JP2011201864A - Pentamethylene diamine or salt thereof and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ペンタメチレンジアミンまたはその塩、および、その製造方法に関する。 The present invention relates to pentamethylenediamine or a salt thereof, and a production method thereof.
従来より、1,5−ペンタメチレンジアミン(別名:カダベリン)およびその塩は、例えば、医薬や農薬の中間体の他、ポリウレタン原料であるポリイソシアネートの原料や、例えば、ポリアミド原料、ポリイミド原料、エポキシ原料などの樹脂原料として、有用である。 Conventionally, 1,5-pentamethylenediamine (also known as cadaverine) and its salts include, for example, intermediates for pharmaceuticals and agricultural chemicals, raw materials for polyisocyanates that are polyurethane raw materials, such as polyamide raw materials, polyimide raw materials, and epoxy It is useful as a resin raw material such as a raw material.
このような1,5−ペンタメチレンジアミン(カダベリン)またはその塩を製造する方法としては、例えば、リジン塩酸塩の水溶液にL−粗精製リジン脱炭酸酵素を作用させ、1,5−ジアミノペンタン塩酸塩を得た後、その1,5−ジアミノペンタン塩酸塩を1,5−ジアミノペンタンに変換し、その後、クロロホルムを用いて反応液から1,5−ジアミノペンタンを抽出する方法が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a method for producing such 1,5-pentamethylenediamine (cadaverine) or a salt thereof, for example, L-crude purified lysine decarboxylase is allowed to act on an aqueous solution of lysine hydrochloride, and 1,5-diaminopentane hydrochloride is used. After obtaining a salt, a method has been proposed in which 1,5-diaminopentane hydrochloride is converted to 1,5-diaminopentane, and then 1,5-diaminopentane is extracted from the reaction solution using chloroform. (For example, refer to Patent Document 1).
しかるに、特許文献1に記載の方法では、効率よく1,5−ジアミノペンタンを得ることができない場合がある。 However, in the method described in Patent Document 1, 1,5-diaminopentane may not be obtained efficiently.
また、特許文献1に記載の方法では、得られる1,5−ジアミノペンタン中に、不純物が含有される。このような1,5−ジアミノペンタンを、樹脂原料として用いると、得られる樹脂の性質を低下させるという不具合がある。 In the method described in Patent Document 1, impurities are contained in the obtained 1,5-diaminopentane. When such 1,5-diaminopentane is used as a resin raw material, there is a problem that the properties of the resulting resin are lowered.
本発明の目的は、不純物の含有量が低減されたペンタメチレンジアミンまたはその塩を、収率よく製造することのできるペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法、および、その製造方法により得られるペンタメチレンジアミンまたはその塩を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof capable of producing pentamethylenediamine or a salt thereof with a reduced impurity content in a high yield, and a pentamethylene obtained by the production method. The object is to provide a diamine or a salt thereof.
上記目的を達成するために、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法は、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を含有する水溶液から、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、炭素数4〜7の1価アルコールにより抽出することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof according to the present invention comprises converting pentamethylenediamine or a salt thereof from an aqueous solution containing pentamethylenediamine or a salt thereof into a monovalent carboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms. It is characterized by extraction with alcohol.
また、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法では、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を含有する水溶液を、90℃以上で熱処理することなく、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を抽出することが好適である。 In the method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention, it is preferable to extract pentamethylenediamine or a salt thereof without subjecting the aqueous solution containing pentamethylenediamine or a salt thereof to heat treatment at 90 ° C. or higher. is there.
また、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法では、1価アルコールが、直鎖状1価アルコールであることが好適である。 In the method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention, the monohydric alcohol is preferably a linear monohydric alcohol.
また、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法では、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を含有する水溶液を、リシンまたはその塩の脱炭酸酵素反応により得ることが好適である。 In the method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention, it is preferable to obtain an aqueous solution containing pentamethylenediamine or a salt thereof by decarboxylase reaction of lysine or a salt thereof.
また、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩は、上記のペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法により得られることを特徴としている。 In addition, the pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention is obtained by the above-described method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof.
また、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩は、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の総量に対する、アミノ基とC=N結合とを有する含窒素六員環化合物の含有量が、1.5質量%以下であることが好適である。 Further, the pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention has a content of a nitrogen-containing six-membered ring compound having an amino group and a C═N bond with respect to the total amount of pentamethylenediamine or a salt thereof is 1.5% by mass or less. It is preferable that
また、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩では、アミノ基とC=N結合とを有する含窒素六員環化合物が、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジンであることが好適である。 In the pentamethylenediamine or salt thereof of the present invention, the nitrogen-containing six-membered ring compound having an amino group and a C═N bond is 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine. Is preferred.
本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法では、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、炭素数4〜7の1価アルコールにより抽出するため、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を効率良く抽出することができ、さらには、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の不純物の含有割合を、低減することができる。 In the method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof according to the present invention, pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted with a monohydric alcohol having 4 to 7 carbon atoms. Therefore, pentamethylenediamine or a salt thereof can be efficiently extracted. Furthermore, the content ratio of impurities of pentamethylenediamine or a salt thereof can be reduced.
そのため、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩によれば、優れた性質を備える樹脂を、効率良く製造することができる。 Therefore, according to the pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention, a resin having excellent properties can be produced efficiently.
本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法では、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を含有する水溶液(以下、ペンタメチレンジアミン水溶液とする。)から抽出する。 In the method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention, pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted from an aqueous solution containing pentamethylenediamine or a salt thereof (hereinafter referred to as a pentamethylenediamine aqueous solution).
本発明において、ペンタメチレンジアミンとしては、例えば、1,5−ペンタメチレンジアミン(別名:カダベリン、1,5−ジアミノペンタン)、1,4−ペンタメチレンジアミン、1,3−ペンタメチレンジアミン、2,5−ジアミノペンタン、または、これらの混合物が挙げられる。 In the present invention, examples of pentamethylenediamine include 1,5-pentamethylenediamine (also known as cadaverine, 1,5-diaminopentane), 1,4-pentamethylenediamine, 1,3-pentamethylenediamine, 2, 5-diaminopentane or a mixture thereof may be mentioned.
これらペンタメチレンジアミンは、単独使用または2種類以上併用することができる。 These pentamethylenediamines can be used alone or in combination of two or more.
ペンタメチレンジアミンとして、好ましくは、1,5−ペンタメチレンジアミンが挙げられる。 As the pentamethylenediamine, 1,5-pentamethylenediamine is preferable.
また、ペンタメチレンジアミンの塩としては、例えば、上記ペンタメチレンジアミンの、例えば、カルボン酸塩(例えば、酢酸塩、シュウ酸塩、2−エチルヘキサン酸塩、ステアリン酸塩など)、スルホン酸塩などの有機酸塩、例えば、硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩、リン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩などの無機酸塩などが挙げられる。 Examples of the salt of pentamethylenediamine include, for example, carboxylate (eg, acetate, oxalate, 2-ethylhexanoate, stearate), sulfonate, etc. Organic acid salts, for example, inorganic acid salts such as nitrates, sulfates, hydrochlorides, phosphates, carbonates, bicarbonates, and the like.
ペンタメチレンジアミンの塩として、好ましくは、上記ペンタメチレンジアミンの塩酸塩が挙げられる。 As the salt of pentamethylenediamine, preferably, the hydrochloride of pentamethylenediamine is used.
このようなペンタメチレンジアミンまたはその塩は、例えば、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を含有する水溶液(以下、ペンタメチレンジアミン水溶液とする。)から抽出される。 Such pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted from, for example, an aqueous solution containing pentamethylenediamine or a salt thereof (hereinafter referred to as a pentamethylenediamine aqueous solution).
このようなペンタメチレンジアミンまたはその塩として、好ましくは、ペンタメチレンジアミンが挙げられる。 As such pentamethylenediamine or a salt thereof, preferably, pentamethylenediamine is used.
そして、ペンタメチレンジアミン水溶液は、特に制限されないが、例えば、水中におけるリシンの脱炭酸酵素反応により、得ることができる。 The pentamethylenediamine aqueous solution is not particularly limited, and can be obtained, for example, by decarboxylase reaction of lysine in water.
以下において、リシンの脱炭酸酵素反応について詳述する。 Hereinafter, the decarboxylase reaction of lysine will be described in detail.
リシンの脱炭酸酵素反応では、リシン(化学式:NH2(CH2)4CH(NH2)COOH、別名:1,5−ペンタメチレンジアミン−1−カルボン酸)に、リシン脱炭酸酵素を作用させる。 In lysine decarboxylase reaction, lysine decarboxylase is allowed to act on lysine (chemical formula: NH 2 (CH 2 ) 4 CH (NH 2 ) COOH, also known as: 1,5-pentamethylenediamine-1-carboxylic acid). .
リシンとしては、例えば、L−リシンなどが挙げられる。 Examples of lysine include L-lysine.
また、リシンとしては、リシンの塩を用いることもできる。 As lysine, a salt of lysine can also be used.
リシンの塩としては、例えば、カルボン酸塩(例えば、酢酸塩、シュウ酸塩、2−エチルヘキサン酸塩、ステアリン酸塩など)、スルホン酸塩などの有機酸塩、例えば、硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩、リン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩などの無機酸塩などが挙げられる。 Examples of lysine salts include carboxylate (for example, acetate, oxalate, 2-ethylhexanoate, stearate, etc.), organic acid salt such as sulfonate, for example, nitrate, sulfate, Examples thereof include inorganic acid salts such as hydrochloride, phosphate, carbonate, and bicarbonate.
リシンの塩として、好ましくは、リシン塩酸塩が挙げられる。 As a salt of lysine, lysine hydrochloride is preferable.
このようなリシン塩酸塩としては、例えば、L−リシン・一塩酸塩などが挙げられる。 Examples of such lysine hydrochloride include L-lysine monohydrochloride.
リシン(またはその塩)の濃度は、特に制限はされないが、例えば、10〜700g/L、好ましくは、20〜500g/Lである。 The concentration of lysine (or a salt thereof) is not particularly limited, but is, for example, 10 to 700 g / L, preferably 20 to 500 g / L.
リシン脱炭酸酵素は、リシン(またはその塩)をペンタメチレンジアミン(またはその塩)に転換させる酵素であって、特に制限されないが、例えば、公知の生物に由来するものが挙げられる。リシン脱炭酸酵素として、より具体的には、例えば、バシラス・ハロドゥランス(Bacillus halodurans)、バシラス・サブチリス(Bacillus subtilis)、エシェリシア・コリ(Escherichia coli)、セレノモナス・ルミナンチウム(Selenomonas ruminantium)、ビブリオ・コレラ(Vibrio cholerae)、ビブリオ・パラヘモリティカス(Vibrio parahaemolyticus)、ストレプトマイセス・コエリカーラ(Streptomyces coelicolor)、ストレプトマイセス・ピロサス(Streptomyces pilosus)、エイケネラ・コロデンス(Eikenella corrodens)、イユバクテリウム・アシダミノフィルム(Eubacterium acidaminophilum)、サルモネラ・ティフィムリウム(Salmonella typhimurium)、ハフニア・アルベイ(Hafnia alvei)、ナイセリア・メニンギチデス(Neisseria meningitidis)、テルモプラズマ・アシドフィルム(Thermoplasma acidophilum)、ピロコッカス・アビシ(Pyrococcus abyssi)またはコリネバクテリウム・グルタミカス(Corynebacterium glutamicum)などの微生物に由来するものが挙げられる。安全性の観点から、好ましくは、Escherichia coliに由来するものが挙げられる。 The lysine decarboxylase is an enzyme that converts lysine (or a salt thereof) to pentamethylenediamine (or a salt thereof), and is not particularly limited, and examples thereof include those derived from known organisms. More specific examples of lysine decarboxylase include, for example, Bacillus halodurans, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Selenomonas luminobis, and Selenomonas luminobia. (Vibrio cholerae), Vibrio parahaemolyticus, Streptomyces coelicolor, Streptomyces pirosus (St), and Streptomyces pirosus (St). Cuterium acididaminofilm, Salmonella typhimurium, Hafnia albei, Neisseria meningitide Examples include those derived from microorganisms such as Pyrococcus abyssi) or Corynebacterium glutamicum. From the viewpoint of safety, preferably, those derived from Escherichia coli are used.
リシン脱炭酸酵素は、例えば、特開2004−114号公報(例えば、段落番号[0015]〜[0042]など)の記載に準拠するなど、公知の方法により製造することができる。 Lysine decarboxylase can be produced by a known method, for example, according to the description in JP-A No. 2004-114 (for example, paragraph numbers [0015] to [0042], etc.).
リシン脱炭酸酵素を製造する方法として、より具体的には、例えば、リシン脱炭酸酵素が細胞内で高発現した組換え細胞(以下、内部発現細胞)を公知の培地で培養し、その後、増殖した内部発現細胞を回収および破砕する方法や、例えば、リシン脱炭酸酵素が細胞表面で局在化した組換え細胞(以下、表面発現細胞)を公知の培地で培養し、その後、増殖した表面発現細胞を回収および必要により破砕する方法などが挙げられる。 More specifically, as a method for producing lysine decarboxylase, for example, recombinant cells in which lysine decarboxylase is highly expressed in cells (hereinafter referred to as internal expression cells) are cultured in a known medium, and then proliferated. A method of recovering and disrupting the internally expressed cells, for example, a recombinant cell in which lysine decarboxylase is localized on the cell surface (hereinafter referred to as a surface-expressing cell) is cultured in a known medium, and then proliferated surface expression Examples include a method of recovering cells and crushing them if necessary.
このような方法において、組換え細胞としては、特に制限されず、微生物、動物、植物または昆虫由来のものが挙げられる。より具体的には、例えば、動物を用いる場合には、マウス、ラットやそれらの培養細胞などが挙げられ、また、植物を用いる場合には、例えば、シロイヌナズナ、タバコやそれらの培養細胞などが挙げられ、また、昆虫を用いる場合には、例えば、カイコやその培養細胞などが挙げられ、微生物を用いる場合には、例えば、大腸菌などが挙げられる。 In such a method, the recombinant cell is not particularly limited, and examples include those derived from microorganisms, animals, plants, or insects. More specifically, for example, when animals are used, examples include mice, rats and cultured cells thereof, and when plants are used, examples include Arabidopsis, tobacco and cultured cells thereof. In addition, in the case of using insects, for example, silkworms and cultured cells thereof can be mentioned, and in the case of using microorganisms, for example, Escherichia coli and the like can be mentioned.
これら組換え細胞は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These recombinant cells can be used alone or in combination of two or more.
組換え細胞の表面にリシン脱炭酸酵素を局在化させる方法としては、特に制限されず、例えば、分泌シグナル配列の一部、細胞表面局在タンパク質の一部をコードする遺伝子配列、および、リシン脱炭酸酵素の構造遺伝子配列をこの順で有するDNAを、大腸菌に導入する方法など、公知の方法を採用することができる。 The method for localizing lysine decarboxylase on the surface of a recombinant cell is not particularly limited. For example, a part of a secretory signal sequence, a gene sequence encoding a part of a cell surface localized protein, and lysine A known method such as a method of introducing DNA having a decarboxylase structural gene sequence in this order into E. coli can be employed.
分泌シグナル配列の一部としては、宿主においてタンパク質を分泌するために必要な配列であれば、特に制限されず、例えば、大腸菌においては、例えば、リポプロテインの配列の一部、より具体的には、例えば、アミノ酸配列としてMKATKLVLGAVILGSTLLAGCSSNAKIDQ(アミノ酸の一文字表記)と翻訳される遺伝子配列などが挙げられる。 The secretory signal sequence is not particularly limited as long as it is a sequence necessary for secreting the protein in the host. For example, in Escherichia coli, for example, a part of the lipoprotein sequence, more specifically, Examples of the amino acid sequence include a gene sequence translated as MKATKLVLGAVILGSTLLAGCSSSNAKIDQ (single letter code of amino acid).
細胞表面局在タンパク質の一部をコードする遺伝子配列としては、特に制限されないが、大腸菌においては、例えば、外膜結合タンパク質の配列の一部が挙げられ、より具体的には、例えば、OmpA(外膜結合タンパク質)の46番目のアミノ酸から159番目のアミノ酸までの配列の一部などが挙げられる。 The gene sequence encoding a part of the cell surface localized protein is not particularly limited. In E. coli, for example, a part of the sequence of the outer membrane-bound protein can be mentioned, and more specifically, for example, OmpA ( And a part of the sequence from the 46th amino acid to the 159th amino acid of the outer membrane binding protein).
リシン脱炭酸酵素遺伝子、リポプロテイン遺伝子およびOmpA遺伝子をクローニングする方法としては、特に制限されないが、例えば、既知の遺伝子情報に基づき、PCR(polymerase chain reaction)法を用いて必要な遺伝領域を増幅取得する方法、例えば、既知の遺伝子情報に基づき、ゲノムライブラリーやcDNAライブラリーより相同性や酵素活性を指標としてクローニングする方法などが挙げられる。 The method for cloning the lysine decarboxylase gene, lipoprotein gene, and OmpA gene is not particularly limited. For example, based on known gene information, a necessary genetic region is amplified and obtained using the PCR (polymerase chain reaction) method. For example, based on known gene information, a method of cloning from a genomic library or cDNA library using homology or enzyme activity as an index may be mentioned.
なお、これらの遺伝子は、遺伝的多形性(遺伝子上の自然突然変異により遺伝子の塩基配列が一部変化しているもの)などによる変異型の遺伝子も含む。 These genes also include mutated genes due to genetic polymorphism (those in which the base sequence of the gene is partially changed due to natural mutation on the gene).
このような方法として、より具体的には、例えば、Escherichia coli K12の染色体DNAより、PCR法を用いて、リシン脱炭酸酵素をコードする遺伝子であるcadA遺伝子またはldc遺伝子を、クローニングする。なお、このとき採用する染色体DNAは、Escherichia coli由来であれば、制限されず、任意の菌株由来のものを採用することができる。 More specifically, for example, the cadA gene or the ldc gene, which is a gene encoding lysine decarboxylase, is cloned from the chromosomal DNA of Escherichia coli K12 using the PCR method. In addition, the chromosome DNA employ | adopted at this time will not be restrict | limited if it is Escherichia coli origin, The thing derived from arbitrary strains can be employ | adopted.
また、このようにして得られる表面発現細胞の表面にリシン脱炭酸酵素が局在化していることは、例えば、リシン脱炭酸酵素を抗原として作製した抗体により、表面発現細胞を免疫反応させた後、包埋および薄切りし、例えば、電子顕微鏡(免疫電顕法)により観察することによって、確認することができる。 In addition, lysine decarboxylase is localized on the surface of the surface-expressing cells obtained in this way, for example, after surface-expressing cells are immunoreacted with an antibody prepared using lysine decarboxylase as an antigen. It can be confirmed by embedding and slicing, for example, by observing with an electron microscope (immunoelectron microscopy).
なお、表面発現細胞は、リシン脱炭酸酵素が細胞表面に局在化していればよく、例えば、リシン脱炭酸酵素が細胞表面に局在化するとともに、細胞内部に発現していてもよい。 In the surface-expressing cells, lysine decarboxylase may be localized on the cell surface. For example, lysine decarboxylase may be localized on the cell surface and expressed inside the cell.
また、リシン脱炭酸酵素としては、例えば、リシン脱炭酸酵素の細胞内および/または細胞表面での活性が上昇した組換え細胞から調製されるものも挙げられる。 Examples of the lysine decarboxylase include those prepared from recombinant cells in which the activity of lysine decarboxylase in the cells and / or on the cell surface is increased.
細胞内および/または細胞表面でリシン脱炭酸酵素の活性を上昇させる方法としては、特に制限されず、例えば、リシン脱炭酸酵素の酵素量を増加させる方法、例えば、リシン脱炭酸酵素の細胞内および/または細胞表面での活性を上昇させる方法などが挙げられる。 The method for increasing the activity of lysine decarboxylase in the cell and / or on the cell surface is not particularly limited, and for example, a method for increasing the amount of lysine decarboxylase, for example, intracellular of lysine decarboxylase and And / or a method for increasing the activity on the cell surface.
細胞内もしくは細胞表面の酵素量を増加させる手段としては、例えば、遺伝子の転写調節領域の改良、遺伝子のコピー数の増加、蛋白への翻訳の効率化などが挙げられる。 Examples of means for increasing the amount of enzyme in the cell or on the cell surface include improvement of the transcriptional regulatory region of the gene, increase in the copy number of the gene, and efficient translation into the protein.
転写調節領域の改良とは、遺伝子の転写量を増加させる改変を加えることであって、例えば、プロモーターに変異を導入することによってプロモーターを強化し、下流にある遺伝子の転写量を増加させることができる。プロモーターに変異を導入する以外にも、宿主内で強力に発現するプロモーターを導入することもできる。プロモーターとして、より具体的には、例えば、大腸菌においては、lac、tac、trpなどが挙げられる。また、エンハンサーを新たに導入することによって遺伝子の転写量を増加させることができる。なお、染色体DNAのプロモーターなどの遺伝子導入については、例えば、特開平1−215280号公報の記載に準拠することができる。 Improving the transcriptional regulatory region means adding a modification that increases the transcription amount of the gene. For example, the promoter is strengthened by introducing a mutation into the promoter, and the transcription amount of the downstream gene is increased. it can. In addition to introducing a mutation into the promoter, a promoter that is strongly expressed in the host can also be introduced. More specifically, examples of the promoter include lac, tac, trp and the like in E. coli. In addition, the amount of gene transcription can be increased by newly introducing an enhancer. The introduction of a gene such as a chromosomal DNA promoter can be based on, for example, the description of JP-A-1-215280.
遺伝子のコピー数の上昇は、具体的には、遺伝子を多コピー型のベクターに接続して組換えDNAを作製し、その組換えDNAを宿主細胞に保持させることにより達成することができる。ベクターとは、プラスミドやファージなど、広く用いられているものを含むが、これら以外にも、例えば、トランソポゾン(Berg,D.E and Berg.C.M., Bio/Technol.,vol.1,P.417(1983))やMuファージ(特開平2−109985号公報)なども挙げられる。さらには、遺伝子を相同組換え用プラスミドなどを用いた方法で染色体に組み込んで、コピー数を上昇させることもできる。 Specifically, the increase in the copy number of a gene can be achieved by connecting the gene to a multi-copy vector to produce a recombinant DNA and allowing the host cell to hold the recombinant DNA. Vectors include those widely used, such as plasmids and phages, but besides these, for example, transposon (Berg, DE and Berg. CM, Bio / Technol., Vol. 1, P.417 (1983)) and Mu phage (Japanese Patent Laid-Open No. 2-109985). Furthermore, the number of copies can be increased by incorporating the gene into the chromosome by a method using a plasmid for homologous recombination.
蛋白の翻訳効率を上昇させる方法としては、例えば、原核生物においては、SD配列(Shine, J. and Dalgarno, L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 71, 1342−1346 (1974))、真核生物では、Kozakのコンセンサス配列(Kozak, M., Nuc. Acids Res., Vol.15,p.8125−8148(1987))を導入、改変する方法や、使用コドンの最適化(特開昭59−125895)などが挙げられる。 As a method for increasing the translation efficiency of a protein, for example, in prokaryotes, an SD sequence (Shine, J. and Dalgarno, L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 71, 1342-1346 (1974)) In eukaryotes, Kozak consensus sequences (Kozak, M., Nuc. Acids Res., Vol. 15, p. 8125-8148 (1987)) are introduced and modified, and codon optimization (special No. 59-125895).
リシン脱炭酸酵素の細胞内および/または細胞表面での活性を上昇させる方法としては、リシン脱炭酸酵素の構造遺伝子自体に変異を導入して、リシン脱炭酸酵素そのものの活性を上昇させることも挙げられる。 As a method for increasing the intracellular and / or cell surface activity of lysine decarboxylase, a mutation may be introduced into the structural gene itself of lysine decarboxylase to increase the activity of lysine decarboxylase itself. It is done.
遺伝子に変異を生じさせる方法としては、例えば、部位特異的変異法(Kramer,W. and frita,H.J., Methods in Enzymology,vol.154,P.350(1987))、リコンビナントPCR法(PCR Technology,Stockton Press(1989)、特定の部分のDNAを化学合成する方法、遺伝子をヒドロキシアミン処理する方法、遺伝子を保有する菌株を紫外線照射処理、または、ニトロソグアニジンや亜硝酸などの化学薬剤で処理する方法などが挙げられる。 Examples of methods for causing mutations in genes include site-specific mutagenesis (Kramer, W. and frita, HJ, Methods in Enzymology, vol. 154, P. 350 (1987)), recombinant PCR method ( PCR Technology, Stockton Press (1989), a method of chemically synthesizing a specific portion of DNA, a method of treating a gene with a hydroxylamine, a strain carrying the gene with ultraviolet irradiation, or a chemical agent such as nitrosoguanidine or nitrous acid The method of processing is mentioned.
また、このような組換え細胞(内部発現細胞、表面発現細胞など)を培養する方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。より具体的には、例えば、微生物を培養する場合には、培地として、例えば、炭素源、窒素源および無機イオンを含有する培地が用いられる。 In addition, the method for culturing such recombinant cells (internally expressed cells, surface-expressing cells, etc.) is not particularly limited, and known methods can be employed. More specifically, for example, when culturing a microorganism, a medium containing, for example, a carbon source, a nitrogen source, and inorganic ions is used as the medium.
炭素源としては、例えば、グルコース、ラクトース、ガラクトース、フラクトース、アラビノース、マルトース、キシロース、トレハロース、リボースや澱粉の加水分解物などの糖類、例えば、グリセロール、マンニトールやソルビトールなどのアルコール類、例えば、グルコン酸、フマル酸、クエン酸やコハク酸などの有機酸類などが挙げられる。 Examples of the carbon source include sugars such as glucose, lactose, galactose, fructose, arabinose, maltose, xylose, trehalose, ribose and starch hydrolysate, for example, alcohols such as glycerol, mannitol and sorbitol, for example, gluconic acid , Organic acids such as fumaric acid, citric acid and succinic acid.
これら炭素源は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These carbon sources can be used alone or in combination of two or more.
窒素源としては、例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウムなどの無機アンモニウム塩、例えば、大豆加水分解物などの有機窒素、例えば、アンモニアガス、アンモニア水などが挙げられる。 Examples of the nitrogen source include inorganic ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride, and ammonium phosphate, and organic nitrogen such as soybean hydrolysate, such as ammonia gas and aqueous ammonia.
これら窒素源は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These nitrogen sources can be used alone or in combination of two or more.
無機イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、塩素イオン、マンガンイオン、鉄イオン、リン酸イオン、硫酸イオンなどが挙げられる。 Examples of the inorganic ions include sodium ions, magnesium ions, potassium ions, calcium ions, chlorine ions, manganese ions, iron ions, phosphate ions, and sulfate ions.
これら無機イオンは、単独使用または2種類以上併用することができる。 These inorganic ions can be used alone or in combination of two or more.
また、培地には、必要に応じて、その他の有機成分(有機微量栄養素)を添加することもでき、そのような有機成分としては、例えば、各種アミノ酸、例えば、ビタミンB1などのビタミン類、例えば、RNAなどの核酸類などの要求物質、さらには、例えば、酵母エキスなどが挙げられる。 Moreover, the medium, if necessary, can also be added other organic components (organic trace nutrients), Examples of such organic components, for example, various amino acids, for example, vitamins such as vitamin B 1, For example, required substances such as nucleic acids such as RNA, and further, for example, yeast extract.
このような培地として、より具体的には、LB培地が挙げられる。 More specifically, such a medium includes LB medium.
培養条件としては、特に制限されないが、例えば、大腸菌を培養する場合には、好気条件下において、培養温度が、例えば、30〜45℃、好ましくは、30〜40℃であり、培養pHが、例えば、5〜8、好ましくは、6.5〜7.5であり、培養時間が、例えば、16〜72時間、好ましくは、24〜48時間である。なお、pHの調整には、例えば、無機または有機の酸性またはアルカリ性物質や、アンモニアガスなどを用いることができる。 The culture conditions are not particularly limited. For example, when culturing E. coli, the culture temperature is, for example, 30 to 45 ° C., preferably 30 to 40 ° C., and the culture pH is aerobic. For example, it is 5 to 8, preferably 6.5 to 7.5, and the culture time is, for example, 16 to 72 hours, preferably 24 to 48 hours. For adjusting the pH, for example, an inorganic or organic acidic or alkaline substance, ammonia gas, or the like can be used.
そして、このような培地において増殖した組換え細胞(内部発現細胞、表面発現細胞)は、例えば、遠心分離などにより回収することができる。 Recombinant cells (internally expressed cells, surface-expressing cells) grown in such a medium can be collected by, for example, centrifugation.
また、この方法では、回収された細胞を、例えば、休止細胞として用いることもできるが、必要により、破砕し、その細胞破砕液(菌体破砕液)として用いることができる。 In this method, the collected cells can be used as, for example, resting cells. However, if necessary, they can be crushed and used as a cell lysate (bacterial cell lysate).
細胞破砕液(菌体破砕液)の調製においては、公知の方法を採用することができる。より具体的には、例えば、まず、得られた内部発現細胞および/または表面発現細胞を、例えば、超音波処理、ダイノミル、フレンチプレスなどの方法により破砕し、その後、遠心分離により細胞残渣を除去する。 In preparing the cell disruption solution (bacterial cell disruption solution), a known method can be employed. More specifically, for example, the obtained internal expression cells and / or surface expression cells are first crushed by a method such as sonication, dynomill, French press, etc., and then cell debris is removed by centrifugation. To do.
また、この方法では、必要により、得られた細胞破砕液からリシン脱炭酸酵素を精製することができる。 In this method, lysine decarboxylase can be purified from the obtained cell lysate, if necessary.
リシン脱炭酸酵素の精製方法としては、特に制限されず、酵素の精製に通常用いられる公知の方法(例えば、硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、等電点沈殿、熱処理、pH処理など)を、必要により適宜組み合わせて採用することができる。 The purification method of lysine decarboxylase is not particularly limited, and is a known method usually used for enzyme purification (for example, ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, affinity chromatography, gel filtration chromatography, Isoelectric point precipitation, heat treatment, pH treatment, etc.) can be employed in combination as appropriate.
そして、リシン(またはその塩)の脱炭酸酵素反応では、このようにして得られた休止細胞および/またはその細胞破砕液と、リシン(またはその塩)の水溶液とを配合し、水中でリシン脱炭酸酵素をリシン(またはその塩)に作用させる。 In the decarboxylase reaction of lysine (or a salt thereof), the resting cells and / or cell lysate thus obtained are mixed with an aqueous solution of lysine (or a salt thereof), and the lysine desorbed in water. Carbonate acts on lysine (or its salt).
反応に使用するリシン(またはその塩)の総質量に対する、反応に使用する菌体(細胞)の乾燥菌体換算質量の比率は、リシン(またはその塩)をペンタメチレンジアミン(またはその塩)に転換させるのに十分な量であれば、特に制限されないが、例えば、0.01以下、好ましくは、0.007以下である。 The ratio of the dry cell equivalent mass of the cells (cells) used for the reaction to the total mass of lysine (or its salt) used for the reaction is that lysine (or its salt) is converted to pentamethylenediamine (or its salt). The amount is not particularly limited as long as it is sufficient for conversion, but is, for example, 0.01 or less, preferably 0.007 or less.
なお、反応に使用するリシン(またはその塩)の総質量とは、反応開始時に反応系内に存在するリシン(またはその塩)の質量(反応中に反応系にリシン(またはその塩)を加える場合には、それらリシン(またはその塩)の総量)である。 The total mass of lysine (or salt thereof) used in the reaction is the mass of lysine (or salt thereof) present in the reaction system at the start of the reaction (lysine (or salt thereof) is added to the reaction system during the reaction) In some cases, the total amount of those lysines (or their salts).
また、菌体の乾燥菌体換算質量とは、乾燥して水分を含まない菌体の質量である。菌体の乾燥菌体換算質量は、例えば、菌体を含む液(菌体液)から、遠心分離や濾過等の方法で菌体を分離し、質量が一定になるまで乾燥し、その質量を測定することにより求めることができる。 Moreover, the dry cell equivalent mass of a microbial cell is the mass of the microbial cell which dries and does not contain a water | moisture content. The dry cell equivalent mass of the bacterial cell is, for example, separated from the liquid containing the bacterial cell (bacterial cell liquid) by a method such as centrifugation or filtration, dried until the mass becomes constant, and the mass is measured. Can be obtained.
リシン(またはその塩)の脱炭酸酵素反応における反応温度は、例えば、28〜55℃、好ましくは、35〜45℃であり、反応時間は、採用されるリシン脱炭酸酵素の種類などにより異なるが、例えば、1〜72時間、好ましくは、12〜36時間である。また、反応pHは、例えば、5.0〜8.0、好ましくは、5.5〜6.5である。 The reaction temperature in the decarboxylase reaction of lysine (or a salt thereof) is, for example, 28 to 55 ° C., preferably 35 to 45 ° C., and the reaction time varies depending on the type of lysine decarboxylase employed. For example, it is 1 to 72 hours, preferably 12 to 36 hours. Moreover, reaction pH is 5.0-8.0, for example, Preferably, it is 5.5-6.5.
これにより、リシン(またはその塩)が脱炭酸酵素反応して、ペンタメチレンジアミンに転換され、その結果、ペンタメチレンジアミン水溶液が得られる。 Thereby, lysine (or a salt thereof) undergoes a decarboxylase reaction to be converted into pentamethylenediamine, and as a result, an aqueous solution of pentamethylenediamine is obtained.
ペンタメチレンジアミンまたはその塩の反応収率は、リシン(またはその塩)を基準として、例えば、10〜100モル%、好ましくは、70〜100モル%、より好ましくは、80〜100モル%である。 The reaction yield of pentamethylenediamine or a salt thereof is, for example, 10 to 100 mol%, preferably 70 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, based on lysine (or a salt thereof). .
また、ペンタメチレンジアミン水溶液におけるペンタメチレンジアミンまたはその塩の濃度(ペンタメチレンジアミン塩の場合はペンタメチレンジアミン換算濃度)は、例えば、1〜70質量%、好ましくは、2〜50質量%、より好ましくは、5〜40質量%である。 Further, the concentration of pentamethylenediamine or a salt thereof in the aqueous solution of pentamethylenediamine (in the case of pentamethylenediamine salt, the concentration in terms of pentamethylenediamine) is, for example, 1 to 70% by mass, preferably 2 to 50% by mass, and more preferably. Is 5-40 mass%.
なお、この反応では,得られるペンタメチレンジアミンがアルカリ性であるため、リシン(またはその塩)がペンタメチレンジアミン(またはその塩)に転換されるに伴って反応液のpHが増加する場合がある。このような場合には、必要により、酸性物質(例えば、有機酸、例えば、塩酸などの無機酸など)などを添加し、pHを調整することができる。 In this reaction, since the obtained pentamethylenediamine is alkaline, the pH of the reaction solution may increase as lysine (or a salt thereof) is converted to pentamethylenediamine (or a salt thereof). In such a case, if necessary, an acidic substance (for example, an organic acid, for example, an inorganic acid such as hydrochloric acid) can be added to adjust the pH.
また、この反応では、必要により、例えば、ビタミンB6および/またはその誘導体を反応液中に添加することもできる。 In this reaction, for example, vitamin B 6 and / or a derivative thereof can be added to the reaction solution as necessary.
ビタミンB6および/またはその誘導体としては、例えば、ピリドキシン、ピリドキサミン、ピリドキサール、ピリドキサールリン酸などが挙げられる。 Examples of vitamin B 6 and / or derivatives thereof include pyridoxine, pyridoxamine, pyridoxal, pyridoxal phosphate, and the like.
これらビタミンB6および/またはその誘導体は、単独使用または2種類以上併用することができる。 These vitamin B 6 and / or derivatives thereof can be used alone or in combination of two or more.
ビタミンB6および/またはその誘導体として、好ましくは、ピリドキサールリン酸が挙げられる。 Vitamin B 6 and / or its derivatives are preferably pyridoxal phosphate.
ビタミンB6および/またはその誘導体を添加することにより、ペンタメチレンジアミンの生産速度および反応収率を向上することができる。 By adding vitamin of B 6 and / or its derivatives, it is possible to improve the production rate and yield of pentamethylene diamine.
そして、この方法では、得られたペンタメチレンジアミン水溶液から、必要により、水の一部を留去させる。 In this method, a part of the water is distilled off from the obtained aqueous solution of pentamethylenediamine if necessary.
より具体的には、例えば、連続多段蒸留塔、回分多段蒸留塔などを備えた蒸留装置などにより、0.1kPa〜常圧下、ペンタメチレンジアミン水溶液を加熱(熱処理)し、蒸留することにより、水の一部が留去されたペンタメチレンジアミン水溶液を得る。 More specifically, for example, an aqueous pentamethylenediamine solution is heated (heat treated) under a pressure of 0.1 kPa to normal pressure by a distillation apparatus equipped with a continuous multistage distillation column, a batch multistage distillation column, etc. A pentamethylenediamine aqueous solution in which a part of is distilled off is obtained.
加熱温度としては、例えば、25℃以上、90℃未満、好ましくは、25℃以上、85℃以下、より好ましくは、25℃以上、80℃未満、さらに好ましくは、30℃以上、70℃以下である。 The heating temperature is, for example, 25 ° C. or more and less than 90 ° C., preferably 25 ° C. or more and 85 ° C. or less, more preferably 25 ° C. or more and less than 80 ° C., more preferably 30 ° C. or more and 70 ° C. or less. is there.
ペンタメチレンジアミン水溶液を、90℃以上で加熱(熱処理)すると、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の総量に対する、C=N結合を有する含窒素六員環化合物(後述)の含有量が増加する場合や、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の抽出率が低下する場合がある。 When the aqueous solution of pentamethylenediamine is heated at 90 ° C. or higher (heat treatment), the content of a nitrogen-containing six-membered ring compound having a C═N bond (described later) relative to the total amount of pentamethylenediamine or a salt thereof increases. The extraction rate of pentamethylenediamine or a salt thereof may decrease.
そのため、好ましくは、ペンタメチレンジアミン水溶液を、90℃以上で加熱(熱処理)することなく、より好ましくは、80℃以上で加熱することなく、さらに好ましくは、ペンタメチレンジアミン水溶液を加熱(熱処理)することなく、後述するように、その水溶液からそのままペンタメチレンジアミンまたはその塩を抽出する。 Therefore, preferably, the aqueous solution of pentamethylenediamine is not heated (heat treatment) at 90 ° C. or higher, more preferably, it is not heated at 80 ° C. or higher, and more preferably, the aqueous solution of pentamethylene diamine is heated (heat treatment). Instead, as described later, pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted as it is from the aqueous solution.
ペンタメチレンジアミン水溶液において、ペンタメチレンジアミンの濃度は、ペンタメチレンジアミン水溶液の総量に対して、例えば、5〜80質量%、好ましくは、15〜60質量%である。 In the pentamethylenediamine aqueous solution, the concentration of pentamethylenediamine is, for example, 5 to 80% by mass, preferably 15 to 60% by mass with respect to the total amount of the pentamethylenediamine aqueous solution.
そして、この方法では、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を抽出する。抽出では、例えば、液−液抽出法が採用される。 In this method, pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted. In the extraction, for example, a liquid-liquid extraction method is employed.
液−液抽出法では、例えば、(1)回分的、半連続的または連続的にペンタメチレンジアミン水溶液に、抽出溶媒(後述)を接触させ、混合および撹拌することにより、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を抽出溶媒(後述)へと抽出(分配)し、その抽出溶媒(後述)からペンタメチレンジアミンまたはその塩を分離する方法、(2)多孔板を備えた塔(スプレー塔、段型抽出塔)や、充填物、ノズル、オリフィス板、バッフル、インジェクターおよび/またはスタティックミキサーを備えた塔(向流微分型抽出塔、非撹拌式段型抽出塔:改訂五版 化学工学便覧、p566から569、化学工学会編、丸善(1988))に、ペンタメチレンジアミン水溶液と抽出溶媒(後述)とを、向流で連続的に供給し、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、抽出溶媒(後述)へと抽出(分配)した後、抽出溶媒(後述)を連続的に流出させ、その抽出溶媒(後述)から、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を分離する方法、(3)邪魔板および撹拌羽根を備えた塔(撹拌式段型抽出塔:改訂五版 化学工学便覧 p569から574、化学工学会編、丸善(1988))に、ペンタメチレンジアミン水溶液と抽出溶媒(後述)とを、向流で連続的に供給し、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、抽出溶媒(後述)へと抽出(分配)した後、抽出溶媒(後述)を連続的に流出させ、その抽出溶媒(後述)から、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を分離する方法、(4)ミキサーセトラー抽出器、または、遠心式抽出機(改訂五版 化学工学便覧 p563から566、p574、化学工学会編、丸善(1988))を用いて、ペンタメチレンジアミン水溶液に、抽出溶媒(後述)を接触させ、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を抽出溶媒(後述)へと抽出(分配)し、その抽出溶媒(後述)からペンタメチレンジアミンまたはその塩を分離する方法などが採用される。 In the liquid-liquid extraction method, for example, (1) pentamethylenediamine or a salt thereof is obtained by bringing an extraction solvent (described later) into contact with a pentamethylenediamine aqueous solution batchwise, semi-continuously or continuously, and mixing and stirring. Is extracted (distributed) into an extraction solvent (described later), and pentamethylenediamine or a salt thereof is separated from the extraction solvent (described later). (2) A tower (spray tower, step extraction tower) provided with a perforated plate And a column equipped with a packing, nozzle, orifice plate, baffle, injector and / or static mixer (countercurrent differential extraction column, non-stirring type column extraction column: revised fifth edition Chemical Engineering Handbook, p566 to 569, chemistry To the Engineering Society, Maruzen (1988), a pentamethylenediamine aqueous solution and an extraction solvent (described later) are continuously supplied in a countercurrent flow. Extract the salt into an extraction solvent (described later), and then continuously flow out the extraction solvent (described later) to separate pentamethylenediamine or a salt thereof from the extraction solvent (described later), (3) A tower equipped with a baffle plate and a stirring blade (stirring type extraction tower: Revised 5th edition, Chemical Engineering Handbook, p. Are supplied continuously in countercurrent, and pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted (distributed) into an extraction solvent (described later), and then the extraction solvent (described later) is continuously flowed out and extracted. Method for separating pentamethylenediamine or a salt thereof from a solvent (described later), (4) mixer settler extractor or centrifugal extractor (revised fifth edition chemical engineering manuals p563 to 566, p574) Chemical Engineering Society, Maruzen (1988)), an extraction solvent (described later) is brought into contact with an aqueous pentamethylenediamine solution, and pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted (distributed) into the extraction solvent (described later). A method of separating pentamethylenediamine or a salt thereof from an extraction solvent (described later) is employed.
これら液−液抽出法としては、単独使用または2種類以上併用することができる。 These liquid-liquid extraction methods can be used alone or in combination of two or more.
液−液抽出法として、生産効率の観点から、好ましくは、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、抽出溶媒(後述)へと連続的に抽出(分配)する方法、より具体的には、例えば、上記(1)〜(3)の方法が挙げられる。 From the viewpoint of production efficiency, the liquid-liquid extraction method is preferably a method of continuously extracting (distributing) pentamethylenediamine or a salt thereof into an extraction solvent (described later), more specifically, for example, The method of (1)-(3) is mentioned.
液−液抽出におけるペンタメチレンジアミン水溶液と抽出溶剤(後述)との配合割合は、ペンタメチレンジアミン水溶液(抽出が連続的である場合は、単位時間あたりの供給量。以下同様。)100質量部に対して、抽出溶剤(後述)が、例えば、30〜300質量部であり、経済性および生産性の観点から、好ましくは、50〜200質量部、より好ましくは50〜150質量、とりわけ好ましくは、80〜120質量部である。 The blending ratio of the pentamethylenediamine aqueous solution and the extraction solvent (described later) in the liquid-liquid extraction is 100 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution (if the extraction is continuous, the supply amount per unit time. The same applies hereinafter). On the other hand, an extraction solvent (after-mentioned) is 30-300 mass parts, for example, From a viewpoint of economical efficiency and productivity, Preferably, it is 50-200 mass parts, More preferably, it is 50-150 mass, Especially preferably, It is 80-120 mass parts.
また、液−液抽出では、ペンタメチレンジアミン水溶液と抽出溶剤(後述)とを、例えば、常圧(大気圧)下、例えば、5〜60℃、好ましくは、10〜60℃、より好ましくは、15〜50℃、さらに好ましくは、15〜40℃において、例えば、撹拌羽根などにより、例えば、1〜120分間、好ましくは、5〜90分間、好ましくは、5〜60分間混合する。 In liquid-liquid extraction, an aqueous pentamethylenediamine solution and an extraction solvent (described later) are, for example, under normal pressure (atmospheric pressure), for example, 5 to 60 ° C., preferably 10 to 60 ° C., more preferably, The mixture is mixed at 15 to 50 ° C., more preferably 15 to 40 ° C., for example, with a stirring blade, for example, for 1 to 120 minutes, preferably 5 to 90 minutes, preferably 5 to 60 minutes.
撹拌羽根としては、特に限定されないが、例えば、プロペラ、平羽根、角度付平羽根、ピッチ付平羽根、平羽根ディスクタービン、傾斜付羽根ディスクタービン、湾曲羽根、ファウドラー型、ブルーマージン型、ディゾルバー、アンカーなどが挙げられる。 The stirring blade is not particularly limited. For example, a propeller, a flat blade, an angled flat blade, a pitched flat blade, a flat blade disk turbine, a tilted blade disk turbine, a curved blade, a Fiddler type, a blue margin type, a dissolver, An anchor etc. are mentioned.
また、混合における回転数としては、例えば、5〜3000rpm、好ましくは、10〜2000rpm、より好ましくは、20〜1000rpmである。 Moreover, as rotation speed in mixing, it is 5-3000 rpm, for example, Preferably, it is 10-2000 rpm, More preferably, it is 20-1000 rpm.
これにより、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、抽出溶剤(後述)中へと抽出する。 Thereby, pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted into an extraction solvent (described later).
次いで、この方法では、ペンタメチレンジアミンまたはその塩と抽出溶剤(後述)との混合物を、例えば、5〜300分間、好ましくは、10〜240分間、より好ましくは、20〜180分間静置し、その後、ペンタメチレンジアミンまたはその塩が抽出された抽出溶剤(すなわち、抽出溶剤(後述)とペンタメチレンジアミンまたはその塩との混合物)を、公知の方法により取り出す。 Next, in this method, a mixture of pentamethylenediamine or a salt thereof and an extraction solvent (described later) is allowed to stand, for example, for 5 to 300 minutes, preferably 10 to 240 minutes, more preferably 20 to 180 minutes, Thereafter, the extraction solvent from which pentamethylenediamine or a salt thereof is extracted (that is, a mixture of the extraction solvent (described later) and pentamethylenediamine or a salt thereof) is taken out by a known method.
なお、1回の液−液抽出によりペンタメチレンジアミンまたはその塩を十分に抽出できない場合には、複数回(例えば、2〜5回)繰り返し液−液抽出することもできる。 When pentamethylenediamine or a salt thereof cannot be sufficiently extracted by one liquid-liquid extraction, liquid-liquid extraction can be repeated a plurality of times (for example, 2 to 5 times).
これにより、ペンタメチレンジアミン水溶液中のペンタメチレンジアミンまたはその塩を、抽出溶剤(後述)に抽出することができる。 Thereby, pentamethylenediamine or a salt thereof in the pentamethylenediamine aqueous solution can be extracted into an extraction solvent (described later).
このようにして得られる抽出溶剤(抽出溶剤(後述)とペンタメチレンジアミンまたはその塩との混合物)において、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の濃度は、例えば、0.2〜40質量%、好ましくは、0.3〜35質量%、より好ましくは、0.4〜30質量%、とりわけ好ましくは、0.8〜25質量%である。 In the extraction solvent thus obtained (a mixture of the extraction solvent (described later) and pentamethylenediamine or a salt thereof), the concentration of pentamethylenediamine or a salt thereof is, for example, 0.2 to 40% by mass, preferably It is 0.3-35 mass%, More preferably, it is 0.4-30 mass%, Most preferably, it is 0.8-25 mass%.
また、抽出後におけるペンタメチレンジアミンまたはその塩の収率(抽出率)は、リシン(またはその塩)を基準として、例えば、65〜100モル%、好ましくは、70〜100モル%、より好ましくは、80〜100モル%、とりわけ好ましくは、90〜100モル%である。 Moreover, the yield (extraction rate) of pentamethylenediamine or a salt thereof after extraction is, for example, 65 to 100 mol%, preferably 70 to 100 mol%, more preferably based on lysine (or a salt thereof). 80 to 100 mol%, particularly preferably 90 to 100 mol%.
なお、この方法では、必要により、得られた抽出溶剤(後述)とペンタメチレンジアミンまたはその塩との混合物から、例えば、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を単離することもできる。ペンタメチレンジアミンまたはその塩の単離では、特に制限されないが、例えば、連続多段蒸留塔、回分多段蒸留塔などを備えた蒸留装置などにより、例えば、50〜182℃、0.1kPa〜常圧下、抽出溶剤(後述)とペンタメチレンジアミンまたはその塩との混合物を蒸留し、抽出溶媒(後述)を除去する。 In this method, for example, pentamethylenediamine or a salt thereof can be isolated from a mixture of the obtained extraction solvent (described later) and pentamethylenediamine or a salt thereof, if necessary. The isolation of pentamethylenediamine or a salt thereof is not particularly limited, but for example, by a distillation apparatus equipped with a continuous multistage distillation column, a batch multistage distillation column, or the like, for example, 50 to 182 ° C., 0.1 kPa to normal pressure, A mixture of the extraction solvent (described later) and pentamethylenediamine or a salt thereof is distilled to remove the extraction solvent (described later).
そして、このような抽出において、抽出溶剤としては、炭素数4〜7の1価アルコールが挙げられる。 In such extraction, examples of the extraction solvent include monohydric alcohols having 4 to 7 carbon atoms.
炭素数4〜7の1価アルコールとしては、例えば、直鎖状の炭素数4〜7の1価アルコール、分岐状の炭素数4〜7の1価アルコールなどが挙げられる。 Examples of the monohydric alcohol having 4 to 7 carbon atoms include linear monohydric alcohol having 4 to 7 carbon atoms and branched monohydric alcohol having 4 to 7 carbon atoms.
直鎖状の炭素数4〜7の1価アルコールとしては、例えば、n−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノールなどが挙げられる。 Examples of the linear monovalent alcohol having 4 to 7 carbon atoms include n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, and n-heptanol.
分岐状の炭素数4〜7の1価アルコールとしては、例えば、2−ブタノール、イソブタノール、tert-ブタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、イソペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−3−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、tert−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、イソヘキサノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、3,3−ジメチル−1−ブタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、5−メチル−1−ヘキサノール、4−メチル−1−ヘキサノール、3−メチル−1−ヘキサノール、2−エチル−2−メチル−1−ブタノールなどが挙げられる。 Examples of the branched monohydric alcohol having 4 to 7 carbon atoms include 2-butanol, isobutanol, tert-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, isopentanol, 2-methyl-1-butanol, 2-methyl-3-butanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, tert-pentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, isohexanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-1-pen Tanol, 3-methyl-1-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 3,3-dimethyl-1-butanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 4-heptanol, 5-methyl-1-hexanol, 4 -Methyl-1-hexanol, 3-methyl-1-hexanol, 2-ethyl-2-methyl-1-butanol And so on.
これら炭素数4〜7の1価アルコールは、単独使用または2種類以上併用することができる。 These monohydric alcohols having 4 to 7 carbon atoms can be used alone or in combination of two or more.
炭素数4〜7の1価アルコールとして、好ましくは、直鎖状の炭素数4〜7の1価アルコールが挙げられる。 The monovalent alcohol having 4 to 7 carbon atoms is preferably a linear monohydric alcohol having 4 to 7 carbon atoms.
直鎖状の炭素数4〜7の1価アルコールを用いると、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、高収率で抽出することができ、また、上記の抽出溶媒の除去においても、ペンタメチレンジアミンの性質を維持することができる。 When a linear monohydric alcohol having 4 to 7 carbon atoms is used, pentamethylenediamine or a salt thereof can be extracted with a high yield. In the removal of the extraction solvent, pentamethylenediamine can be extracted. The property can be maintained.
また、直鎖状の炭素数4〜7の1価アルコールとして、より好ましくは、n−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、さらに好ましくは、n−ブタノール、n−ペンタノールが挙げられる。 Moreover, as linear C1-C7 monohydric alcohol, More preferably, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, More preferably, n-butanol and n-pentanol are mentioned.
また、本発明において、抽出溶剤の沸点は、例えば、60〜250℃、好ましくは、80〜200℃、より好ましくは、90〜150℃である。 Moreover, in this invention, the boiling point of an extraction solvent is 60-250 degreeC, for example, Preferably, it is 80-200 degreeC, More preferably, it is 90-150 degreeC.
抽出溶剤の沸点が、上記下限未満であると、ペンタメチレンジアミン水溶液から抽出により、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を得る際に、抽出溶剤との分離が困難となる場合がある。 When the boiling point of the extraction solvent is less than the above lower limit, separation from the extraction solvent may be difficult when pentamethylenediamine or a salt thereof is obtained by extraction from an aqueous pentamethylenediamine solution.
一方、抽出溶剤の沸点が、上記上限を超過すると、抽出溶剤とペンタメチレンジアミンまたはその塩との混合物からペンタメチレンジアミンまたはその塩を得る際に、分離工程での消費エネルギーが増大する場合がある。 On the other hand, when the boiling point of the extraction solvent exceeds the above upper limit, when obtaining pentamethylenediamine or a salt thereof from a mixture of the extraction solvent and pentamethylenediamine or a salt thereof, energy consumption in the separation step may increase. .
そして、このようにして得られるペンタメチレンジアミンまたはその塩は、C=N結合を有する含窒素六員環化合物(以下、C=N六員環化合物と称する場合がある。)を含有しないか、または、その含有量が低減されている。 The pentamethylenediamine or salt thereof thus obtained does not contain a nitrogen-containing six-membered ring compound having a C═N bond (hereinafter sometimes referred to as C═N six-membered ring compound), Or the content is reduced.
C=N六員環化合物としては、例えば、アミノ基とC=N結合とを有する含窒素六員環化合物(以下、アミノ基含有C=N六員環化合物と称する場合がある。)、C=N結合を有し、アミノ基を有さない含窒素六員環化合物(以下、アミノ基不含C=N六員環化合物と称する場合がある。)などが挙げられる。 Examples of the C═N six-membered ring compound include a nitrogen-containing six-membered ring compound having an amino group and a C═N bond (hereinafter, sometimes referred to as an amino group-containing C═N six-membered ring compound), C. And a nitrogen-containing six-membered ring compound having an N bond and no amino group (hereinafter referred to as an amino group-free C = N six-membered ring compound).
アミノ基含有C=N六員環化合物としては、例えば、下記式(1)で示される化合物などが挙げられる。 Examples of the amino group-containing C═N six-membered ring compound include compounds represented by the following formula (1).
(式中、Xは、アミノメチル基を示す。)
上記式(1)で示される化合物として、より具体的には、例えば、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジンなどが挙げられる。
(In the formula, X represents an aminomethyl group.)
More specifically, examples of the compound represented by the formula (1) include 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine.
アミノ基不含C=N六員環化合物としては、例えば、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンなどが挙げられる。 Examples of the amino group-free C═N six-membered ring compound include 2,3,4,5-tetrahydropyridine.
本発明において、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の総量(ペンタメチレンジアミンまたはその塩と、不純物(アミノ基含有C=N六員環化合物およびアミノ基不含C=N六員環化合物を含む)との合計量)に対する、これらC=N六員環化合物の含有量(アミノ基含有C=N六員環化合物とアミノ基不含C=N六員環化合物との総量)は、2質量%以下、好ましくは、1.8質量%以下、より好ましくは、1.5質量%以下、とりわけ好ましくは、1.2質量%以下である。 In the present invention, the total amount of pentamethylenediamine or a salt thereof (pentamethylenediamine or a salt thereof and impurities (including an amino group-containing C = N six-membered ring compound and an amino group-free C = N six-membered ring compound) The content of these C = N six-membered ring compounds with respect to the total amount) (the total amount of amino group-containing C = N six-membered ring compounds and amino group-free C = N six-membered ring compounds) is 2% by mass or less, Preferably, it is 1.8 mass% or less, More preferably, it is 1.5 mass% or less, Most preferably, it is 1.2 mass% or less.
C=N六員環化合物の含有量が上記上限を超過する場合には、そのペンタメチレンジアミンを樹脂原料として用いた場合に、得られる樹脂の性質を低下させる場合がある。 When the content of the C = N six-membered ring compound exceeds the above upper limit, when the pentamethylenediamine is used as a resin raw material, the properties of the resulting resin may be lowered.
より具体的には、C=N六員環化合物の含有量が上記上限を超過するペンタメチレンジアミンまたはその塩を用いてペンタメチレンジイソシアネート(後述)を製造し、さらに、そのペンタメチレンジイソシアネート(後述)を反応させ、イソシアネート変性体(後述)を製造する場合において、ペンタメチレンジイソシアネート(後述)の反応速度が十分ではなく、多量の触媒を必要とするなど、生産性に劣る場合があり、また、得られるイソシアネート変性体(後述)の物性(例えば、貯蔵安定性など)を、十分に確保することができない場合がある。 More specifically, pentamethylene diisocyanate (described later) is produced using pentamethylenediamine or a salt thereof in which the content of the C = N six-membered ring compound exceeds the upper limit, and further pentamethylene diisocyanate (described later). In the case of producing an isocyanate-modified product (described later), the reaction rate of pentamethylene diisocyanate (described later) is not sufficient, and a large amount of catalyst may be required. In some cases, sufficient properties (for example, storage stability) of the resulting isocyanate-modified product (described later) cannot be ensured.
これに対して、C=N六員環化合物の含有量が上記上限以下であれば、そのペンタメチレンジアミンを樹脂原料として用い、優れた性質の樹脂を得ることができる。 On the other hand, if the content of the C = N six-membered ring compound is not more than the above upper limit, the resin having excellent properties can be obtained using the pentamethylenediamine as a resin raw material.
より具体的には、例えば、C=N六員環化合物の含有量が上記上限以下であれば、優れた性質を備えるイソシアネート変性体(後述)を効率良く製造することができるペンタメチレンジイソシアネートを、製造することができる。 More specifically, for example, if the content of the C = N six-membered ring compound is not more than the above upper limit, pentamethylene diisocyanate that can efficiently produce an isocyanate-modified product (described later) having excellent properties, Can be manufactured.
また、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の総量に対する、アミノ基含有C=N六員環化合物の含有量は、例えば、1.5質量%以下、好ましくは、1.2質量%以下、より好ましくは、1質量%以下、とりわけ好ましくは、0.8質量%以下である。 The content of the amino group-containing C = N six-membered ring compound with respect to the total amount of pentamethylenediamine or a salt thereof is, for example, 1.5% by mass or less, preferably 1.2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.8% by mass or less.
アミノ基含有C=N六員環化合物の含有量が上記上限を超過する場合にも、やはり、そのペンタメチレンジアミンを樹脂原料として用いた場合に、得られる樹脂の性質を低下させる場合がある。 Even when the content of the amino group-containing C = N six-membered ring compound exceeds the above upper limit, when the pentamethylenediamine is used as a resin raw material, the properties of the resulting resin may be lowered.
より具体的には、上記と同様に、アミノ基含有C=N六員環化合物の含有量が上記上限を超過するペンタメチレンジアミンまたはその塩を用いてペンタメチレンジイソシアネート(後述)を製造し、さらに、そのペンタメチレンジイソシアネート(後述)を反応させ、イソシアネート変性体(後述)を製造する場合において、ペンタメチレンジイソシアネート(後述)の反応速度が十分ではなく、多量の触媒を必要とするなど、生産性に劣る場合があり、また、得られるイソシアネート変性体(後述)の物性(例えば、貯蔵安定性など)を、十分に確保することができない場合がある。 More specifically, similarly to the above, pentamethylene diisocyanate (described later) is produced using pentamethylenediamine or a salt thereof in which the content of the amino group-containing C═N six-membered ring compound exceeds the upper limit, and In the case of producing an isocyanate-modified product (described later) by reacting the pentamethylene diisocyanate (described later), the reaction rate of pentamethylene diisocyanate (described later) is not sufficient, and a large amount of catalyst is required. In some cases, the physical properties (for example, storage stability) of the resulting isocyanate-modified product (described later) may not be sufficiently ensured.
これに対して、アミノ基含有C=N六員環化合物の含有量が上記上限以下であれば、そのペンタメチレンジアミンを樹脂原料として用い、優れた性質の樹脂を得ることができる。 On the other hand, if the content of the amino group-containing C = N six-membered ring compound is not more than the above upper limit, the pentamethylenediamine can be used as a resin raw material to obtain a resin having excellent properties.
より具体的には、例えば、アミノ基含有C=N六員環化合物の含有量が上記上限以下であれば、優れた性質を備えるイソシアネート変性体を効率良く製造することができるペンタメチレンジイソシアネートを、製造することができる。 More specifically, for example, if the content of the amino group-containing C = N six-membered ring compound is not more than the above upper limit, pentamethylene diisocyanate that can efficiently produce an isocyanate-modified product having excellent properties, Can be manufactured.
また、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の総量に対する、アミノ基不含C=N六員環化合物の含有量は、例えば、0.5質量%以下、好ましくは、0.4質量%以下、より好ましくは、0.3質量%以下、とりわけ好ましくは、0.2質量%以下である。 The content of the amino group-free C═N six-membered ring compound with respect to the total amount of pentamethylenediamine or a salt thereof is, for example, 0.5% by mass or less, preferably 0.4% by mass or less, more preferably 0.3 mass% or less, particularly preferably 0.2 mass% or less.
アミノ基不含C=N六員環化合物の含有量が上記上限を超過する場合には、詳述しないが、そのペンタメチレンジアミンを樹脂原料として用いた場合に、得られる樹脂の性質を低下させる場合がある。 When the content of the amino group-free C = N six-membered ring compound exceeds the above upper limit, although not described in detail, when the pentamethylenediamine is used as a resin raw material, the properties of the resulting resin are deteriorated. There is a case.
より具体的には、アミノ基不含C=N六員環化合物の含有量が上記上限を超過するペンタメチレンジアミンまたはその塩を用いて製造するペンタメチレンジイソシアネート(後述)や、そのペンタメチレンジイソシアネート(後述)を反応させ、得られるイソシアネート変性体(後述)と、活性水素化合物とを反応させたポリウレタン樹脂の物性(例えば、機械強度、耐薬品性など)を十分に確保することができない場合がある。 More specifically, pentamethylene diisocyanate (described later) produced using pentamethylenediamine or a salt thereof in which the content of the amino group-free C = N six-membered ring compound exceeds the above upper limit, or its pentamethylene diisocyanate ( In some cases, the physical properties (for example, mechanical strength, chemical resistance, etc.) of a polyurethane resin obtained by reacting an isocyanate-modified product (described later) with an active hydrogen compound cannot be sufficiently ensured. .
そして、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法では、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を、炭素数4〜7の1価アルコールにより抽出するため、ペンタメチレンジアミンまたはその塩を効率良く抽出することができ、さらには、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の不純物の含有割合を、低減することができる。 And in the manufacturing method of the pentamethylenediamine or its salt of this invention, since a pentamethylenediamine or its salt is extracted with a C4-C7 monohydric alcohol, pentamethylenediamine or its salt is extracted efficiently. Furthermore, the content ratio of impurities of pentamethylenediamine or a salt thereof can be reduced.
そのため、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩によれば、優れた性質を備える樹脂を、効率良く製造することができる。 Therefore, according to the pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention, a resin having excellent properties can be produced efficiently.
その結果、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩は、各種工業原料、例えば、ポリウレタン原料(ポリイソシアネート)や、例えば、ポリアミド原料、ポリイミド原料、エポキシ原料などの樹脂原料として、好適に用いられる。 As a result, the pentamethylenediamine or a salt thereof of the present invention is suitably used as various industrial raw materials, for example, polyurethane raw materials (polyisocyanates), and resin raw materials such as polyamide raw materials, polyimide raw materials, and epoxy raw materials.
例えば、本発明のペンタメチレンジアミンまたはその塩を、ポリウレタン原料であるポリイソシアネートの原料として用いる場合には、ポリイソシアネートとして、例えば、ペンタメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアネート変性体などが挙げられる。 For example, when the pentamethylenediamine of the present invention or a salt thereof is used as a raw material for polyisocyanate, which is a polyurethane raw material, examples of the polyisocyanate include pentamethylene diisocyanate and an isocyanate-modified pentamethylene diisocyanate.
ペンタメチレンジイソシアネートは、例えば、特開平7−309827号公報に記載される冷熱2段法(直接法(ホスゲン化法))や造塩法、例えば、特開2004−244349号公報や特開2003−212835号公報などに記載される方法によりアルキルカルバメートを製造し、そのアルキルカルバメートを熱分解する方法(カーボネート法)、例えば、特開昭55−149241号公報や特開昭57−114561号公報などに記載される方法によりウレタンを製造し、そのウレタン化合物を熱分解する方法(尿素法)などの公知の方法により、製造することができる。 Pentamethylene diisocyanate is, for example, a cold two-stage method (direct method (phosgenation method)) described in JP-A-7-309827 or a salt formation method, such as JP-A-2004-244349 and JP-A-2003-2003. A method of producing an alkyl carbamate by a method described in JP-A-212835 and the like, and thermally decomposing the alkyl carbamate (carbonate method), for example, JP-A Nos. 55-149241 and 57-114561 The urethane can be produced by the method described, and can be produced by a known method such as a method of thermally decomposing the urethane compound (urea method).
そして、このようなペンタメチレンジイソシアネートは、イソシアネート変性体の製造において、好適に用いられる。 And such a pentamethylene diisocyanate is used suitably in manufacture of an isocyanate modified body.
イソシアネート変性体としては、例えば、ペンタメチレンジイソシアネートの多量体(2量体、3量体(例えば、イソシアヌレート基、および/または、イミノオキサジアジンジオン基を有するポリイソシアネート)など)、ビウレット変性体(例えば、ペンタメチレンジイソシアネートと水との反応により生成するビウレット変性体など)、アロファネート変性体(例えば、ペンタメチレンジイソシアネートとモノオールまたは低分子量ポリオール(後述)との反応より生成するアロファネート変性体など)、ポリオール変性体(例えば、ペンタメチレンジイソシアネートと低分子量ポリオール(後述)またはマクロポリオール(後述)との反応より生成するポリオール変性体など)、オキサジアジントリオン変性体(例えば、ペンタメチレンジイソシアネートと炭酸ガスとの反応により生成するオキサジアジントリオンなど)、カルボジイミド変性体(ペンタメチレンジイソシアネートの脱炭酸縮合反応により生成するカルボジイミド変性体など)、ウレトジオン変性体、ウレトンイミン変性体などが挙げられる。 Examples of isocyanate-modified products include pentamethylene diisocyanate multimers (dimers, trimers (for example, polyisocyanates having isocyanurate groups and / or iminooxadiazinedione groups)), biuret-modified products, and the like. (For example, biuret modified product produced by reaction of pentamethylene diisocyanate and water), allophanate modified product (eg, allophanate modified product produced by reaction of pentamethylene diisocyanate and monool or low molecular weight polyol (described later)) Modified polyols (for example, polyol modified products produced by reaction of pentamethylene diisocyanate with low molecular weight polyol (described later) or macropolyol (described later)), oxadiazine trione modified products (for example, pentamethyl) Oxadiazine trione produced by the reaction of carbon diisocyanate with carbon dioxide, etc.), carbodiimide modified products (carbodiimide modified products produced by decarboxylation condensation reaction of pentamethylene diisocyanate), uretdione modified products, uretonimine modified products, etc. .
イソシアネート変性体として、好ましくは、ペンタメチレンジイソシアネートの3量体が挙げられ、より好ましくは、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネートが挙げられる。 The isocyanate-modified product is preferably a trimer of pentamethylene diisocyanate, more preferably a polyisocyanate having an isocyanurate group.
そして、ポリイソシアネート組成物は、上記したペンタメチレンジイソシアネートをトリマー化することにより得られるペンタメチレンジイソシアネートの3量体(例えば、イソシアヌレート基、および/または、イミノオキサジアジンジオン基を有するポリイソシアネート)を、含んでいる。 The polyisocyanate composition is a trimer of pentamethylene diisocyanate obtained by trimerizing the above pentamethylene diisocyanate (for example, a polyisocyanate having an isocyanurate group and / or an iminooxadiazine dione group). Is included.
ペンタメチレンジイソシアネートをトリマー化する方法としては、特に制限されないが、例えば、特開平2−250872号公報に記載の方法(尿素法)などが挙げられる。 A method for trimming pentamethylene diisocyanate is not particularly limited, and examples thereof include a method (urea method) described in JP-A-2-250872.
なお、このようなポリイソシアネート組成物には、必要により、例えば、スルホンアミド基を含有する化合物(例えば、芳香族スルホンアミド類、脂肪族スルホンアミド類など)を含有させることもできる。 In addition, such a polyisocyanate composition may contain, for example, a compound containing a sulfonamide group (for example, aromatic sulfonamide, aliphatic sulfonamide, etc.) as necessary.
そして、詳述しないが、上記のペンタメチレンジイソシアネートおよび/またはイソシアネート変性体(ポリイソシアネート組成物を含む)と、活性水素化合物とを反応させることにより、ポリウレタン樹脂を製造することができる。 Although not described in detail, a polyurethane resin can be produced by reacting the above pentamethylene diisocyanate and / or isocyanate-modified product (including a polyisocyanate composition) with an active hydrogen compound.
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
製造例などに用いられる測定方法を、以下に示す。
<ペンタメチレンジアミンの反応収率(単位:mol%)>
L−リシン一塩酸塩(和光純薬工業社製)、および、後述する(ペンタメチレンジアミンの蒸留)で得られた精製ペンタメチレンジアミンを用い、以下のHPLC(高速液体クロマトグラフ)分析条件下で得られたクロマトグラフの面積値から作成した検量線により、ペンタメチレンジアミンの濃度を算出し、L−リシン一塩酸塩およびペンタメチレンジアミンの合計濃度に対するペンタメチレンジアミンの濃度の割合を、ペンタメチレンジアミンの反応収率とした。
Measurement methods used in production examples and the like are shown below.
<Reaction yield of pentamethylenediamine (unit: mol%)>
Using L-lysine monohydrochloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and purified pentamethylenediamine obtained by (distillation of pentamethylenediamine) described below, under the following HPLC (high performance liquid chromatograph) analysis conditions The concentration of pentamethylenediamine was calculated from the calibration curve created from the area value of the obtained chromatograph, and the ratio of the concentration of pentamethylenediamine to the total concentration of L-lysine monohydrochloride and pentamethylenediamine was calculated as pentamethylenediamine. Reaction yield.
カラム;Asahipak ODP−50 4E(昭和電工社製)
カラム温度;40℃
溶離液;0.2mol/L リン酸ナトリウム(pH7.7)+2.3mmol/L 1−オクタンスルホン酸ナトリウム
流量;0.5mL/min
L−リシン一塩酸塩およびペンタメチレンジアミンの検出には、オルトフタルアルデヒドを用いたポストカラム誘導体化法〔J.Chromatogr.,83,353−355(1973)〕を採用した。
<ペンタメチレンジアミンの純度(単位:質量%)>
後述する(ペンタメチレンジアミンの蒸留)で得られた精製ペンタメチレンジアミンを用い、以下のガスクロマトグラフ分析条件で得られたガスクロマトグラムの面積値から作成した検量線により、ペンタメチレンジアミンの純度を算出した。
Column: Asahipak ODP-50 4E (Showa Denko)
Column temperature: 40 ° C
Eluent: 0.2 mol / L sodium phosphate (pH 7.7) +2.3 mmol / L 1-octane sulfonate sodium flow rate: 0.5 mL / min
For detection of L-lysine monohydrochloride and pentamethylenediamine, a post-column derivatization method using orthophthalaldehyde [J. Chromatogr. 83, 353-355 (1973)].
<Puramethylenediamine purity (unit: mass%)>
The purity of pentamethylenediamine was calculated using a calibration curve created from the area values of the gas chromatogram obtained under the following gas chromatographic analysis conditions using the purified pentamethylenediamine obtained in (Distillation of pentamethylenediamine) described later. .
装置;GC−6890(アジレント・テクノロジー社製)
カラム;WCOT FUSED SILICA CP−SIL 8CB FOR AMINES(VARIAN社製)
オーブン温度;40℃で3分間保持、40℃から300℃まで、10℃/minで昇温、300℃で11分間保持
注入口温度;250℃
検出器温度;280℃
キャリアガス;ヘリウム
検出法;FID
<抽出率(単位:質量%)>
抽出溶媒によるペンタメチレンジアミンの抽出率を求めるため、上記(ペンタメチレンジアミンの純度)と同様の測定を行い、抽出操作前のペンタメチレンジアミン水溶液中のペンタメチレンジアミン濃度と、抽出操作後の抽出溶媒中のペンタメチレンジアミン濃度とを測定した。
Apparatus; GC-6890 (manufactured by Agilent Technologies)
Column; WCOT FUSED SILICA CP-SIL 8CB FOR AMINES (Varian)
Oven temperature: held at 40 ° C. for 3 minutes, heated from 40 ° C. to 300 ° C. at 10 ° C./min, held at 300 ° C. for 11 minutes Inlet temperature: 250 ° C.
Detector temperature: 280 ° C
Carrier gas; helium detection method; FID
<Extraction rate (unit: mass%)>
In order to determine the extraction rate of pentamethylenediamine with the extraction solvent, the same measurement as the above (purity of pentamethylenediamine) was performed, the concentration of pentamethylenediamine in the aqueous solution of pentamethylenediamine before the extraction operation, and the extraction solvent after the extraction operation The concentration of pentamethylenediamine was measured.
そして、以下の式により、抽出率を算出した。
(a)抽出溶媒中のペンタメチレンジアミンの質量=抽出溶媒中のペンタメチレンジアミン濃度×抽出溶媒の質量/100
(b)仕込んだペンタメチレンジアミン水溶液中のペンタメチレンジアミンの質量=抽出操作前のペンタメチレンジアミン水溶液のジアミノペンタン濃度×仕込んだペンタメチレンジアミン水溶液の質量/100
抽出率(質量%)=(a)/(b)×100
<C=N結合を含む環状構造を有した化合物の総含有量(単位:質量%)>
後述する(2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度)と(2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度)との合計値により求めた。
<2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度(単位:質量%)>
後述する(未知物質の構造解析)で得られた、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンを用い、(ペンタメチレンジアミンの純度)に記載と同条件の測定により得られたガスクロマトグラムの面積値から作成した検量線により、2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度を算出した。
<2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度(単位:質量%)>
後述する(未知物質の構造解析)で得られた、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジンを用い、(ペンタメチレンジアミンの純度)に記載と同条件の測定により得られたガスクロマトグラムの面積値から作成した検量線により、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度を算出した。
<ペンタメチレンジイソシアネートの純度(単位:質量%)>
ペンタメチレンジイソシアネートの純度は、電位差滴定装置を用いて、JIS K−1556に準拠し、n−ジブチルアミン法により測定したイソシアネート基濃度から、算出した。
<ペンタメチレンジイソシアネート濃度(単位:質量%)>
後述する実施例1で得られたペンタメチレンジイソシアネート(a)を用い、以下のHPLC分析条件下で得られたクロマトグラムの面積値から作成した検量線により、ポリイソシアネート組成物中のペンタメチレンジイソシアネートの濃度を算出した。
And the extraction rate was computed with the following formula | equation.
(A) Mass of pentamethylenediamine in extraction solvent = Pentamethylenediamine concentration in extraction solvent × Mass of extraction solvent / 100
(B) Mass of pentamethylenediamine in the prepared pentamethylenediamine aqueous solution = diaminopentane concentration of pentamethylenediamine aqueous solution before extraction operation × mass of prepared pentamethylenediamine aqueous solution / 100
Extraction rate (mass%) = (a) / (b) × 100
<Total content (unit: mass%) of the compound having a cyclic structure containing a C = N bond>
It calculated | required by the total value of (2,3,4,5-tetrahydropyridine density | concentration) mentioned later and (2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine density | concentration).
<2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration (unit: mass%)>
Area value of gas chromatogram obtained by measurement under the same conditions as described in (Pentamethylenediamine purity) using 2,3,4,5-tetrahydropyridine obtained in (Structural analysis of unknown substance) described later The 2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration was calculated from the calibration curve created from
<2- (Aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine concentration (unit: mass%)>
Using 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine obtained in (Structural analysis of unknown substance) described later, and obtained by measurement under the same conditions as described in (Puramethylenediamine purity). The concentration of 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine was calculated from a calibration curve created from the area values of the obtained gas chromatogram.
<Puramethylene diisocyanate purity (unit: mass%)>
The purity of pentamethylene diisocyanate was calculated from the isocyanate group concentration measured by the n-dibutylamine method in accordance with JIS K-1556 using a potentiometric titrator.
<Pentamethylene diisocyanate concentration (unit: mass%)>
Using the pentamethylene diisocyanate (a) obtained in Example 1 to be described later, a calibration curve prepared from the area value of the chromatogram obtained under the following HPLC analysis conditions was used to determine the pentamethylene diisocyanate in the polyisocyanate composition. Concentration was calculated.
装置;Prominence(島津製作所社製)
1) ポンプ LC−20AT
2) デガッサ DGU−20A3
3) オートサンプラ SIL−20A
4) カラム恒温槽 COT−20A
5) 検出器 SPD−20A
カラム;SHISEIDO SILICA SG−120
カラム温度;40℃
溶離液;n−ヘキサン/メタノール/1,2−ジクロロエタン=90/5/5(体積比)
流量;0.2mL/min
検出方法;UV 225nm
<イソシアネート基の転化率(単位:%)>
イソシアネート基の転化率は、以下のGPC測定条件において得られたクロマトグラムにより、全ピーク面積に対するペンタメチレンジイソシアネートのピークよりも高分子量側にあるピークの面積の割合を、イソシアネート基の転化率とした。
Equipment; Prominence (manufactured by Shimadzu Corporation)
1) Pump LC-20AT
2) Degasser DGU-20A3
3) Autosampler SIL-20A
4) Column thermostat COT-20A
5) Detector SPD-20A
Column; SHISEIDO SILICA SG-120
Column temperature: 40 ° C
Eluent: n-hexane / methanol / 1,2-dichloroethane = 90/5/5 (volume ratio)
Flow rate: 0.2 mL / min
Detection method: UV 225 nm
<Conversion rate of isocyanate group (unit:%)>
The conversion rate of the isocyanate group is the ratio of the area of the peak on the high molecular weight side of the peak of pentamethylene diisocyanate to the total peak area, based on the chromatogram obtained under the following GPC measurement conditions, as the conversion rate of the isocyanate group. .
装置;HLC−8020(東ソー社製)
カラム;G1000HXL、G2000HXLおよびG3000HXL(以上、東ソー製商品名)を直列に連結
カラム温度;40℃
溶離液;テトラヒドロフラン
流量;0.8mL/min
検出方法;示差屈折率
標準物質;ポリエチレンオキシド(東ソー社製、商品名:TSK標準ポリエチレンオキシド)
<イソシアネート基濃度(単位:質量%)>
ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基濃度は、電位差滴定装置を用いて、JIS K−1556に準拠したn−ジブチルアミン法により、測定した。
<粘度(単位:mPa・s)>
東機産業社製のE型粘度計TV−30を用いて、ポリイソシアネート組成物の25℃における粘度を測定した。
<色相(単位:APHA)>
JIS K−0071に準拠した方法により、ポリイソシアネート組成物の色相を測定した。
(ペンタメチレンジアミンの蒸留)
温度計、蒸留塔、冷却管および窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、ペンタメチレンジアミン(東京化成社製)を仕込み、塔頂温度が111〜115℃、10KPaの条件下、さらに還流しながら精留し、精製ペンタメチレンジアミンを得た。蒸留精製したペンタメチレンジアミンは、ガスクロマトグラフィーの面積比が100%であった。
Apparatus; HLC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column; G1000HXL, G2000HXL and G3000HXL (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) connected in series Column temperature: 40 ° C
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 0.8 mL / min
Detection method: Differential refractive index Standard material: Polyethylene oxide (manufactured by Tosoh Corporation, trade name: TSK standard polyethylene oxide)
<Isocyanate group concentration (unit: mass%)>
The isocyanate group concentration of the polyisocyanate composition was measured by an n-dibutylamine method according to JIS K-1556 using a potentiometric titrator.
<Viscosity (unit: mPa · s)>
The viscosity at 25 ° C. of the polyisocyanate composition was measured using an E-type viscometer TV-30 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
<Hue (unit: APHA)>
The hue of the polyisocyanate composition was measured by a method based on JIS K-0071.
(Distillation of pentamethylenediamine)
Into a four-necked flask equipped with a thermometer, a distillation tower, a cooling pipe, and a nitrogen introduction pipe, pentamethylene diamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is charged and further refluxed under conditions of a tower top temperature of 111 to 115 ° C. and 10 KPa. Then, rectification was performed to obtain purified pentamethylenediamine. The pentamethylenediamine purified by distillation had a gas chromatography area ratio of 100%.
調製例1(菌体破砕液の調製)
(リジン脱炭酸酵素遺伝子(cadA)のクローニング)
Escherichia coli W3110株(ATCC27325)から常法に従い調製したゲノムDNAをPCRの鋳型に用いた。
Preparation Example 1 (Preparation of cell disruption solution)
(Cloning of lysine decarboxylase gene (cadA))
Genomic DNA prepared from Escherichia coli W3110 strain (ATCC 27325) according to a conventional method was used as a PCR template.
PCR用のプライマーには、リジン脱炭酸酵素遺伝子(cadA)(GenBank Accession No.AP009048)の塩基配列に基づいて設計した配列番号1および2に示す塩基配列を有するオリゴヌクレオチド(インビトロジェン社に委託して合成した)を用いた。これらのプライマーは、5’末端付近にそれぞれKpnIおよびXbaIの制限酵素認識配列を有する。 As primers for PCR, oligonucleotides having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 designed based on the nucleotide sequence of lysine decarboxylase gene (cadA) (GenBank Accession No. AP009048) (consigned to Invitrogen) Synthesized). These primers have restriction enzyme recognition sequences for KpnI and XbaI, respectively, near the 5 'end.
上記のゲノムDNA1ng/μLおよび各プライマー0.5pmol/μLを含む25μLのPCR反応液を用いて、変性:94℃、30秒間、アニーリング:55℃、30秒間、伸長反応:68℃、2分間からなる反応サイクルを30サイクルの条件で、PCRを行った。 Using 25 μL of a PCR reaction solution containing 1 ng / μL of genomic DNA and 0.5 pmol / μL of each primer, denaturation: 94 ° C., 30 seconds, annealing: 55 ° C., 30 seconds, extension reaction: 68 ° C., from 2 minutes PCR was performed under the following reaction cycle of 30 cycles.
PCR反応産物およびプラスミドpUC18(宝酒造社製)をKpnIおよびXbaIで消化し、ライゲーション・ハイ(東洋紡社製)を用いて連結した後、得られた組換えプラスミドを用いて、Eschrichia coli DH5α(東洋紡社製)を形質転換した。形質転換体を、アンピシリン(Am)100μg/mLおよびX−Gal(5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトシド)を含むLB寒天培地で培養し、Am耐性でかつ白色コロニーとなった形質転換体を得た。このようにして得られた形質転換体よりプラスミドを抽出した。 The PCR reaction product and plasmid pUC18 (Takara Shuzo) were digested with KpnI and XbaI and ligated using Ligation High (Toyobo), then Escherichia coli DH5α (Toyobo) Made). The transformant was cultured on an LB agar medium containing 100 μg / mL of ampicillin (Am) and X-Gal (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactoside), and was Am-resistant and white colony. The resulting transformant was obtained. A plasmid was extracted from the transformant thus obtained.
通常の塩基配列の決定法に従い、プラスミドに導入されたDNA断片の塩基配列が配列番号3に示す塩基配列であることを確認した。 In accordance with the usual method for determining the base sequence, it was confirmed that the base sequence of the DNA fragment introduced into the plasmid was the base sequence shown in SEQ ID NO: 3.
得られたリシン脱炭酸酵素をコードするDNAを持つプラスミドをpCADAと命名した。pCADAを用いて形質転換した大腸菌を培養することで、配列番号4に記載のアミノ酸配列を有するリシン脱炭酸酵素を生産することができた。
(形質転換体の作製)
pCADAを用いてEscherichia coli W3110株を通常の方法で形質転換し、得られた形質転換体をW/pCADAと命名した。
The obtained plasmid having DNA encoding lysine decarboxylase was named pCADA. By culturing E. coli transformed with pCADA, lysine decarboxylase having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 could be produced.
(Production of transformants)
Escherichia coli W3110 strain was transformed with pCADA by a conventional method, and the resulting transformant was named W / pCADA.
この形質転換体をバッフル付き三角フラスコ中のAm100μg/mLを含むLB培地500mlに接種し、30℃にてOD(660nm)が0.5になるまで振盪培養した後、IPTG(イソプロピル−β−チオガラクトピラノシド)が0.1mmol/Lとなるように添加し、さらに14時間振盪培養した。培養液を8000rpmで20分間遠心分離し、菌体を得た。この菌体を20mmol/L リン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)に懸濁した後、超音波破砕を行い、菌体破砕液を調製した。 This transformant was inoculated into 500 ml of LB medium containing 100 μg / mL of Am in a baffled Erlenmeyer flask, shake-cultured at 30 ° C. until OD (660 nm) became 0.5, and then IPTG (isopropyl-β-thio). Galactopyranoside) was added at 0.1 mmol / L, and the mixture was further cultured with shaking for 14 hours. The culture solution was centrifuged at 8000 rpm for 20 minutes to obtain bacterial cells. The cells were suspended in a 20 mmol / L sodium phosphate buffer (pH 6.0), and then ultrasonically disrupted to prepare a cell disruption solution.
調製例2(ペンタメチレンジアミン水溶液の製造)
フラスコに、L−リシン一塩酸塩(和光純薬製を、終濃度が45質量%となるように、および、ピリドキサールリン酸(和光純薬製)を、終濃度が0.15mmol/Lとなるように調製した基質溶液120質量部を加えた。次に、上記のW/pCADA菌体破砕液(仕込み乾燥菌体換算重量0.3g)を添加し反応を開始した。反応条件は37℃、200rpmとした。反応液のpHは6mol/Lの塩酸にてpH6に調整した。24時間後のペンタメチレンジアミンの反応収率は99%に達していた。上記の反応24時間後の反応液を、6mol/Lの塩酸にてpH2に調整し、0.6質量部の活性炭(三倉化成社製 粉末活性炭PM−SX)を添加し、25℃で1時間攪拌を行った後、濾紙(ADVANTEC社製 5C)にて濾過を行った。次に、この濾液を水酸化ナトリウムにてpH12に調整し、ペンタメチレンジアミン水溶液(17.0質量%水溶液)を得た。
Preparation Example 2 (Production of pentamethylenediamine aqueous solution)
Into the flask, L-lysine monohydrochloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, so that the final concentration is 45% by mass) and pyridoxal phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), the final concentration is 0.15 mmol / L. Next, 120 parts by mass of the substrate solution prepared as described above was added, and the reaction was started by adding the above-mentioned W / pCADA microbial cell disruption solution (the weight of charged dry cells in terms of 0.3 g). The pH of the reaction solution was adjusted with 6 mol / L hydrochloric acid to pH 6. The reaction yield of pentamethylenediamine after 24 hours had reached 99%. , Adjusted to pH 2 with 6 mol / L hydrochloric acid, added 0.6 parts by mass of activated carbon (powdered activated carbon PM-SX manufactured by Mikura Kasei Co., Ltd.), stirred at 25 ° C. for 1 hour, and then filtered paper (ADVANTEC) Made by 5C) And. Then adjusted to pH12 The filtrate with sodium hydroxide to obtain pentamethylene diamine solution (17.0% by weight aqueous solution).
実施例1(ペンタメチレンジアミン(a)の調製)
分液ロートに、調製例2で得られたペンタメチレンジアミン水溶液100質量部とn−ブタノール(抽出溶媒)100質量部とを仕込み、10分間混合し、その後30分間静置した。次いで、有機層(ペンタメチレンジアミンを含むn−ブタノール)を抜き出し、抽出率を測定した。その結果、抽出率は、91.8%であった。
Example 1 (Preparation of pentamethylenediamine (a))
In a separatory funnel, 100 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution obtained in Preparation Example 2 and 100 parts by mass of n-butanol (extraction solvent) were charged, mixed for 10 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes. Subsequently, the organic layer (n-butanol containing pentamethylenediamine) was extracted and the extraction rate was measured. As a result, the extraction rate was 91.8%.
次いで、温度計、蒸留塔、冷却管および窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、有機層の抽出液(ペンタメチレンジアミンを含むn−ブタノール)100質量部を仕込み、10kPaの減圧下、オイルバス温度を120℃として、n−ブタノールを留去させ、純度99.9質量%のペンタメチレンジアミン(a)を得た。 Next, 100 parts by mass of an organic layer extract (n-butanol containing pentamethylenediamine) was charged into a four-necked flask equipped with a thermometer, a distillation column, a cooling tube, and a nitrogen introduction tube, and oil was added under a reduced pressure of 10 kPa. N-butanol was distilled off at a bath temperature of 120 ° C. to obtain pentamethylenediamine (a) having a purity of 99.9% by mass.
すなわち、ペンタメチレンジアミン(a)は、ペンタメチレンジアミン水溶液をn−ブタノールにより溶媒抽出し、さらにn−ブタノールを留去させることにより、調製することができた。 That is, pentamethylenediamine (a) could be prepared by solvent extraction of an aqueous solution of pentamethylenediamine with n-butanol and further distilling off n-butanol.
得られたペンタメチレンジアミン(a)には、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンを含む不純物が含有されていた。 The obtained pentamethylenediamine (a) contained impurities including 2,3,4,5-tetrahydropyridine.
実施例2(ペンタメチレンジアミン(b)の調製)
分液ロートに、調製例2で得られたペンタメチレンジアミン水溶液100質量部とイソブタノール(抽出溶媒)100質量部とを仕込み、10分間混合し、その後30分間静置した。次いで、有機層(ペンタメチレンジアミンを含むイソブタノール)を抜き出し、抽出率を測定した。その結果、抽出率は、86.0%であった。
Example 2 (Preparation of pentamethylenediamine (b))
In a separatory funnel, 100 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution obtained in Preparation Example 2 and 100 parts by mass of isobutanol (extraction solvent) were charged, mixed for 10 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes. Next, the organic layer (isobutanol containing pentamethylenediamine) was extracted and the extraction rate was measured. As a result, the extraction rate was 86.0%.
次いで、実施例1と同様の条件および操作にてイソブタノールを留去させ、純度99.7質量%のペンタメチレンジアミン(b)を得た。 Next, isobutanol was distilled off under the same conditions and operations as in Example 1 to obtain pentamethylenediamine (b) having a purity of 99.7% by mass.
すなわち、ペンタメチレンジアミン(b)は、ペンタメチレンジアミン水溶液をイソブタノールにより溶媒抽出し、さらにイソブタノールを留去させることにより、調製することができた。 That is, pentamethylenediamine (b) could be prepared by solvent extraction of an aqueous solution of pentamethylenediamine with isobutanol and further distilling off isobutanol.
得られたペンタメチレンジアミン(b)には、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンを含む不純物が含有されていた。 The obtained pentamethylenediamine (b) contained impurities including 2,3,4,5-tetrahydropyridine.
実施例3(ペンタメチレンジアミン(c)の調製)
分液ロートに、調製例2で得られたペンタメチレンジアミン水溶液100質量部とn−ヘプタノール(抽出溶媒)100質量部とを仕込み、10分間混合し、その後30分間静置した。次いで、有機層(ペンタメチレンジアミンを含むn−ヘプタノール)を抜き出し、抽出率を測定した。その結果、抽出率は、68.5%であった。
Example 3 (Preparation of pentamethylenediamine (c))
The separatory funnel was charged with 100 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution obtained in Preparation Example 2 and 100 parts by mass of n-heptanol (extraction solvent), mixed for 10 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes. Subsequently, the organic layer (n-heptanol containing pentamethylenediamine) was extracted and the extraction rate was measured. As a result, the extraction rate was 68.5%.
次いで、実施例1と同様の条件および操作にてn−ヘプタノールを留去させ、純度99.6質量%のペンタメチレンジアミン(c)を得た。 Subsequently, n-heptanol was distilled off under the same conditions and operations as in Example 1 to obtain pentamethylenediamine (c) having a purity of 99.6% by mass.
すなわち、ペンタメチレンジアミン(c)は、ペンタメチレンジアミン水溶液をn−ヘプタノールにより溶媒抽出し、さらにn−ヘプタノールを留去させることにより、調製することができた。 That is, pentamethylenediamine (c) could be prepared by solvent extraction of an aqueous pentamethylenediamine solution with n-heptanol and further distilling off n-heptanol.
得られたペンタメチレンジアミン(c)には、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンを含む不純物が含有されていた。 The obtained pentamethylenediamine (c) contained impurities including 2,3,4,5-tetrahydropyridine.
比較例1(ペンタメチレンジアミン(d)の調製)
分液ロートに、調製例2で得られたペンタメチレンジアミン水溶液100質量部とn−オクタノール(抽出溶媒)100質量部とを仕込み、10分間混合し、その後30分間静置した。次いで、有機層(ペンタメチレンジアミンを含むn−オクタノール)を抜き出し、抽出率を測定した。その結果、抽出率は、60.5%であった。
Comparative Example 1 (Preparation of pentamethylenediamine (d))
In a separatory funnel, 100 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution obtained in Preparation Example 2 and 100 parts by mass of n-octanol (extraction solvent) were charged, mixed for 10 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes. Subsequently, the organic layer (n-octanol containing pentamethylenediamine) was extracted and the extraction rate was measured. As a result, the extraction rate was 60.5%.
次いで、実施例1と同様の条件および操作にてペンタメチレンジアミンを留出させた。これにより、純度99.8質量%のペンタメチレンジアミン(d)を得た。 Subsequently, pentamethylenediamine was distilled off under the same conditions and operations as in Example 1. As a result, pentamethylenediamine (d) having a purity of 99.8% by mass was obtained.
すなわち、ペンタメチレンジアミン(d)は、ペンタメチレンジアミン水溶液をn−オクタノールにより溶媒抽出した後、ペンタメチレンジアミンを留出させることにより、調製することができた。 That is, pentamethylenediamine (d) could be prepared by distilling pentamethylenediamine after solvent extraction of the aqueous solution of pentamethylenediamine with n-octanol.
得られたペンタメチレンジアミン(d)には、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンを含む不純物が含有されていた。 The obtained pentamethylenediamine (d) contained impurities including 2,3,4,5-tetrahydropyridine.
比較例2(ペンタメチレンジアミン(e)の調製)
分液ロートに、調製例2で得られたペンタメチレンジアミン水溶液100質量部とクロロホルム(抽出溶媒)100質量部とを仕込み、10分間混合し、その後30分間静置した。次いで、有機層(ペンタメチレンジアミンを含むクロロホルム)を抜き出し、抽出率を測定した。その結果、抽出率は、62.0%であった。
Comparative Example 2 (Preparation of pentamethylenediamine (e))
In a separatory funnel, 100 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution obtained in Preparation Example 2 and 100 parts by mass of chloroform (extraction solvent) were charged, mixed for 10 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes. Next, the organic layer (chloroform containing pentamethylenediamine) was extracted and the extraction rate was measured. As a result, the extraction rate was 62.0%.
次いで、実施例1と同様の条件および操作にてクロロホルムを留去させ、純度97.8質量%のペンタメチレンジアミン(e)を得た。 Subsequently, chloroform was distilled off under the same conditions and operations as in Example 1 to obtain pentamethylenediamine (e) having a purity of 97.8% by mass.
すなわち、ペンタメチレンジアミン(e)は、ペンタメチレンジアミン水溶液をクロロホルムにより溶媒抽出し、さらにクロロホルムを留去させることにより、調製することができた。 That is, pentamethylenediamine (e) could be prepared by subjecting an aqueous pentamethylenediamine solution to solvent extraction with chloroform and further distilling off chloroform.
得られたペンタメチレンジアミン(e)には、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンおよび未知物質を含む不純物が含有されていた。 The obtained pentamethylenediamine (e) contained impurities including 2,3,4,5-tetrahydropyridine and unknown substances.
実施例4(ペンタメチレンジアミン(f)の調製)
攪拌機、温度計、還流管、および、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、調製例2で得られたペンタメチレンジアミン水溶液110質量部を装入し、38kPa、80℃で水を留去させ、19.6質量%のペンタメチレンジアミン水溶液を得た。
Example 4 (Preparation of pentamethylenediamine (f))
Into a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux tube, and a nitrogen introduction tube was charged 110 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution obtained in Preparation Example 2, and water was distilled off at 38 kPa and 80 ° C. 19.6 mass% pentamethylenediamine aqueous solution was obtained.
分液ロートに上記ペンタメチレンジアミン水溶液100質量部とn−ブタノール(抽出溶媒)100質量部とを仕込み、10分間混合し、その後30分間静置した。次いで、有機層(ペンタメチレンジアミンを含むn−ブタノール)を抜き出し、抽出率を測定した。その結果、抽出率は、93.4%であった。 In a separatory funnel, 100 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution and 100 parts by mass of n-butanol (extraction solvent) were charged, mixed for 10 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes. Subsequently, the organic layer (n-butanol containing pentamethylenediamine) was extracted and the extraction rate was measured. As a result, the extraction rate was 93.4%.
次いで、実施例1と同様の条件および操作にてn−ブタノールを留去させ、純度99.6質量%のペンタメチレンジアミン(f)を得た。 Subsequently, n-butanol was distilled off under the same conditions and operations as in Example 1 to obtain pentamethylenediamine (f) having a purity of 99.6% by mass.
得られたペンタメチレンジアミン(f)には、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンを含む不純物が含有されていた。 The obtained pentamethylenediamine (f) contained impurities including 2,3,4,5-tetrahydropyridine.
実施例5(ペンタメチレンジアミン(g)の調製)
攪拌機、温度計、還流管、および、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、調製例2で得られたペンタメチレンジアミン水溶液110質量部を装入し、大気圧、還流温度(105℃)で水を留去させ、19.4質量%のペンタメチレンジアミン水溶液を得た。
Example 5 (Preparation of pentamethylenediamine (g))
A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux tube, and a nitrogen introduction tube was charged with 110 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution obtained in Preparation Example 2, and the atmospheric pressure and the reflux temperature (105 ° C.) The water was distilled off to obtain a 19.4 mass% pentamethylenediamine aqueous solution.
分液ロートに上記ペンタメチレンジアミン水溶液100質量部とn−ブタノール(抽出溶媒)100質量部とを仕込み、10分間混合し、その後30分間静置した。次いで、有機層(ペンタメチレンジアミンを含むn−ブタノール)を抜き出し、抽出率を測定した。その結果、抽出率は、89.2%であった。 In a separatory funnel, 100 parts by mass of the pentamethylenediamine aqueous solution and 100 parts by mass of n-butanol (extraction solvent) were charged, mixed for 10 minutes, and then allowed to stand for 30 minutes. Subsequently, the organic layer (n-butanol containing pentamethylenediamine) was extracted and the extraction rate was measured. As a result, the extraction rate was 89.2%.
次いで、実施例1と同様の条件および操作にてn−ブタノールを留去させ、純度99.2質量%のペンタメチレンジアミン(g)を得た。 Subsequently, n-butanol was distilled off under the same conditions and operations as in Example 1 to obtain pentamethylenediamine (g) having a purity of 99.2% by mass.
得られたペンタメチレンジアミン(g)には、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンを含む不純物が含有されていた。 The obtained pentamethylenediamine (g) contained impurities including 2,3,4,5-tetrahydropyridine.
試験例1(ペンタメチレンジアミンに含有される未知物質の構造解析)
固相抽出カートリッジ(VARIAN社製、型式1225−6067)を用いて、ペンタメチレンジアミンに含まれる不純物の分取を行い、GC−MS分析およびNMR分析により構造解析を行った。
Test Example 1 (Structural analysis of unknown substance contained in pentamethylenediamine)
Impurities contained in pentamethylenediamine were separated using a solid-phase extraction cartridge (VARIAN, model 1225-6067), and structural analysis was performed by GC-MS analysis and NMR analysis.
固相抽出カートリッジをコンディショニングするため、メタノール50mLとクロロホルム450mLの混合溶液を通液した。ペンタメチレンジアミン(e)500mgをメタノール50mLとクロロホルム450mLの混合溶液に溶解させた後、固相抽出カートリッジに通液し、流出液を得た。次いで、5回に分けて以下に示した割合のメタノールとクロロホルムの混合溶液を通液し、固相抽出カートリッジからの流出液を分取した。 In order to condition the solid phase extraction cartridge, a mixed solution of 50 mL of methanol and 450 mL of chloroform was passed. After dissolving 500 mg of pentamethylenediamine (e) in a mixed solution of 50 mL of methanol and 450 mL of chloroform, the solution was passed through a solid phase extraction cartridge to obtain an effluent. Subsequently, the mixed solution of methanol and chloroform at the ratio shown below was passed through 5 times, and the effluent from the solid phase extraction cartridge was collected.
1回目;メタノール100mLとクロロホルム900mLの混合溶液
2回目;メタノール50mLとクロロホルム450mLの混合溶液
3回目;メタノール100mLとクロロホルム400mLの混合溶液
4回目;メタノール100mLとクロロホルム400mLの混合溶液
5回目;メタノール100mLとクロロホルム400mLの混合溶液
1、2回目の流出液を窒素パージにより溶媒除去し、得られた化合物を、下記GC−MS分析1の条件で測定した。その結果、ペンタメチレンジアミンは検出されず、面積比99%の2,3,4,5−テトラヒドロピリジンが検出された。
First time: Mixed solution of methanol 100 mL and chloroform 900 mL Second time; Mixed solution of methanol 50 mL and chloroform 450 mL Third time: Mixed solution of methanol 100 mL and chloroform 400 mL Fourth time: Mixed solution of methanol 100 mL and chloroform 400 mL Fifth time; Mixed solution of chloroform (400 mL) The solvent was removed from the first and second effluents by nitrogen purge, and the resulting compound was measured under the conditions of GC-MS analysis 1 below. As a result, pentamethylenediamine was not detected, and 2,3,4,5-tetrahydropyridine having an area ratio of 99% was detected.
1、2回目の流出液と同様の操作により、3回目から得られた化合物を、GC−MS分析1で測定した。その結果、ペンタメチレンジアミンは検出されず、2,3,4,5−テトラヒドロピリジンと未知物質が検出された。 The compound obtained from the third time was measured by GC-MS analysis 1 in the same manner as in the first and second effluents. As a result, pentamethylenediamine was not detected, but 2,3,4,5-tetrahydropyridine and an unknown substance were detected.
1、2回目の流出液と同様の操作により、4、5回目から得られた化合物を、GC−MS分析1で測定した。その結果、ペンタメチレンジアミンと2,3,4,5−テトラヒドロピリジンとは検出されず、面積比99%の未知物質が検出された。 The compounds obtained from the fourth and fifth times were measured by GC-MS analysis 1 in the same manner as in the first and second effluents. As a result, pentamethylenediamine and 2,3,4,5-tetrahydropyridine were not detected, and an unknown substance with an area ratio of 99% was detected.
4、5回目の化合物のGC−MS分析1のクロマトグラムを図1に示す。 The chromatogram of GC-MS analysis 1 of the 4th and 5th compound is shown in FIG.
なお、図1において、4:08のピークがクロロホルムであり、13:26のピークが未知物質である。 In FIG. 1, the peak at 4:08 is chloroform and the peak at 13:26 is an unknown substance.
また、4、5回目の化合物のGC−MS分析1のスペクトルを図2に示す。 Moreover, the spectrum of the GC-MS analysis 1 of the 4th and 5th time compound is shown in FIG.
次いで、未知物質の化学式を決定するために、4、5回目の化合物に標準物質として前述の(ペンタメチレンジアミンの蒸留)で得られた蒸留精製したペンタメチレンジアミンを加え、下記GC−MS分析2の条件で測定した。得られたクロマトグラムを図3に示す。 Next, in order to determine the chemical formula of the unknown substance, the distilled and purified pentamethylenediamine obtained in the above (distillation of pentamethylenediamine) was added as a standard substance to the fourth and fifth compounds, and the following GC-MS analysis 2 It measured on condition of this. The obtained chromatogram is shown in FIG.
なお、図3において、11:61のピークがペンタメチレンジアミンであり、13:34のピークが未知物質である。 In FIG. 3, the 11:61 peak is pentamethylenediamine, and the 13:34 peak is an unknown substance.
GC−MS分析2の結果から、未知物質の化学式は、C6H12N2であることが確認された。 From the results of GC-MS analysis 2, it was confirmed that the chemical formula of the unknown substance was C 6 H 12 N 2 .
次いで、未知物質の構造解析を行うため、4、5回目の化合物を下記NMR分析の条件で測定を行った。 Subsequently, in order to perform the structural analysis of the unknown substance, the fourth and fifth compounds were measured under the following NMR analysis conditions.
未知物質の1H−NMRの結果を図4に、13C−NMRの結果を図5に、COSYの結果を図6に、HMQCの結果を図7に、HMBCの結果を図8および図9に示す。なお、図9には、図8に示す結果の拡大図を示す。 4 shows the results of 1 H-NMR of the unknown substance, FIG. 5 shows the results of 13 C-NMR, FIG. 6 shows the results of COSY, FIG. 7 shows the results of HMQC, and FIGS. 8 and 9 show the results of HMBC. Shown in FIG. 9 shows an enlarged view of the result shown in FIG.
GC−MS分析およびNMR分析の結果から、未知物質は、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジンであることが確認された。 From the results of GC-MS analysis and NMR analysis, it was confirmed that the unknown substance was 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine.
なお、GC−MS分析およびNMR分析の装置および条件を以下に示す。
<GC−MS分析1>
装置;Q1000GC K9(日本電子社製)
イオン化法;EI
カラム;WCOT FUSED SILICA CP−SIL 8CB FOR AMINES(VARIAN社製)、0.25mmφ×30m
オーブン温度;40℃で3分間保持、40℃から300℃まで、10℃/minで昇温、300℃で11分間保持
注入口温度;250℃
He流量 ; 0.7mL/min
注入モード ; スプリット
<GC−MS分析2>
装置;JMS−T100GC(日本電子製)
イオン化法;FI
カラム;WCOT FUSED SILICA CP−SIL 8CB FOR AMINES(VARIAN製)、0.25mmφ×30m
オーブン温度;40℃で3分間保持、40℃から300℃まで、10℃/minで昇温、300℃で11分間保持
注入口温度;250℃
He流量 ; 0.7mL/min
注入モード ; スプリット
<NMR分析>
装置;核磁気共鳴装置 ECA500(日本電子製)
測定法;1H−NMR、13C−NMR、COSY、HMQC、HMBC
試験例2(不純物濃度の測定)
各実施例により得られたペンタメチレンジアミンに含まれる不純物(2,3,4,5−テトラヒドロピリジン、および、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン)の濃度を、以下に示す手法により、算出した。
In addition, the apparatus and conditions of GC-MS analysis and NMR analysis are shown below.
<GC-MS analysis 1>
Device: Q1000GC K9 (manufactured by JEOL Ltd.)
Ionization method; EI
Column; WCOT FUSED SILICA CP-SIL 8CB FOR AMINES (Varian), 0.25 mmφ × 30 m
Oven temperature: held at 40 ° C. for 3 minutes, heated from 40 ° C. to 300 ° C. at 10 ° C./min, held at 300 ° C. for 11 minutes Inlet temperature: 250 ° C.
He flow rate: 0.7 mL / min
Injection mode; split <GC-MS analysis 2>
Device: JMS-T100GC (manufactured by JEOL)
Ionization method; FI
Column; WCOT FUSED SILICA CP-SIL 8CB FOR AMINES (Varian), 0.25 mmφ × 30 m
Oven temperature: held at 40 ° C. for 3 minutes, heated from 40 ° C. to 300 ° C. at 10 ° C./min, held at 300 ° C. for 11 minutes Inlet temperature: 250 ° C.
He flow rate: 0.7 mL / min
Injection mode; split <NMR analysis>
Equipment: Nuclear magnetic resonance system ECA500 (manufactured by JEOL)
Measurement method: 1 H-NMR, 13 C-NMR, COSY, HMQC, HMBC
Test Example 2 (Measurement of impurity concentration)
The concentration of impurities (2,3,4,5-tetrahydropyridine and 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine) contained in the pentamethylenediamine obtained in each example is Calculation was performed by the following method.
すなわち、2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度が2質量%、0.5質量%、0.05質量%となるように、前述の(ペンタメチレンジアミンの蒸留)で得られた精製ペンタメチレンジアミンと試験例1で得られた2,3,4,5−テトラヒドロピリジンを混合した。次いで、内部標準物質として、一定量のo−ジクロロベンゼン(以下、ODCBと略する場合がある。)、および、溶剤のメタノールを加えた溶液を、それぞれ3回、(ペンタメチレンジアミンの純度)に記載と同条件の測定を行い、横軸をODCBと2,3,4,5−テトラヒドロピリジンの面積比、縦軸をODCBと2,3,4,5−テトラヒドロピリジンの濃度比とした検量線を作成した。 That is, the purified pentamethylene obtained by the above-mentioned (distillation of pentamethylenediamine) so that the concentration of 2,3,4,5-tetrahydropyridine was 2% by mass, 0.5% by mass, and 0.05% by mass. Diamine and 2,3,4,5-tetrahydropyridine obtained in Test Example 1 were mixed. Next, as an internal standard substance, a certain amount of o-dichlorobenzene (hereinafter sometimes abbreviated as ODCB) and a solution of methanol as a solvent were added three times to the purity of pentamethylenediamine. Calibration curve with the same conditions as described, with the horizontal axis representing the area ratio of ODCB and 2,3,4,5-tetrahydropyridine and the vertical axis representing the concentration ratio of ODCB to 2,3,4,5-tetrahydropyridine It was created.
各実施例で得られたペンタメチレンジアミンに、一定量のODCB、および、溶剤のメタノールを加え、(ペンタメチレンジアミンの純度)に記載と同条件の測定を行い、検量線から2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度を算出した。 A certain amount of ODCB and a solvent methanol were added to the pentamethylenediamine obtained in each example, and the measurement was performed under the same conditions as described in (Pentamethylenediamine purity). The 5-tetrahydropyridine concentration was calculated.
2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度の算出手法と同様にして、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジンの濃度を算出した。 The concentration of 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine was calculated in the same manner as the 2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration calculation method.
その結果、ペンタメチレンジアミン(a)の2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度は、0.1質量%、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度は、検出限界未満(検出限界:0.0006質量%)であり、それらの総量(検出可能範囲における総量)は、0.1質量%であった。 As a result, the 2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration of pentamethylenediamine (a) was 0.1% by mass, and the 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine concentration was detected. It was less than the limit (detection limit: 0.0006% by mass), and the total amount thereof (total amount in the detectable range) was 0.1% by mass.
ペンタメチレンジアミン(b)の2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度は、0.1質量%、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度は、検出限界未満(検出限界:0.0006質量%)であり、それらの総量(検出可能範囲における総量)は、0.1質量%であった。 The pentamethylenediamine (b) has a 2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration of 0.1% by mass and a 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine concentration below the detection limit ( The detection limit was 0.0006% by mass), and the total amount thereof (total amount in the detectable range) was 0.1% by mass.
ペンタメチレンジアミン(c)の2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度は、0.1質量%、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度は、検出限界未満(検出限界:0.0006質量%)であり、それらの総量(検出可能範囲における総量)は、0.1質量%であった。 The pentamethylenediamine (c) has a 2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration of 0.1% by mass and a 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine concentration below the detection limit ( The detection limit was 0.0006% by mass), and the total amount thereof (total amount in the detectable range) was 0.1% by mass.
ペンタメチレンジアミン(d)の2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度は、0.1質量%、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度は、検出限界未満(検出限界:0.0006質量%)であり、それらの総量(検出可能範囲における総量)は、0.1質量%であった。 The pentamethylenediamine (d) has a 2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration of 0.1% by mass and a 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine concentration below the detection limit ( The detection limit was 0.0006% by mass), and the total amount thereof (total amount in the detectable range) was 0.1% by mass.
ペンタメチレンジアミン(e)の2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度は、0.6質量%、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度は、1.6質量%であり、それらの総量(検出可能範囲における総量)は、2.2質量%であった。 The 2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration of pentamethylenediamine (e) is 0.6% by mass, and the concentration of 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine is 1.6% by mass. The total amount thereof (total amount in the detectable range) was 2.2% by mass.
ペンタメチレンジアミン(f)の2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度は、0.3質量%、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度は、検出限界未満であり、それらの総量(検出可能範囲における総量)は、0.3質量%であった。 The concentration of 2,3,4,5-tetrahydropyridine in pentamethylenediamine (f) is 0.3% by mass, and the concentration of 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine is below the detection limit. The total amount thereof (total amount in the detectable range) was 0.3% by mass.
ペンタメチレンジアミン(g)の2,3,4,5−テトラヒドロピリジン濃度は、0.6質量%、2−(アミノメチル)−3,4,5,6−テトラヒドロピリジン濃度は、検出限界未満であり、それらの総量(検出可能範囲における総量)は、0.6質量%であった。 The pentamethylenediamine (g) has a 2,3,4,5-tetrahydropyridine concentration of 0.6% by mass and a 2- (aminomethyl) -3,4,5,6-tetrahydropyridine concentration below the detection limit. The total amount thereof (total amount in the detectable range) was 0.6% by mass.
これら各ペンタメチレンジアミン中の各不純物の濃度を、表1に示す。 Table 1 shows the concentration of each impurity in each of these pentamethylenediamines.
製造例1(ペンタメチレンジイソシアネート(a)の製造)
圧力制御弁、還流冷却器、気液分離器、攪拌装置を備えたSUS製オートクレーブに、ペンタメチレンジアミン(a)51質量部、尿素72質量部およびn−ブタノール222質量部の混合物を仕込み、窒素ガスを毎分0.3L流通、500rpmで攪拌させながら、反応温度215℃で保つように内圧を圧力制御弁で調節しながら3時間反応させた。得られた反応液を、0.5KPa、150℃で減圧蒸留して軽沸分をカットし、純度96.1%のビス(ブトキシカルボニルアミノ)ペンタン150質量部を得た。
Production Example 1 (Production of pentamethylene diisocyanate (a))
A mixture of 51 parts by mass of pentamethylenediamine (a), 72 parts by mass of urea and 222 parts by mass of n-butanol was charged into a SUS autoclave equipped with a pressure control valve, a reflux condenser, a gas-liquid separator, and a stirrer. The gas was allowed to react for 3 hours while adjusting the internal pressure with a pressure control valve so as to keep the reaction temperature at 215 ° C. while stirring the gas at a flow rate of 0.3 L per minute at 500 rpm. The obtained reaction solution was distilled under reduced pressure at 0.5 KPa and 150 ° C. to cut light boiling components, and 150 parts by mass of bis (butoxycarbonylamino) pentane having a purity of 96.1% was obtained.
次いで、撹拌機、温度計および冷却器を備えた精留塔を備え付けた4つ口フラスコを反応器とし、冷却器には80℃の温水を流し、受器は冷アセトンで冷却したコールドトラップを通して真空ラインに連結した。フラスコにビス(ブトキシカルボニルアミノ)ペンタン70質量部、バーレルプロセス油B−30(松村石油社製)70質量部、ジラウリン酸ジブチルスズ0.14質量部を仕込んだ。反応系内を窒素置換した後、3.0kPaに減圧し、反応液を250℃まで昇温させ2時間反応させた。反応終了後、受器に集められた反応液をガスクロマトグラフィーにより定量した結果、純度99.9質量%のペンタメチレンジイソシアネート(a)を得た。 Next, a four-necked flask equipped with a rectifying column equipped with a stirrer, a thermometer and a cooler was used as a reactor, warm water at 80 ° C. was passed through the cooler, and the receiver was passed through a cold trap cooled with cold acetone. Connected to vacuum line. The flask was charged with 70 parts by weight of bis (butoxycarbonylamino) pentane, 70 parts by weight of barrel process oil B-30 (manufactured by Matsumura Oil Co., Ltd.), and 0.14 parts by weight of dibutyltin dilaurate. After the reaction system was purged with nitrogen, the pressure was reduced to 3.0 kPa, and the reaction solution was heated to 250 ° C. and reacted for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution collected in the receiver was quantified by gas chromatography. As a result, pentamethylene diisocyanate (a) having a purity of 99.9% by mass was obtained.
ガスクロマトグラフィーの分析条件を、以下に示す。 The analysis conditions for gas chromatography are shown below.
装置;GC-14B(島津製作所製)
カラム;UA−20EX−2.0F、1.2mmφ×20m(フロンティア・ラボ社製)
オーブン温度;100℃で2分間保持、100℃から240℃まで、10℃/minで昇温、240℃で14分間保持
注入口温度;250℃
検出器温度;250℃
キャリアガス;ヘリウム
検出方法;FID
製造例2(ペンタメチレンジイソシアネート(b)の製造)
電磁誘導撹拌機、自動圧力調整弁、温度計、窒素導入ライン、ホスゲン導入ライン、凝縮器、原料フィードポンプを備え付けたジャケット付き加圧反応器に、オルトジクロロベンゼン2000質量部を仕込んだ。次いで、ホスゲン2300質量部をホスゲン導入ラインから加え、撹拌を開始した。反応器のジャケットには冷水を通し、内温を約10℃に保った。そこへ、ペンタメチレンジアミン(a)400質量部をオルトジクロロベンゼン2600質量部に溶解した溶液を、フィードポンプにて60分かけてフィードし、30℃以下、常圧下で冷ホスゲン化を開始した。フィード終了後、加圧反応器内は淡褐白色スラリー状液となった。
Equipment: GC-14B (manufactured by Shimadzu Corporation)
Column; UA-20EX-2.0F, 1.2 mmφ × 20 m (manufactured by Frontier Laboratories)
Oven temperature: held at 100 ° C. for 2 minutes, raised from 100 ° C. to 240 ° C. at 10 ° C./min, held at 240 ° C. for 14 minutes Inlet temperature: 250 ° C.
Detector temperature: 250 ° C
Carrier gas; helium detection method; FID
Production Example 2 (Production of pentamethylene diisocyanate (b))
2000 parts by mass of orthodichlorobenzene was charged into a jacketed pressurized reactor equipped with an electromagnetic induction stirrer, an automatic pressure control valve, a thermometer, a nitrogen introduction line, a phosgene introduction line, a condenser, and a raw material feed pump. Subsequently, 2300 mass parts of phosgene was added from the phosgene introduction line, and stirring was started. Cold water was passed through the reactor jacket to maintain the internal temperature at about 10 ° C. A solution obtained by dissolving 400 parts by mass of pentamethylenediamine (a) in 2600 parts by mass of orthodichlorobenzene was fed with a feed pump over 60 minutes, and cold phosgenation was started at 30 ° C. or lower and normal pressure. After the feed was completed, the inside of the pressurized reactor became a pale brown white slurry.
次いで、反応器の内液を徐々に160℃まで昇温しながら、0.25MPaに加圧し、さらに圧力0.25MPa、反応温度160℃で90分間熱ホスゲン化した。なお、熱ホスゲン化の途中で、ホスゲン1100質量部を、さらに添加した。熱ホスゲン化の過程で、加圧反応器内液は、淡褐色澄明溶液となった。熱ホスゲン化終了後、100〜140℃において、窒素ガスを100L/時で通気し、脱ガスした。 Next, the internal liquid of the reactor was pressurized to 0.25 MPa while gradually raising the temperature to 160 ° C., and further subjected to thermal phosgenation at a pressure of 0.25 MPa and a reaction temperature of 160 ° C. for 90 minutes. During the thermal phosgenation, 1100 parts by mass of phosgene was further added. During the thermal phosgenation, the liquid in the pressurized reactor became a light brown clear solution. After the completion of the thermal phosgenation, nitrogen gas was aerated at 100 to 140 ° C. and degassed.
次いで、減圧下でオルトジクロルベンゼンを留去した後、同じく減圧下でペンタメチレンジイソシアネートを留去させた。 Subsequently, after ortho-dichlorobenzene was distilled off under reduced pressure, pentamethylene diisocyanate was also distilled off under reduced pressure.
次いで、留去させたペンタメチレンジイソシアネートを、攪拌機、温度計、還流管、および、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに装入し、窒素を導入しながら、常圧下で、200℃、3時間加熱処理を行った。 Subsequently, the distilled pentamethylene diisocyanate was charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux tube, and a nitrogen introduction tube, and at 200 ° C. under atmospheric pressure while introducing nitrogen. Heat treatment was performed for a time.
次いで、加熱処理後のペンタメチレンジイソシアネートを、ガラス製フラスコに装入し、充填物(住友重機械工業社製、商品名:住友/スルザーラボパッキングEX型)を4エレメント充填した蒸留管、還流比調節タイマーを装着した蒸留塔(柴田科学社製、商品名:蒸留頭K型)、および、冷却器を装備する精留装置を用いて、127〜132℃、2.7KPaの条件下、さらに還流しながら精留し、純度99.9質量%のペンタメチレンジイソシアネート(b)を450質量部得た。 Next, the heat-treated pentamethylene diisocyanate was charged into a glass flask, and a distillation tube filled with 4 elements of a packing (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., trade name: Sumitomo / Sulzer Lab Packing EX type), reflux ratio Further reflux under conditions of 127 to 132 ° C. and 2.7 KPa using a distillation tower equipped with a control timer (manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd., trade name: distillation head K type) and a rectifier equipped with a condenser. Then, rectification was performed to obtain 450 parts by mass of pentamethylene diisocyanate (b) having a purity of 99.9% by mass.
製造例3(ペンタメチレンジイソシアネート(c)の製造)
ペンタメチレンジアミン(a)に代え、ペンタメチレンジアミン(b)を用いた以外は、製造例1と同様の条件および操作にて、純度99.9質量%のペンタメチレンジイソシアネート(c)を得た。
Production Example 3 (Production of pentamethylene diisocyanate (c))
A pentamethylene diisocyanate (c) having a purity of 99.9% by mass was obtained under the same conditions and operation as in Production Example 1, except that pentamethylenediamine (b) was used instead of pentamethylenediamine (a).
製造例4(ペンタメチレンジイソシアネート(d)の製造)
ペンタメチレンジアミン(a)に代え、ペンタメチレンジアミン(e)を用いた以外は、製造例1と同様の条件および操作にて、純度99.1質量%のペンタメチレンジイソシアネート(d)を得た。
Production Example 4 (Production of pentamethylene diisocyanate (d))
A pentamethylene diisocyanate (d) having a purity of 99.1% by mass was obtained under the same conditions and operation as in Production Example 1, except that pentamethylenediamine (e) was used instead of pentamethylenediamine (a).
製造例5(ペンタメチレンジイソシアネート(e)の製造)
ペンタメチレンジアミン(a)に代え、ペンタメチレンジアミン(e)を用いた以外は、製造例2と同様の条件および操作にて、純度99.0質量%のペンタメチレンジイソシアネート(e)を得た。
Production Example 5 (Production of pentamethylene diisocyanate (e))
A pentamethylene diisocyanate (e) having a purity of 99.0% by mass was obtained under the same conditions and operations as in Production Example 2, except that pentamethylenediamine (e) was used instead of pentamethylenediamine (a).
合成例1(ポリイソシアネート組成物(A)の製造)
攪拌機、温度計、還流管、および、窒素導入管を備えた4つ口フラスコに、ペンタメチレンジイソシアネート(a)を500質量部、イソブチルアルコールを1.0質量部、2,6−ジ(tert-ブチル)−4−メチルフェノールを0.25質量部、トリス(トリデシル)ホスファイトを0.25質量部装入し、80℃で3時間反応させた。この溶液を60℃に降温した後、トリマー化触媒としてN−(2−ヒドロキシプロピル)−N,N,N−トリメチルアンモニウム−2−エチルヘキサノエートを0.1質量部添加した。1時間反応させた後、o−トルエンスルホンアミドを0.12質量部添加した(イソシアネート基の転化率:10質量%)。得られた反応液を薄膜蒸留装置(真空度0.093KPa、温度150℃)に通液して未反応の1,5−ペンタメチレンジイソシアネートを除去し、得られた組成物100質量部に対し、o−トルエンスルホンアミドを0.02質量部添加しポリイソシアネート組成物(A)を得た。
Synthesis Example 1 (Production of polyisocyanate composition (A))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux tube, and nitrogen introduction tube, 500 parts by mass of pentamethylene diisocyanate (a), 1.0 part by mass of isobutyl alcohol, 2,6-di (tert- (Butyl) -4-methylphenol (0.25 part by mass) and tris (tridecyl) phosphite (0.25 part by mass) were charged and reacted at 80 ° C. for 3 hours. After the temperature of this solution was lowered to 60 ° C., 0.1 part by mass of N- (2-hydroxypropyl) -N, N, N-trimethylammonium-2-ethylhexanoate was added as a trimerization catalyst. After reacting for 1 hour, 0.12 parts by mass of o-toluenesulfonamide was added (conversion rate of isocyanate group: 10% by mass). The obtained reaction liquid was passed through a thin film distillation apparatus (vacuum degree 0.093 KPa, temperature 150 ° C.) to remove unreacted 1,5-pentamethylene diisocyanate, and 100 parts by mass of the obtained composition, 0.02 parts by mass of o-toluenesulfonamide was added to obtain a polyisocyanate composition (A).
このポリイソシアネート組成物(A)のペンタメチレンジイソシアネート濃度は0.3質量%、イソシアネート基濃度1は25.2質量%、25℃における粘度1は1700mPa・s、色相1はAPHA20であった。これらの測定値を、加熱促進試験前の測定値とし、表2に示す。 The polyisocyanate composition (A) had a pentamethylene diisocyanate concentration of 0.3% by mass, an isocyanate group concentration 1 of 25.2% by mass, a viscosity 1 at 25 ° C. of 1700 mPa · s, and a hue 1 of APHA20. These measured values are shown in Table 2 as measured values before the heating acceleration test.
次いで、金属製の容器にポリイソシアネート組成物(A)を移し、窒素パージ後、60℃のオーブン中に4日間静置し、加熱促進試験を実施した。試験後のポリイソシアネート組成物の、イソシアネート基濃度2は24.7質量%であり、25℃における粘度2は1870mPa・sであり、色相2はAPHA30であった。これらの測定値を、加熱促進試験後の測定値とし、表2に示す。 Next, the polyisocyanate composition (A) was transferred to a metal container, purged with nitrogen, and left in an oven at 60 ° C. for 4 days to carry out a heating acceleration test. The polyisocyanate composition after the test had an isocyanate group concentration 2 of 24.7% by mass, a viscosity 2 at 25 ° C. of 1870 mPa · s, and a hue 2 of APHA30. These measured values are measured values after the heating acceleration test and are shown in Table 2.
合成例2(ポリイソシアネート組成物(B)の製造)
ペンタメチレンジイソシアネート(a)に代えて、ペンタメチレンジイソシアネート(b)を用い、合成例1と同様の方法にてポリイソシアネート組成物(B)を得た。
Synthesis Example 2 (Production of polyisocyanate composition (B))
Instead of pentamethylene diisocyanate (a), pentamethylene diisocyanate (b) was used to obtain a polyisocyanate composition (B) in the same manner as in Synthesis Example 1.
このポリイソシアネート組成物(B)のペンタメチレンジイソシアネート濃度は0.5質量%、イソシアネート基濃度1は25.0質量%、25℃における粘度1は1790mPa・s、色相1はAPHA20であった。これらの測定値を、加熱促進試験前の測定値とし、表2に示す。 The polyisocyanate composition (B) had a pentamethylene diisocyanate concentration of 0.5% by mass, an isocyanate group concentration 1 of 25.0% by mass, a viscosity 1 at 25 ° C. of 1790 mPa · s, and a hue 1 of APHA20. These measured values are shown in Table 2 as measured values before the heating acceleration test.
次いで、金属製の容器にポリイソシアネート組成物(B)を移し、窒素パージ後、60℃のオーブン中に4日間静置し、加熱促進試験を実施した。試験後のポリイソシアネート組成物の、イソシアネート基濃度2は24.5質量%であり、25℃における粘度2は1990mPa・sであり、色相2はAPHA30であった。これらの測定値を、加熱促進試験後の測定値とし、表2に示す。 Next, the polyisocyanate composition (B) was transferred to a metal container, purged with nitrogen, and left in an oven at 60 ° C. for 4 days to conduct a heating acceleration test. The polyisocyanate composition after the test had an isocyanate group concentration 2 of 24.5% by mass, a viscosity 2 at 25 ° C. of 1990 mPa · s, and a hue 2 of APHA30. These measured values are measured values after the heating acceleration test and are shown in Table 2.
合成例3(ポリイソシアネート組成物(C)の製造)
ペンタメチレンジイソシアネート(a)に代えて、ペンタメチレンジイソシアネート(c)を用い、合成例1と同様の方法にてポリイソシアネート組成物(C)を得た。
Synthesis Example 3 (Production of polyisocyanate composition (C))
Instead of pentamethylene diisocyanate (a), pentamethylene diisocyanate (c) was used to obtain a polyisocyanate composition (C) in the same manner as in Synthesis Example 1.
このポリイソシアネート組成物(C)のペンタメチレンジイソシアネート濃度は0.5質量%、イソシアネート基濃度1は25.1質量%、25℃における粘度1は1750mPa・s、色相1はAPHA20であった。これらの測定値を、加熱促進試験前の測定値とし、表2に示す。 The polyisocyanate composition (C) had a pentamethylene diisocyanate concentration of 0.5% by mass, an isocyanate group concentration 1 of 25.1% by mass, a viscosity 1 at 25 ° C. of 1750 mPa · s, and a hue 1 of APHA20. These measured values are shown in Table 2 as measured values before the heating acceleration test.
次いで、金属製の容器にポリイソシアネート組成物(C)を移し、窒素パージ後、60℃のオーブン中に4日間静置し、加熱促進試験を実施した。試験後のポリイソシアネート組成物の、イソシアネート基濃度2は24.6質量%であり、25℃における粘度2は1940mPa・sであり、色相2はAPHA30であった。これらの測定値を、加熱促進試験後の測定値とし、表2に示す。 Subsequently, the polyisocyanate composition (C) was transferred to a metal container, purged with nitrogen, and left in an oven at 60 ° C. for 4 days to perform a heating acceleration test. The polyisocyanate composition after the test had an isocyanate group concentration 2 of 24.6% by mass, a viscosity 2 at 25 ° C. of 1940 mPa · s, and a hue 2 of APHA30. These measured values are measured values after the heating acceleration test and are shown in Table 2.
比較合成例1(ポリイソシアネート組成物(D)の製造)
ペンタメチレンジイソシアネート(a)に代えて、ペンタメチレンジイソシアネート(d)を用い、合成例1と同様の方法にてイソシアヌレート化反応を行ったが、イソシアネート基濃度の測定から反応速度が低いことが確認されたため、トリメチル−N−2−ヒドロキシプロピルアンモニウム・2−エチルヘキサノエートを0.2質量部加えた。
Comparative Synthesis Example 1 (Production of polyisocyanate composition (D))
In place of pentamethylene diisocyanate (a), pentamethylene diisocyanate (d) was used, and an isocyanuration reaction was performed in the same manner as in Synthesis Example 1, but it was confirmed that the reaction rate was low from the measurement of isocyanate group concentration. Therefore, 0.2 parts by mass of trimethyl-N-2-hydroxypropylammonium · 2-ethylhexanoate was added.
イソシアネート基濃度の測定後、さらにトリメチル−N−2−ヒドロキシプロピルアンモニウム・2−エチルヘキサノエートを0.1質量部加え、反応を3時間継続し、ポリイソシアネート組成物(D)を得た。 After measurement of the isocyanate group concentration, 0.1 parts by mass of trimethyl-N-2-hydroxypropylammonium · 2-ethylhexanoate was further added, and the reaction was continued for 3 hours to obtain a polyisocyanate composition (D).
このポリイソシアネート組成物(D)のペンタメチレンジイソシアネート濃度は0.7質量%、イソシアネート基濃度1は20.2質量%、25℃における粘度1は2200mPa・s、色相1はAPHA100であった。これらの測定値を、加熱促進試験前の測定値とし、表2に示す。 The polyisocyanate composition (D) had a pentamethylene diisocyanate concentration of 0.7% by mass, an isocyanate group concentration 1 of 20.2% by mass, a viscosity 1 at 25 ° C. of 2200 mPa · s, and a hue 1 of APHA100. These measured values are shown in Table 2 as measured values before the heating acceleration test.
次いで、金属製の容器にポリイソシアネート組成物(D)を移し、窒素パージ後、60℃のオーブン中に4日間静置し、加熱促進試験を実施した。試験後のポリイソシアネート組成物の、イソシアネート基濃度2は17.2質量%であり、25℃における粘度2は2950mPa・sであり、色相2はAPHA150であった。これらの測定値を、加熱促進試験後の測定値とし、表2に示す。 Next, the polyisocyanate composition (D) was transferred to a metal container, purged with nitrogen, and allowed to stand in an oven at 60 ° C. for 4 days, and a heating acceleration test was performed. The polyisocyanate composition after the test had an isocyanate group concentration 2 of 17.2% by mass, a viscosity 2 at 25 ° C. of 2950 mPa · s, and a hue 2 of APHA150. These measured values are measured values after the heating acceleration test and are shown in Table 2.
比較合成例2(ポリイソシアネート組成物(E)の製造)
ペンタメチレンジイソシアネート(a)に代えて、ペンタメチレンジイソシアネート(e)を用い、合成例1と同様の方法にてイソシアヌレート化反応を行ったが、イソシアネート基濃度の測定から反応速度が低いことが確認されたため、トリメチル−N−2−ヒドロキシプロピルアンモニウム・2−エチルヘキサノエートを0.2質量部加えた。
Comparative Synthesis Example 2 (Production of polyisocyanate composition (E))
Instead of pentamethylene diisocyanate (a), pentamethylene diisocyanate (e) was used, and an isocyanuration reaction was performed in the same manner as in Synthesis Example 1, but it was confirmed that the reaction rate was low from the measurement of isocyanate group concentration. Therefore, 0.2 parts by mass of trimethyl-N-2-hydroxypropylammonium · 2-ethylhexanoate was added.
イソシアネート基濃度の測定後、さらにトリメチル−N−2−ヒドロキシプロピルアンモニウム・2−エチルヘキサノエートを0.1質量部加え、反応を3時間継続し、ポリイソシアネート組成物(E)を得た。 After measurement of the isocyanate group concentration, 0.1 parts by mass of trimethyl-N-2-hydroxypropylammonium · 2-ethylhexanoate was further added, and the reaction was continued for 3 hours to obtain a polyisocyanate composition (E).
このポリイソシアネート組成物(E)のペンタメチレンジイソシアネート濃度は0.8質量%、イソシアネート基濃度1は19.8質量%、25℃における粘度1は2380mPa・s、色相1はAPHA100であった。これらの測定値を、加熱促進試験前の測定値とし、表2に示す。 The polyisocyanate composition (E) had a pentamethylene diisocyanate concentration of 0.8% by mass, an isocyanate group concentration 1 of 19.8% by mass, a viscosity 1 at 25 ° C. of 2380 mPa · s, and a hue 1 of APHA100. These measured values are shown in Table 2 as measured values before the heating acceleration test.
次いで、金属製の容器にポリイソシアネート組成物(E)を移し、窒素パージ後、60℃のオーブン中に4日間静置し、加熱促進試験を実施した。試験後のポリイソシアネート組成物の、イソシアネート基濃度2は16.6質量%であり、25℃における粘度2は3240mPa・sであり、色相2はAPHA150であった。これらの測定値を、加熱促進試験後の測定値とし、表2に示す。 Subsequently, the polyisocyanate composition (E) was transferred to a metal container, purged with nitrogen, and left in an oven at 60 ° C. for 4 days to carry out a heating acceleration test. The polyisocyanate composition after the test had an isocyanate group concentration 2 of 16.6% by mass, a viscosity 2 at 25 ° C. of 3240 mPa · s, and a hue 2 of APHA150. These measured values are measured values after the heating acceleration test and are shown in Table 2.
Claims (7)
炭素数4〜7の1価アルコールにより抽出することを特徴とする、ペンタメチレンジアミンまたはその塩の製造方法。 From an aqueous solution containing pentamethylenediamine or a salt thereof, pentamethylenediamine or a salt thereof is obtained.
A method for producing pentamethylenediamine or a salt thereof, wherein the extraction is performed with a monohydric alcohol having 4 to 7 carbon atoms.
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