JP2009538293A - トリクロロガラクトスクロース製造のプロセスストリームからのジメチルホルムアミド及び他の溶媒の回収 - Google Patents
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Abstract
【課題】 プロセスストリームからDMF(ジメチルホルムアミド)を回収する、より効率的且つより便利な方法を考案する。
【解決手段】 本発明は、DMFを含有し、無機不純物を含有するか又は含有しない水性プロセスストリーム、具体的には、高甘味度甘味料であるトリクロロガラクトスクロース製造のプロセスストリームから、ジメチルホルムアミドに対する選択的な親和性を有する吸着材にDMFを吸着させ、その後、メタノールを含む適当な溶離剤による溶離により、DMFを純粋な形で溶離することによって、DMFを回収及び精製するための改良されたプロセスを有する。
【選択図】なし
【解決手段】 本発明は、DMFを含有し、無機不純物を含有するか又は含有しない水性プロセスストリーム、具体的には、高甘味度甘味料であるトリクロロガラクトスクロース製造のプロセスストリームから、ジメチルホルムアミドに対する選択的な親和性を有する吸着材にDMFを吸着させ、その後、メタノールを含む適当な溶離剤による溶離により、DMFを純粋な形で溶離することによって、DMFを回収及び精製するための改良されたプロセスを有する。
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Description
本発明は、トリクロロガラクトスクロース、すなわち1’−6’−ジクロロ−1’−6’−ジデオキシ−β−フルクトフラノシル−4−クロロ−4−デオキシ−ガラクトピラノシド(TGS)製造のプロセスストリームから、N−N−ジメチルホルムアミド(DMF)を回収する方法に関する。
TGS製造のプロセスストリームからDMFを回収するための最も経済的な方法が説明される。この方法においては、第3級アミドが親和性クロマトグラフィ樹脂に吸着される。その他の不純物は洗い流され、純粋なDMFが、適当な溶媒を用いて溶離される。
TGSの製造は、スクロースの第6位を保護することを含む。これは、まずスクロースを適当な溶媒に溶解することによって行われる。好適な溶媒は、N−N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド等の第3級アミドである。さらに、適当な6−O−保護されたスクロースエステルの形成後、ビルスマイヤー・ハック試薬(ビルスマイヤー試薬)を用いて塩素化が行われる。このビルスマイヤー試薬は、塩化チオニル、オキシ塩化リン、5塩化リン等の塩素化試薬を、N−N,ジメチルホルムアミド等の第3級アミドと反応させることによって生成される。この反応は、DMF自体が塩素化反応を実行するための溶媒として機能するように、DMFを余分に用いて行われる。
塩素化反応により、人工甘味料であるTGSが、様々な他の塩素化された糖誘導体を不純物として伴って形成される。TGSの単離時に得られる反応混合物から、溶媒であるDMFを回収する必要がある。DMFは、TGS製造のプロセスコストにおいてかなりのコスト要因である。不純物を含まず、また後続のバッチサイクルのために再利用可能な状態で溶媒を回収する経済的な溶媒回収方法は、プロセスデザインの一部を成す。このような溶媒回収方法は、公害防止の観点から、廃液中のDMF取り扱いの問題を回避するためにも必要である。
しかしながら、沸点が高く、80℃〜100℃より高い温度に加熱されると分解することが、DMF及び任意の第3級アミドの特性である。この特性により、従来の蒸留システムにおけるDMFの回収が困難になる。
DMFを真空下の低温で蒸留するか、又は高温で蒸留する場合、それに係るエネルギーコストは膨大となる。そのため、従来の蒸留プロセスによって、経済的にDMFを回収することは不可能に近い。
本発明の目的は、プロセスストリームからDMFを回収する、より効率的且つより便利な方法を考案することである。
[従来技術]
Navia他(1996a)の米国特許第5530106号、及びNavia他(1996b)の米国特許第5498709号は、水蒸気蒸留によって、TGS製造のプロセスストリームの他の構成成分からDMFを回収した。しかしながら、水蒸気蒸留によりDMFが完全に除去されるわけではないため、プロセスストリームに残留する反応物の量が大幅に増えてしまう。さらに、除去されたDMFをさらに回収する必要がある。
Navia他(1996a)の米国特許第5530106号、及びNavia他(1996b)の米国特許第5498709号は、水蒸気蒸留によって、TGS製造のプロセスストリームの他の構成成分からDMFを回収した。しかしながら、水蒸気蒸留によりDMFが完全に除去されるわけではないため、プロセスストリームに残留する反応物の量が大幅に増えてしまう。さらに、除去されたDMFをさらに回収する必要がある。
また、Ratnam他のPCT出願公開第2004/000142号により、振動薄膜乾燥機の利用を含む、温和な条件下で乾燥させることによるDMFの除去が達成されている。しかしながら、このプロセスでは、DMFは水溶液として回収され、この水溶液から再度純粋な形でDMFを回収するには、より高温での蒸留が用いられる。これにより、貴重な溶媒が無駄になってしまう。この出願の発明者によるもう1つの特許出願の発明の主題は、共沸蒸留に基づく改良された方法である。この方法は、プロセス流中に残留するDMFが5%となるまで蒸留を繰り返すことを含む。しかしながら、この方法は蒸留を繰り返すものであり、さらなる工程によって、共沸混合物からDMFを回収する必要がある。
より単純な、最小限の工程で完了することができるプロセス、及びDMFの純粋な形での回収の達成が非常に望ましい。
本発明の実施形態に係るプロセスは、第3級アミドを吸着材に選択的に吸着させることにより、プロセスストリームの他の水性成分及び無機成分からの第3級アミド、特にDMFの単離を達成する。吸着されない構成成分は洗い流され、第3級アミドは、非水性溶離溶媒によって上記吸着材から脱着される。この非水性溶離溶媒は、大気中又は減圧下での蒸留により、溶離された混合物から除去可能である。
第3級アミドを回収するために本発明を適用することができるプロセスストリームの1つの好適な具体例は、TGS製造のプロセスストリームからDMFを回収することを含む。この回収プロセスにおいて、DMFは、クロマトグラフカラム内の樹脂の床に吸着され、不純物は洗い流され、適当な溶媒を用いて純粋なDMFが溶離される。
上記親和性クロマトグラフィ樹脂は、DMFを含む有機溶媒を、水性成分及び/又は無機成分から選択的に/選好的に吸着可能な基を有する。また、本発明の実施形態は、適当な溶離剤を用いることにより、吸着された溶媒を純粋な形で溶離及び回収する。これにより、溶媒回収の直接的なエネルギーコストは劇的に低減され、回収される溶媒の質も、純度の高いものとなる。Diaion(三菱化学株式会社、日本、108−0014、東京都港区芝5丁目33−8)樹脂HP20は、本明細書に記載されるクロマトグラフィ樹脂の一例であり、プロセスストリームの水性成分及び/又は無機構成成分よりも優先して、第3級アミド、特にDMFに対する選択性を有する。
また、本発明の実施形態のような親和性クロマトグラフィを適用することにより、任意の他の有機合成反応のプロセス流から第3級アミドを回収する際にも、本発明の実施形態を用いることができる。例えば、DMFを溶媒として用いてエリスロマイシンからロキシスロマイシン抗生剤を合成するプロセスにおいても、樹脂を用いたクロマトグラフィプロセスによってDMFを回収することができる。
本明細書を通して、単数形に言及することは、文脈において許可がない限り、その複数形も包含する。反応物又は反応条件に言及することは、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、その要素に関する本発明の最も好ましい実施形態を例示するに過ぎないと解釈されるべきである。また、特許請求の範囲内において同じ機能を実行し、代替物として用いることができる任意の他の代替物は、本開示に包含されると解釈されるべきである。
したがって、「第3級アミド」への言及は、あらゆる第3級アミド(単数又は複数)を包含し、「DMF」への言及は、DMFの代わりに用いられた場合にDMFと同じ機能を実行することができる任意の他の第3級アミド、例えばジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジン等を包含する。「親和性クロマトグラフィ樹脂」への言及は、本明細書において好適な、指定された親和性クロマトグラフィだけではなく、或る化学物質をプロセスストリーム中の他の化学構成成分よりも優先して吸着することができる(本明細書に記載する文脈においては、第3級アミドをプロセス流の水及び/又は無機成分よりも優先して吸着することができる)全ての種類のクロマトグラフィ樹脂を包含する。
本発明の一実施形態は、第3級アミド、好ましくはDMFを、TGSの製造プロセスにおいて得られた、DMF、水及び無機塩を含むプロセス流から選択的に吸着材に吸着することによって回収することを含む。
したがって、本発明の一実施形態は、プロセスストリームから、好適な第3級アミドであるDMFを選択的に吸着することができる親和性クロマトグラフィ樹脂として吸着材を特定することを含む。吸着プロセスの好適な具体例は、好適な吸着材を充填したカラムでのクロマトグラフィである。
プロセスの好適な一実施形態では、TGSの製造により得られる、DMFを含有するプロセスストリームは、ステンレススチール(SS)に充填されたクロマトグラフィ樹脂に直接通される。DMFプロセスストリームは、設計配慮に応じた特定の流量においてカラムに通される。DMFは、選択的に樹脂に吸着され、他の不純物及び水は、カラムの出口を通過する。その後、樹脂は、付着した不純物を除去するために洗浄される。樹脂に吸着されたDMFは、メタノール、アセトン等の適切な溶媒により溶離される。その後、DMF溶媒混合物は、低温蒸留を受け、純粋なDMFが回収される。
本発明の実施形態に係る親和性クロマトグラフィのために用いられる樹脂の具体例は、改変芳香族合成吸着材である。合成基材は、ジビニルベンゼンと結合されたスチレンである。これらの特殊な架橋を施された樹脂は、非常に多孔性であり、大きな分子を保持することができ、また、容易に溶離することができる。これらの樹脂は、種々の溶媒を回収又は精製するために用いられる。これらの樹脂に、対象の分子(ここでは第3級アミド)に対する選択的又は選好的な親和性を有する官能基を結合させることにより、これらの樹脂は、選択的な吸着及び精製の用途のために有用となる。
本発明の実施形態を実施するために有用な吸着材の具体例は、Diaion(三菱化学株式会社、日本、108−0014、東京都港区芝5丁目33−8)により市販されているHP樹脂である。HP樹脂は、架橋ポリスチレン系充填材をベースとする標準グレードの芳香族型吸着材であり、発酵もろみ液からの抗生物質の中間体の抽出、ペプチド又は食品添加物の分離、柑橘系ジュースからの脱苦味等を含む様々な産業分野において用いられる。HP樹脂は、ベンゼン環と結合されたポリスチレンをベースとしている。ベンゼン環と結合されることにより、樹脂の疎水性が高くなる。
本発明の実施形態に係る親和性クロマトグラフィを適用することにより、任意の他の有機合成反応のプロセス流から第3級アミドを回収するためにも、本発明の実施形態を用いることができる。例えば、DMFを溶媒として用いてエリスロマイシンからロキシスロマイシン抗生剤を合成するプロセスにおいても、樹脂を用いるクロマトグラフィプロセスにより、DMFを回収することができる。
TGS製造からのプロセスストリームは、以下の混合物のうち任意のものに含まれるDMFであり得る。
a)水溶液中のDMF
b)無機塩を伴う水溶液中のDMF
a)水溶液中のDMF
b)無機塩を伴う水溶液中のDMF
DMFの回収のために、本発明の実施形態に係るプロセスを適用することができる、DMFを含有するプロセスストリームの具体例は、米国特許第4801700号、同第4,826,962号、同第4889928号、同第4980463号、同第5023329号、同第5089608号、同第5498709号、及び同第5530106号に記載のTGSの製造プロセスのうち1つ又は複数において生成された反応混合物からの回収の第1の工程として得られる、DMFの水性混合物を含む。このリストは例示的であり、網羅することも限定することも意図していない。さらに多くのプロセスストリームの具体例を、DMFを回収するための本発明の応用形態のために考慮することができ、これらのすべては、本開示に包含されると考えられる。
本発明の実施形態において、親和性クロマトグラフィカラムから溶離された混合物の形でDMFが回収された後、好適な溶離剤であるメタノール中のDMFは、通常、約40%〜50%である。この混合物/溶液からDMFを回収するのは、上記従来技術のプロセスにおいて通常得られる15%〜18%以下のDMF:水の混合物からDMFを回収するよりも容易、且つ便利であり、エネルギーコストが低い。このDMF:水の混合物が大気蒸留(温度は100℃が望ましい)を受けると、DMFはこの温度でゆっくりと分解する。また、何%かのDMF及び水は共沸混合物を形成し、この結果、約80%〜85%のDMFを含有するDMF:水の混合物が得られる。十分な回収率として、95%以上のDMF含有量を得るためには、この混合物を蒸留カラムにおいてさらに精製する必要がある。水分除去のための低圧での蒸留は、メタノール除去と比べてそれほど経済的ではない。メタノールとDMFの沸点の差は非常に大きく、共沸混合物をまったく形成しないのに対し、DMFと水は、DMFを高い回収率で回収するためには、2回の蒸留工程を受けなければならない。これらの作業のエネルギーコストは、回収されたDMFの価格と比較して許容できないほど高くなる。
同じ手法を、反応においてDMFの代わりに用いることができる第3級アミド、例えばビルスマイヤー試薬の調製において用いられるジメチルアセトアミド等に適用してもよい。
[塩化チオニル及びDMFから生成されたビルスマイヤー試薬を用いたスクロース−6−エステルの塩素化によるプロセスストリームからのDMFの回収]
475LのDMFを、GLR(ガラスライニング反応容器)に入れ、16kgの炭をそれに添加し、攪拌した。反応マスに対する窒素バブリングを開始し、温度を40℃〜45℃に制御し、攪拌を続けながら、344Lの塩化チオニルを段階的に添加した。塩化チオニルの添加後、反応マスを45℃で60分間攪拌し、その後、0℃〜5℃に冷却した。88%のスクロース−6−アセテートのDMF溶液80kgをマスにゆっくりと添加し、温度を5℃未満に制御した。
475LのDMFを、GLR(ガラスライニング反応容器)に入れ、16kgの炭をそれに添加し、攪拌した。反応マスに対する窒素バブリングを開始し、温度を40℃〜45℃に制御し、攪拌を続けながら、344Lの塩化チオニルを段階的に添加した。塩化チオニルの添加後、反応マスを45℃で60分間攪拌し、その後、0℃〜5℃に冷却した。88%のスクロース−6−アセテートのDMF溶液80kgをマスにゆっくりと添加し、温度を5℃未満に制御した。
その後、反応マスを室温(30℃〜35℃)にし、3時間攪拌した。その後、反応マスを85℃に加熱して60分間保ち、さらに100℃に加熱して6時間保ち、さらに114℃に加熱して90分間保った。その後、連続急冷システムにおいて、塩素化されたマスを、7%のアンモニア溶液を用いてpH7.0まで中和した。
中和されたマスの容積は3500Lとなり、DMF含有率は18%であった。塩素化スクロース誘導体及び無機塩も、その中に溶解していた。
[TGSと関連する化合物との親和性クロマトグラフィによる分離プロセスから得られた廃液により生成された無機塩を含有する水性プロセスストリームからのDMFの回収]
プロセスストリームの生成:実施例1のTGS製造から得られた、18%のDMFと、塩素化により溶解した無機塩とを含有する3000Lのプロセスストリームに対して、DMF回収を行った。
プロセスストリームの生成:実施例1のTGS製造から得られた、18%のDMFと、塩素化により溶解した無機塩とを含有する3000Lのプロセスストリームに対して、DMF回収を行った。
溶液を、SSカラムに充填された、Thermaxから入手されたADS600樹脂に通した。カラムからの流出液は、DMF、無機塩及び水を含有しており、6−アセチルTGSは樹脂カラムに付着した。その後、カラムを水で洗浄し、樹脂に付着したすべてのDMF及び無機塩を除去した。その後、流出液及び収集した洗浄液に対し、DMF回収を行った。総容積は3500Lであり、15.7%のDMFを含有していた。
親和性クロマトグラフィによるDMFの回収:800Lの収集された流出液を、SSカラムに充填された、Diaion(三菱化学株式会社、日本、108−0014、東京都港区芝5丁目33−8)から入手された1200LのHP20樹脂に通した。450L/Hの流量で溶液を流した。カラムからの流出液は、水に溶解した無機塩を含有していた。DMFは、疎水性相互作用クロマトグラフィにより、選択的に樹脂に吸着された。この流出液を収集し、廃棄処理した。
溶液を通した後、2400LのDM水(脱ミネラル水)により、450L/Hでカラムを洗浄した。その後、樹脂に吸着したDMFを、1500Lのメタノールを用いて溶離した。
DMF及びメタノールをカラムの底から収集し、メタノール除去のために、45℃の真空下で蒸留した。得られたDMFの純度をGC(ガスクロマトグラフィ)により検査し、純度は97.8%であった。回収ストリームからのDMFの全体的な収率は、95%であった。
[TGS製造プロセスにおいて振動薄膜乾燥機により乾燥されて生成された無機塩を含有する水性プロセスストリームからのDMFの回収]
プロセスストリームの生成:実施例1から得られた500Lの中和されたマスを、真空下でマスを乾燥させる振動薄膜乾燥機に通し、温度を45℃未満に保った。得られた固体は、無機塩と、6−アセチルTGSを含む塩素化されたスクロース誘導体との混合物であった。この固体に対し、適当な方法によるTGSの抽出及び単離を行った。
プロセスストリームの生成:実施例1から得られた500Lの中和されたマスを、真空下でマスを乾燥させる振動薄膜乾燥機に通し、温度を45℃未満に保った。得られた固体は、無機塩と、6−アセチルTGSを含む塩素化されたスクロース誘導体との混合物であった。この固体に対し、適当な方法によるTGSの抽出及び単離を行った。
ATFD(振動薄膜乾燥機)に供給されたストリームから除去された溶媒を、高性能の濃縮システムにより濃縮し、DMFの水溶液を得た。この溶液は16%のDMFを有しており、この溶液に対し、DMF回収を行った。
親和性クロマトグラフィによるDMFの回収:この溶液を、SSカラムに充填された550LのHP20(詳細は実施例2に記載)に通した。175L/Hの流量で溶液を流した。カラムからの流出液は水であり、そのまま廃棄処理に回した。このストリームを収集し、廃棄処理を行った。DMFは、選択的に樹脂に吸着された。溶液を通した後、1200LのDM水により、175L/Hでカラムを洗浄した。その後、樹脂に吸着したDMFを、550Lのメタノールを用いて溶離した。
DMF及びメタノールをカラムの底から収集し、メタノール除去のために、45℃の真空下で蒸留した。得られたDMFの純度をGCにより検査し、純度は96.2%であった。回収ストリームからのDMFの全体的な収率は、94%であった。
[塩化チオニル及びジメチルアセトアミドから生成されたビルスマイヤー試薬を用いたスクロース−6−エステルの塩素化からのジメチルアセトアミドの回収]
プロセスストリームの生成:4.85LのジメチルアセトアミドをGLRに入れ、0.18kgの炭をそれに添加し、攪拌した。
プロセスストリームの生成:4.85LのジメチルアセトアミドをGLRに入れ、0.18kgの炭をそれに添加し、攪拌した。
反応マスに対する窒素バブリングを開始し、温度を40℃〜45℃に制御し、攪拌を続けながら、3.44Lの塩化チオニルを段階的に添加した。塩化チオニルの添加の終了後、マスを45℃で60分間攪拌し、その後、0℃〜5℃に冷却した。82%のスクロース−6−アセテートのジメチルアセトアミド溶液0.8kgを、マスにゆっくりと添加し、温度は5℃未満に制御した。
その後、マスを室温にし、3時間攪拌した。その後、マスを85℃に加熱して60分間保ち、さらに100℃に加熱して6時間保ち、さらに114℃に加熱して90分間保った。その後、塩素化されたマスを、7%のアンモニア溶液を用いてpH7.0まで中和した。
中和されたマスの容積は38Lであり、ジメチルアセトアミドの含有率は16%であった。マスに溶解した、塩素化されたスクロースの誘導体及び無機塩も含まれていた。
16%のジメチルアセトアミド及び溶解した無機塩を含有する上記38Lの中和されたマスを、SSカラムに充填された、Thermaxから入手されたADS600樹脂に通した。カラムからの流出液は、ジメチルアセトアミド、無機塩及び水を含有しており、6−アセチルTGSは樹脂カラムに付着した。その後、カラムを水で洗浄し、樹脂に付着したジメチルアセトアミド及び無機塩をすべて洗い流した。その後、流出液及び収集した洗浄液に対しジメチルアセトアミド回収を行った。総容積は42Lであり、14%のジメチルアセトアミドを含有していた。
親和性クロマトグラフィによるジメチルアセトアミドの回収:上記収集された流出液を、SSカラムに充填された、Diaion(三菱化学株式会社、日本、108−0014、東京都港区芝5丁目33−8)から入手された60LのHP20樹脂に通した。42L/Hの流量で溶液を流した。カラムからの流出液は、水に溶解した無機塩を含有していた。ジメチルアセトアミドは、疎水性相互作用クロマトグラフィにより、選択的に樹脂に吸着された。この流出ストリームを収集し、廃棄処理を行った。
溶液を通した後、120LのDM水により、45L/Hでカラムを洗浄した。その後、樹脂に吸着したジメチルアセトアミドを、15Lのメタノールを用いて溶離した。得られたアセチルアセトアミドの純度をGCにより検査し、純度は96.2%であった。回収ストリームからの全体的な収率は93%であった。
[ロキシスロマイシン調製からのDMFの回収]
プロセスストリームの生成:エリスロマイシンAオキシム(37.5g、0.05モル)を、ジメチルホルムアミド(DMF)(100ml)に溶解し、0℃〜5℃に冷却した。ナトリウムメトキシド(3.24g、0.062モル)を添加し、その後(メトキシエトキシ)塩化メチル(6.85g、0.055モル)をDMF(12.5ml)に溶解し、0℃〜5℃で2〜3時間ゆっくりと攪拌した。TLC(薄層クロマトグラフィ)により、エリスロマイシンAオキシムが消滅するまで反応を観察した。その後、反応混合物の温度を室温まで上げ、1時間かけて水(350ml)を添加した。スラリーを2時間にわたって攪拌し、その後、結晶性沈殿物を濾過により収集し、水(200ml)により完全に洗浄した。
プロセスストリームの生成:エリスロマイシンAオキシム(37.5g、0.05モル)を、ジメチルホルムアミド(DMF)(100ml)に溶解し、0℃〜5℃に冷却した。ナトリウムメトキシド(3.24g、0.062モル)を添加し、その後(メトキシエトキシ)塩化メチル(6.85g、0.055モル)をDMF(12.5ml)に溶解し、0℃〜5℃で2〜3時間ゆっくりと攪拌した。TLC(薄層クロマトグラフィ)により、エリスロマイシンAオキシムが消滅するまで反応を観察した。その後、反応混合物の温度を室温まで上げ、1時間かけて水(350ml)を添加した。スラリーを2時間にわたって攪拌し、その後、結晶性沈殿物を濾過により収集し、水(200ml)により完全に洗浄した。
濾過物は、水に溶解した最大18%のDMFを含有していた。この溶液に対し、DiaionからのHP20樹脂を用いてDMF回収を行った。
親和性クロマトグラフィによるDMFの回収:この溶液を、SSカラムに充填された、Diaion樹脂(樹脂の詳細は実施例2に記載)から入手された100mlのHP20に通した。100ml/Hの流量で溶液を流した。カラムからの流出液は水であり、そのまま廃棄処理した。このストリームを収集し、廃棄処理を行った。DMFは、選択的に樹脂に吸着された。溶液を流した後、250mlのDM水により、100ml/Hでカラムを洗浄した。その後、樹脂に吸着したDMFを、100mlのメタノールを用いて溶離した。
DMF及びメタノールをカラムの底から収集し、メタノール除去のために、45℃の減圧下で蒸留した。得られたDMFの純度をGCにより検査し、純度は96.2%であった。回収ストリームからのDMFの全体的な収率は98%であった。
Claims (6)
- 第3級アミドと、1つ又は複数の水性成分とを含有し、1種類又は複数種類の無機不純物を含有する又は含有しない水性液体組成物から、第3級アミドを回収及び精製するプロセスであって、
a.前記水性液体組成物を、前記第3級アミドに対する選択的な親和性を有する吸着材に接触させ、
b.前記吸着された第3級アミドを脱着しない適当な洗浄溶媒を用いて、前記吸着材を洗浄して不純物を除去し、
c.適切な溶媒を溶離剤として用いて、前記吸着された第3級アミドを脱着し、当該第3級アミドを前記吸着材とは別々に収集し、
d.任意の分離方法を用いて、前記溶離剤を前記脱着された第3級アミドから分離し、当該第3級アミドを純粋な形で回収する
第3級アミドを回収及び精製するプロセス。 - 請求項1に記載の第3級アミドを回収及び精製するプロセスであって、
e.前記水性液体組成物は、少なくとも1種類の水性成分を含有する、第3級アミドの水溶液であり、当該第3級アミドを、前記無機不純物を含有しない状態で回収する必要のあるものであり、
f.前記水性液体組成物は、有機合成反応の生成物を製造するための1つ又は複数の化学的プロセスから得られたプロセスストリームであり、
g.前記第3級アミドは、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジンを含み、
h.前記吸着材は、芳香族性疎水基、好ましくはベンゼン環と結合された、架橋ポリスチレン系充填材をベースとする芳香族型吸着材、好ましくはDiaionから入手されたHP20樹脂であり、
i.前記洗浄溶媒は、好ましくは水を含む水性溶媒であり、
j.前記溶離剤は、極性アルコール溶媒又は有機溶媒であり、
k.前記分離方法は蒸留であり、好ましくは減圧下での蒸留である
第3級アミドを回収及び精製するプロセス。 - 請求項2に記載の第3級アミドを回収及び精製するプロセスであって、
前記化学的プロセスは、4,1’,6’トリクロロガラクトスクロース(TGSと略す)又はTGS−6−エステルの調製を含む
第3級アミドを回収及び精製するプロセス。 - 請求項3に記載の第3級アミドを回収及び精製するプロセスであって、
l.スクロース−6−エステル、好ましくはスクロース−6−アセテートの塩素化を行い、その後任意選択で脱アセチル化を行った結果として、好適な第3級アミドであるDMFと、TGS−6−アセテート、TGS、有機不純物、無機不純物、及び反応混合物に添加されたその他の成分のうちの1つ又は複数とを含有するプロセスストリームを生成し、
m.前記プロセスストリームを、TGS−6−アセテート又はTGSと、その他のDMF以外の有機成分とに対する選択的な親和性を有する樹脂、好ましくはThermaxから入手されたADS600樹脂に通して、前記DMF以外の有機成分を吸着し、前記DMF及び無機不純物は吸着させずに流し、
n.前記カラムを水で洗浄して前記DMF及び前記無機不純物を洗い流し、
o.前記DMF、前記無機不純物、及び水を含む流出液を収集し、
p.前記流出液を、好適な樹脂であるHP20の床を吸着材として充填したカラムに通して、前記DMFを当該吸着材に選択的に吸着させ、前記流出液の他の成分は吸着させずに洗い流し、
q.前記カラムを水で洗浄して、吸着されずに残留した不純物/他の成分を洗い流し、
r.好ましくはメタノール、又は代替的にアセトン、アセトニトリル、エタノール、イソプロパノールのうちの1つ若しくは複数を含む溶離剤をカラムに通して、DMFを脱着及び溶離し、
s.前記用いられた溶離剤、好ましくはメタノールを、200mmHgの減圧下〜760mmHgの大気圧下で蒸留することにより、前記溶離されたDMF:溶離剤の混合物からDMFを単離して、純度95%以上のDMFを得る
第3級アミドを回収及び精製するプロセス。 - 請求項4に記載の第3級アミドを回収及び精製するプロセスであって、
好適なスクロース−6−エステルである前記スクロース−6−アセテートの塩素化により生成された前記プロセスストリームは、以下のステップを有するプロセスによって得られる:
t.以下の:
i.第3級アミド、好ましくはDMFを、酸塩化物又は[ビス(トリクロロメチル)炭酸塩](C3O3Cl6)と反応させることによる1つ又は複数の調製方法により、例えば、DMFを5塩化リン、塩化チオニル、ホスジェンを含む酸塩化物と反応させる方法により調製される、一般式[HCIC=N+R2]+Cl−(ここで、Rはアルキル基、典型的にはメチル基又はエチル基を表す)を有するビルスマイヤー試薬、及び
ii.第3級アミド、好ましくはDMFをオキシ塩化リンと反応させることによる1つ又は複数の調製方法により調製される、一般式[HPOCl2OC+=N+R2]Cl−(ここで、Rはアルキル基、典型的にはメチル基又はエチル基を表す)を有するビルスマイヤー試薬
のうちのいずれか一方を調製し、
u.好ましくはDMFに溶解した、スクロース−6−アセテートの溶液を、当該請求項のステップaにおけるビルスマイヤー試薬に添加して反応マスを生成し、
v.前記反応マスを85℃に加熱して、一定時間、好ましくは60分間維持し、
x.その後、前記反応マスをさらに100℃に加熱して、一定時間、好ましくは5時間維持し、
y.その後、前記反応マスをさらに115℃に加熱して、一定時間、好ましくは90分間維持し、
z.前記反応マスを、より低い温度、好ましくは60℃に冷却し、
aa.前記冷却された反応マスを、アルカリ、好ましくは水酸化カルシウムスラリー水溶液でpH7.0まで中和し、その後、任意選択で、前記中和された反応マスを、好ましくは逆浸透を含む非蒸発濃縮プロセスにより濃縮し、
ab.当該請求項のステップaaの終了時に得られたプロセスストリームを、さらに精製することなく、減圧下で濃縮する
第3級アミドを回収及び精製するプロセス。 - 請求項5に記載の第3級アミドを回収及び精製するプロセスであって、
前記好適なスクロース−6−エステルであるスクロース−6−アセテートの塩素化を含む製造プロセスは、1つ又は複数のさらなるプロセスを含み、当該さらなるプロセスは、例として、以下のステップによる、塩化チオニルを用いた塩素化を含む:
ac.DMFを、ガラスライニング攪拌反応容器に入れ、
ad.突沸防止剤、好ましくは炭を前記DMFに添加して反応マスを生成し、
ae.前記反応マスに対して窒素バブリングを行い、
af.温度を40℃〜45℃に保ち、攪拌を続けながら、塩化チオニルを滴下し、
ag.前記塩化チオニルの添加が終了した後、前記反応マスを45℃で60分間攪拌し、その後、0℃〜5℃に冷却し、
ah.スクロース−6−アセテートのDMF溶液を、好ましくは温度を5℃に保ちながら、前記反応マスにゆっくりと添加し、
ai.その後、前記反応マスを室温にし、好ましくは3時間攪拌し、
aj.前記反応マスを85℃に過熱して60分間保ち、
ak.前記反応マスをさらに100℃に過熱して、好ましくは6時間保ち、
al.前記反応マスをさらに114℃に過熱して、90分間保ち、
am.その後、前記反応マスを、アルカリ、好ましくは7%のアンモニア溶液を用いて好ましくはpH7まで中和し、その後、前記反応マスを急冷して、15%のDMFと、塩素化スクロース誘導体と、有機不純物と、無機不純物とが溶解した、中和された反応マスを得る
第3級アミドの回収及び生成プロセス。
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