JP2018046795A - Method for producing amide compound - Google Patents

Method for producing amide compound Download PDF

Info

Publication number
JP2018046795A
JP2018046795A JP2016185582A JP2016185582A JP2018046795A JP 2018046795 A JP2018046795 A JP 2018046795A JP 2016185582 A JP2016185582 A JP 2016185582A JP 2016185582 A JP2016185582 A JP 2016185582A JP 2018046795 A JP2018046795 A JP 2018046795A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
water
reactor
tank
cell catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016185582A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
石田 努
Tsutomu Ishida
努 石田
佐藤 新
Arata Sato
新 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2016185582A priority Critical patent/JP2018046795A/en
Publication of JP2018046795A publication Critical patent/JP2018046795A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing an amide compound, industrially very important.SOLUTION: The present invention provides a method for producing an amide compound using bacterial cells containing nitrile-hydratase and/or processed bacterial cell products thereof. The method uses bacterial cells suspended in water with an electric conductivity of 100 μS/cm or less, and/or processed bacterial cells thereof.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、菌体および/またはその菌体処理物を触媒として用い、ニトリル化合物を水和してアミド化合物を得るアミド化合物の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an amide compound that uses a microbial cell and / or a treated product thereof as a catalyst and hydrates a nitrile compound to obtain an amide compound.

アミド化合物の主要な製造方法の一つとして、ニトリル化合物を原料とする水和法は多くの場合に用いられており、アクリルアミド等のアミド化合物の工業的製法としては、例えば、ラネー銅等の金属銅を触媒として用い、アクリロニトリル等のニトリル化合物を水和する方法、あるいは近年ではニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物等を触媒として用い、ニトリル化合物を水和する方法が知られている。   As one of the main production methods of amide compounds, a hydration method using a nitrile compound as a raw material is used in many cases, and as an industrial production method of an amide compound such as acrylamide, for example, a metal such as Raney copper A method of hydrating a nitrile compound such as acrylonitrile using copper as a catalyst, or a method of hydrating a nitrile compound using a microbial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof as a catalyst in recent years. Are known.

菌体および/またはその菌体処理物を触媒として用いる方法は、アクリロニトリル等のニトリル化合物の転化率および選択率が高いことから工業的に注目を浴びている。
菌体触媒の活性は不安定であり、継時的に低下しやすい。また、菌体触媒は菌体の耐熱性を越える温度で活性の低下をもたらすことがあるため、反応槽は活性が維持される温度で通常は運転されている。例えば特許文献1では、熱に対して失活しやすい生体触媒を用いてアクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、工業的な反応スケールでありながら反応熱を効率的に除去する方法として、反応温度と熱交換器に導入する冷却水の温度との温度差を一定の範囲に保持する方法が提案されている。特許文献2には、ニトリルヒドラターゼを有する生体触媒を用いて、アクリロニトリルからアクリルアミドを製造する方法において、より少ない触媒量でより高濃度の高品質なアクリルアミドを製造する方法として、30℃未満で保存されたアクリロニトリルを使用する方法が提案されている。特許文献3には、菌体触媒の活性を低下させずに効率的にアミド化合物を製造する方法として、反応槽へ供給するニトリル化合物および水の温度を反応槽内の液温+10℃以下で供給する方法が提案され、さらに、実施例においては、アクリロニトリルおよび純水の貯槽を15℃の温度の水浴中に浸漬することにより貯槽内の温度を15℃になるように制御し、かつ、菌体触媒の懸濁液の貯槽を5℃の温度の水浴中に浸漬することにより貯槽内の温度を5℃以下になるように制御する方法が開示されている。特許文献4には、ニトリル化合物からアミド化合物を製造するにあたり、生体触媒の劣化を抑えながら分散性が良好となることによりニトリル化合物からアミド化合物への変換効率を高める方法として、反応器内で攪拌しながら反応を行うアミド化合物の製造方法において、反応液流体の単位体積当たりの攪拌所要動力を0.08〜0.7kW/m3の範囲内にする方法が開示されている。特許文献5には、ニトリル化合物からアミド化合物を製造する方法において、菌体とアミド化合物を含む液の輸送に、容積型ポンプを用いることにより不純物の少ないアミド化合物を製造する方法が開示されている。特許文献6には、アミド化合物の効率的な製造方法として、アミド化合物を製造する方法において温度制御装置および攪拌機を備えた菌体触媒貯槽を用いて菌体および/またはその菌体処理物を反応槽へ供給することを特徴とするアミド化合物の製造方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載の方法においては、温度制御が実施されるのは反応槽や、供給される原料のみであり、菌体触媒を効率良く使用するには不十分であった。また、特許文献3に開示されている菌体触媒の懸濁液の貯槽を冷却する方法は、貯槽壁表面からのみの冷却となるため、貯槽内液を効率的に冷却することができない、また、貯槽内液を均一に冷却することができず、貯槽内液に温度分布が生じる。さらに、小スケールの菌体触媒の貯槽で検討されており、工業的なスケールでの除熱効率が考慮されていない。工業的な生産規模を考慮すると、菌体触媒の貯槽の容積は大きなものとなり、貯槽の容積が大きくなるほど、容積当たりの冷却に用いられる伝熱面積の割合は小さくなるため除熱はさらに困難になり菌体触媒を効率良く使用するには不十分である。また、特許文献4や特許文献5に記載の方法においては、反応器内へ供給された触媒の劣化は抑制されるものの、反応器への供給のために貯蔵されている触媒の劣化を抑制することはできない。また、特許文献6に記載の方法においては、反応器への供給のために貯蔵されている触媒の劣化の抑制が十分ではなく、未だ検討の余地が残されている。
The method of using bacterial cells and / or treated products thereof as a catalyst has attracted industrial attention because of high conversion and selectivity of nitrile compounds such as acrylonitrile.
The activity of the bacterial cell catalyst is unstable and tends to decrease over time. In addition, since the cell catalyst may cause a decrease in activity at a temperature exceeding the heat resistance of the cell, the reaction vessel is usually operated at a temperature at which the activity is maintained. For example, in Patent Document 1, in a method for producing acrylamide from acrylonitrile using a biocatalyst that is easily deactivated by heat, the reaction temperature and the reaction temperature are efficiently removed while being an industrial reaction scale. A method has been proposed in which the temperature difference from the temperature of the cooling water introduced into the heat exchanger is maintained within a certain range. Patent Document 2 discloses a method for producing acrylamide from acrylonitrile using a biocatalyst having a nitrile hydratase, and a method for producing a high-quality acrylamide having a higher concentration with a smaller amount of catalyst, and storing at less than 30 ° C. A method of using the prepared acrylonitrile has been proposed. In Patent Document 3, as a method for efficiently producing an amide compound without reducing the activity of the bacterial cell catalyst, the temperature of the nitrile compound and water supplied to the reaction tank is set to a liquid temperature in the reaction tank of + 10 ° C. or lower. In addition, in the embodiment, the temperature in the storage tank is controlled to be 15 ° C. by immersing the storage tank of acrylonitrile and pure water in a water bath having a temperature of 15 ° C. A method is disclosed in which the temperature of the storage tank is controlled to be 5 ° C. or less by immersing the storage tank of the body catalyst suspension in a water bath at a temperature of 5 ° C. Patent Document 4 discloses that, in producing an amide compound from a nitrile compound, stirring is performed in a reactor as a method for increasing the conversion efficiency from the nitrile compound to the amide compound by improving the dispersibility while suppressing deterioration of the biocatalyst. In the method for producing an amide compound while performing the reaction, a method is disclosed in which the power required for stirring per unit volume of the reaction fluid is set within a range of 0.08 to 0.7 kW / m 3 . Patent Document 5 discloses a method for producing an amide compound from a nitrile compound by using a positive displacement pump for transporting a liquid containing bacterial cells and the amide compound. . In Patent Document 6, as an efficient method for producing an amide compound, a bacterial cell and / or a treated product thereof is reacted using a bacterial cell storage tank equipped with a temperature controller and a stirrer in a method for producing an amide compound. A method for producing an amide compound, characterized in that it is supplied to a tank, is disclosed.
However, in the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2, temperature control is performed only in the reaction tank and the supplied raw material, which is insufficient for efficient use of the bacterial cell catalyst. It was. Moreover, since the method of cooling the storage tank of the suspension of the bacterial cell catalyst disclosed in Patent Document 3 is cooling only from the surface of the storage tank, the liquid in the storage tank cannot be efficiently cooled. The liquid in the storage tank cannot be cooled uniformly, and temperature distribution occurs in the liquid in the storage tank. Furthermore, it has been studied in a storage tank for a small-scale bacterial cell catalyst, and heat removal efficiency on an industrial scale is not taken into consideration. Considering the industrial scale of production, the volume of the cell catalyst storage tank becomes large, and the larger the storage volume, the smaller the ratio of the heat transfer area used for cooling per volume, making heat removal more difficult. It is not sufficient for efficient use of the bacterial cell catalyst. Further, in the methods described in Patent Document 4 and Patent Document 5, although deterioration of the catalyst supplied into the reactor is suppressed, deterioration of the catalyst stored for supply to the reactor is suppressed. It is not possible. Further, in the method described in Patent Document 6, the deterioration of the catalyst stored for supply to the reactor is not sufficiently suppressed, and there is still room for examination.


国際公開第2010/038832号パンフレットInternational Publication No. 2010/038832 Pamphlet 国際公開第2011/138966号パンフレットInternational Publication No. 2011/138966 Pamphlet 国際公開第2012/039407号パンフレットInternational Publication No. 2012/039407 Pamphlet 国際公開第2009/113654号パンフレットInternational Publication No. 2009/113654 Pamphlet 特開2006/187257号パンフレットJP 2006/187257 pamphlet 特開2015/73490号パンフレットJP 2015/73490 pamphlet

菌体および/またはその菌体処理物を用いたニトリル化合物の水和反応において、アミド化合物を効率的に製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing an amide compound in a hydration reaction of a nitrile compound using a bacterial cell and / or a treated product thereof.

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究を行った。その結果、ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物を用いてアミド化合物を製造する方法において、電気伝導度が100μS/cm以下である水に懸濁した菌体および/またはその菌体処理物を用いることにより菌体触媒の活性を低下させずに効率的にアミド化合物を製造することができることを見出し、本発明の完成に至った。 The present inventors have conducted intensive research to solve the above problems. As a result, in a method for producing an amide compound using a bacterial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof, the bacterial cell suspended in water having an electric conductivity of 100 μS / cm or less and / or It was found that by using the treated cell product, an amide compound can be efficiently produced without reducing the activity of the cell catalyst, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下の通りである。
〔1〕ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物を用いてアミド化合物を製造する方法において、電気伝導度が100μS/cm以下である水に懸濁した菌体および/またはその菌体処理物を用いることを特徴とするアミド化合物の製造方法
〔2〕ニトリルヒドラターゼがシュードノカルディア属由来またはロドコッカス属由来ニトリルヒドラターゼである前記〔1〕に記載の製造方法
〔3〕アミド化合物がアクリルアミドまたはメタクリルアミドである前記〔1〕または〔2〕に記載の製造方法
That is, the present invention is as follows.
[1] In a method for producing an amide compound using a bacterial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof, the bacterial cell suspended in water having an electric conductivity of 100 μS / cm or less and / or A process for producing an amide compound characterized by using the treated cell product [2] The process for producing a nitrile hydratase according to [1], wherein the nitrile hydratase is derived from Pseudonocardia or Rhodococcus The method according to [1] or [2], wherein the amide compound is acrylamide or methacrylamide.

本願発明においては、菌体触媒の活性を低下させずに効率的にアミド化合物を製造することができる。 In the present invention, an amide compound can be produced efficiently without reducing the activity of the bacterial cell catalyst.

以下、本発明のアミド化合物の製造方法について説明する。
〔アミド化合物の製造方法〕
本発明のアミド化合物の製造方法は、ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物を用いてアミド化合物を製造する方法において、電気伝導度が100μS/cm以下である水に懸濁した菌体および/またはその菌体処理物を反応槽へ供給する工程を有する。
<ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物>
本発明では、ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物(以下、これらを単に「菌体触媒」ともいう。)をニトリル化合物のアミド化合物への水和触媒として用いる。
ニトリルヒドラターゼとは、ニトリル化合物を加水分解して対応するアミド化合物を生成する能力(以下、「ニトリルヒドラターゼ活性」ともいう。)を有する酵素(たんぱく質)をいう。
Hereinafter, the manufacturing method of the amide compound of this invention is demonstrated.
[Method for producing amide compound]
The method for producing an amide compound according to the present invention is a method for producing an amide compound using a microbial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof, which is suspended in water having an electric conductivity of 100 μS / cm or less. A step of supplying the turbid cells and / or the processed cells thereof to the reaction tank.
<Bacteria and / or treated cells containing nitrile hydratase>
In the present invention, a microbial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof (hereinafter, also simply referred to as “bacterial cell catalyst”) is used as a hydration catalyst of a nitrile compound to an amide compound.
Nitrile hydratase refers to an enzyme (protein) having the ability to hydrolyze a nitrile compound to produce a corresponding amide compound (hereinafter also referred to as “nitrile hydratase activity”).

ニトリルヒドラターゼを含有する菌体としては、ニトリルヒドラターゼを産生し、かつニトリル化合物およびアミド化合物の水溶液中でニトリルヒドラターゼ活性を保持している菌体であれば特に限定されない。ニトリルヒドラターゼを産生する菌体としては、例えば、ノカルディア(Nocardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、バチルス(Bacillus)属、好熱性のバチルス属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ロドクロウス(rhodochrous)種に代表されるロドコッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacter)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウム(Rhizobium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwinia)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Citrobacter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属またはサーモフィラ(thermophila)種に代表されるシュードノカルディア(Pseudonocardia)属、バクテリジューム(Bacteridium)属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属に属する菌体が挙げられる。これらは一種で用いても二種以上を併用しても良い。
また、これら菌体よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で高発現させた形質転換体、および組換えDNA技術を用いて該ニトリルヒドラターゼの構成アミノ酸の一個または二個以上を他のアミノ酸で置換、欠失、削除もしくは挿入することにより、アミド化合物耐性やニトリル化合物耐性、温度耐性を更に向上させた変異型のニトリルヒドラターゼを発現させた形質転換体等も挙げられる。尚、ここでいう任意の宿主には、後述の実施例のように大腸菌(Escherichia coli)が代表例として挙げられるが、とくに大腸菌に限定されるものではなく枯草菌(Bacillus subtilis)等のバチルス属菌、酵母や放線菌等の他の菌株も含まれる。その様なものの例として、MT−10822〔本菌株は、1996年2月7日に茨城県つくば市東1丁目1番3号の通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(現 千葉県木更津市かずさ鎌足2−5−8 独立行政法人製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許生物寄託センター)に受託番号FERMBP−5785として、特許手続き上の菌体の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に基づいて寄託されている。〕が挙げられる。
The microbial cell containing nitrile hydratase is not particularly limited as long as it produces nitrile hydratase and retains nitrile hydratase activity in an aqueous solution of a nitrile compound and an amide compound. Examples of the cells producing nitrile hydratase include, for example, Nocardia genus, Corynebacterium genus, Bacillus genus, thermophilic Bacillus genus, Pseudomonas genus, Micrococcus (Micrococcus ), Rhodococcus species represented by Rhodochrous species, Acinetobacter genus, Xanthobacter genus, Streptomyces genus, Rhizobium genus, Klebsiella (Klebella) Genus, Enterobacter genus, Erwinia genus, Aeromonas genus, Citrobacter genus, Achromobacter genus, Agrobacterium genus or thermophila species Pseudonocardia, Bacteridium, Bibakuteriumu (Brevibacterium) bacteria belonging to the genus can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
In addition, a transformant in which a nitrile hydratase gene cloned from these bacterial cells is highly expressed in an arbitrary host, and one or more of the constituent amino acids of the nitrile hydratase using other DNA by using recombinant DNA technology And a transformant in which a mutant nitrile hydratase having further improved amide compound resistance, nitrile compound resistance, and temperature resistance is expressed by substitution, deletion, deletion or insertion. In addition, as an arbitrary host mentioned here, Escherichia coli is exemplified as a representative example as described later, but is not particularly limited to Escherichia coli, and is not limited to Escherichia coli, and may belong to the genus Bacillus such as Bacillus subtilis. Other strains such as fungi, yeasts and actinomycetes are also included. As an example of such a case, MT-10822 [This strain was founded on February 7, 1996, 1-3-1 Higashi 1-chome, Tsukuba, Ibaraki Prefecture, Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Technology, Ministry of International Trade and Industry (currently Kisarazu, Chiba Prefecture). 2-5-8 Kazusa-shi, Kazusa-shi Based on the Budapest Treaty on International Approval for Deposits of Bacteria in Patent Procedures under the Accession Number FERMBP-5785 to the Biotechnology Center of the National Institute of Technology and Evaluation Have been deposited. ].

これら菌体の中でも、高活性、高安定性のニトリルヒドラターゼを有するという点で、シュードノカルディア(Pseudonocardia)属に属する菌体、および該菌体よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で高発現させた形質転換体、および変異型のニトリルヒドラターゼを発現させた形質転換体が好ましい。なお、上記形質転換体は、ニトリルヒドラターゼの安定性をより高め、菌体当たりの活性がより高い点で好ましい。   Among these bacterial cells, in terms of having a highly active and highly stable nitrile hydratase, cells belonging to the genus Pseudonocardia and the nitrile hydratase gene cloned from the bacterial cells can be used in any host. A highly expressed transformant and a transformant expressing a mutant nitrile hydratase are preferred. In addition, the said transformant is preferable at the point which raises the stability of nitrile hydratase more and the activity per microbial cell is higher.

また、菌体内にニトリルヒドラターゼを高発現できる、ロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous)J−1、該菌体よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で高発現させた形質転換体も同様に好ましい。上記ニトリルヒドラターゼを産生する菌体は、分子生物学・生物工学・遺伝子工学の分野において公知の一般的な方法により調製できる。   Also preferred are Rhodococcus rhodochrous J-1, which can highly express nitrile hydratase in the cells, and transformants in which the nitrile hydratase gene cloned from the cells is highly expressed in any host. . The microbial cells producing the nitrile hydratase can be prepared by a general method known in the fields of molecular biology, biotechnology, and genetic engineering.

本発明に係る組換えベクターは、ニトリルヒドラターゼをコードする遺伝子を含有するものであり、ベクターにニトリルヒドラターゼをコードする遺伝子を連結することにより得ることができる。ベクターとしては、特に限定されるものではなく、例えば、pET-21a(+)、pKK223-3、pUC19、pBluescriptKS(+)およびpBR322等に代表される市販の発現プラスミドに、ニトリルヒドラターゼをコードする遺伝子を組み込むことにより、該ニトリルヒドラターゼの発現プラスミドを構築することができる。また、形質転換に使用する宿主生物としては、組換えベクターが安定、かつ自己増殖可能で、さらに外来のDNAの形質が発現できるものであれば良く、例えば大腸菌が好例として挙げられるが、大腸菌だけに限らず枯草菌、酵母等に導入することにより、ニトリルヒドラターゼの産生能を有する形質転換体を得ることができる。   The recombinant vector according to the present invention contains a gene encoding nitrile hydratase, and can be obtained by linking a gene encoding nitrile hydratase to the vector. The vector is not particularly limited. For example, a commercially available expression plasmid represented by pET-21a (+), pKK223-3, pUC19, pBluescriptKS (+), pBR322 and the like encodes nitrile hydratase. By incorporating a gene, an expression plasmid for the nitrile hydratase can be constructed. The host organism to be used for transformation is not limited as long as the recombinant vector is stable and capable of self-propagation and can express foreign DNA traits. For example, E. coli is a good example. The transformant having the ability to produce nitrile hydratase can be obtained by introducing it into Bacillus subtilis, yeast or the like.

上述のようなニトリルヒドラターゼを産生する菌体は、公知の方法により、適宜培養し増殖させ、ニトリルヒドラターゼを産生させても良い。この場合に使用される培地としては炭素源、窒素源、無機塩類およびその他の栄養素を適量含有する培地であれば合成培地または天然培地のいずれも使用可能である。例えば、LB培地、M9培地等の通常の液体培地に、菌体を植菌した後、適当な培養温度(一般的には20℃〜50℃であるが、好熱菌の場合は50℃以上でも良い。)で培養させることにより調製できる。培養は前記培養成分を含有する液体培地中で振とう培養、通気攪拌培養、連続培養、流加培養等の通常の培養方法を用いて行うことができる。形質転換体の培養温度としては、15〜37℃が好ましい。培養条件は、特に限定されるものではなく、培養の種類、培養方法により適宜選択すれば良く、菌株が生育しニトリルヒドラターゼを産生することができれば良い。   Bacteria that produce nitrile hydratase as described above may be appropriately cultured and grown by known methods to produce nitrile hydratase. As a medium used in this case, either a synthetic medium or a natural medium can be used as long as it contains a suitable amount of carbon source, nitrogen source, inorganic salts, and other nutrients. For example, after inoculating the cells in a normal liquid medium such as LB medium or M9 medium, an appropriate culture temperature (generally 20 ° C. to 50 ° C., but in the case of thermophilic bacteria, 50 ° C. or higher) However, it can also be prepared by culturing. Culturing can be performed using a conventional culture method such as shaking culture, aeration and agitation culture, continuous culture, or fed-batch culture in a liquid medium containing the culture components. The culture temperature of the transformant is preferably 15 to 37 ° C. The culture conditions are not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the type of culture and the culture method, as long as the strain can grow and produce nitrile hydratase.

本発明では上述のニトリルヒドラターゼを産生する菌体を、ニトリル化合物と反応させるために、遠心等による集菌や、破砕し菌体破砕物を作製する等、さまざまな処理を行っても良く、これらのなんらかの処理を施した菌体を菌体処理物と総称する。   In the present invention, in order to react the bacterial body producing the above-mentioned nitrile hydratase with a nitrile compound, various treatments such as collection of bacteria by centrifugation, etc., and crushing to produce a crushed bacterial body, The microbial cells that have been subjected to any of these treatments are collectively referred to as processed microbial cells.

菌体破砕物を作製する場合の破砕される菌体の形態としては、ニトリルヒドラターゼを産生する菌体を含む限り特に限定はされず、例えば、該菌体を含む培養液そのもの、その培養液を遠心分離して分離・回収された集菌体、さらにこの集菌体を生理食塩水等で洗浄したものが挙げられる。   The form of the microbial cell to be crushed when producing the microbial cell disrupted product is not particularly limited as long as the microbial cell producing nitrile hydratase is included. For example, the culture solution containing the microbial cell itself, the culture solution thereof The collected cells separated and collected by centrifugation, and those collected by washing with physiological saline or the like.

本発明では、菌体および/またはその菌体処理物を電気伝導度が100μS/cm以下である水に懸濁した状態で反応槽へ供給する。   In the present invention, the bacterial cells and / or the treated cells thereof are supplied to the reaction tank in a state suspended in water having an electric conductivity of 100 μS / cm or less.

一般に自然界の水や水道水にはカルシウムやナトリウム等の塩類成分が微量溶解しており、主にそれらの成分はイオンの状態で溶解しているため、塩類成分が溶解している水は電気伝導度が高くなる。本発明で菌体および/または菌体処理物の懸濁に用いる水の電気伝導度は100μS/cm以下であり、好ましくは50μS/cm以下であり、より好ましくは10μS/cm以下である。水の電気伝導度が100μS/cm以下である場合には、そのまま懸濁に用いることができる。水の電気伝導度が100μS/cmより大きい場合には、水を精製し、電気伝導度を低くする。水を精製する方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができ、例えば、蒸留、イオン交換樹脂による処理、逆浸透膜による濾過が挙げられる。水の電気伝導度は、例えば、交流二電極法や電磁誘導法により測定することができる。   Generally, salt components such as calcium and sodium are dissolved in a small amount in natural water and tap water, and these components are mainly dissolved in an ionic state, so water in which salt components are dissolved is electrically conductive. The degree becomes higher. In the present invention, the electric conductivity of water used for suspending cells and / or treated cells is 100 μS / cm or less, preferably 50 μS / cm or less, more preferably 10 μS / cm or less. When the electric conductivity of water is 100 μS / cm or less, it can be used for suspension as it is. If the electrical conductivity of the water is greater than 100 μS / cm, the water is purified and the electrical conductivity is lowered. The method for purifying water is not particularly limited, and a known method can be used. Examples thereof include distillation, treatment with an ion exchange resin, and filtration with a reverse osmosis membrane. The electrical conductivity of water can be measured by, for example, an alternating current two-electrode method or an electromagnetic induction method.

菌体および/またはその菌体処理物の懸濁液における菌体および/またはその菌体処理物の濃度は、特に制限はないが、高濃度の懸濁液を用いると粘度が高くなり反応槽への供給が困難となるため、好ましくは、0.1wt%以上50wt%以下、より好ましくは、0.5wt%以上30wt%以下、さらに好ましくは、1wt%以上10wt%以下である。   The concentration of the cells and / or the treated cells thereof in the suspension of the cells and / or the treated cells thereof is not particularly limited, but if a high concentration suspension is used, the viscosity increases and the reaction vessel Therefore, it is preferably 0.1 wt% or more and 50 wt% or less, more preferably 0.5 wt% or more and 30 wt% or less, and further preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less.

<ニトリル化合物>
ニトリル化合物としては、例えば、炭素数2〜20の脂肪族ニトリル化合物、炭素数6〜20の芳香族ニトリル化合物が挙げられ、一種で用いても二種以上を併用しても良い。
<Nitrile compound>
Examples of the nitrile compound include an aliphatic nitrile compound having 2 to 20 carbon atoms and an aromatic nitrile compound having 6 to 20 carbon atoms, which may be used alone or in combination of two or more.

脂肪族ニトリル化合物としては、例えば、炭素数2〜6の飽和または不飽和ニトリルが挙げられ、具体的には、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、イソバレロニトリル、カプロニトリル等の脂肪族飽和モノニトリル類;マロノニトリル、サクシノニトリル、アジポニトリル等の脂肪族飽和ジニトリル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、クロトンニトリル等の脂肪族不飽和ニトリルが挙げられる。   Examples of the aliphatic nitrile compound include saturated or unsaturated nitriles having 2 to 6 carbon atoms. Specifically, acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, isovaleronitrile, capronitrile Aliphatic saturated mononitriles such as malononitrile, succinonitrile, adiponitrile, and the like; and aliphatic unsaturated nitriles such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and crotonnitrile.

芳香族ニトリル化合物としては、例えば、ベンゾニトリル、o−,m−またはp−クロロベンゾニトリル、o−,m−またはp−フルオロベンゾニトリル、o−,m−またはp−ニトロベンゾニトリル、o−,m−またはp−トルニトリル、o−,m−またはp−シアノピリジン、ベンジルシアナイドが挙げられる。   Examples of the aromatic nitrile compound include benzonitrile, o-, m- or p-chlorobenzonitrile, o-, m- or p-fluorobenzonitrile, o-, m- or p-nitrobenzonitrile, o- , M- or p-tolunitrile, o-, m- or p-cyanopyridine, benzyl cyanide.

ニトリル化合物の中でも、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが好ましい。
<水(原料水)>
原料水は特に限定されず、蒸留水、イオン交換水等の精製水を用いることができ、好ましくは、電気伝導度が100μS/cm以下の水である。
<pH調節剤>
pH調節剤は、反応液のpHを菌体触媒の活性を良好に保つための好適な範囲に調節するために用いられる。
反応に好適なpHが7よりも小さい場合には、pH調節剤として酸を用いることができる。
pH調節剤として用いる酸としては、無機酸、有機酸のいずれも用いることができる。無機酸としては、例えば、塩化水素、臭化水素、沃化水素等のハロゲン化水素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、次亜臭素酸、亜臭素酸、臭素酸、過臭素酸、次亜沃素酸、亜沃素酸、沃素酸、過沃素酸等のハロゲン化オキソ酸、硫酸、硝酸、燐酸、硼酸が挙げられる。有機酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、蓚酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸、クエン酸、乳酸、安息香酸等のカルボン酸やメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸が挙げられる。pH調節剤として用いる酸は、気体、固体、液体いずれの状態でも用いることができるが、反応槽への供給の容易性を考慮すると、液体の状態のものを用いることは好ましく、気体あるいは固体の状態の酸は水溶液として用いることはより好ましい。反応槽のpH調節の制御性を考慮すると、液体の状態の酸も水溶液として用いることはより好ましい。水溶液として用いる場合の酸の濃度は、特に制限はないが、高濃度の水溶液を用いるとpH調節が困難となるため、好ましくは0.1wt%以上99wt%以下、より好ましくは1wt%以上90wt%以下、さらに好ましくは1wt%以上50wt%以下である。
反応に好適なpHが7よりも大きい場合には、pH調節剤として塩基を用いることができる。
Among the nitrile compounds, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable.
<Water (raw water)>
The raw material water is not particularly limited, and purified water such as distilled water or ion exchange water can be used, and water having an electric conductivity of 100 μS / cm or less is preferable.
<PH regulator>
The pH adjuster is used to adjust the pH of the reaction solution to a suitable range for keeping the activity of the cell catalyst good.
When the pH suitable for the reaction is less than 7, an acid can be used as a pH adjuster.
As the acid used as the pH adjuster, either an inorganic acid or an organic acid can be used. Examples of inorganic acids include hydrohalic acids such as hydrogen chloride, hydrogen bromide, and hydrogen iodide, hypochlorous acid, chlorous acid, chloric acid, perchloric acid, hypobromite, bromite, bromine Examples thereof include halogenated oxoacids such as acid, perbromic acid, hypoiodic acid, iodic acid, iodic acid, and periodic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and boric acid. Examples of organic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, succinic acid, malonic acid, fumaric acid, maleic acid, citric acid, lactic acid, benzoic acid and other carboxylic acids such as methanesulfonic acid, Examples include sulfonic acids such as ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid. The acid used as the pH adjusting agent can be used in any state of gas, solid and liquid, but considering the ease of supply to the reaction vessel, it is preferable to use the acid in the liquid state. The acid in the state is more preferably used as an aqueous solution. In consideration of controllability of pH adjustment of the reaction tank, it is more preferable to use a liquid acid as an aqueous solution. The concentration of the acid when used as an aqueous solution is not particularly limited, but it is difficult to adjust the pH when a high concentration aqueous solution is used. Therefore, it is preferably 0.1 wt% or more and 99 wt% or less, more preferably 1 wt% or more and 90 wt%. Hereinafter, it is more preferably 1 wt% or more and 50 wt% or less.
When the pH suitable for the reaction is higher than 7, a base can be used as a pH regulator.

pH調節剤として用いる塩基としては、無機塩基、有機塩基のいずれも用いることができる。無機塩基としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属の炭酸水素塩、アンモニアが挙げられる。有機塩基としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、アニリン、ピリジンが挙げられる。pH調節剤として用いる塩基は、気体、固体、液体いずれの状態でも用いることができるが、反応槽への供給の容易性を考慮すると、液体の状態のものを用いることは好ましく、気体あるいは固体の状態の塩基は水溶液として用いることはより好ましい。反応槽のpH調節の制御性を考慮すると、液体の状態の塩基も水溶液として用いることはより好ましい。水溶液として用いる場合の塩基の濃度は、特に制限はないが、高濃度の水溶液を用いるとpH調節が困難となるため、好ましくは0.1wt%以上99wt%以下、より好ましくは1wt%以上90wt%以下、さらに好ましくは1wt%以上50wt%以下である。
<反応槽>
反応槽としては、一つの反応器から構成される単段の反応槽を用いても良く、複数の反応器から構成される多段の反応槽を用いても良い。反応器としては、槽型反応器を用いても良く、管型反応器を用いても良い。槽型反応器としては、撹拌機を備える反応器が好ましい。槽型反応器が攪拌機を有する場合の攪拌機の攪拌翼は任意の形状のものを選択でき、例えば、プロペラ翼、フラットパドル翼、ピッチドパドル翼、フラットタービン翼、ピッチドタービン翼、リボン翼、アンカー翼、フルゾーン翼が挙げられる。攪拌翼は、1枚であっても良く、複数枚備えていても良い。
反応槽には、循環ポンプを備えた外部循環ラインが設置されていても良い。循環ポンプを備えた外部循環ラインは、反応槽に一つ設置されていても、複数設置されていても良い。
As the base used as the pH adjuster, either an inorganic base or an organic base can be used. Examples of the inorganic base include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide, lithium carbonate, and sodium carbonate. And alkali metal carbonates such as potassium carbonate, alkali metal hydrogen carbonates such as lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate, and ammonia. Examples of the organic base include trimethylamine, triethylamine, aniline, and pyridine. The base used as the pH adjusting agent can be used in any state of gas, solid, and liquid, but considering the ease of supply to the reaction vessel, it is preferable to use the base in the liquid state. The base in a state is more preferably used as an aqueous solution. In consideration of controllability of pH adjustment of the reaction tank, it is more preferable to use a liquid base as an aqueous solution. The concentration of the base when used as an aqueous solution is not particularly limited, but pH adjustment becomes difficult when a high-concentration aqueous solution is used. Therefore, it is preferably 0.1 wt% or more and 99 wt% or less, more preferably 1 wt% or more and 90 wt%. Hereinafter, it is more preferably 1 wt% or more and 50 wt% or less.
<Reaction tank>
As the reaction tank, a single-stage reaction tank composed of one reactor may be used, or a multi-stage reaction tank composed of a plurality of reactors may be used. As the reactor, a tank reactor or a tube reactor may be used. As the tank reactor, a reactor equipped with a stirrer is preferable. When the tank reactor has a stirrer, the stirrer blade of the stirrer can be of any shape, for example, propeller blade, flat paddle blade, pitched paddle blade, flat turbine blade, pitched turbine blade, ribbon blade, anchor blade , Full zone wings. One stirring blade may be provided, or a plurality of stirring blades may be provided.
An external circulation line equipped with a circulation pump may be installed in the reaction tank. One external circulation line provided with a circulation pump may be installed in the reaction tank, or a plurality of external circulation lines may be installed.

反応槽にポンプを備えた外部循環ラインを設置する場合の、外部循環ラインに備えられたポンプは、特に限定されるものではなく、例えば、遠心ポンプ、傾斜ポンプあるいは軸流ポンプ等のターボ式ポンプや、往復ポンプや回転ポンプ等の容積型ポンプが挙げられる。
反応槽にポンプを備えた外部循環ラインを設置する場合には、外部循環ラインに備えられたポンプを用いて、反応液の一部が反応槽内から取り出され、外部循環ラインを経由して反応槽へ戻される。反応槽に設置された外部循環ラインには、温度制御装置が設置されていることは好ましい。温度制御装置としては、好ましくは熱交換器が挙げられる。熱交換器としては、例えば、多管円筒式、渦巻管式、渦巻板式、プレート式、二重管式等の形態のものが挙げられる。
複数の反応器から構成される多段の反応槽にポンプを備えた外部循環ラインを設置する場合には、ポンプを備えた外部循環ラインは各々の反応器に全て設置されていても良く、いずれか一つの反応器にのみ設置されていても良い。複数の反応器から構成される場合において、ポンプを備えた外部循環ラインがいずれか一つの反応器にのみ設置される場合には、一段目の反応器(最も上流に位置する反応器)に設置されることが好ましい。
When an external circulation line equipped with a pump is installed in the reaction tank, the pump provided in the external circulation line is not particularly limited. For example, a turbo pump such as a centrifugal pump, a tilt pump or an axial pump And positive displacement pumps such as reciprocating pumps and rotary pumps.
When an external circulation line equipped with a pump is installed in the reaction tank, a part of the reaction solution is taken out from the reaction tank using the pump provided in the external circulation line and reacted via the external circulation line. Returned to the tank. It is preferable that a temperature control device is installed in the external circulation line installed in the reaction tank. As the temperature control device, a heat exchanger is preferably used. Examples of the heat exchanger include multi-tubular cylindrical, spiral tube, spiral plate, plate, and double tube types.
When installing an external circulation line equipped with a pump in a multistage reaction tank composed of a plurality of reactors, all of the external circulation lines equipped with a pump may be installed in each reactor. It may be installed in only one reactor. In the case of multiple reactors, if the external circulation line equipped with a pump is installed only in one of the reactors, it is installed in the first reactor (the most upstream reactor). It is preferred that

一段目の槽型反応器と二段目の管型反応器とから構成される反応槽を用い、槽型反応器から取り出される反応液を管型反応器で更に反応させる形態とし、槽型反応器にポンプを備えた外部循環ラインを設置する反応槽は、転化率を向上できるのでより好ましい。   Using a reaction tank composed of a first-stage tank reactor and a second-stage tube reactor, the reaction liquid taken out from the tank reactor is further reacted in the tube reactor, and the tank reaction A reaction tank in which an external circulation line equipped with a pump is installed in the vessel is more preferable because the conversion rate can be improved.

槽型反応器および管型反応器は、菌体触媒のニトリルヒドラターゼ活性が維持される温度に保たれる限り、熱交換器を備えていてもいなくても良いが、後述する反応槽温度を制御するため、前記反応器は熱交換器を備えることが好ましい。熱交換器としては、例えば、多管円筒式、渦巻管式、渦巻板式、プレート式、二重管式等の形態のものを外部循環ライン上に設置することは好ましく、それ以外にも、ジャケット式、コイル式等の反応器に直接設置する形態のものが挙げられる。反応器が管型反応器である場合は、反応器自体を多管円筒式あるいは二重管式の熱交換器で構成することが可能である。   The tank reactor and the tube reactor may or may not be equipped with a heat exchanger as long as the nitrile hydratase activity of the bacterial cell catalyst is maintained. In order to control, the reactor preferably comprises a heat exchanger. As the heat exchanger, for example, a multi-tubular cylindrical type, a spiral tube type, a spiral plate type, a plate type, a double pipe type or the like is preferably installed on the external circulation line. The thing of the form directly installed in reactors, such as a formula and a coil type, is mentioned. When the reactor is a tubular reactor, the reactor itself can be composed of a multi-tubular cylindrical or double-tube heat exchanger.

反応方法としては、例えば、(1)菌体触媒、反応原料(ニトリル化合物および原料水)およびpH調節剤を反応槽に一度に全量仕込んでから反応を行う方法(回分反応)、(2)菌体触媒、反応原料(ニトリル化合物および原料水)およびpH調節剤の一部を反応槽に仕込んだ後、連続的または間欠的に残りの菌体触媒、反応原料(ニトリル化合物および原料水)およびpH調節剤を供給して反応を行う方法(半回分反応)、(3)菌体触媒、反応原料(ニトリル化合物および原料水)およびpH調節剤の連続的または間欠的な供給と、反応液(菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成したアミド化合物等を含む。)の連続的または間欠的な取り出しを行いながら、反応槽内の反応液を全量取り出すことなく連続的に反応を行う方法(連続反応)が挙げられる。これらの中でも、工業的にアミド化合物を大量かつ効率的に製造しやすい点で、連続反応が好ましい。   Examples of the reaction method include (1) a method in which a reaction is carried out after all of the cell catalyst, reaction raw material (nitrile compound and raw water) and pH regulator are charged in a reaction tank at once (batch reaction), (2) fungus After a part of the body catalyst, reaction raw material (nitrile compound and raw water) and pH regulator are charged into the reaction tank, the remaining cell catalyst, reaction raw material (nitrile compound and raw water) and pH are continuously or intermittently added. A method of performing a reaction by supplying a regulator (semi-batch reaction), (3) a continuous or intermittent supply of a cell catalyst, a reaction raw material (nitrile compound and raw water) and a pH regulator, and a reaction solution (bacteria) Including continuous catalyst, unreacted raw material, pH adjuster and generated amide compound, etc.), while continuously removing the reaction solution in the reaction vessel without taking out the whole reaction solution. Continuous reaction) and the like. Among these, a continuous reaction is preferable because it is easy to industrially produce an amide compound in large quantities and efficiently.

反応は、菌体触媒の存在下で行われる。菌体触媒の使用形態として、好ましくは懸濁床であり例えば連続反応の場合、菌体触媒の懸濁液を調製し、懸濁液を反応槽に供給すれば良い。   The reaction is performed in the presence of a cell catalyst. The use form of the cell catalyst is preferably a suspension bed. For example, in the case of continuous reaction, a suspension of the cell catalyst may be prepared and the suspension supplied to the reaction vessel.

なお、反応槽として複数の反応器から構成される多段の反応槽を用いる場合、その構成としては、(a)菌体触媒、反応原料(ニトリル化合物および原料水)およびpH調節剤を上段の反応器に供給し、上段の反応器から取り出された反応液(菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成したアミド化合物等を含む。)を、下段の反応器に供給する直列式態様、(b)菌体触媒、反応原料(ニトリル化合物および原料水)およびpH調節剤を二以上の反応器に(他の反応器を経由せずに)直接供給する並列式態様が挙げられる。   In addition, when using the multistage reaction tank comprised from several reactors as a reaction tank, as the structure, (a) Cell body catalyst, reaction raw material (nitrile compound and raw material water), and pH regulator are the upper reaction. A serial type mode in which a reaction liquid (including a bacterial cell catalyst, an unreacted raw material, a pH regulator, and a generated amide compound) is supplied to the lower reactor and is taken out from the upper reactor, (B) A parallel mode in which a cell catalyst, a reaction raw material (nitrile compound and raw water) and a pH adjuster are directly supplied to two or more reactors (without going through other reactors) can be mentioned.

例えば、多段の反応槽を用いて連続反応を行う場合において、菌体触媒、反応原料(ニトリル化合物および原料水)およびpH調節剤の供給先は、一段目の反応器(最も上流に位置する反応器)のみに限定されず、二段目以降の反応器(下流に位置する反応器)であっても良い。   For example, in the case of performing a continuous reaction using a multistage reaction tank, the supply destination of the cell catalyst, the reaction raw material (nitrile compound and raw water) and the pH adjuster is the first-stage reactor (the most upstream reaction). It is not limited only to the reactor), but may be a reactor after the second stage (reactor located downstream).

反応槽内の液温である反応槽温度は、菌体触媒の耐熱性にもよるが、通常0〜50℃に設定され、好ましくは10〜40℃に設定される。反応槽温度が前記範囲にあると、菌体触媒のニトリルヒドラターゼ活性を良好に維持できる点で好ましい。   Although the reaction tank temperature which is the liquid temperature in a reaction tank is based also on the heat resistance of a microbial cell catalyst, it is normally set to 0-50 degreeC, Preferably it is set to 10-40 degreeC. When the reaction vessel temperature is in the above range, it is preferable in that the nitrile hydratase activity of the bacterial cell catalyst can be maintained well.

反応槽温度とは、反応槽が一つの反応器のみから構成される場合は、当該反応器内の液温を指し、反応槽が複数の反応器から構成される場合は、各々の反応器内の液温を指す。反応槽温度は、例えば、熱電対法(例:Kタイプ)により測定することができる。反応槽温度は、反応槽内の任意の場所で測定可能であり、具体的には反応槽出口(反応液取り出し口)で測定可能である。   The reaction tank temperature refers to the liquid temperature in the reactor when the reaction tank is composed of only one reactor, and in the case where the reaction tank is composed of a plurality of reactors. Refers to the liquid temperature. The reaction vessel temperature can be measured, for example, by a thermocouple method (eg, K type). The reaction vessel temperature can be measured at an arbitrary location in the reaction vessel, and specifically can be measured at the reaction vessel outlet (reaction liquid outlet).

反応槽の容積は、特に限定するものではないが、工業的な生産を考慮すると、通常0.1m3以上、好ましくは1〜100m3、より好ましくは5〜50m3である。反応槽が複数の反応器から構成される場合、前記容積は各々の反応器の容積を指す。 Volume of the reaction vessel is not particularly limited, considering the industrial production, usually 0.1 m 3 or more, preferably from 1 to 100 m 3, more preferably 5 to 50 m 3. When the reaction vessel is composed of a plurality of reactors, the volume refers to the volume of each reactor.

反応は、一般的には常圧下で行われるが、ニトリル化合物の溶解度を高めるために加圧下で行うこともできる。
反応槽内のpHは、菌体触媒の活性を良好に保つための好適な範囲であれば特に限定されないが、好ましくはpH5〜pH10の範囲にある。pHが前記範囲にあると、ニトリルヒドラターゼ活性を良好に維持できる点で好ましい。
The reaction is generally carried out under normal pressure, but can also be carried out under pressure in order to increase the solubility of the nitrile compound.
The pH in the reaction vessel is not particularly limited as long as it is a suitable range for maintaining the activity of the bacterial cell catalyst, but is preferably in the range of pH 5 to pH 10. When the pH is within the above range, it is preferable in that the nitrile hydratase activity can be favorably maintained.

反応槽のpHとは、反応槽が一つの反応器のみから構成される場合は、当該反応器内のpHを指し、反応槽が複数の反応器から構成される場合は、各々の反応器内のpHを指す。反応槽のpHは、例えば、指示薬法、水素電極法、キンヒドロン電極法、アンチモン電極法、ガラス電極法により測定することができる。反応槽のpHは、反応槽内の任意の場所で測定可能であり、具体的には反応槽出口(反応液取り出し口)で測定可能である。
<菌体触媒貯槽>
菌体触媒貯槽とは、菌体触媒の懸濁液を保有し、菌体触媒の懸濁液を反応槽に供給する触媒供給管を有する。菌体触媒貯槽は温度制御装置を有していても良く、温度制御装置を有していなくても良いが、菌体触媒の懸濁液の液温を制御する観点から、温度制御装置を有することは好ましい。
菌体触媒貯槽が温度制御装置を有する場合の温度制御装置は、菌体触媒貯槽自体に設けても良く、菌体触媒貯槽が外部循環ラインを有している場合には、外部循環ライン上に設けても良い。菌体触媒貯槽における温度制御装置としては、例えば、熱交換器が挙げられる。熱交換器としては、例えば、ジャケット式熱交換器、コイル式熱交換器等の菌体触媒貯槽に直接設置する形態のもの、あるいは多管円筒式熱交換器、渦巻管式熱交換器、渦巻板式熱交換器、プレート式熱交換器、二重管式熱交換等の菌体触媒貯槽の外部循環ラインに設置する形態のものが挙げられる。
菌体触媒貯槽は攪拌機を有していても良く、攪拌機を有していなくても良いが、菌体触媒の液温を制御する観点から、攪拌機を有することは好ましい。菌体触媒貯槽が攪拌機を有する場合の攪拌機の攪拌翼は任意の形状のものを選択でき、例えば、プロペラ翼、フラットパドル翼、ピッチドパドル翼、フラットタービン翼、ピッチドタービン翼、リボン翼、アンカー翼、フルゾーン翼が挙げられる。攪拌翼は、1枚であっても良く、複数枚備えていても良い。
<反応原料の供給>
反応槽へ供給する原料水は、単独で反応槽へ供給しても良く、ニトリル化合物と混合した後に反応槽へと供給しても良い。原料水を単独で反応槽へ供給する場合、原料水供給管の反応槽中の反応液への供給口の設置位置には特に制限はなく、反応液の上部へ設置しても、反応液中へ設置しても良い。
原料水を単独で反応槽へ供給する場合の原料水の供給方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができる。原料水を反応槽へ供給する方法としては、液体輸送機能を有する機器を使用することができ、例えば、遠心ポンプ、傾斜ポンプあるいは軸流ポンプ等のターボ式ポンプや、往復ポンプや回転ポンプ等の容積型ポンプ等のポンプ類、スクリューコンベア等のコンベア類を用いることができる。原料水を反応槽へ供給する方法として、上記の液体輸送機能を有する機器を使用しないで供給することもできる。液体輸送機能を有する機器を使用しない場合には、例えば、原料水を貯蔵する原料水貯槽を反応槽の上部へ設置し、原料水貯槽と反応槽を原料水供給管により接続し、重力を用いた落下により供給する方法が挙げられる。あるいは、原料水貯槽を加圧することにより生じる原料水貯槽と反応槽との圧力差を用いて供給する方法が挙げられる。
When the reaction tank is composed of only one reactor, the pH of the reaction tank refers to the pH in the reactor, and when the reaction tank is composed of a plurality of reactors, Of pH. The pH of the reaction vessel can be measured by, for example, an indicator method, a hydrogen electrode method, a quinhydrone electrode method, an antimony electrode method, or a glass electrode method. The pH of the reaction vessel can be measured at any location in the reaction vessel, and specifically can be measured at the reaction vessel outlet (reaction liquid outlet).
<Cell catalyst storage tank>
The cell catalyst storage tank has a catalyst supply pipe that holds a cell catalyst suspension and supplies the cell catalyst suspension to the reaction tank. The cell catalyst storage tank may or may not have a temperature control device, but it has a temperature control device from the viewpoint of controlling the liquid temperature of the cell catalyst suspension. It is preferable.
When the cell catalyst storage tank has a temperature control device, the temperature control device may be provided in the cell catalyst storage tank itself, and when the cell catalyst storage tank has an external circulation line, It may be provided. Examples of the temperature control device in the cell catalyst storage tank include a heat exchanger. Examples of the heat exchanger include those installed directly in a cell catalyst storage tank such as a jacket-type heat exchanger and a coil-type heat exchanger, or a multi-tubular cylindrical heat exchanger, a spiral tube heat exchanger, a spiral The thing of the form installed in the external circulation line of a microbial cell catalyst storage tank, such as a plate type heat exchanger, a plate type heat exchanger, and a double tube type heat exchange, is mentioned.
The bacterial cell catalyst storage tank may have a stirrer or may not have a stirrer, but it is preferable to have a stirrer from the viewpoint of controlling the liquid temperature of the bacterial cell catalyst. When the cell catalyst storage tank has a stirrer, the stirring blade of the stirrer can be of any shape, for example, propeller blade, flat paddle blade, pitched paddle blade, flat turbine blade, pitched turbine blade, ribbon blade, anchor blade , Full zone wings. One stirring blade may be provided, or a plurality of stirring blades may be provided.
<Supply of reaction raw materials>
The raw water supplied to the reaction tank may be supplied alone to the reaction tank, or may be supplied to the reaction tank after being mixed with the nitrile compound. When supplying raw material water to the reaction tank alone, there is no particular restriction on the position of the supply port to the reaction liquid in the reaction tank of the raw water supply pipe, and even if it is installed above the reaction liquid, May be installed.
The method for supplying raw water when supplying raw water alone to the reaction vessel is not particularly limited, and a known method can be used. As a method of supplying the raw water to the reaction tank, a device having a liquid transport function can be used. For example, a centrifugal pump, a tilting pump, an axial pump, or a turbo pump, a reciprocating pump, a rotary pump, etc. Pumps such as positive displacement pumps and conveyors such as screw conveyors can be used. As a method for supplying the raw water to the reaction tank, the raw water can be supplied without using the equipment having the liquid transport function. When equipment with a liquid transport function is not used, for example, a raw water storage tank for storing raw water is installed at the top of the reaction tank, the raw water storage tank and the reaction tank are connected by a raw water supply pipe, and gravity is used. There is a method of supplying by dropping. Or the method of supplying using the pressure difference of the raw material water storage tank and reaction tank which arise by pressurizing a raw material water storage tank is mentioned.

原料水を反応槽へ供給する原料水供給管は、一つの反応槽につき一本であっても良く、複数本あっても良い。原料水供給管の供給口は、一本の供給管につき一つであっても良く、複数あっても良い。原料水供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。
原料水とニトリル化合物を混合した後に反応槽へ供給する場合の原料水と二トリル化合物を混合する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、混合槽を用いて攪拌混合する方法、原料水とニトリル化合物を配管中で混合する方法が挙げられる。混合槽を用いる場合には、混合槽の形状は特に限定されるものではないが、一般的に円筒形の混合槽が用いられ、縦型円筒形、横型円筒形、いずれの場合も用いることができる。混合槽には邪魔板を供えていても良く、邪魔板を供えていなくても良い。
There may be one raw water supply pipe for supplying raw water to the reaction tank, or a plurality of raw water supply pipes may be provided for one reaction tank. There may be one supply port for the raw water supply pipe per supply pipe, or a plurality of supply ports may be provided. There is no restriction | limiting in particular in the shape of the supply port of a raw material water supply pipe, Any can be used suitably if it is a shape normally used.
As a method of mixing the raw water and the nitrile compound in the case of supplying the raw water and the nitrile compound to the reaction tank, a known method can be used, for example, a method of stirring and mixing using a mixing tank, The method of mixing raw material water and a nitrile compound in piping is mentioned. In the case of using a mixing tank, the shape of the mixing tank is not particularly limited, but a cylindrical mixing tank is generally used, and it can be used in either a vertical cylindrical shape or a horizontal cylindrical shape. it can. The mixing tank may be provided with a baffle plate or may not be provided with a baffle plate.

混合槽を用いる場合の、攪拌翼は任意の形状のものを選択でき、例えば、プロペラ翼、フラットパドル翼、ピッチドパドル翼、フラットタービン翼、ピッチドタービン翼、リボン翼、アンカー翼、フルゾーン翼が挙げられる。攪拌翼は、1枚であっても良く、複数枚備えていても良い。
原料水とニトリル化合物を配管中で混合するには、原料水供給管とニトリル化合物供給管を結合することにより原料水とニトリル化合物を直接混合することができ、さらには配管中にスタティックミキサー等のラインミキサーを設置することにより積極的に混合する方法等が挙げられる。
In the case of using a mixing tank, a stirring blade having an arbitrary shape can be selected, and examples thereof include a propeller blade, a flat paddle blade, a pitched paddle blade, a flat turbine blade, a pitched turbine blade, a ribbon blade, an anchor blade, and a full zone blade. It is done. One stirring blade may be provided, or a plurality of stirring blades may be provided.
To mix the raw water and the nitrile compound in the pipe, the raw water and the nitrile compound can be directly mixed by combining the raw water supply pipe and the nitrile compound supply pipe. A method of actively mixing by installing a line mixer can be mentioned.

原料水とニトリル化合物を混合した後に反応槽へ供給する場合に、ニトリル化合物は水との混合後、完全に水に溶解していても良いが、必ずしも水に完全に溶解している必要はなく、任意の比率で混合させれば良い。好ましくは水:ニトリル化合物の比率が、体積比で100:1〜1:100、より好ましくは50:1〜1:50、さらに好ましくは10:1〜1:10である。   When the raw water and nitrile compound are mixed and then supplied to the reaction vessel, the nitrile compound may be completely dissolved in water after mixing with water, but it is not necessarily required to be completely dissolved in water. What is necessary is just to mix by arbitrary ratios. Preferably, the ratio of water: nitrile compound is 100: 1 to 1: 100, more preferably 50: 1 to 1:50, and even more preferably 10: 1 to 1:10 by volume.

原料水とニトリル化合物を混合した後に反応槽へ供給する場合の、原料水とニトリル化合物の混合物の供給方法は、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を単独で反応槽へ供給する場合の原料水の供給方法で例示した方法を用いることができる。   When the raw water and the nitrile compound are mixed and then supplied to the reaction vessel, a known method can be used for supplying the raw water and the nitrile compound mixture. Specifically, the above raw water is used alone. The method illustrated by the supply method of raw material water in the case of supplying to a reaction tank can be used.

原料水とニトリル化合物を混合した後に反応槽へ供給する場合の、原料水とニトリル化合物の混合物を反応槽へ供給する供給管は、一つの反応槽につき一本であっても良く、複数本あっても良い。供給管の供給口は、一本の供給管につき一つであっても良く、複数あっても良い。供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。
反応槽へ供給するニトリル化合物は、原料水と混合した後に反応槽へと供給しても良く、単独で反応槽へ供給しても良い。ニトリル化合物を単独で反応槽へ供給する場合、ニトリル化合物供給管の反応槽中の反応液への供給口の設置位置には特に制限はなく、反応液の上部へ設置しても、反応液中へ設置しても良い。
ニトリル化合物を単独で反応槽へ供給する場合のニトリル化合物の供給方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を反応槽へ供給する方法で例示した方法を用いることができる。
ニトリル化合物を反応槽へ供給するニトリル化合物供給管は、一つの反応槽につき一本であっても良く、複数本であっても良い。ニトリル化合物供給管の供給口は、一本の供給管につき一つであっても良く、複数あっても良い。ニトリル化合物供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。
<pH調節剤の供給>
反応槽へ供給するpH調節剤は、単独で反応槽へ供給しても良く、反応槽へ供給する水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物に混合した後に反応槽へ供給しても良い。pH調節剤を単独で反応槽へ供給する場合、pH調節剤の供給管の反応槽中の反応液への供給口の設置位置には特に制限はなく、反応液の上部へ設置しても、反応液中へ設置しても良い。
pH調節剤を単独で反応槽へ供給する場合のpH調節剤の供給方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を反応槽へ供給する方法で例示した方法を用いることができる。
pH調節剤を反応槽へ供給するpH調節剤の供給管は、一つの反応槽につき一本であっても良く、複数本であっても良い。pH調節剤の供給管の供給口は、一本の供給管につき一つであっても良く、複数あっても良い。pH調節剤の供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。
pH調節剤と水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物を混合した後に反応槽へ供給する場合のpH調節剤が混合される水系媒体とは、好ましくは原料水である。pH調節剤が混合される水系媒体を含有する混合物とは、例えば、原料水とニトリル化合物の混合物や菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成したアミド化合物等を含む反応液が挙げられる。
When the raw water and the nitrile compound are mixed and then supplied to the reaction tank, the supply pipe for supplying the raw water and the mixture of the nitrile compound to the reaction tank may be one per reaction tank. May be. The supply port of the supply pipe may be one for each supply pipe, or a plurality of supply ports may be provided. There is no restriction | limiting in particular in the shape of the supply port of a supply pipe | tube, Any can be used suitably if it is a shape normally used.
The nitrile compound supplied to the reaction vessel may be supplied to the reaction vessel after being mixed with the raw water, or may be supplied alone to the reaction vessel. When supplying the nitrile compound alone to the reaction vessel, there is no particular restriction on the position of the supply port to the reaction solution in the reaction vessel of the nitrile compound supply pipe, and even if it is installed above the reaction solution, May be installed.
The supply method of the nitrile compound when supplying the nitrile compound alone to the reaction vessel is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, the raw material water is supplied to the reaction vessel. The method exemplified in the method can be used.
There may be one nitrile compound supply pipe for supplying the nitrile compound to the reaction tank, or a plurality of nitrile compound supply pipes per reaction tank. The supply port of the nitrile compound supply pipe may be one for each supply pipe, or a plurality of supply ports may be provided. The shape of the supply port of the nitrile compound supply pipe is not particularly limited, and any shape that is usually used can be suitably used.
<Supply of pH regulator>
The pH adjuster supplied to the reaction tank may be supplied alone to the reaction tank, or may be supplied to the reaction tank after being mixed with the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium supplied to the reaction tank. When supplying the pH regulator alone to the reaction tank, the position of the supply port to the reaction liquid in the reaction tank of the pH regulator supply pipe is not particularly limited. You may install in a reaction liquid.
The supply method of the pH adjuster when supplying the pH adjuster alone to the reaction vessel is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, the above raw water is supplied to the reaction vessel. The method exemplified in the supplying method can be used.
The number of pH adjusting agent supply pipes for supplying the pH adjusting agent to the reaction vessel may be one per reaction vessel or may be plural. The supply port of the supply pipe for the pH adjusting agent may be one for each supply pipe, or a plurality of supply ports may be provided. The shape of the supply port of the pH adjusting agent supply pipe is not particularly limited, and any shape that is usually used can be suitably used.
The aqueous medium in which the pH adjusting agent is mixed when the pH adjusting agent and the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium are mixed and then supplied to the reaction vessel is preferably raw water. Examples of the mixture containing an aqueous medium in which the pH adjuster is mixed include a reaction liquid containing a mixture of raw water and a nitrile compound, a cell catalyst, an unreacted raw material, a pH adjuster, and a generated amide compound. .

pH調節剤を原料水と混合した後に反応槽へ供給する場合の、pH調節剤と原料水を混合する方法としては、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水と二トリル化合物を混合する方法で例示した方法を用いることができる。
pH調節剤を原料水と混合した後に反応槽へ供給する場合の、pH調節剤と原料水の混合物を供給する方法は、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を単独で反応槽へ供給する場合の原料水の供給方法で例示した方法を用いることができる。
反応槽へ供給するpH調節剤と水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物は任意の比率で混合されれば良く、好ましくは、pH調節剤:水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物の比率が、体積比で1:1〜1:100,000,000、より好ましくは、1:10〜1:10,000,000である。
As a method of mixing the pH regulator and the raw water when the pH regulator is mixed with the raw water and then fed to the reaction vessel, a known method can be used. The method illustrated by the method of mixing a nitrile compound can be used.
A known method can be used as the method for supplying the mixture of the pH regulator and the raw water when the pH regulator is mixed with the raw water and then supplied to the reaction tank. The method illustrated by the supply method of raw material water in the case of supplying to a reaction tank independently can be used.
The pH adjusting agent to be supplied to the reaction tank and the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium may be mixed at an arbitrary ratio, and preferably the pH adjusting agent: the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium. The ratio is 1: 1 to 1: 100,000,000, more preferably 1:10 to 1: 10,000,000 in volume ratio.

pH調節剤を原料水とニトリル化合物と混合した後に反応槽へ供給する場合の、pH調節剤と原料水とニトリル化合物の混合物を混合する方法としては、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水と二トリル化合物を混合する方法で例示した方法を用いることができる。   A known method can be used as a method of mixing the mixture of the pH regulator, the raw water and the nitrile compound when the pH regulator is mixed with the raw water and the nitrile compound and then supplied to the reaction vessel. The method exemplified in the method of mixing the raw material water and the nitrile compound can be used.

pH調節剤と菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成したアミド化合物等を含む反応液と混合した後に反応槽へ供給する場合の、pH調節剤と菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成したアミド化合物等を含む反応液を混合する方法としては、例えば以下の方法を用いることができる。反応槽に反応液の一部を反応槽に戻すためのポンプを備えた外部循環ラインを設置し、当該外部循環ラインとpH調節剤供給管を結合させることにより、水系媒体を含有する混合物として反応槽内から取り出された反応液の一部を用い、反応液の一部とpH調節剤を外部循環ライン中で直接混合する方法等が挙げられる。外部循環ラインにて直接混合された反応液の一部とpH調節剤は、そのまま外部循環ラインを用いて反応槽へ供給される

<菌体触媒の供給>
反応槽へ供給する菌体触媒は、単独で反応槽へ供給しても良く、反応槽へ供給される水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物に混合した後に反応槽へ供給しても良い。菌体触媒を単独で反応槽へ供給する場合、菌体触媒の供給管の反応槽中の反応液への供給口の設置位置には特に制限はなく、反応液の上部へ設置しても、反応液中へ設置しても良い。
菌体触媒を単独で反応槽へ供給する場合の菌体触媒の供給方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を反応槽へ供給する方法で例示した方法を用いることができる。
菌体触媒を反応槽へ供給する菌体触媒の供給管は、一つの反応槽につき一本であっても良く、複数本であっても良い。菌体触媒の供給管の供給口は、一本の供給管につき一つであっても良く、複数あっても良い。菌体触媒の供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。
菌体触媒と水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物を混合した後に反応槽へ供給する場合の菌体触媒が混合される水系媒体とは、好ましくは原料水である。菌体触媒が混合される水系媒体を含有する混合物とは、例えば、原料水とニトリル化合物の混合物や菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成したアミド化合物等を含む反応液が挙げられる。
pH regulator and cell catalyst, unreacted material, pH when supplying to the reaction vessel after mixing with a reaction solution containing a pH adjuster and cell catalyst, unreacted raw material, pH adjuster and generated amide compound, etc. As a method of mixing the reaction liquid containing the regulator and the generated amide compound, for example, the following method can be used. An external circulation line equipped with a pump for returning a part of the reaction solution to the reaction tank is installed in the reaction tank, and the reaction is performed as a mixture containing an aqueous medium by combining the external circulation line and the pH regulator supply pipe. Examples include a method in which a part of the reaction liquid taken out from the tank is used and a part of the reaction liquid and the pH adjuster are directly mixed in the external circulation line. A part of the reaction liquid and the pH regulator directly mixed in the external circulation line are supplied to the reaction tank as they are using the external circulation line.

<Supply of bacterial cell catalyst>
The bacterial cell catalyst supplied to the reaction tank may be supplied alone to the reaction tank, or may be supplied to the reaction tank after being mixed with the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium supplied to the reaction tank. . When supplying the cell catalyst alone to the reaction vessel, the installation position of the supply port to the reaction solution in the reaction vessel of the cell catalyst supply pipe is not particularly limited. You may install in a reaction liquid.
The supply method of the bacterial cell catalyst when supplying the bacterial cell catalyst alone to the reaction vessel is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, the above raw water is supplied to the reaction vessel. The method exemplified in the supplying method can be used.
There may be one or a plurality of cell catalyst supply pipes for supplying the cell catalyst to the reaction tank. There may be one supply port of the supply pipe for the bacterial cell catalyst, or a plurality of supply ports may be provided for each supply pipe. The shape of the supply port of the fungus body catalyst supply pipe is not particularly limited, and any shape having a shape normally used can be used.
The aqueous medium in which the bacterial cell catalyst is mixed when the bacterial cell catalyst and the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium are mixed and then supplied to the reaction vessel is preferably raw water. Examples of the mixture containing an aqueous medium in which the bacterial cell catalyst is mixed include a reaction liquid containing a mixture of raw water and a nitrile compound, a bacterial cell catalyst, an unreacted raw material, a pH regulator, and a generated amide compound. .

菌体触媒を原料水と混合した後に反応槽へ供給する場合の、菌体触媒と原料水を混合する方法としては、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水と二トリル化合物を混合する方法で例示した方法を用いることができる。
菌体触媒を原料水と混合した後に反応槽へ供給する場合の、菌体触媒と原料水の混合物を供給方法は、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を単独で反応槽へ供給する場合の原料水の供給方法で例示した方法を用いることができる。
As a method of mixing the bacterial cell catalyst and the raw water when mixing the bacterial cell catalyst with the raw material water and supplying it to the reaction tank, a known method can be used. The method illustrated by the method of mixing a nitrile compound can be used.
A known method can be used as a method for supplying the mixture of the bacterial cell catalyst and the raw material water when the bacterial cell catalyst is mixed with the raw material water and then supplied to the reaction vessel. The method illustrated with the supply method of the raw material water in the case of supplying to a reaction tank independently can be used.

反応槽へ供給する菌体触媒と水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物は任意の比率で混合されれば良く、好ましくは、菌体触媒:水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物の比率が、体積比で1:1〜1:100,000,000、より好ましくは、1:10〜1:10,000,000である。   The bacterial cell catalyst to be supplied to the reaction tank and the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium may be mixed at an arbitrary ratio. Preferably, the bacterial cell catalyst: the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium The ratio is 1: 1 to 1: 100,000,000, more preferably 1:10 to 1: 10,000,000 in volume ratio.

菌体触媒を原料水とニトリル化合物の混合物と混合した後に反応槽へ供給する場合の、菌体触媒と原料水とニトリル化合物の混合物を混合する方法としては、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水と二トリル化合物を混合する方法で例示した方法を用いることができる。   As a method of mixing the cell catalyst, the raw material water and the mixture of the nitrile compound when the cell catalyst is mixed with the mixture of the raw material water and the nitrile compound and then supplied to the reaction vessel, a known method can be used, Specifically, the method exemplified in the method of mixing the raw material water and the nitrile compound can be used.

菌体触媒を菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成したアミド化合物等を含む反応液と混合する方法としては、例えば以下の方法を用いることができる。反応槽に反応液の一部を反応槽に戻すためのポンプを備えた外部循環ラインを設置し、当該外部循環ラインと菌体触媒供給管を結合させることにより、水系媒体を含有する混合物として反応槽内から取り出された反応液の一部を用い、反応液の一部と菌体触媒を外部循環ライン中で直接混合する方法等が挙げられる。外部循環ラインにて直接混合された反応液の一部と菌体触媒は、そのまま外部循環ラインを用いて反応槽へ供給される

菌体触媒の使用量は、反応条件や触媒の種類およびその形態により変化するが、上記菌体の乾燥菌体重量換算で、反応液に対して、通常10〜50,000重量ppm、好ましくは50〜30,000重量ppmである。
As a method for mixing the cell catalyst with a reaction solution containing the cell catalyst, unreacted raw material, pH adjuster, generated amide compound, and the like, for example, the following method can be used. An external circulation line equipped with a pump for returning a part of the reaction solution to the reaction tank is installed in the reaction tank, and the reaction is performed as a mixture containing an aqueous medium by combining the external circulation line and the cell catalyst supply pipe. Examples include a method in which a part of the reaction liquid taken out from the tank is used and a part of the reaction liquid and the bacterial cell catalyst are directly mixed in the external circulation line. Part of the reaction solution and the bacterial cell catalyst directly mixed in the external circulation line are supplied to the reaction tank as they are using the external circulation line.

The amount of the bacterial cell catalyst used varies depending on the reaction conditions, the type of catalyst and its form, but is usually 10 to 50,000 ppm by weight, preferably 10 to 50,000 ppm by weight, preferably in terms of the dry cell weight of the cells. 50 to 30,000 ppm by weight.

反応時間(反応液の滞留時間)は、通常0.5〜50時間、好ましくは2〜25時間である。多段の反応槽を用いる場合、反応時間とは、全反応器における合計の反応時間(反応液の滞留時間)を指す。
本発明のアミド化合物の製造方法において、得られたアミド化合物の回収および精製は、例えば、濃縮操作(例:蒸発濃縮)、活性炭処理、イオン交換処理、濾過処理、晶析操作により行うことができる。
The reaction time (retention time of the reaction solution) is usually 0.5 to 50 hours, preferably 2 to 25 hours. When a multistage reaction vessel is used, the reaction time refers to the total reaction time (retention time of the reaction liquid) in all reactors.
In the method for producing an amide compound of the present invention, the obtained amide compound can be recovered and purified by, for example, a concentration operation (eg, evaporation and concentration), activated carbon treatment, ion exchange treatment, filtration treatment, and crystallization operation. .

以上のようにして、反応原料であるニトリル化合物に対応するアミド化合物、例えば(メタ)アクリロニトリルであれば(メタ)アクリルアミドを得ることができる。   As described above, an amide compound corresponding to the nitrile compound as a reaction raw material, for example, (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide can be obtained.

次に本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Next, examples of the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
〔ニトリルヒドラターゼを含有する菌体の調製〕
特開2001−340091号公報の実施例1に記載の方法に従いNo.3クローン菌体を取得し、同じく、同実施例1の方法で培養してニトリルヒドラターゼを含有する湿菌体を得た。
[Example 1]
[Preparation of microbial cells containing nitrile hydratase]
In accordance with the method described in Example 1 of JP-A-2001-340091, no. Three clone cells were obtained and similarly cultured by the method of Example 1 to obtain wet cells containing nitrile hydratase.

〔水の精製〕
蒸留装置として、ジムロート式冷却凝集器および8段相当の充填塔を備えたガラス製5L丸底フラスコを準備した。
[Purification of water]
As a distillation apparatus, a glass 5 L round bottom flask equipped with a Dimroth type cooling coagulator and a packed tower corresponding to 8 stages was prepared.

水道水3kgを丸底フラスコへ装置に装入し、蒸留操作を行った。加熱にはオイルバスを使用し、留出温度が100℃に達するまでの留分を初留とした。留出温度100〜101℃の留分を主留として2kg得た。
水道水の電気伝導度を交流二電源法により測定したところ180μS/cmであった。また主留サンプルを同様に分析したところ電気伝導度は10μS/cmであった。以後、蒸留処理後の水を精製水aと呼ぶ。
The apparatus was charged with 3 kg of tap water in a round bottom flask and distilled. An oil bath was used for heating, and the fraction until the distillation temperature reached 100 ° C. was defined as the first fraction. 2 kg of a fraction having a distillation temperature of 100 to 101 ° C. was obtained as a main fraction.
The electric conductivity of tap water was measured by an alternating current two power source method and found to be 180 μS / cm. Further, when the main sample was analyzed in the same manner, the electric conductivity was 10 μS / cm. Hereinafter, the water after the distillation treatment is referred to as purified water a.

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

第1反応器として攪拌器を備えた1Lガラス製フラスコ、第2反応器として内径5mmのテフロン(登録商標)製チューブ20mを準備した。原料水の供給管、pH調節剤の供給管、アクリロニトリルの供給管および菌体触媒の供給管はそれぞれ第1反応器へ直接接続している。     A 1 L glass flask equipped with a stirrer was prepared as the first reactor, and a Teflon (registered trademark) tube 20 m having an inner diameter of 5 mm was prepared as the second reactor. The raw water supply pipe, the pH regulator supply pipe, the acrylonitrile supply pipe, and the cell catalyst supply pipe are each directly connected to the first reactor.

第1反応器には、予め400gの水道水を仕込んだ。上記培養方法で得られた湿菌体200gを精製水a800gに懸濁した。第1反応器内を撹拌しながら、この懸濁液を10g/hの速度で連続的に供給した。また、アクリロニトリルは32g/hの速度で、水道水は38g/hの速度で連続的に供給した。反応中の反応液の温度は15℃となるように、第1反応器および第2反応器とも10〜20℃の温度の水浴中に浸漬し温度制御を行った。pH調節剤として0.1M−NaOH水溶液を用い、反応pHが7.5〜8.5となるように供給量を調節し、第1反応器へ連続的に供給した。   The first reactor was charged with 400 g of tap water in advance. 200 g of wet cells obtained by the above culture method were suspended in 800 g of purified water. This suspension was continuously fed at a rate of 10 g / h while stirring in the first reactor. Acrylonitrile was continuously supplied at a rate of 32 g / h, and tap water was continuously supplied at a rate of 38 g / h. The temperature of the reaction solution during the reaction was controlled by immersing both the first reactor and the second reactor in a water bath having a temperature of 10 to 20 ° C. A 0.1 M NaOH aqueous solution was used as a pH adjuster, the supply amount was adjusted so that the reaction pH was 7.5 to 8.5, and the solution was continuously supplied to the first reactor.

第1反応器の液面レベルを一定に保つように、反応液を第1反応器から80g/hの速度で連続的に抜き出し、第2反応器に連続的に供給して、第2反応器内でさらに反応を進行させた。   In order to keep the liquid level of the first reactor constant, the reaction solution is continuously withdrawn from the first reactor at a rate of 80 g / h and continuously supplied to the second reactor. The reaction was allowed to proceed further within.

反応開始から50時間後に以下のHPLC条件にて分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が95%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(10ppm以下)となった。   Analysis was performed under the following HPLC conditions 50 hours after the start of the reaction. The conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 95%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (10 ppm). The following).

ここで分析条件は以下のとおりであった。
・アクリルアミド分析条件:
高速液体クロマトグラフ装置:LC−10Aシステム(株式会社島津製作所製)
(UV検出器波長250nm、カラム温度40℃)
分離カラム :SCR-101H (株式会社島津製作所製)
溶離液 :0.05%(容積基準)−リン酸水溶液
・アクリロニトリル分析条件:
高速液体クロマトグラフ装置:LC−10Aシステム(株式会社島津製作所製)
(UV検出器波長200nm、カラム温度40℃)
分離カラム:Wakosil-II 5C18HG (和光純薬製)
溶離液 :7%(容積基準)−アセトニトリル、0.1mM−酢酸、
0.2mM−酢酸ナトリウムを各濃度で含有する水溶液
Here, the analysis conditions were as follows.
・ Acrylamide analysis conditions:
High-performance liquid chromatograph: LC-10A system (manufactured by Shimadzu Corporation)
(UV detector wavelength 250 nm, column temperature 40 ° C.)
Separation column: SCR-101H (manufactured by Shimadzu Corporation)
Eluent: 0.05% (volume basis) -phosphoric acid aqueous solution / acrylonitrile analysis conditions:
High-performance liquid chromatograph: LC-10A system (manufactured by Shimadzu Corporation)
(UV detector wavelength 200 nm, column temperature 40 ° C.)
Separation column: Wakosil-II 5C18HG (manufactured by Wako Pure Chemical Industries)
Eluent: 7% (volume basis) -acetonitrile, 0.1 mM-acetic acid,
An aqueous solution containing 0.2 mM sodium acetate at various concentrations

[実施例2]
〔水の精製〕
イオン交換装置として、陽イオン交換樹脂の充填塔および陰イオン交換樹脂の充填等を準備し、それぞれの充填塔に500ccの樹脂を充填した。陽イオン交換樹脂塔と陰イオン交換樹脂塔は連結した。
[Example 2]
[Purification of water]
As an ion exchange apparatus, a packed column of cation exchange resin and anion exchange resin were prepared, and 500 cc of resin was filled in each packed column. The cation exchange resin tower and the anion exchange resin tower were connected.

水道水3kgを300cc/hの流速で陽イオン交換樹脂塔、次いで陰イオン交換樹脂塔に通液し、2.5kgのイオン交換処理水を得た。
水道水の電気伝導度を交流二電源法により測定したところ180μS/cmであった。またイオン交換処理水を同様に分析したところ電気伝導度は3μS/cmであった。以後、イオン交換処理水を精製水bと呼ぶ。
3 kg of tap water was passed through the cation exchange resin tower and then the anion exchange resin tower at a flow rate of 300 cc / h to obtain 2.5 kg of ion exchange treated water.
The electric conductivity of tap water was measured by an alternating current two power source method and found to be 180 μS / cm. Further, when the ion exchange treated water was analyzed in the same manner, the electric conductivity was 3 μS / cm. Hereinafter, the ion exchange treated water is referred to as purified water b.

〔アクリルアミドの製造〕
実施例1のアクリルアミドの製造において、ニトリルヒドラターゼを含有する湿菌体の希釈に精製水aを使用する代わりに、精製水bを使用した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が95%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(10ppm以下)となった。
[Production of acrylamide]
In the production of acrylamide of Example 1, acrylamide was produced in the same manner as in Example 1, except that purified water b was used instead of using purified water a for diluting wet microbial cells containing nitrile hydratase. went. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 95%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (10 ppm or less). .

[実施例3]
〔水の精製〕
逆浸透膜処理装置として、200cm2の有効面積を有する逆浸透膜を準備した。
[Example 3]
[Purification of water]
As a reverse osmosis membrane treatment apparatus, a reverse osmosis membrane having an effective area of 200 cm 2 was prepared.

水道水3kgを300cc/hの流速で逆浸透膜に通液し、2kgの逆浸透膜処理水を得た。
水道水の電気伝導度を交流二電源法により測定したところ180μS/cmであった。また逆浸透膜処理水を同様に分析したところ電気伝導度は8μS/cmであった。以後、逆浸透膜処理水を精製水cと呼ぶ。
3 kg of tap water was passed through the reverse osmosis membrane at a flow rate of 300 cc / h to obtain 2 kg of reverse osmosis membrane treated water.
The electric conductivity of tap water was measured by an alternating current two power source method and found to be 180 μS / cm. When the reverse osmosis membrane treated water was analyzed in the same manner, the electric conductivity was 8 μS / cm. Hereinafter, the reverse osmosis membrane treated water is referred to as purified water c.

〔アクリルアミドの製造〕
実施例1のアクリルアミドの製造において、ニトリルヒドラターゼを含有する湿菌体の希釈に精製水aを使用する代わりに、精製水cを使用した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が95%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(10ppm以下)となった。
[Production of acrylamide]
In the production of acrylamide of Example 1, acrylamide was produced in the same manner as in Example 1 except that purified water c was used instead of purified water a for diluting wet microbial cells containing nitrile hydratase. went. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 95%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (10 ppm or less). .

[比較例]
実施例1のアクリルアミドの製造において、精製水aを使用する代わりに、水道水を使用した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が92%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が15ppmとなった。
第2反応器出口にてアクリロニトリルが検出されたため、反応を完結させるために湿菌体の懸濁液の供給速度を10g/hから12g/hへと変更した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が95%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(10ppm以下)となり反応が完結した。
[Comparative example]
In the production of acrylamide of Example 1, acrylamide was produced in the same manner as in Example 1 except that tap water was used instead of purified water a. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 92%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was 15 ppm.
Since acrylonitrile was detected at the outlet of the second reactor, the supply rate of the wet cell suspension was changed from 10 g / h to 12 g / h in order to complete the reaction. Acrylamide was produced. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 95%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (10 ppm or less). Completed.

Claims (3)

ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物を用いてアミド化合物を製造する方法において、電気伝導度が100μS/cm以下である水に懸濁した菌体および/またはその菌体処理物を用いることを特徴とするアミド化合物の製造方法 In a method for producing an amide compound using a bacterial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof, the bacterial cell suspended in water and / or the bacterial cell having an electric conductivity of 100 μS / cm or less Process for producing amide compound characterized by using treated product ニトリルヒドラターゼがシュードノカルディア属由来またはロドコッカス属由来ニトリルヒドラターゼである請求項1に記載の製造方法 The method according to claim 1, wherein the nitrile hydratase is a nitrile hydratase derived from Pseudonocardia or Rhodococcus. アミド化合物がアクリルアミドまたはメタクリルアミドである請求項1または2に記載の製造方法 The production method according to claim 1 or 2, wherein the amide compound is acrylamide or methacrylamide.
JP2016185582A 2016-09-23 2016-09-23 Method for producing amide compound Pending JP2018046795A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016185582A JP2018046795A (en) 2016-09-23 2016-09-23 Method for producing amide compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016185582A JP2018046795A (en) 2016-09-23 2016-09-23 Method for producing amide compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018046795A true JP2018046795A (en) 2018-03-29

Family

ID=61765676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016185582A Pending JP2018046795A (en) 2016-09-23 2016-09-23 Method for producing amide compound

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018046795A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015057968A (en) Production method of amide compound and production device of amide compound
JP2014176344A (en) Production method of amide compound characterized by monitoring reaction passage and production apparatus of amide compound
KR100549598B1 (en) Process for producing amide compounds
WO2012039407A1 (en) Method for producing amide compound and device for producing amide compound
JP2015080443A (en) Production method of amide compound and production apparatus of amide compound
AU2019243341B2 (en) Method for producing amide compound
JP2018046795A (en) Method for producing amide compound
JP2019118312A (en) Device for producing amide compound
JP2017136049A (en) Process for producing amide compound and apparatus for producing amide compound
JP2017042126A (en) Method for producing amide compound and apparatus for producing amide compound
JP2018000079A (en) Method for producing amide compound and apparatus for producing amide compound
WO2011148867A1 (en) Method for manufacturing an amide compound
JP2020010654A (en) Method for producing amide compound
JP2016202029A (en) Method for producing amide compound and apparatus for producing amide compound
JP2015070801A (en) Manufacturing method of amide compound, and manufacturing apparatus of amide compound
JP2014113092A (en) Method for producing amide compound using pump and apparatus for producing amide compound
JP2015073490A (en) Production method of amide compound and production device of amide compound
JP2015057967A (en) Production method of amide compound and production device of amide compound
JP2018002632A (en) Purification method of amide compound and purification device of amide compound
JP2018201395A (en) Purification methods for amide compounds
JP2018201396A (en) Purification methods for amide compounds
JP2018115128A (en) Purification method of amide compound and purification device of amide compound
JP2018113915A (en) Purification method and device for amide compounds
JP2017043577A (en) Method for refining amide compound, and amide compound refining device
JP2016204279A (en) Purification method for amide compound and purification apparatus for amide compound