reaction was performed under the following conditions.

第1反応器として攪拌器を備えた1Lガラス製フラスコ、第2反応器として内径5mmのテフロン(登録商標)製チューブ20mを準備した。第1反応器には、予め400gの水を仕込んだ。   A 1 L glass flask equipped with a stirrer was prepared as the first reactor, and a Teflon (registered trademark) tube 20 m having an inner diameter of 5 mm was prepared as the second reactor. The first reactor was charged with 400 g of water in advance.

上記の培養方法で得られた湿菌体を純水に懸濁した。第1反応器内を撹拌しながら、この懸濁液を、11g/hの速度で連続的にフィードした。アクリロニトリルは、32g/hの速度で、また、純水は37g/hの速度で連続的にフィードした。さらに反応pHが7.5〜8.5となるように、0.01%−リン酸緩衝水溶液をフィードした。これらの原料は、各々の貯槽から単独のラインで供給され、反応器内にフィードされるまで、他の原料に接触することはなかった。さらに、第1反応器の液面レベルを一定に保つように、反応液を第1反応器から80g/hの速度で連続的に抜き出し、第2反応器に連続的にフィードして、第2反応器内でさらに反応を進行させた。なお、湿菌体の添加量は、第1反応器のアクリロニトリル転化率が90%となるように調整を行った。   The wet cells obtained by the above culture method were suspended in pure water. The suspension was continuously fed at a rate of 11 g / h while stirring in the first reactor. Acrylonitrile was continuously fed at a rate of 32 g / h, and pure water was continuously fed at a rate of 37 g / h. Furthermore, 0.01% -phosphate buffer aqueous solution was fed so that reaction pH might be 7.5-8.5. These feeds were fed from each storage tank in a single line and did not come into contact with other feeds until fed into the reactor. Further, in order to keep the liquid level of the first reactor constant, the reaction solution is continuously withdrawn from the first reactor at a rate of 80 g / h, continuously fed to the second reactor, The reaction was allowed to proceed further in the reactor. The addition amount of the wet cells was adjusted so that the acrylonitrile conversion rate in the first reactor was 90%.

第1反応器および第2反応器とも10〜20℃の温度の水浴中に浸漬し、各反応器内部の液温が15℃となるように温度制御を行った。
運転を開始してから2日目に各反応器の反応液(反応液(I))をサンプリングし、以下のHPLC条件にて分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が90%、かつ第2反応器出口でのアクリルニトリル濃度が検出限界以下(100重量ppm以下)、アクリルアミド濃度が53.5重量%となった。
Both the first reactor and the second reactor were immersed in a water bath at a temperature of 10 to 20 ° C., and the temperature was controlled so that the liquid temperature inside each reactor was 15 ° C.
On the second day from the start of operation, the reaction solution (reaction solution (I)) of each reactor was sampled and analyzed under the following HPLC conditions. Conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor The ratio was 90%, the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (100 ppm by weight or less), and the acrylamide concentration was 53.5% by weight.

ここで分析条件は以下のとおりであった。
アクリルアミド分析条件:
高速液体クロマトグラフ装置:LC−10Aシステム(株式会社島津製作所製)
(UV検出器波長250nm、カラム温度40℃)
分離カラム :SCR-101H (株式会社島津製作所製)
溶離液 :0.05 %(容積基準)−リン酸水溶液
アクリロニトリル分析条件:
高速液体クロマトグラフ装置:LC−10Aシステム(株式会社島津製作所製)
(UV検出器波長200nm、カラム温度40℃)
分離カラム :Wakosil-II 5C18HG (和光純薬製)
溶離液 :7%(容積基準)−アセトニトリル、
0.1mM−酢酸、0.2mM−酢酸ナトリウムを
各濃度で含有する水溶液
アクリルアミド濃度は以下のようにして求めた。市販のアクリルアミドを、純水に溶解して、濃度既知のアクリルアミド水溶液を調製し、HPLCにおけるアクリルアミド濃度分析用検量線を作成した。これを用いて、被験液のHPLC分析時の面積値を、アクリルアミド濃度に換算した(絶対検量線法)。また、HPLC測定に用いる反応液の量は5μLであった。なお、各反応液の密度の影響はほとんどないため、このようにしてアクリルアミド濃度(重量%)が得られた。
Here, the analysis conditions were as follows.
Acrylamide analysis conditions:
High-performance liquid chromatograph: LC-10A system (manufactured by Shimadzu Corporation)
(UV detector wavelength 250nm, column temperature 40 ℃)
Separation column: SCR-101H (manufactured by Shimadzu Corporation)
Eluent: 0.05% (volume basis)-phosphoric acid aqueous solution acrylonitrile Analysis conditions:
High-performance liquid chromatograph: LC-10A system (manufactured by Shimadzu Corporation)
(UV detector wavelength 200nm, column temperature 40 ℃)
Separation column: Wakosil-II 5C18HG (Wako Pure Chemical Industries)
Eluent: 7% (volume basis)-acetonitrile,
0.1 mM acetic acid, 0.2 mM sodium acetate
Aqueous solution contained at each concentration The acrylamide concentration was determined as follows. A commercially available acrylamide was dissolved in pure water to prepare an acrylamide aqueous solution with a known concentration, and a calibration curve for acrylamide concentration analysis in HPLC was prepared. Using this, the area value at the time of HPLC analysis of the test solution was converted to acrylamide concentration (absolute calibration curve method). The amount of the reaction solution used for HPLC measurement was 5 μL. In addition, since there was almost no influence of the density of each reaction liquid, the acrylamide density | concentration (weight%) was obtained in this way.

この反応を2日目に分析を実施して以降さらに約4日間継続した。この約4日間で約7500gの反応液(反応液(I))が得られた。これに対し、活性炭(三倉化成(株)製
粉状活性炭PM−SX)を30g添加し、0.5重量%−アクリル酸水溶液160gを加えた後、1M−NaOH水溶液でpHを5に調整した。これを25℃で5時間撹拌したあと、濾紙にて濾過を行い、活性炭を除去した。その後、活性炭に付着したアクリルアミドを回収するため、300gの純水で活性炭を洗浄し、先の活性炭処理液と混合して、1M−NaOH水溶液で中和し、pHを7として約7900gの製品(反応液(II))を得た。この活性炭処理後の製品(反応液(II))中の最終アクリルアミド濃度は、50.6
重量%であった。なお、リンの濃度をICP発光分析法にて測定したところ、アクリルアミドに対するリンの濃度は160ppmであった。
The reaction was continued for about 4 days after the analysis was performed on the second day. In about 4 days, about 7500 g of a reaction solution (reaction solution (I)) was obtained. On the other hand, after adding 30 g of activated carbon (powdered activated carbon PM-SX manufactured by Mikura Kasei Co., Ltd.) and adding 160 g of 0.5 wt% -acrylic acid aqueous solution, the pH was adjusted to 5 with 1 M NaOH aqueous solution. . After stirring this at 25 degreeC for 5 hours, it filtered with the filter paper and removed activated carbon. Thereafter, in order to recover acrylamide adhering to the activated carbon, the activated carbon is washed with 300 g of pure water, mixed with the previous activated carbon treatment solution, neutralized with 1M NaOH aqueous solution, pH is 7, and about 7900 g of product ( Reaction liquid (II)) was obtained. The final acrylamide concentration in the product after the activated carbon treatment (reaction solution (II)) was 50.6.
% By weight. In addition, when the density | concentration of phosphorus was measured by the ICP emission spectrometry, the density | concentration of phosphorus with respect to acrylamide was 160 ppm.

さらに、予め1M−NaOH水溶液を用いてOH型にしておいた陰イオン交換樹脂であるレバチットMP500を200mL、ガラスカラムに充填し、これに、SV=1(1/h)の速度で反応液(II)を通液して、不純物を除去した。すなわち、反応液(II)に含まれる(メタ)アクリルアミド中のリンの濃度を低減させた。最後に、1M−硫酸で中和を行い、pHを7に調整して、約50重量%のアクリルアミド水溶液を得た。   Furthermore, 200 mL of an anion exchange resin that was previously made into an OH type using a 1M-NaOH aqueous solution was charged into a glass column, and the reaction liquid (SV = 1 (1 / h) was added thereto at a rate of SV = 1 (1 / h). II) was passed through to remove impurities. That is, the concentration of phosphorus in (meth) acrylamide contained in the reaction solution (II) was reduced. Finally, neutralization was performed with 1M-sulfuric acid, and the pH was adjusted to 7 to obtain an aqueous acrylamide solution of about 50% by weight.

〔リンの測定結果〕
得られたアクリルアミド水溶液をICP発光分析法にて測定したところ、該水溶液に含まれるアクリルアミドにおいて、アクリルアミドに対するリンの濃度は0.1ppm以下であった。
[Measurement results of phosphorus]
When the obtained acrylamide aqueous solution was measured by ICP emission spectrometry, the concentration of phosphorus relative to acrylamide in the acrylamide contained in the aqueous solution was 0.1 ppm or less.

[実施例1]
[アクリルアミド系重合体の製造]
上記の方法で得られたアクリルアミド水溶液に、水を加え濃度20重量%のアクリルアミド水溶液とした。この20重量%アクリルアミド水溶液500gを1Lポリエチレン容器に入れ、18℃に保ちながら、窒素を通じて液中の溶存酸素を除き、直ちに、発泡スチロール製の保温用ブロックの中に入れた。
[Example 1]
[Production of acrylamide polymer]
Water was added to the acrylamide aqueous solution obtained by the above method to obtain an acrylamide aqueous solution having a concentration of 20% by weight. 500 g of this 20 wt% acrylamide aqueous solution was placed in a 1 L polyethylene container, and while maintaining the temperature at 18 ° C., dissolved oxygen in the liquid was removed through nitrogen, and immediately placed in a heat insulating block made of polystyrene foam.

ついで、200×10-6mpm(アクリルアミドに対するモル比)の4,4’−アゾビス(4−シアノバレリアン酸ナトリウム)、200×10-6mpmのジメチルアミノプロピオニトリル、および80×10-6mpmの過硫酸アンモニウムを各々小量の水に溶解して、この順序に1Lポリエチレン容器中に素早く注入した。これらの試薬には、予め窒素ガスを通じておき、また、注入およびその前後には、上記ポリエチレン容器にも少量の窒素ガスを通じ、酸素ガスの混入を防止した。 Then, 200 × 10 −6 mpm (molar ratio to acrylamide) of 4,4′-azobis (sodium 4-cyanovalerate), 200 × 10 −6 mpm dimethylaminopropionitrile, and 80 × 10 −6 mpm Of ammonium persulfate were each dissolved in a small amount of water and quickly poured into a 1 L polyethylene container in this order. Nitrogen gas was previously passed through these reagents, and before and after injection, a small amount of nitrogen gas was also passed through the polyethylene container to prevent oxygen gas from being mixed.

試薬を注入すると、数分間の誘導期の後、ポリエチレン容器の内部の温度が上昇するのが認められたので窒素ガスの供給をとめた。約100分間、保温用ブロック中で、そのままの状態でポリエチレン容器を保持したところ、ポリエチレン容器の内部の温度が約70℃に達した。そこで、ポリエチレン容器を保温用ブロックから取りだし、97℃の水に2時間浸漬しさらに重合反応を進めた。その後冷水に浸漬して冷却し、重合反応を停止した。   When the reagent was injected, after the induction period of several minutes, the temperature inside the polyethylene container was observed to rise, so the supply of nitrogen gas was stopped. When the polyethylene container was held in the heat insulation block for about 100 minutes, the temperature inside the polyethylene container reached about 70 ° C. Therefore, the polyethylene container was taken out from the heat insulation block and immersed in water at 97 ° C. for 2 hours to further proceed the polymerization reaction. Thereafter, it was immersed in cold water and cooled to stop the polymerization reaction.

このようにして得られたアクリルアミドポリマーの含水ゲルをポリエチレン容器から取り出し、小塊にわけ、肉挽器ですりつぶした。このすりつぶしたアクリルアミドポリマーの含水ゲルを、100℃の熱風で2時間乾燥し、さらに、高速回転刃粉砕器で粉砕して乾燥粉末状のアクリルアミドポリマーを得た。   The water-containing gel of acrylamide polymer thus obtained was taken out from the polyethylene container, divided into small chunks and ground with a meat grinder. The ground gel containing acrylamide polymer was dried with hot air at 100 ° C. for 2 hours, and further pulverized with a high-speed rotary blade pulverizer to obtain a dry powdery acrylamide polymer.

得られた乾燥粉末状のアクリルアミドポリマーを篩にかけ、32〜42メッシュのポリマーを分取した。この分取したアクリルアミドポリマーを後述するアクリルアミドポリマーの試験法により評価した。評価結果を表1に示す。   The obtained dry powdery acrylamide polymer was passed through a sieve to fractionate a 32-42 mesh polymer. The fractionated acrylamide polymer was evaluated by the acrylamide polymer test method described later. The evaluation results are shown in Table 1.

[実施例2、3及び比較例1]
アクリルアミド中のリンの濃度が、それぞれ2、20、40ppmであるアクリルアミドを用いた他は実施例1と同様にして、アクリルアミドポリマーを製造した。なお、2ppmであるアクリルアミドは、前記「アクリルアミドの製造」で得られたアクリルアミド(純分)に対しリン酸二水素カリウムを8.7ppmとなるように添加し、さらに0.01%−水酸化ナトリウム水溶液でpHを7に調整して得た。20、40ppmであるアク
リルアミドもそれぞれ同様にして調製した。
[Examples 2 and 3 and Comparative Example 1]
An acrylamide polymer was produced in the same manner as in Example 1 except that acrylamide having a concentration of phosphorus in acrylamide of 2, 20, and 40 ppm was used. In addition, the acrylamide which is 2 ppm adds potassium dihydrogen phosphate so that it may become 8.7 ppm with respect to the acrylamide (pure part) obtained by said "manufacture of acrylamide", and also 0.01% -sodium hydroxide Obtained by adjusting the pH to 7 with an aqueous solution. Acrylamide at 20 and 40 ppm was prepared in the same manner.

評価結果を表1に示す。
[アクリルアミドポリマーの試験法]
上記ポリマーサンプル製造時の重合速度は最高温度に到達するまでの時間で評価した。
The evaluation results are shown in Table 1.
[Testing method for acrylamide polymer]
The polymerization rate during the production of the polymer sample was evaluated by the time required to reach the maximum temperature.

また、上記得られたポリマーサンプルの水溶性および標準粘度の評価を以下の方法で行った。
水溶性:水溶性は、1Lビーカーに水600mLを入れ、定められた形状の攪拌羽根で25℃で攪拌しながらポリマーサンプル0.66g(ポリアクリルアミド純分0.6g)を添加し、400rpmで2時間攪拌を行い、得られた溶液を150メッシュの金網で濾過し、不溶解分の多少と濾過性から、水溶性を判断した。即ち、完溶のものを◎、完溶に近いものを○、不溶解分があるが、それを濾別できるものを△、濾液の通過が遅く、不溶解分の濾過が事実上出来ないものを×とした。
In addition, the water solubility and standard viscosity of the obtained polymer sample were evaluated by the following methods.
Water solubility: Water solubility is 600 mL of water in a 1 L beaker, and 0.66 g of polymer sample (0.6 g of polyacrylamide pure content) is added while stirring at 25 ° C. with a stirring blade of a predetermined shape, and 2 at 400 rpm. Stirring was performed for a period of time, and the resulting solution was filtered through a 150-mesh wire mesh. In other words, ◎ is completely dissolved, ◯ is close to completely dissolved, there is an insoluble matter, △ is what can be filtered, △, slow passage of the filtrate, practically impossible to filter the insoluble matter Was marked with x.

標準粘度:上記の水溶性試験により得られる濾液は、濃度0.1重量%のポリマー水溶液であるが、これに1M濃度相当の塩化ナトリウムを加え、BL型粘度計でBLアダプターを用いて25℃、ローター回転数60rpmで粘度を測定した(標準粘度)。このような方法で得られる標準粘度は分子量に相関のある値として慣用される。   Standard viscosity: The filtrate obtained by the above water solubility test is a polymer aqueous solution having a concentration of 0.1% by weight. To this, sodium chloride corresponding to a concentration of 1M is added, and a BL type viscometer is used with a BL adapter at 25 ° C. The viscosity was measured at a rotor rotational speed of 60 rpm (standard viscosity). The standard viscosity obtained by such a method is conventionally used as a value correlated with the molecular weight.

Figure 2008138089
Figure 2008138089

Claims (4)

リンの濃度が20ppm以下である(メタ)アクリルアミドを単独重合もしくは共重合、または該(メタ)アクリルアミドを、(メタ)アクリルアミドと共重合可能な少なくとも一種の不飽和単量体と共重合して、(メタ)アクリルアミド系重合体を製造する方法。   (Meth) acrylamide having a phosphorus concentration of 20 ppm or less is homopolymerized or copolymerized, or the (meth) acrylamide is copolymerized with at least one unsaturated monomer copolymerizable with (meth) acrylamide, A method for producing a (meth) acrylamide polymer. 前記(メタ)アクリルアミドが、水性媒体中で、(メタ)アクリロニトリルを、ニトリルヒドラターゼを含む微生物触媒により水和反応させて得られる(メタ)アクリルアミドである請求項1に記載の(メタ)アクリルアミド系重合体を製造する方法。   The (meth) acrylamide system according to claim 1, wherein the (meth) acrylamide is (meth) acrylamide obtained by hydrating a (meth) acrylonitrile with a microbial catalyst containing nitrile hydratase in an aqueous medium. A method for producing a polymer. 前記(メタ)アクリルアミドが、前記水和反応により得られた反応液を陰イオン交換樹脂により処理して、リンの濃度が20ppm以下に低減された(メタ)アクリルアミドである請求項2に記載の(メタ)アクリルアミド系重合体を製造する方法。   The said (meth) acrylamide is a (meth) acrylamide by which the reaction liquid obtained by the said hydration reaction was processed with the anion exchange resin, and the density | concentration of phosphorus was reduced to 20 ppm or less. A method for producing a (meth) acrylamide polymer. 請求項1に記載の(メタ)アクリルアミド系重合体を製造する方法によって得られる(メタ)アクリルアミド系重合体。   A (meth) acrylamide polymer obtained by the method for producing the (meth) acrylamide polymer according to claim 1.
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