JP3550515B2

JP3550515B2 - アミノ酸化合物の製造法

Info

Publication number: JP3550515B2
Application number: JP25795199A
Authority: JP
Inventors: 真一郎棚橋; 秀幸阿部
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: JP2001081069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化粧品、トイレタリー分野の洗浄剤として有用な、高純度のＮ−アシル酸性アミノ酸化合物の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物は、優れた界面活性、抗菌性等を有し、低刺激性であることが知られており、様々な分野に応用されている。従来、親水性有機溶媒を用いてショッテン−バウマン（Ｓｃｈｏｔｔｅｎ−Ｂａｕｍａｎｎ）反応によって合成される粗Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物の不純物除去には、該アミノ酸化合物を酸で強酸性にし晶析分離した後に水で洗浄する方法が一般的である。しかしながら、多量の洗浄水と時間を必要とし、析出物中の含水率が高まり、かつ不純物の十分な除去が困難であるため、工業的に有利でないという欠点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、容易でかつ工業的に有利なＮ−アシル酸性アミノ酸化合物の製造法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、酸性アミノ酸と酸ハライドとを反応させ、得られた反応溶液と酸とを混合し、ついで生成した析出物を電解質溶液で洗浄することを特徴とする、Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物の製造法に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のＮ−アシル酸性アミノ酸化合物の製造法においては、電解質溶液を用いるため、析出物の洗浄を安定して容易に行なうことができる。Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物の製造においては、脱塩、すなわち電解質の除去が必要である。しかしながら、本発明の製造法における電解質溶液による洗浄工程は、電解質の添加となるため、電解質の除去とは逆の操作であるが、該洗浄工程により、驚くべく容易でかつ工業的に有利な製造法が可能になるという格別顕著な効果があることを見出した。
【０００６】
本明細書において、「Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物」とは、Ｎ−アシル酸性アミノ酸及びその塩をいう。Ｎ−アシル酸性アミノ酸の塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
【０００７】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物としては、ショッテン−バウマン（Ｓｃｈｏｔｔｅｎ−Ｂａｕｍａｎｎ）反応に従い、例えば、酸ハライドと酸性アミノ酸とを反応させることにより合成されるＮ−アシル酸性アミノ酸化合物等が挙げられ、さらに具体的には、一般式（Ｉ）：
【０００８】
【化２】

【０００９】
（式中、Ｒは炭素数５〜２１の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルキル基を示し、Ｍ^１及びＭ^２は同一でも異なってもよく水素原子又は陽イオン基を示し、ｍ及びｎは同一でも異なってもよく１〜３の整数を示す）
で表される化合物、天然由来又は合成により得られた酸性アミノ酸のアシル化物等が挙げられる。
【００１０】
Ｒは、炭素数が５〜２１の置換基であり、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸を構成しうる置換基が好ましい。
【００１１】
Ｍ^１及びＭ^２の陽イオン基としては、特開平９−７７７２８号公報第４頁第５欄第２行〜第１０行に記載されているものが挙げられ、なかでもナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン及びアンモニウムイオンが好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びアンモニウムイオンが特に好ましい。
【００１２】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物の合成に用いられる酸性アミノ酸としては、天然由来又は合成により得られる酸性アミノ酸があげられ、グルタミン酸、アスパラギン酸、Ｎ−メチルアスパラギン酸、分子内にイミノ基と二つのカルボキシル基とを有するイミノ二塩基酸等が挙げられる。前記イミノ二塩基酸としては、例えば、一般式（ＩＩ）：
【００１３】
【化３】

【００１４】
（式中、Ｍ^１、Ｍ^２、ｍ及びｎは前記一般式（Ｉ）と同じである）
で表されるイミノ二塩基酸が挙げられ、より具体的には、前記一般式（Ｉ）において、ｍ＝ｎ＝１であるイミノ二酢酸；ｍ＝ｎ＝２であるイミノ二プロピオン酸；グリシン、β−アラニン等の酸性アミノ酸から誘導される二塩基酸等が挙げられる。また、前記一般式（Ｉ）において、ｍ＝１かつｎ＝２である化合物としては、グリシン又はその塩とアクリロニトリルとを反応させた後、シアノ基を加水分解して得られる化合物等が挙げられる。
【００１５】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物の合成に用いられる酸ハライドとしては、脂肪酸ハライドが挙げられる。前記脂肪酸ハライドにおいて、脂肪酸としては、炭素数６〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸が挙げられ、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の単一組成や、ヤシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸等の混合組成の脂肪酸が挙げられる。
【００１６】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物を含有した溶液には、反応原料である酸性アミノ酸化合物及び酸ハライドの加水分解により生じる脂肪酸、反応時に生じる副生成物（例えば、無機塩、水溶性の有機塩等）及びＮ−アシル酸性アミノ酸化合物を含有しうる。
【００１７】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物を含有した溶液と酸とを混合する際、混合後に得られる溶液をｐＨ０〜４、好ましくは１〜３に調整するに十分な量の酸を攪拌しながら添加すればよい。本発明に用いられる酸としては、硫酸、塩酸等の無機酸が挙げられ、塩酸が好ましい。
【００１８】
Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物を含有した溶液と酸とを混合することにより、Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物を含有した析出物が生成する。このとき、処理温度は、特に限定されず、一定温度で行っても昇温と冷却を組み合わせてもよく、昇温と冷却を繰り返し行ってもよい。
【００１９】
生成した析出物を分離回収した後、電解質溶液による洗浄を行なってもよく、生成した析出物の分離回収と後述の洗浄とを同時に行なってもよい。生成した析出物を分離回収する際の温度は、Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物の回収率の観点から、低温が好ましく、具体的には、５〜１５℃が好ましい。また分離回収は、常法の濾過、遠心分離等で行うことができる。
【００２０】
本発明の製造方法においては、得られた析出物を電解質溶液で洗浄する。電解質溶液における電解質の濃度は、塩析と同様の現象（電解質溶液によるＮ−アシル酸性アミノ酸の析出）を利用し、目的化合物の結晶の再溶解を抑制する観点から、０．１重量％以上が好ましく、洗浄後の電解質溶液由来の塩の残存量を抑制する観点から、１０重量％以下が好ましく、５重量％以下であることがさらに好ましい。具体的には、０．１〜１０重量％が好ましく、０．１〜５重量％がより好ましい。
【００２１】
電解質の具体例としては、例えば、アルカリ金属塩化物、アルカリ金属硫酸化物、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ土類金属硫酸化物等が挙げられ、具体的には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等の無機塩が挙げられ、酸として塩酸を用いた場合、塩酸塩が好ましく、硫酸を用いた場合、硫酸塩が好ましい。かかる電解質は、単独で又は２種以上を混合して用いてもよく、目的とするＮ−アシル酸性アミノ酸化合物の洗浄液への溶解性に応じて選択されうる。
【００２２】
析出物の洗浄方法としては、析出物の濾過後に得られたケーク（濾過ケーク）を攪拌槽で洗浄し、得られた洗浄物を濾過して所望の純度を有する濾過ケークを得る再スラリー化による洗浄法、濾過ケークに洗浄液を透過させ、該濾過ケークの空隙に残留する濾液又は濾液に溶解している溶質を除去する置換洗浄濾過法等が挙げられる。濾過工程における操作性、洗浄液使用量の低減等の観点から置換洗浄濾過法が好ましい。洗浄温度は、分離回収と同様の観点から、５〜１５℃が好ましい。濾過圧力は、加圧、減圧あるいは常圧であってもよい。
【００２３】
本発明の製造法によれば、電解質溶液を用いて洗浄を行うため、置換洗浄濾過の速度の低下を抑制することができる。したがって、従来のＮ−アシル酸性アミノ酸化合物の晶析による精製に比べ、不純物を除去する際の洗浄液の量及び洗浄時間を低減させることができるため、生産能力の向上が可能となり、工業的に有利に実施することができる。また、本発明の製造法によれば、簡便な操作により高純度なＮ−アシル酸性アミノ酸化合物を得ることができる。
【００２４】
本発明の製造法により、前記一般式（Ｉ）で表されるＮ−アシル酸性アミノ酸化合物が高純度で製造されうる。本発明の製造法により得られるＮ−アシル酸性アミノ酸化合物は高純度であるため、化粧品、トイレタリー分野で用いられる洗浄剤に好適である。
【００２５】
【実施例】
以下の実施例において、アミノ酸、アクリル酸は以下の条件による液体クロマトグラフィーにより測定した。また、Ｎ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシン、Ｎ−ラウロイルグルタミン酸等のＮ−アシル酸性アミノ酸の量は、下記式（１）：
【００２６】
〔Ｎ−アシル酸性アミノ酸の量（％）〕＝１００−（ＮａＣｌ％）−（乾燥減量％）−（アミノ酸％）−（アクリル酸％）・・（１）
【００２７】
（式中、乾燥減量％は、１０５℃で２時間の乾燥前後の重量変化を示す）
より求めた。なお、本実施例中の「％」は特記しない限り重量％である。
【００２８】
カラム：ＩｎｅｒｔｓｉｌＯＤＳ−３Ｖ（ＧＬＳｃｉｅｎｃｅｓＩｎｃ．製）
溶離液：０．２％リン酸水溶液
流速：０．８ｍＬ／分
検出：ＵＶ（２１０ｎｍ）
乾燥減量：１０５℃、２時間
【００２９】
製造例
グリシン１７５ｇと１５．８％ＮａＯＨ水溶液５９０ｇとをガラス製容器中で混合し、１０℃に冷却した。得られた混合液に撹拌下、温度を１０〜１８℃に保ち、１時間かけて１３６ｇのアクリロニトリルを添加した後、１５〜１８℃で２時間撹拌を行い、反応を完結させた。
【００３０】
得られた反応物に２５６．４ｇの４８％ＮａＯＨ水溶液を添加し、６０℃で４時間反応を行った。その後、１５ｋＰａ、５８〜６２℃の条件で１時間保持し、副生アンモニアを留去した。
【００３１】
ついで、７２３．２ｇのイオン交換水と２７６．４ｇのイソプロパノールとを加え１５℃に冷却した後、３３９．６ｇのラウリン酸クロライドと１２７．７ｇのミリスチン酸クロライドとを含有した溶液を２時間かけて添加した。この間４８％ＮａＯＨ水溶液１３７．９ｇを添加して、系内ｐＨを１０〜１２、温度１５〜２５℃に保った。その後、室温で２時間撹拌を行い反応を完結させた。
【００３２】
得られた反応物に、４８％ＮａＯＨ水溶液７７．９ｇを加え、５０℃に昇温し４時間撹拌を行った後、３５℃まで冷却し３５％塩酸を１５２．４ｇ加え中和し粗反応液を得た。
【００３３】
粗反応液２６２７ｇに水１０００ｇを加え混合した後に１７ｋＰａ、５５〜７０℃の条件で水とともにイソプロパノールを蒸発留去させ、水とイソプロパノールとの混合物を約１０００ｇ留出するまで蒸発操作を行った。ついで、水５００ｇを添加しながら、さらに前記と同様に蒸発操作を行い、総量として約１５００ｇの水とイソプロパノールとの混合物を留出させ、粗Ｎ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシンナトリウム塩水溶液を得た。このとき前記水溶液中のイソプロパノール残存量は、５０ｐｐｍ以下であった。また前記水溶液中における不純物のアミノ酸の残存量は、Ｎ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシンに対して９．６％、アクリル酸は９９０ｐｐｍであった。
【００３４】
実施例１
製造例により得られた粗Ｎ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシンナトリウム塩水溶液３０５．７ｇとイオン交換水２６０．４ｇとをガラス製容器中で混合し、１０℃に冷却した。その後、得られた混合物に、撹拌しながら３５％塩酸を加え該混合物をｐＨ２に調整し、Ｎ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシンの酸型物を析出させ、１時間熟成させた後に４２℃まで昇温し１時間熟成させた。その後、析出物を崩さないようにするため撹拌を弱め１０℃まで冷却を行いスラリーを得た。このスラリー２８４．５ｇを通気度１０００ｍｌ／分／ｃｍ^２の濾布を取り付けた濾過面積４．９ｃｍ^２の濾過器にいれ、圧力０．１ＭＰａ、温度８〜１２℃にて濾過した。得られた濾過産物のケークに、洗浄液として１０℃の１％ＮａＣｌ水溶液（電解質溶液）８４．３ｇを仕込み、同条件で置換洗浄濾過した。
【００３５】
実施例２及び３
洗浄液に表１のＮａＣｌ溶液を用いた他は実施例１と同様に行った。
【００３６】
実施例４
製造例と同様にして得られた粗Ｎ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシンナトリウム塩水溶液１００１ｇとイオン交換水１０００ｇとをガラス製容器中で混合し、１０℃に冷却した。その後、フルゾーン翼〔神鋼パンテック（株）製〕を用い、撹拌しながら３５％塩酸を得られた混合物に加えてｐＨ５に調整したのち１０℃で３０分間熟成させ、さらに３５％塩酸を加えてｐＨ２に調整しＮ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシンの酸型物を析出させて得られたスラリーを実施例１と同様の条件で濾過、洗浄を行った。
【００３７】
実施例５
製造例と同様にして得られた粗Ｎ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシンナトリウム塩水溶液８０８．０ｇとイオン交換水６６７．８ｇとをガラス製容器中で混合し、３６℃まで昇温した。その後、撹拌しながら３５％塩酸を得られた混合物に加えてｐＨ２に調整し、生成した酸型物を３６〜４０℃で１時間熟成させた。その後、撹拌を弱め１４℃まで冷却を行い、Ｎ−アルカノイル−Ｎ−カルボキシエチルグリシンの酸型物スラリーを得、実施例１と同様の条件で濾過、洗浄を行った。
【００３８】
比較例１
実施例１において洗浄液に１０℃のイオン交換水を使用した他は同様に行った。
【００３９】
比較例２
実施例１と同様にして得られた酸型物スラリー２７０．８ｇを濾過し、洗浄は行わなかった。
【００４０】
実施例６
Ｌ−グルタミン酸モノナトリウム塩１６９ｇと水４６０ｇ、４８％ＮａＯＨ水溶液１００ｇとをガラス製容器中で混合した。ついでイソプロパノール１２４ｇを添加し１５℃に冷却した後、ラウリン酸クロライド２０３．５ｇを２時間で添加した。この間４８％ＮａＯＨ水溶液を６２ｇ添加して、ｐＨを１０〜１２、温度１５〜２５℃に保った。その後、室温で２時間撹拌を行い反応を完結させた。以後、製造例と同様に行い、得られた粗Ｎ−ラウロイルグルタミン酸ナトリウム塩水溶液について、実施例１と同様に行った。また前記水溶液中における不純物のアミノ酸の残存量は、Ｎ−ラウロイルグルタミン酸に対して６．３％であった。
【００４１】
試験例
実施例１〜６、比較例１及び２における、洗浄に要した時間（置換洗浄濾過時間）、回収洗浄液量、不純物の残存量及び除去率をそれぞれ表１に示す。表中、回収洗浄液量は、１００％に近い値であるほど、洗浄液が有効に使用されることを示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１の結果より、洗浄液として、電解質溶液を用いた実施例１〜６においては、洗浄液として、イオン交換水を用いた比較例１に比べ、格段に置換洗浄濾過時間を低減されることが示された。また、比較例１においては、置換洗浄濾過は２時間１４分後から濾液が得られなくなり、操作継続できなかった。
【００４４】
さらに、表１の結果より、実施例１〜６においては、比較例２に比べ、不純物の残存量を低減させることができた。
【００４５】
以上の結果より、洗浄液として、電解質溶液を用いることにより、洗浄時間を低減させることができ、かつ高純度のＮ−アシル酸性アミノ酸を得ることができることが示された。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の製造法によれば、従来のＮ−アシル酸性アミノ酸化合物の晶析による精製に比べ、不純物を除去する際の洗浄液の量及び洗浄時間を低減させることができるため、生産能力の向上が可能となり、工業的に有利に実施することができるという優れた効果を奏する。また、本発明の製造法によれば、簡便な操作により高純度なＮ−アシル酸性アミノ酸化合物を得ることができるという優れた効果を奏する。本発明の製造法により得られたＮ−アシル酸性アミノ酸化合物は、高純度であるため、化粧品、トイレタリー分野で用いられる洗浄剤に好適である。

Claims

酸性アミノ酸と酸ハライドとを反応させ、得られた反応溶液と酸とを混合し、ついで生成した析出物を電解質溶液で洗浄することを特徴とする、Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物の製造法。
電解質溶液が、０．１〜１０重量％の電解質濃度を有する溶液である、請求項１記載の製造法。
電解質が、アルカリ金属塩化物、アルカリ金属硫酸化物、アルカリ土類金属塩化物及びアルカリ土類金属硫酸化物からなる群より選ばれた少なくとも１種である、請求項１又は２記載の製造法。
Ｎ−アシル酸性アミノ酸化合物が一般式（Ｉ）：

（式中、Ｒは炭素数５〜２１のアルキル基、アルケニル基又はヒドロキシアルキル基を示し、Ｍ^１及びＭ^２は同一でも異なってもよく水素原子又は陽イオン基を示し、ｍ及びｎは同一でも異なってもよく１〜３の整数を示す）
で表される請求項１〜３いずれか記載の製造法。