JP2017214382A - 製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法、混合物、組成物及び錯体形成剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凝集傾向が無いか少ない洗剤及び清浄剤用前駆体となるラセミα−アミノ酸等を好収率で製造する方法の提供。【解決手段】ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法であって、第１級及び第２級アミン並びにアンモニアから選択される少なくとも１種窒素化合物（ｃ）と共に水素の存在下、少なくとも１種の遷移金属を含有する不均一触媒の存在下において、ヒドロキシ酢酸、乳酸、リンゴ酸、α−ヒドロキシグルタル酸、イソクエン酸、タルトロン酸及び酒石酸から選択される対応するα−ヒドロキシカルボン酸、又は、少なくとも１種の対応するα−ヒドロキシカルボン酸の塩を反応させる方法。前記窒素化合物（ｃ）は第１級及び第２級アミン並びにアンモニアから選択され、１５０〜２８０℃の温度で、１００〜３００ｂａｒの圧力で反応が行われ、前記圧力が水素ガス又は水素含有ガスを反応系へ注入して設定される、ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、ラセミα−アミノ酸又はグリシンを製造する方法であって、該ラセミα−アミノ酸又はグリシンに対応するα−ヒドロキシカルボン酸又は該α−ヒドロキシカルボン酸の少なくとも１種の塩を、遷移金属を少なくとも１種含有する１種以上の不均一触媒の存在下、水素の存在下で、少なくとも１種の窒素化合物（ｃ）と反応させる構成を有し、前記α−ヒドロキシカルボン酸は、ヒドロキシ酢酸、乳酸、リンゴ酸、α−ヒドロキシグルタル酸、イソクエン酸、タルトロン酸及び酒石酸から選択され、前記窒素化合物（ｃ）は、第１級及び第２級のアミン及びアンモニアから選択されることを特徴とする方法に関する。

更に、本発明はラセミα−アミノ酸及び対応するα−ヒドロキシカルボン酸の混合物に関する。

更に、本発明は、本発明に係る混合物の使用方法に関する。

アミノ酸には多様な用途分野がある。例えば、Ｌ−アミノ酸は、ペプチド合成用、タンパク合成用に使用される。ラセミアミノ酸も重要な中間体である。

ストレッカー合成によるラセミアミノ酸の製造がそれ自体公知である。それは、特別な安全警戒を必要とする、強毒性物質のシアン化水素酸及び／又は対応するシアン化物の使用が必要だという不利益がある。

米国特許出願公開第２００４／０９２７２５号明細書は、高圧力及び好ましくは少なくとも３００℃でのアンモニアとの反応により、対応するα−ヒドロキシカルボン酸からα−アミノ酸を合成する方法を開示している。しかし、その収率は低い。例えば、３７４℃でのグリシン合成は収率４．３％と記載され、３７４℃でのα−アラニン合成は収率２．８％と記載されている。しかし、この種の収率は、産業上工程においては不十分である。また、得られる製造物は、大部分が暗色で、複雑な精製プロセスを必要とする。

米国特許出願公開第２００４／０９２７２５号明細書

従って、本発明の目的は、α−アミノ酸を好収率で得ることが可能な製法を提供することになる。また、本発明の目的は、発達した凝集傾向が全く無い又は低い、機械食器洗浄用の組成物を含む、洗剤（ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ）及び清浄剤（ｃｌｅａｎｅｒｓ）の混合物の製造用の前駆体を提供することでもある。

よって、本発明に係る方法とも称する本発明の範囲内で、当初に記載の方法を発見した。

本発明に係る方法を実行するため、使用する出発材料は、少なくとも１種のヒドロキシカルボン酸（例えば、２又は３種のα−ヒドロキシカルボン酸の混合物又は１種のα−ヒドロキシカルボン酸）である。α−ヒドロキシカルボン酸は、鏡像異性的に純粋な態様で、又は、鏡像異性体の混合物（例えば、問題のα−ヒドロキシカルボン酸の異なる鏡像異性体が存在することを意味する、ラセミ体として）として使用可能である。

α−ヒドロキシカルボン酸は、酸フリー、又は、部分的又は完全に中和された態様で使用可能である。部分的又は完全に中和された態様のα−ヒドロキシカルボン酸を使用する意図であれば、例えば、カリウム塩、特にナトリウム塩等のアンモニウム塩及びアルカリ金属塩が好ましい。

α−ヒドロキシカルボン酸の例は、ヒドロキシ酢酸、乳酸（特にＬ−乳酸）、 リンゴ酸（特にＬ−リンゴ酸）、及びα−ヒドロキシグルタル酸、また、イソクエン酸、タルトロン酸及び酒石酸である。特に好ましい例は、ラセミ乳酸、（−）−乳酸及び（＋）−乳酸である。

アキラルのグリシンを製造する場合は、ラセミ体は得られないが、グリシンが得られる。

本発明の一実施形態では、本発明の方法を水系媒体中で行う。これは、少なくとも７５容積％の水に対し全量で２５容積％迄の有機溶媒を含有可能な混合物中、又は水中に、α−ヒドロキシカルボン酸又はその塩を、溶解又は懸濁することを意味すると考えられる。ここでは、有機溶媒は、例えば、テトラヒドロフラン又は Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミドであって、容積％は全連続相に対する値である。アルコールは有機溶媒として不適である。好ましくは、有機溶媒を含まず、又は、連続相に対し、０．１〜５容積％の有機溶媒だけを使用することである。

本発明の一実施形態では、本発明の方法を、４〜１４、好ましくは６〜１４、特に好ましくは８〜１３．５の範囲のｐＨで行う。

本発明によれば、反応が、少なくとも１種の窒素化合物（ｃ）を用いて行われ、その窒素化合物（ｃ）は、第１級アミン、好ましくは第２級アミン及び更に好ましくはアンモニアから選択される。アミンの例は、特に、Ｃ_１−Ｃ_１０−アルキルアミン（例えば、メチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ｎ−デシルアミン）、また、Ｃ_３−Ｃ_７−シクロアルキルアミン（例えばシクロヘキシルアミン及びモノエタノールアミン）のような芳香族アミンである。２級アミンの例は、特に、ジメチルアミン、ジエチルアミン及びジイソプロピルアミンのようなジ−Ｃ_１−Ｃ_１０−アルキルアミン、特にジエタノールアミンのようなジ−Ｃ_２−Ｃ_４−ヒドロキシアルキレンアミン、またモノ−Ｃ_１−Ｃ_１０−アルキルモノ−Ｃ_２−Ｃ_４−ヒドロキシアルキレンアミン（例えばＮ−メチル−Ｎ−エタノールアミン）、またピペリジン及びモルホリンのような環状２級アミンである。更に好ましい窒素化合物（ｃ）は、イミノジカルボン酸、特にイミノ二酢酸である。

本発明の好ましい実施形態では、選択される窒素化合物（ｃ）はアンモニア等であり、反応はアンモニアを用いて起こる。アンモニアは、反応混合物に対し、液体アンモニア、ガス状アンモニア若しくはアンモニア性水(“ＮＨ_４ＯＨ”)の形で添加可能である。アンモニア塩の態様でのアンモニア添加が望まれる場合は、少なくとも１種の強塩基との組合せ、例えば、ＮａＯＨ又はＫＯＨとの組合せで、アンモニアを添加することが好ましい。
アンモニアは液体アンモニア又はアンモニア性水の形で添加することが好ましい。

一実施形態では、α−ヒドロキシカルボン酸及び窒素化合物（ｃ）を、モル比が１：１〜１：１００の範囲、好ましくは１：２〜１：５０の範囲で、特に好ましくは１：３〜１：３０の範囲で使用する。ここで、窒素化合物（ｃ）部分は、全窒素化合物（ｃ）の合計を指す。

一実施形態では、α−ヒドロキシカルボン酸及びアンモニアを、モル比１：１〜１：１００の範囲で、好ましくは１：２〜１：５０の範囲で、特に好ましくは１：３〜１：３０の範囲で使用する。

本発明に係る方法は、Ｈ_２のような水素の存在下で行う。本発明の一実施形態では、本発明に係る方法は、例えば、水素に対するα−ヒドロキシカルボン酸の比率が、全体で、１：１〜１：９０の範囲、好ましくは１：２〜１：３０の範囲が確立されるように、実行する。他の実施形態では、水素に対するα−ヒドロキシカルボン酸の比率が２：１〜１．０１：１を確立する。

本発明の一実施形態では、水素は、不活性ガスであるガスにより、本発明にかかる方法の反応条件下で、例えば窒素ガスを用いて、又はアルゴンのような少なくとも１種の希ガスを用いて、希釈可能である

本発明に係る方法は、少なくとも１種の遷移金属を含む、少なくとも１種の不均一触媒の存在下で実行する。不均一触媒は、ここでは、
（ｉ）微粒子形態で存在する固体支持体上に支持された金属含有触媒、
（ｉｉ）非微粒子形態で存在する固体支持体上に支持された金属含有触媒、
（ｉｉｉ）非支持体（支持体を含まない）触媒活性粒子、などである。

本発明の範囲においては、用語触媒は、ここでは、触媒活性種として作用する遷移金属（主金属）、又は、任意にその前駆体、そして任意に存在する支持体及び任意に存在するドーピングである。

「固体支持体」は、ここでは、本発明に係る方法の反応条件下で、固体で、不均一触媒の成形に適したそれらの材料を意味すると考えられる。

「微粒子形態で存在する」とは、平均直径が０．１μｍ以上２ｍｍ以下、好ましくは０．００１〜１ｍｍ、好ましくは０．００５〜０．５ｍｍの範囲、特に０．０１〜０．２５ｍｍの粒子の態様で、問題の支持体が存在することを意味すると考えられる。

「非微粒子形態で存在する」とは、支持体が、少なくとも一つの寸法（幅、高さ、深さ）において、２ｍｍを超え、好ましくは少なくとも５ｍｍであり、少なくとも１つの更なる寸法、例えば少なくとも１又は両方の更なる寸法が、２ｍｍ未満の大きさ、例えば、０．１μｍ以上２ｍｍ以下の範囲になることが可能であることを意味すると考えられる。他の変形例では、非微粒子形態で存在する支持体は、寸法が２ｍｍを超え、好ましくは少なくとも５ｍｍである三次元を有する。好ましい上限は、例えば、１０ｍ、好ましくは１０ｃｍである。

非微粒子形態で存在する支持体の例は、スチールメッシュ又はニッケルメッシュのような金属メッシュ、スチールワイヤ又はニッケルワイヤのようなワイヤであり、また、例えばビーズ、ラシヒリング（Ｒａｓｃｈｉｇ ｒｉｎｇｓ）、糸状（ｓｔｒａｎｄｓ)及び錠剤のような成形品である。

本発明の一実施形態では、触媒は、成形品の形態、例えば、錠剤又は糸状のような形態で使用される。

特に好ましい成形品の寸法の例は、寸法６．３ｍｍ、３．３ｍｍ、２．２ｍｍの錠剤、及び、直径が１．５〜３．０ｍｍの範囲にある糸状である。

微粒子形態で存在する支持体の例は、自由流動性又は懸濁した粉末である。

微粒子形態で存在する支持体を製造する材料の例は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、アルミノケイ酸塩、ハイドロタルサイト、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、活性炭素であり、特に、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２及びＴｉＯ_２である。

非支持体触媒活性粒子（ｉｉｉ）の例は、ラネー銅、ラネーニッケル及びラネーコバルトのようなラネー金属である。非支持体触媒活性粒子は、例えば、スポンジ又はスケルタル（ｓｋｅｌｅｔａｌ）触媒として存在可能である。

支持体及び遷移金属に加え、触媒は１種以上の成形剤（例えばグラファイト又はステアリン酸）を含有することができる。

本発明に係る方法用の金属含有触媒において、触媒活性種として適した遷移金属（主金属）の例は、元素周期表４〜１２族の遷移金属であり、特に好ましくは、Ｔｉ〜Ｚｎ等の元素周期表の４〜１２族の第１周期にある遷移金属であり、また、元素周期表の全ての周期における８〜１１族の遷移金属である。特に好ましい遷移金属は、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕである。

本発明に係る方法で使用する触媒中の遷移金属は、例えば、Ｚｒ又はＴｉ等の他の遷移金属と、Ｃａと、Ｓｎと、Ａｌと、若しくはＮａと共に加える（ｄｏｐｅｄ）ことができる。ドーピング（添加）は、加えた遷移金属又はＮａ、Ａｌ若しくはＣａの量が、主金属に対し、遷移金属又はＮａ、Ａｌ若しくはＣａが０．１ｍｏｌ％以上２ｍｏｌ％以下の範囲で取り込まれたことを意味すると考えられる。本発明の範囲においては、しかしながら、通常付随する、主金属の製造から生じる微量元素が、ドーピングから除外されると考えられる。

本発明の一実施形態では、不均一触媒は、固体支持体に加えた（ａｐｐｌｉｅｄ、塗布した）ラネー金属及び遷移金属から選択される。好ましい遷移金属（主金属）は、Ｎｉ、Ｃｕ及びＣｏから選択される。

本発明に係る方法に適した触媒を製造し、それを貯蔵するためには、遷移金属は、通常、前駆体、すなわち、酸化物、水酸化物若しくは酸化物水酸化物(ｏｘｉｄｅｈｙｄｒｏｘｉｄｅ)、又は合金としての化合物として使用され、触媒は、本発明に係る方法又はインサイチュを実行する前に、好ましくは還元又は問題の合金の少なくとも１種の成分を除去することにより、活性化する。酸化状態がゼロである時間の少なくとも一部の間、本発明に係る方法を比例して実行しながら、不均一触媒中の遷移金属が存在することが好ましい。

本発明の一実施形態では、触媒は、微粒子形態の材料から選択され、各場合で水素による活性化の前に測定されるそれら材料の質量は；
全体で１５質量％以上８０質量％以下の範囲、好ましくは３０質量％以上７０質量％以下、特に好ましくは３５質量％以上６５質量％以下の、１種又は複数種類の、アルミニウムの酸素‐含有化合物（Ａｌ_２Ｏ_３として計算）；
全体で５質量％以上３５質量％以下の範囲、好ましくは１０質量％以上３０質量％以下の範囲、特に好ましくは１２質量％以上２８質量％以下、極めて好ましくは１５質量％以上２５質量％以下の、１種又は複数種類の、ニッケルの酸素−含有化合物（ＮｉＯとして計算）；
全体で５質量％以上３５質量％以下の範囲、好ましくは１０質量％以上３０質量％以下の範囲、特に好ましくは１２質量％以上２８質量％以下、極めて好ましくは１５質量％以上２５質量％以下の、１種又は複数種類の、コバルトの酸素−含有化合物（ＣｏＯとして計算）；
全体で１質量％以上２０質量％以下の範囲、好ましくは２質量％以上１８質量％以下の範囲、特に好ましくは５質量％以上１５質量％以下の、１種又は複数種類の、銅の酸素−含有化合物（ＣｕＯとして計算）；
全体で０．２質量％以上５質量％以下の範囲、好ましくは０．４質量％以上４．０質量％以下の範囲、特に好ましくは０．６質量％以上３．０質量％以下、極めて好ましくは０．７質量％以上２．５質量％以下の、１種又は複数種類の、錫の酸素−含有化合物（ＳｎＯとして計算）；
を含む。

本発明の一実施形態では、触媒は、微粒子形態の材料から選択され、各場合で水素による活性化の前に測定されるそれら材料の質量は；
２２質量％以上４５質量％以下、好ましくは２５質量％以上４０質量％以下の、ジルコニウムの酸素‐含有化合物（ＺｒＯ_２として計算）；
１質量％以上３０質量％以下、好ましくは２質量％以上２５質量％以下、特に好ましくは５質量％以上１５質量％以下の、銅の酸素‐含有化合物（ＣｕＯとして計算）；
５質量％以上５０質量％以下、好ましくは１５質量％以上４５質量％以下、特に好ましくは２５質量％以上４０質量％以下の、ニッケルの酸素‐含有化合物（ＮｉＯとして計算）；
５質量％以上５０質量％以下の、コバルトの酸素‐含有化合物（ＣｏＯとして計算）；
０から１０質量％以下の、アルミニウム及び／又はマンガンの酸素‐含有化合物；を有し、
ジルコニウム（ＺｒＯ_２として計算）の、アルミニウム及び／又はマンガン（Ａｌ_２Ｏ_３及び／又はＭｎＯ_２として計算）に対する質量比は、好ましくは少なくとも２．５、非常に好ましくは、アルミニウム及び／又はマンガンの酸素‐含有化合物の質量％がゼロであり、モリブデンの酸素‐含有化合物が０から５質量％以下、好ましくは質量％がゼロである（ＭｏＯ_３として計算）。

本発明の一実施形態では、触媒は、微粒子形態の材料から選択され、各場合で水素による活性化の前に測定されるそれら材料の質量は、
５０質量％以上９５質量％以下、好ましくは５５質量％以上８５質量％以下、特に好ましくは６０質量％以上８０質量％以下の、ジルコニウムの酸素‐含有化合物（ＺｒＯ_２として計算）；
５質量％以上５０質量％以下、好ましくは１５質量％以上４５質量％以下、特に好ましくは２０質量％以上４０質量％以下の、ニッケルの酸素‐含有化合物（ＮｉＯとして計算）；
を含む。

本発明の一実施形態では、ニッケルの銅に対するモル比は１を超え、特に好ましくは１．２を超え、極めて好ましくは１．８以上８．５以下の範囲である。

好ましくは、本発明に係る方法で使用する触媒の触媒活性量は、レニウムを含まず、ルテニウムを含まず、鉄を含まず及び／又は亜鉛を含まず、各場合で金属性（酸化状態＝０）でもなく、イオン性（酸化状態がゼロではない）でもない。

本発明の一実施形態では、本発明に係る方法に適した触媒は、ＢＥＴ表面積が１ｍ^２/ｇ以上１０００ｍ^２/ｇ以下であり、好ましくは１０ｍ^２/ｇ以上５００ｍ^２/ｇ以下である（ＤＩＮ６６１３１に基づくＮ_２吸収による）

本発明に係る方法で使用される、好ましい変種（ｉ）及び（ｉｉ）の触媒を製造するために、異なる方法を使用可能である。好ましい変種（ｉ）及び（ｉｉ）の触媒は、例えば、水酸化物、炭酸塩、酸化物及び／又は他の成分の塩の粉末状混合物を水と混練し、続く押し出し、その結果の塊の焼き戻し（加熱処理）により得ることができる。

好ましくは、本発明に係る方法で使用する変種（ｉ）及び（ｉｉ）の触媒を製造するためには、沈殿法を使用する。従って、好ましい触媒は、例えば、難溶性の酸素−含有アルミニウム、チタン、シリコン及び／又はジルコニウム化合物（沈殿物）の、スラリー存在下で、塩基（ｂａｓｅｓ）を用いて、ニッケル、コバルト、銅及び錫成分の、これら元素を含む塩溶液からの共沈（ｊｏｉｎｔ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）、続いて、その結果の沈殿物の洗浄、乾燥及び焼成により得ることができる。使用可能な、難溶性の、酸素−含有アルミニウム、チタン、シリコン及び／又はジルコニウム化合物は、例えば、それらの酸化物、水和酸化物、リン酸塩、ホウ酸塩及びケイ酸塩である。難溶性の、酸素−含有アルミニウム、チタン、シリコン及び／又はジルコニウム化合物のスラリーは、この種の化合物の微粒子粉末を水に懸濁させ、よく撹拌することで作製される。難溶性の、酸素−含有アルミニウム、チタン、シリコン及び／又はジルコニウム化合物のスラリーは、好ましくは、対応する難溶性酸素−含有アルミニウム、チタン、シリコン及び／又はジルコニウム化合物を、アルミニウム、チタン、シリコン及び／又はジルコニウム化合物の水溶液から、塩基を用いて沈殿させることで、好ましくは作製される。

好ましくは、本発明に係る方法で使用する変種（ｉ）及び（ｉｉ）の触媒は、それら成分の全部の共沈（混合沈殿、ｍｉｘｅｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）を介して製造される。この目的のため、触媒成分を含む塩水溶液が、昇温した温度で撹拌しながら、水性塩基（例えば炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム若しくは水酸化カリウム）と、沈殿が完了するまで、便宜上混合される。アンモニア、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、マロン酸アンモニウム、ウロトロピン、尿素等の、アルカリ金属非含有塩基と共に作用させることも可能である。使用する塩の種類は、通常、重要ではない。何故なら、この前駆体において、問題なのは、主に塩の水への溶解性であり、一つの判定基準は、比較的高濃度の塩溶液を製造するために必要な、それらの良好な水溶解性であるからである。不要な沈殿の発生であれ、錯体化の結果としての沈殿の防止又は障害であれ、個々の成分の塩を選択する際、自然に塩のみが、障害にはならないそれらのアニオンと共に選択されることが自明だと考えられる。

それら沈殿反応の間に得られる沈殿物は、通常、化学的に不均一で、特に、酸化物、水和酸化物、水酸化物、炭酸塩並びに、使用金属の不溶性塩基塩の混合物からなる。それらが熟成、例えば、任意に昇温下で空気を流しながら、それらが沈殿後しばらくの間放置した場合が、沈殿物のろ過性が好ましいことが証明される。

本発明に係る方法で使用される変種（ｉ）及び（ｉｉ）の触媒を得るために、沈殿工程後に得られた沈殿物を、公知の方法で更に処理することができる。先ず、沈殿物を洗浄する。沈殿剤として使用可能な（無機物）塩基により、導入されたアルカリ金属の含有量は、洗浄時間により、温度及び洗浄水の量により、影響を受ける。通常、アルカリ金属の含有量は、洗浄の継続により、又は、洗浄水の温度上昇により、減少する。洗浄後、沈殿物を、通常８０℃以上２００℃以下、好ましくは１００℃以上１５０℃以下で乾燥させ、次いで焼成することができる。焼成は、３００℃から８００℃の間の温度、好ましくは４００℃以上６００℃以下、特に４２０℃以上５５０℃以下で行うことができる。

他の実施形態では、本発明に係る方法で使用する変種（ｉ）及び（ｉｉ）の触媒は、例えば、小縄、錠剤、ビーズ、リングのような成形品又は粉末状の形で存在する酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、又は、前述の酸化物の少なくとも２種の混合物に、遷移金属塩溶液を含浸させて製造することができる。

酸化アルミニウムを、例えば、無定形、ガンマ、シータ及び／又はデルタ型で、水酸化酸化アルミニウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｏｈｙｄｒｏｘｉｄｅ、ベーマイト）として、好ましくはガンマ型で使用する。

二酸化ジルコニウムを、例えば、無定形、単斜、正方晶、立方晶改変（ｃｕｂｉｃ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）で使用可能であり、単斜、正方晶及び立方晶改変が好ましい。これらの中でも、単斜改変が特に好ましい。

成形品は、それ自体知られた方法で製造可能である。

本発明の一実施形態では、α−ヒドロキシカルボン酸に対し、０．１質量％以上１２０質量％以下の触媒を使用する。

本発明に係る方法の一実施形態では、温度が１５０℃以上２８０℃以下の範囲、好ましくは１７０℃以上２５０℃以下で行われる。

本発明に係る方法の一実施形態では、圧力が１０ｂａｒ以上３００ｂａｒ以下の範囲、好ましくは１００ｂａｒ以上２５０ｂａｒ以下、特に好ましくは１５０ｂａｒ以上２００ｂａｒ以下で行われる。

本発明に係る方法は、バッチ式、連続、若しくは半連続で行うことができる。

本発明の一実施形態では、全反応混合物又は反応混合物の特定成分が循環可能である（例えば、窒素含有化合物（ｃ）、特にアンモニア、若しくは、α−ヒドロキシカルボン酸の溶液）

本発明の一実施形態では、本発明に係る方法は、基本一定温度（本発明に係る方法の間、例えば１０℃以下、好ましくは５℃以下変動する温度）で、バッチ式で行うことが可能である。

本発明の一実施形態では、本発明に係る方法は、１分以上４８時間以下の期間に亘って行うことができる。本発明に係る方法を連続して行うことが要求される場合は、期間は、平均滞留時間（ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ）の意味だと考えられる。

本発明の一実施形態では、本発明に係る方法は、変種（ｉ）又は（ｉｉｉ）に係る触媒の少なくとも１種の懸濁液として、特に、１時間以上４８時間以下、好ましくは２時間以上２４時間以下の範囲の反応時間で、実行することができる。

本発明の他の実施形態では、本発明に係る方法は、変種（ｉｉ）に係る触媒と共に、特に、１分以上１０時間以下の範囲で、好ましくは３０分以上５時間以下の反応時間で実行することができる。

時間を計測する際、反応混合物の加熱、冷却、後処理、ラセミα−アミノ酸の分離、減圧又は触媒の活性化等の動作のために使用する時間（期間）は、考慮に入れない。

本発明の一実施形態では、本発明に係る方法を実行するために使用可能な混合は、例えば、撹拌、振とう、回転、循環、スタティックミキサー又は空気式ミキサー（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｍｉｘｅｒｓ）を介したポンピングによる。

特定の論理に対する好適な例を付与する意図無しに、本発明に係る方法の過程において、α−ヒドロキシカルボン酸が、最初にα−ケトカルボン酸へ酸化（例えば脱水素）され、次いでα−ケトカルボン酸が、対応するα−イミノカルボン酸に変性し、そして、ラセミα−アミノカルボン酸に還元される。

これにより、水及びラセミα−アミノカルボン酸又はラセミα−アミノ酸の塩を含有し、触媒（残留物）、出発材料（α−ヒドロキシカルボン酸又は窒素化合物（ｃ）、特にアンモニア）、α−ヒドロキシカルボン酸の分解物質（例えばプロピオン酸、酢酸又はギ酸）のような更なる成分も含有可能な反応混合物が得られる。

本発明の一実施形態では、結果として得られる反応混合物を、後処理する。本発明の具体的な実施形態では、ラセミα−アミノ酸又はラセミα−アミノ酸の塩が分離される。

後処理のためには、例えば、１種以上の下記作業を行うことが可能である。
（ｉ）触媒の非活性化；
（ｉｉ）例えばろ過、例えばケーキろ過又はクロスフローろ過により、又は沈降若しくは遠心分離により、活性又は非活性化した触媒を分離；
（ｉｉｉ）例えば蒸発、蒸留、もしくはスプレー乾燥により、水及び窒素化合物（ｃ）、特にアンモニアの完全又は部分除去；
（ｉｖ）酸（特にブレンステッド酸）を用いた、又は、硫酸若しくは塩酸を用いた、窒素化合物（ｃ）、特にアンモニアの中和；
（ｖ）例えば、使用したα−ヒドロキシカルボン酸の還元の結果、製造されることがある副製造物の分離；
（ｖｉ）例えば、ブレンステッド酸又はブレンステッド塩基を用いたｐＨ調整；
（ｖｉｉ）イオン交換法による、α−ヒドロキシカルボン酸の未反応物からの、α−アミノ酸の分離。

本発明の一実施形態では、製造したラセミα−アミノ酸又はラセミα−アミノ酸の塩を精製の目的で再結晶させる。多様な溶媒を、再結晶のために使用可能である。その中でも好ましいのは、例えば、水及び水含有混合物、例えば、水とエタノールの混合物である。好ましくは、水、又は、ｐＨ７．１〜１４、好ましくはｐＨ９〜１２の水性塩基から再結晶化する水性塩基は、希水酸化カリウム溶液、特に、希水酸化ナトリウム溶液である。

再結晶化は１回以上行うことができる。結晶化ラセミα−アミノ酸又は結晶化ラセミα−アミノ酸の塩は、母液から、例えば、デカンテーション又はろ過若しくはろ過とデカンテーションの組み合わせにより分離可能である。

一実施形態では、精製（純粋な）ラセミα−アミノ酸又はラセミα−アミノ酸の精製塩（例えば精製ナトリウム塩又は精製カリウム塩）、若しくは、部分中和精製ラセミα−アミノ酸が得られる。

本発明の他の実施形態は、下記成分を含有する混合物を提供する。この混合物は；
（ａ）９１質量％以上９９．９質量％以下の範囲のラセミα−アミノ酸（好ましくは９５質量％以上９９．９質量％以下）、及び
（ｂ）０．１質量％以上９質量％以下の範囲の対応するα−ヒドロキシカルボン酸であって、ヒドロキシ酢酸、乳酸、リンゴ酸、２−ヒドロキシグルタル酸、イソクエン酸、タルトロン酸及び酒石酸から選択されるα−ヒドロキシカルボン酸（好ましくは０．５質量％以上５質量％以下）、
（各場合において、純粋な形、若しくは、好ましくはカリウム又はアンモニウム、特にナトリウムを用いた、部分又は完全中和）を有し、質量％は各場合において全混合物に対するデータであり、それらは同様に本発明により提供される。

ラセミα−アミノ酸は、グリシンと、各場合で、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、−アミノプロパン−１，２，３−トリカルボン酸、２−アミノマロン酸、２−アミノ−３−ヒドロキシコハク酸並びに２，３−ジアミノコハク酸のラセミ体から選択される。

対応するα−ヒドロキシカルボン酸（ｂ）は、エナンチオマー富化又は好ましくはラセミとすることができる。

ラセミα−アミノ酸（ａ）がラセミ体であることの証明は、例えば施光により提供される。

本発明の好ましい実施形態では、本発明に係る混合物において、ラセミα−アミノ酸（ａ）がラセミα−アラニンから選択され、α−ヒドロキシカルボン酸（ｂ）が好ましくはラセミ乳酸から選択される（各場合において、純粋な形、若しくは、好ましくはカリウム又はアンモニウム、特にナトリウムを用いた、部分又は完全中和）。

本発明に係る混合物は、例えば、本発明の方法により作製される。

本発明は、更に、錯体形成剤を製造するための、本発明に係る混合物の使用方法も提供する。本発明は更に、少なくとも１種の本発明に係る混合物を用いた錯体形成剤の製造方法を提供する。

本発明に係る混合物は、例えば、錯体形成剤を製造するために使用可能である。例えば、ラセミα−アラニンとラセミ乳酸の混合物を、例えば、エトキシ化、続いてアルコール性ＣＨ_２−ＯＨ基の酸化により、又は、ＨＣＮ／ＨＣＨＯを用いたストレッカー合成により、ラセミメチルグリシンジ酢酸（ＭＧＤＡ）を製造するために使用可能である。乳酸部分、特にラセミ乳酸部分は、ＭＧＤＡを製造する間のような場合で特に問題にならない。乳酸とラセミＭＧＤＡの混合物（例えばナトリウム又はカリウムと共に完全又は部分中和、若しくは精製酸（純粋な酸）として）が得られる。本発明は、更に、本発明に係る混合物を少なくとも１種含有する組成物を提供する。

本発明は、特に、下記成分を含有する混合物を提供する。
（ａ）０．１質量％以上５質量％以下の範囲の乳酸（好ましくはラセミ体）；
（ｂ）ラセミの９５質量％以上９９．９質量％以下の範囲のＮ，Ｎ−メチルグリシンジ酢酸；（各場合において、純粋な形、若しくは、好ましくはカリウム又はアンモニウム、特にナトリウムを用いた、部分又は完全中和）。

本発明は、下記実施例により詳細に説明される。特に言及しない限りは、％で示す値は質量％である。明細書の範囲において、用語触媒は、不活性化触媒についても使用される。

Ｉ． 触媒の作製
Ｉ．１ 触媒Ｉ．１の作製
下記のものを同時に撹拌しながら、６５℃迄加熱した撹拌槽に導入した。

・硝酸ニッケル、硝酸コバルト、硝酸銅、硝酸アルミニウム及び塩化（ＩＩ）錫の水溶液であって、変換したＮｉ３．９％、Ｃｏ３．９％、Ｃｕ１．９％、Ａｌ_２Ｏ_３５．５％及びＳｎ０．５％（「遷移金属塩溶液」）を含むもの、及び、
・２０質量％濃度（％ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂｙ ｗｅｉｇｈｔ）の炭酸ナトリウム水溶液。

これに、一定流の遷移金属溶液を供給した。２０質量％濃度の炭酸ナトリウム水溶液の計量を、ガラス電極で測定されるｐＨが５．７になるよう調整し、一定に維持した。ニッケル、コバルト、アルミニウム、銅及び錫化合物の沈殿により、懸濁液を形成した。懸濁液の温度は、６５℃であった。沈殿を完了した際、空気を１時間吹込み、次いで、懸濁液のｐＨを、炭酸ナトリウム溶液を用いて７．４の値に調整した。この方法で得た懸濁液をろ過し、ろ過液の電気伝導率がｃａ.２０ｍＳになる迄、ろ過ケーキを鉱質除去水で洗浄した。ろ過ケーキを、次いで、乾燥キャビネット中、１５０℃の温度で乾燥した。この方法で得た水酸化炭酸塩混合物を、次いで、５００℃の温度で４時間に亘って焼成した。触媒塊を、次いで、３質量％のグラファイトと混合し、３．３ｍｍ錠剤が得られるよう成形した。この方法で得た錠剤を、２８０℃以上３００℃以下の温度で、１２時間に亘って水素で還元した。還元触媒の表面不活性化（パッシベーション）を、室温で「希釈」空気（酸素含有量がせいぜい５容積％、Ｎ_２中空気）で行った。この方法で得た触媒Ｉ．１の組成を、下記表１に示す。

Ｉ．２ 触媒Ｉ．２の作製
下記のものを同時に、撹拌しながら、６５℃迄加熱した撹拌槽に導入した。

・硝酸ニッケル、硝酸コバルト、硝酸銅及び酢酸ジルコニウムの水溶液であって、変換したＮｉＯ７質量％、ＣｏＯ７質量％、ＣｕＯ３．２５質量％及びＺｒＯ_２７．７５質量％（「遷移金属塩溶液」）を含むもの、及び、
・２０質量％濃度の炭酸ナトリウム水溶液。

これに、一定流の遷移金属溶液を供給した。２０質量％濃度の炭酸ナトリウム水溶液の計量を、ガラス電極で測定されるｐＨが７．５になるよう調整し、一定に維持した。ニッケル、コバルト、銅及びジルコニウム化合物の沈殿により、懸濁液を形成した。懸濁液の温度は、６５℃であった。沈殿を完了した際、この方法で得た懸濁液をろ過し、ろ過液の電気伝導率がｃａ.２０ｍＳになる迄、ろ過ケーキを鉱質除去水で洗浄した。ろ過ケーキを、次いで、乾燥キャビネット中、１２０℃の温度で乾燥した。この方法で得た水酸化炭酸塩混合物を、次いで、４００℃の温度で２時間に亘って焼成した。触媒塊を、次いで、３．３ｍｍ錠剤が得られるよう成形した。この方法で得た錠剤を、２８０℃以上３００℃以下の温度で、１２時間に亘って水素で還元した。還元触媒の表面不活性化（パッシベーション）を、室温で「希釈」空気（酸素含有量がせいぜい５容積％、Ｎ_２中空気）で行った。この方法で得た触媒Ｉ．２の組成を、下記表１に示す。

ＩＩ． α−アラニン（ラセミ体）の製造
ＩＩ．１ ラネーニッケル触媒を用いたα−アラニンの製造
触媒としてラネー触媒を１０ｇ、Ｌ−乳酸のナトリウム塩の３６質量％水溶液を７４ｇ、及び、液体アンモニア４５ｇを、初期投入として３００ｍｌのオートクレーブに導入した。２０ｂａｒの水素を注入し、混合物を２００℃に加熱した。更に水素を注入し、圧力を２００ｂａｒに上昇させた。混合物を、次いで、２４時間、２００ｂａｒ水素、２００℃で撹拌した。１６時間後、一定部分（ａｌｉｑｕｏｔ）を取り、乳酸を基に、６４％の変換率を測定し、^１Ｈ ＮＭＲ分光法により判定した。全２４時間後、混合物を室温迄冷却、減圧し、触媒をろ過して、４５ｇの水と未反応のアンモニアを蒸留除去した。

これにより、ラセミα−アラニン７９ｍｏｌ％と、ラセミ乳酸２１ｍｏｌ％とを含有する混合物を得た（各場合でナトリウム塩）。残留湿気は、ラセミα−アラニン及びラセミ乳酸（各場合でナトリウム塩）の合計に対し、２０質量％であった。

ＩＩ．２ ラネーニッケル触媒を用いたα−アラニンの製造
触媒としてのラネーニッケル１０ｇ、３６質量％濃度のＬ−乳酸のナトリウム塩水溶液７４ｇ、及び液体アンモニア４５ｇを、初期投入として３００ｍｌオートクレーブに導入した。水素２０ｂａｒを注入し、混合物を２１０℃迄加熱した。更なる水素注入により、圧力を次いで２００ｂａｒ迄上昇させた。混合物を、次いで、２００ｂａｒ水素、２１０℃で、２４時間撹拌した。１６時間後、一定部分を取り、乳酸を基に、８９％で変換率を測定し、^１Ｈ ＮＭＲ分光法により判定した。全２４時間後、混合物を室温迄冷却、減圧し、触媒をろ過して、４５ｇの水と未反応のアンモニアを蒸留除去した。

これにより、ラセミα−アラニン９２ｍｏｌ％と、ラセミ乳酸８ｍｏｌ％とを含有する、本発明ＧＭ−ＡＭ．１に係る混合物を得た（各場合でナトリウム塩）。それは、ラセミα−アラニン９１．９質量％の、ラセミ乳酸８．１質量％に対する質量比と対応する（各場合で遊離酸に基づく）。

ＧＭ−ＡＭ．１は、（±）−ＭＧＤＡ及びラセミ乳酸の混合物を作製する目的で、非常に容易に処理可能であった。

ＩＩ．３ Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｓｎ触媒併用によるα−アラニン製造
１０ｇの触媒Ｉ．１を、ステンレス鋼製の触媒バスケットに充填した。このように充填された触媒バスケットを、３００ｍｌオートクレーブ内に配置し、２５０℃で２４時間に亘って水素で処理した。触媒はこれにより活性化された。この系を減圧し、室温まで冷却し、３６質量％濃度のＬ−乳酸のナトリウム塩水溶液７４ｇ及び液体アンモニア４５ｇを添加した。水素２０ｂａｒを注入し、混合物を２００℃迄加熱した。圧力を、次いで、更なる水素注入により、２００ｂａｒに上昇させた。混合物を、次いで、２００ｂａｒ水素、２００℃で、２４時間撹拌した。１６時間後、一定部分を取り、乳酸を基に、６４％で変換率を測定し、^１Ｈ ＮＭＲ分光法により判定した。全２４時間後、その系を室温迄冷却、減圧し、触媒バスケットを触媒と共に除去し、４５ｇの水と未反応のアンモニアを蒸留除去した。

これにより、ラセミα−アラニン７９ｍｏｌ％と、ラセミ乳酸２１ｍｏｌ％とを含有する混合物を得た（各場合でナトリウム塩）。残留湿気は、ラセミα−アラニン及びラセミ乳酸（各場合でナトリウム塩）の合計に対し、１５質量％であった。

反応混合物上のガス空間の分析により、メタンの０．１５容積％の分率が分かった。

ＩＩ．４ Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｓｎ触媒を用いたα−アラニンの製造
１０ｇの触媒Ｉ．１をステンレス鋼製の触媒バスケットに充填した。このように充填された触媒バスケットを、３００ｍｌオートクレーブ内に配置し、２５０℃で２４時間に亘って水素で処理した。触媒はこれにより活性化された。この系を減圧し、室温まで冷却し、３６質量％濃度のＬ−乳酸のナトリウム塩水溶液７４ｇ及び液体アンモニア４５ｇを添加した。水素２０ｂａｒを注入し、混合物を２１０℃迄加熱した。圧力を、次いで、更なる水素注入により、２００ｂａｒに上昇させた。混合物を、次いで、２００ｂａｒ水素、２１０℃で、２４時間撹拌した。１６時間後、一定部分を取り、乳酸を基に、８５％で変換率を測定し、^１Ｈ ＮＭＲ分光法により判定した。全２４時間後、その混合物を室温迄冷却、減圧し、触媒バスケットを触媒と共に除去し、４５ｇの水と未反応のアンモニアを蒸留除去した。

これにより、ラセミα−アラニン９２ｍｏｌ％と、ラセミ乳酸８ｍｏｌ％とを含有する、本発明に係る混合物を得た（各場合でナトリウム塩）。それは、実施例２による本発明ＧＭ−ＡＭ．１に係る混合物と、その組成において対応していた。

ＩＩ．５ Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｕ触媒併用によるα−アラニン連続製造
５００ｍｌの触媒Ｉ．２を、寸法が長さ２ｍ、円径３ｃｍでリターンパイプを備えた固定−床反応器に充填した。触媒を、圧力をかけずに２８０℃で２４時間に亘って水素により処理した。触媒は、これにより、活性化した。固定床が連続して底部から頂部迄、５５質量％のＬ−乳酸のナトリウム塩の水溶液９１ｇ／ｈ、アンモニアガス２２７ｇ／ｈ及び、水素１００Ｌ／ｈ（ｓｔｐ）を用いて運転されるように、固定−床反応器を操作した。リターンポンプは５０２ｇ／ｈの反応混合物を必要とした。２１０℃の温度と、２００ｂａｒの圧力を確立した。減圧後、ラセミα−アラニン及びラセミ乳酸のナトリウム塩を、モル比８３：１７で含有する水溶液を得た。

ＩＩ．６ Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｕ触媒併用によるα−アラニン連続製造
５００ｍｌの触媒Ｉ．２を、寸法が長さ２ｍ、円径３ｃｍの固定−床反応器に充填した。触媒を、圧力をかけずに２８０℃で２４時間に亘って水素により処理した。触媒は、これにより、活性化した。固定床が連続して底部から頂部迄、６０質量％のＬ−乳酸のナトリウム塩の水溶液６９ｇ／ｈ、アンモニアガス７７ｇ／ｈ及び、水素５０Ｌ／ｈ（ｓｔｐ）を用いて運転されるように、固定−床反応器を操作した。２００℃の温度と、５０ｂａｒの圧力を確立した。その系を、コントロールバルブを介して減圧し、本発明ＧＭ−ＡＭ．６に係る混合物を得た。その混合物は、ラセミα−アラニンとラセミ乳酸とを、それぞれナトリウム塩として、モル比９２：８含有していた。

ＧＭ−ＡＭ．６は、（±）−ＭＧＤＡ及びラセミ乳酸の混合物を作製する目的で、非常に容易に処理可能であった。

Claims (15)

1. ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法であって、
   該ラセミα−アミノ酸又はグリシンに対応するα−ヒドロキシカルボン酸、又は該α−ヒドロキシカルボン酸の少なくとも１種の塩を、少なくとも１種の遷移金属を含有する少なくとも１種の不均一触媒の存在下、水素の存在下に、少なくとも１種の窒素化合物（ｃ）と反応させる工程を含み、
   前記α−ヒドロキシカルボン酸は、ヒドロキシ酢酸、乳酸、リンゴ酸、α−ヒドロキシグルタル酸、イソクエン酸、タルトロン酸及び酒石酸から選択され、
   前記窒素化合物（ｃ）は、第１級及び第２級アミン並びにアンモニアから選択されることを特徴とするラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
2. 不均一触媒は、固体支持体に塗布したラネー金属及び遷移金属から選択される請求項１に記載の製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
3. 前記遷移金属は、Ｎｉ、Ｃｕ及びＣｏから選択される請求項１又は２に記載の製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
4. ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造中、前記不均一触媒中の前記遷移金属は、少なくとも一時的に酸化数がゼロの状態で存在することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
5. 前記窒素化合物（ｃ）はアンモニアから選択される請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
6. 当該製造方法が、１５０〜２８０℃の範囲の温度で行われる請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
7. 前記α−ヒドロキシカルボン酸は、ラセミ乳酸、（−）−乳酸及び（＋）−乳酸から選択される請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
8. α−ヒドロキシカルボン酸の塩は、α−ヒドロキシカルボン酸のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩から選択される請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
9. 当該製造方法は、１０〜３００ｂａｒ以下の範囲の圧力で行われる請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
10. 当該製造方法は、水系媒体中で行われる請求項１〜９のいずれか１項に記載のラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
11. 前記製造方法は、グリシン又は製造されたラセミα−アミノ酸を精製するための再結晶化工程を含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法。
12. それぞれ純粋な形態、又は部分的若しくは完全に中和された形態の、
    （ａ）９１〜９９．９質量％の範囲のラセミα−アミノ酸と、
    （ｂ）０．１〜９質量％の範囲の、α−ヒドロキシカルボン酸と、を含み、
    それぞれの質量％の値は、全混合物に対するものである混合物。
13. ラセミα−アミノ酸（ａ）がラセミα−アラニンから選択され、α−ヒドロキシカルボン酸（ｂ）がラセミ乳酸から選択される請求項１２に記載の混合物。
14. 請求項１２又は１３に記載の、少なくとも１種の混合物を含む組成物。
15. 錯体形成剤を製造するために、請求項１２又は請求項１３に記載の混合物を使用する方法。