JP4117744B2 - Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水と親水性有機溶媒の混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含まれている混合液中から親水性有機溶媒を除去するＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法に関するものである。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸は界面活性剤、抗菌剤等の原料として使用されており、特に洗剤、シャンプー、化粧品など香粧品分野でよく利用されている。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸のアミン塩またはアルカリ金属塩は、その界面活性作用から界面活性剤や抗菌剤として広く利用されている。特に洗剤やシャンプー、化粧品など香粧品分野での利用が多く、直接人体に接触するケースも多い。そのため臭気や外観等で使用者に不快感をもたらすようなものであってはならない。
【０００３】
Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸を製造する方法として、特公昭４６−８６８５では反応溶媒として親水性有機溶媒と水の混合溶媒を使用し、アルカリの存在下酸性アミノ酸と脂肪酸ハライドを縮合反応させ、反応終了後反応液を鉱酸でｐＨ１に調整してＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の粗結晶を析出させ、ろ過、洗浄してＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸を得る方法が開示されている。しかしこの方法で得られたＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸は無機塩の除去性が不十分であるとともに、上記のようなＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の分離法は設備、操作ともに工業的ではない。
【０００４】
特公昭５７−４７９０２では、アルカリの存在下に酸性アミノ酸と脂肪酸ハライドを反応させて得られる合成反応液を、４０℃から該親水性有機溶媒の沸点温度においてｐＨ１〜６に調整することにより水層と有機層に分層し、次いで有機層より生成物を分離取得する方法が開示されている。そしてＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸を含む有機層からＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸を単離するのに特に困難はないと述べており、実施例では有機層を真空加熱で大部分のアセトンを除去した後、残渣に水を加え６５℃で撹拌しながら空気を液面に吹きつけることにより残余のアセトンを除去するとの記載がある。しかし、この方法では無機塩含有量は１〜２％になっているにすぎず、また溶媒に由来する臭気物質の除去に関しての記載はない。
【０００５】
さらに特公昭４６−８６８５および特公昭５７−４７９０２と同一の出願人による特開平３−２８４６８５では、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸中に残存し製品の臭いの原因となる物質としてアセトンやアセトンのアルドール縮合物であるジアセトンアルコールやメシチルオキシドを挙げ、特公昭５７−４７９０２の方法ですらこれらの臭気物質を完全に除くことができず、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸中に残存し、製品の臭いの原因となると述べている。その上でこれらの臭気物質および塩類をルーズな逆浸透膜によりＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸塩水溶液から除去する方法を開示している。しかし高価な膜分離装置を使用する点で不利であること、濃度管理、膜管理等運転管理に煩雑さが伴うことから簡易な方法であるとは言えない。
【０００６】
特開平７−２７４７では、特公昭５７−４７９０２の方法により得られる有機層から有機溶媒を完全に除去するには、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸を中和して得られたＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸塩の水溶液を加熱し、水と有機溶媒を共沸除去する工程を何度も行うか、その水溶液を加熱乾燥させ完全に揮発成分を除去するかして溶媒を除去しなければならず、多量の熱量を消費すると述べ、またこのような溶媒除去工程を経ても臭気の強い有機溶媒を用いたときには残存量が微量でも最終製品の香りに影響するため脱臭管理が困難と述べている。その上で膜分離プロセスを提案しているが、これも特開平３−２８４６８５の場合に述べたのと同様に不利な点を有している。さらにこの方法では製造しうるＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の塩が非常に限定されている点でいっそう不利である。酸性アミノ酸と脂肪酸ハライドをアルカリの存在下縮合させて得られるＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸塩の反応液を強酸性側にすることなく膜分離プロセスにかけるため、得られるＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の塩は反応に使用したアルカリの塩しか得られない。明細書中アルカリとしてアルカリ金属またはアルカリ金属の水酸化物もしくは炭酸ナトリウムが示されている。従ってＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩しか製造することができない。また実施例で得られているＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の塩は全てジアルカリ塩でありモノ塩の製造が可能かどうかも不明である。
【０００７】
また特開平３−２７９３５４ではアセトンとイソプロパノールからなる親水性有機溶媒と水との混合溶媒を用いることにより、アセトン単独では多量に副生するジアセトンアルコールやメシチルオキサイドのような臭気成分の生成を抑制する反応方法、また反応液を酸性化後晶析分離し得られた結晶を親水性有機溶媒に溶解し硫酸ナトリウム水溶液を添加した後、有機層と水層に分層する方法を開示している。しかし親水性有機溶媒としてアセトンとイソプロパノールの混合溶媒を用いたとしても、除去が不要な程度にジアセトンアルコールやメシチルオキサイドが生成しないわけではなく、これら臭気成分の除去は必須である。また有機層から有機溶媒を除去する方法については実施例中にも真空加熱により除去するとの記載以外に何ら具体的な方法の記載がなく、得られたＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸中のアセトン縮合物はｔｒａｃｅと記述されているだけで、最終製品の香りに影響を及ぼさない程度に除去されているか不明である。
【０００８】
本発明者らの検討結果ではジアセトンアルコールやメシチルオキサイドのようなアセトン縮合物の含有量はＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸中に総含有量として５０ｐｐｍ以下にしなければならないことが分かっているが、特公昭５７−４７９０２、特開平３−２７９３５４の方法でこの含有量が達成されているかどうか不明である。
【０００９】
以上述べてきたように、水と親水性有機溶媒の混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含まれる混合液から親水性有機溶媒を最終製品の香りに影響を及ぼさない程度まで除去する簡便なＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法は今までになかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水と親水性有機溶媒の混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含まれる混合液から親水性有機溶媒を最終製品の香りに影響を及ぼさない程度まで除去する簡便なＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法は、水とターシャリーブタノールの混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含有されている混合液からターシャリーブタノールを蒸留除去するに際し、ターシャリーブタノールが溶液中５ｗｔ％以下の組成においてＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の比を重量比で３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ溶液温度を７５℃〜１００℃の範囲に維持しながらターシャリーブタノールを蒸留除去することを特徴とするものである。
【００１２】
通常、有機溶媒の含まれている溶液から有機溶媒を蒸留除去する際、熱供給の点から減圧下で実施するのが一般的である。しかしながら水と親水性有機溶媒の混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含まれる溶液から親水性有機溶媒を蒸留除去するにあたって、減圧下で実施すると以下のような状況が観察された。
【００１３】
特公昭５７−４７９０２の実施例のように、アセトンと水にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の一つであるＮ−ココイル−ＤＬ−グルタミン酸を溶解した溶液を減圧下撹拌槽にてアセトンの蒸留除去を試みたところ、蒸留が進行しアセトンがある組成以下になると溶液は透明な状態から半透明状態になり粘度が若干上昇した。さらに蒸留を続けると大きく液の粘度が上昇し、ほとんど流動性のないペースト状となってしまった。この状態からのアセトンの蒸留除去は効率が極めて悪く、臭気物質であるアセトン、およびジアセトンアルコールやメシチルオキサイドのようなアセトンの縮合物はほとんど除去されないことが判った。
【００１４】
最終製品の形態等にもよるが、最終製品の香りに影響を及ぼさないためには、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸中のアセトン縮合物の総含有量は５０ｐｐｍ以下にしなければならないが、この方法ではこの含有量まで低減することが非常に困難である。ちなみに最終液温度は特公昭５７−４７９０２の実施例では６５℃と記載されているが、本発明者等の検討時の液温度は最高で７０℃であった。
【００１５】
他の親水性有機溶媒、例えばターシャリーブタノールでも同様の状況が観察された。ターシャリーブタノールの場合、アセトンのようなアルドール縮合物やその他の変成物を伴わないために、臭気物質としてはターシャリーブタノール自身のみを考慮すればよい。ターシャリーブタノール自身の臭気閾値は、アセトンの縮合物であるジアセトンアルコールやメシチルオキサイドに比べはるかに高く、最終製品の形態等にもよるが、最終製品の香りに影響を及ぼさないためには、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸中のターシャリーブタノール含有量は０．１％以下で良い。従って蒸留除去の負荷はアセトンに比べターシャリーブタノールの場合はるかに小さいと言える。
【００１６】
ターシャリーブタノール、水およびＮ−ココイル−ＤＬ−グルタミン酸の混合液から減圧下ターシャリーブタノールを蒸留除去していくと、ある時点で一旦液は透明な均一溶液状態となるが、さらに蒸留を続けるとアセトンのときと同じく半透明状態を経てペースト状に至る。しかしそれでもなお、このペースト状となった液からターシャリーブタノールを蒸留除去して上記含有量を達成するのは困難であった。
【００１７】
上記のような状況に対し以下のような推察を行った。
【００１８】
１）Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸はＮ−アシル基とカルボキシル基を持っているため水素結合による架橋をつくりやすく、ペースト状とは、水分子と少量の親水性有機溶媒の分子がこの架橋構造の中に入り込んでいる状態であり、故に液の流動性が制限された状態である。
【００１９】
２）液が流動性のないペースト状では溶液の撹拌が効果的に行えないため、液の均一性が失われ、例えば局部的な加熱および攪拌状態になり、溶媒の蒸留除去が効果的に実施されない。
【００２０】
３）ペースト状を回避し、その結果液に流動性をもたらすことで溶媒の蒸留除去を効果的に実施することができる。
【００２１】
本発明者らは、前記課題に対し鋭意検討した結果、前記のようにＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と有機溶媒と水からなる混合物から有機溶媒を蒸留除去していくとき、混合物の流動性の低下現象が生起する親水性有機溶媒が溶液中５〜０．００１ｗｔ％の組成においてＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の組成比を重量比で３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ溶液温度を７５℃〜１００℃の範囲に維持することで溶液の流動性を飛躍的に改善し、溶媒の蒸留除去を効果的に実施することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２２】
即ち、本発明のＮ−アシル長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法は、水とターシャリーブタノールの混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含有されている混合液からターシャリーブタノールを蒸留除去するに際し、ターシャリーブタノールが溶液中５ｗｔ％以下の組成においてＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の比を重量比で３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ溶液温度を７５℃〜１００℃の範囲に維持しながらターシャリーブタノールを蒸留除去することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明のＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸とは酸性アミノ酸のアミノ基に、炭素数８〜２０の飽和または不飽和の脂肪酸から誘導されるアシル基を導入したものである。ここでいう酸性アミノ酸とは、分子中に存在するカルボキシル基とアミノ基の数がそれぞれ２個と１個のモノアミノジカルボン酸のことであり、アミノ基はＮ−メチル基またはＮ−エチル基でもかまわない。また光学異性体例えばＤ−体、Ｌ−体、ラセミ体であるかは問わない。例えばグルタミン酸、アスパラギン酸、ランチオニン、β−メチルランチオニン、シスタチオニン、ジエンコール酸、フェリニン、アミノマロン酸、β−オキシアスパラギン酸、α−アミノ−α−メチルコハク酸、β−オキシグルタミン酸、γ−オキシグルタミン酸、γ−メチルグルタミン酸、γ−メチレングルタミン酸、γ−メチル−γ−オキシグルタミン酸、α−アミノアジピン酸、α，α’−ジアミノアジピン酸、β，β’−ジアミノアジピン酸、α−アミノ−γ−オキシアジピン酸、α−アミノピメリン酸、α−アミノ−γ−オキシピメリン酸、β−アミノピメリン酸、α−アミノスベリン酸、α−アミノセバシン酸、パントテン酸である。
【００２４】
また炭素原子数８〜２０の飽和または不飽和脂肪酸とは下記のようなものであり、直鎖、分岐、環状を問わない。例えばカプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸のような直鎖脂肪酸、２−ブチル−５−メチルペンタン酸、２−イソブチル−５−メチルペンタン酸、ジメチルオクタン酸、ジメチルノナン酸、２−ブチル−５−メチルヘキサン酸、メチルウンデカン酸、ジメチルデカン酸、２−エチル−３−メチルノナン酸、２，２−ジメチル−４−エチルオクタン酸、メチルドコサン酸、２−プロピル−３−メチルノナン酸、メチルトリデカン酸、ジメチルドデカン酸、２−ブチル−３−メチルノナン酸、メチルテトラデカン酸、エチルトリデカン酸、プロピルドデカン酸、ブチルウンデカン酸、ペンチルデカン酸、ヘキシルノナン酸、２−（３−メチルブチル）−３−メチルノナン酸、２−（２−メチルブチル）−３−メチルノナン酸、ブチルエチルノナン酸、メチルペンタデカン酸、エチルテトラデカン酸、プロピルトリデカン酸、ブチルドデカン酸、ペンチルウンデカン酸、ヘキシルデカン酸、ヘプチルノナン酸、ジメチルテトラデカン酸、ブチルペンチルヘプタン酸、トリメチルトリデカン酸、メチルヘキサデカン酸、エチルペンタデカン酸、プロピルテトラデカン酸、ブチルトリデカン酸、ペンチルドデカン酸、ヘキシルウンデカン酸、ヘプチルデカン酸、メチルヘプチルノナン酸、ジペンチルヘプタン酸、メチルヘプタデカン酸、エチルヘキサデカン酸、エチルヘキサデカン酸、プロピルペンタデカン酸、ブチルテトラデカン酸、ペンチルトリデカン酸、ヘキシルドデカン酸、ヘプチルウンデカン酸、オクチルデカン酸、ジメチルヘキサデカン酸、メチルオクチルノナン酸、メチルオクタデカン酸、エチルヘプタデカン酸、ジメチルヘプタデカン酸、メチルオクチルデカン酸、メチルノナデカン酸、メチルノナデカン酸、ジメチルオクタデカン酸、ブチルヘプチルノナン酸のような分岐脂肪酸、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、カプロレイン酸、ウンデシレン酸、リンデル酸、トウハク酸、ラウロレイン酸、トリデセン酸、ツズ酸、ミリストレイン酸、ペンタデセン酸、ヘキセデセン酸、パルミトレイン酸、ヘプタデセン酸、オクタデセン酸、オレイン酸、ノナデセン酸、ゴンドイン酸のような直鎖モノエン酸、メチルヘプテン酸、メチルノネン酸、メチルウンデセン酸、ジメチルデセン酸、メチルドデセン酸、メチルトリデセン酸、ジメチルドデセン酸、ジメチルトリデセン酸、メチルオクタデセン酸、ジメチルヘプタデセン酸、エチルオクタデセン酸のような分岐モノエン酸、リノール酸、リノエライジン酸、エレオステアリン酸、リノレン酸、リノレンエライジン酸、プソイドエレオステアリン酸、パリナリン酸、アラキドン酸のようなジまたはトリエン酸、オクチン酸、ノニン酸、デシン酸、ウンデシン酸、ドデシン酸、トリデシン酸、テトラデシン酸、ペンタデシン酸、ヘプタデシン酸、オクタデシン酸、ノナデシン酸、ジメチルオクタデシン酸のようなアセチレン酸、メチレンオクタデセン酸、メチレンオクタデカン酸、アレプロール酸、アレプレスチン酸、アレプリル酸、アレプリン酸、ヒドノカルプン酸、ショールムーグリン酸、ゴルリン酸、α−シクロペンチル酸、α−シクロヘキシル酸、α−シクロペンチルエチル酸のような環状酸があげられる。また天然油脂由来の脂肪酸でも良く、上記の炭素原子数８〜２０の飽和または不飽和脂肪酸を８０％以上含む混合脂肪酸であれば良い。例えば、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、オリブ油脂肪酸、ツバキ油脂肪酸等である。
【００２５】
本発明においては、ターシャリーブタノールが溶液中５ｗｔ％以下の組成において、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比を３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ溶液温度を７５〜１００℃に維持することが重要である。溶液温度が７５℃未満であると、溶液はＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸濃度が希薄な領域を除いて流動性をもたない。溶液温度が１００℃を越える場合には、加圧にするなどの特別な装置が必要となる。
【００２６】
溶液温度が７５〜１００℃の範囲において、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比が６５／３５より水が少なくなると溶液はペースト状になりやすく、一方、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比が３５／６５より水が多くなると寒天状になりやすく、どちらの場合も液流動性に欠けることになる。理由は定かでないが、混合脂肪酸から導入されたアシル基、すなわちアシル基の炭素数に分布をもつＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸ではこの傾向が強い。
【００２７】
本発明において、蒸留除去の間に親水性有機溶媒とともに水も失われるので場合によってはＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比３５／６５〜６５／３５の範囲をこの組成範囲を保つ手段が必要になる。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比を本発明の範囲に保つ手段は、例えば水または温水を間欠的もしくは連続的に溶液に補充してもいいし、水蒸気を吹き込んでも良い。
【００２８】
撹拌槽で本発明の方法を実施する場合、この水蒸気を吹き込む手段は潜熱を利用するので熱供給という点から効果的である。本発明の方法の溶液温度および溶液の組成範囲であれば液流動性は確保されてはいるが溶液粘度は高く、外部ジャケットの付いた撹拌槽で実施する場合、総括伝熱係数が小さくなりジャケット加熱だけでは熱供給が充分でなくなる。伝熱面積を大きく取るために蛇管コイルのような内部熱交換器や外部熱交換器も考えられるが、これらと水蒸気吹き込みによる加熱を組み合わせると効果的である。
【００２９】
本発明においては、圧力は常圧または減圧で実施するのが好ましい。ただし親水性溶媒を混合液から蒸留除去している間、圧力を一定に保つことが好ましい。特に、圧力を下げる操作をした場合、混合液中に分散している気泡が瞬時に成長し突沸を起こしやすい。通常の低粘性溶液の蒸留操作においては圧力を下げた場合、一瞬発泡するがすぐにおさまりさほどの注意は必要ないが、本混合液の場合液粘性が高いため気泡の安定性が高く突沸を起こしやすい。そのため蒸留操作中は可能な限り圧力を一定に保たなければならない。また、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸／親水性有機溶媒／水の系において、圧力−沸点曲線は親水性有機溶媒／水の系の圧力−沸点曲線に一致する。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸は圧力−沸点曲線に全く関与しないので、混合液温度を決めると親水性有機溶媒／水系の圧力−沸点曲線から操作圧力を決めることができる。
【００３０】
本発明において使用する装置は、撹拌機の付いた撹拌槽でも良いし、内部循環型の装置、または外部循環型の装置でもかまわない。マクロな均一性を溶液に付与するために撹拌作用は強い方が良い。例えば撹拌槽の場合、撹拌翼としてアンカー翼、傾斜多段翼、ヘリカルリボン翼、ドラフトチューブ付きスクリュー翼を採用しても良い。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に従って本発明の方法を詳細に説明する。
【００３２】
（実施例１）
Ｌ−グルタミン酸ナトリウム２２０．２８ｇ（１．１８ｍｏｌ）、純水３１７．６０ｇ、２５％水酸化ナトリウム水溶液１８８．４８ｇ（水酸化ナトリウム１．１８ｍｏｌ）の溶液に、ターシャリーブタノール／水混合溶媒（ターシャリーブタノール８８容量％）４００．９６ｍｌを加え、この溶液を氷冷しながら２５％水酸化ナトリウムでｐＨを１１．５に調整しながら塩化ココイル２６１．０５ｇ（１．１５ｍｏｌ）を攪拌下、２時間を要して滴下した。さらに３０分攪拌を続けた後、７５％硫酸を滴下して液のｐＨ値を２に、また液の温度を５０℃に調整した。滴下終了後、攪拌を停止し、１５分間５０℃で静置すると有機層と水層とに分層し、これから有機層を分離した。分離した有機層より圧力５２５Ｔｏｒｒの減圧下においてスチームを１５０ｇ／Ｈｒで吹き込みながら減圧蒸留を行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は６５／３５、液中のターシャリーブタノール濃度は４．２ｗｔ％、この時の液温度は８３℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は６２／３８、液中のターシャリーブタノール濃度は０．００９ｗｔ％、この時の液温度は９０℃となり蒸留を終了した。この間の液の流動性は良好であった。
【００３３】
（実施例２）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整してから蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５５／４５、液中のターシャリーブタノール濃度は２．６ｗｔ％、この時の液温度は８４℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５０／５０、液中のターシャリーブタノール濃度は０．０１５ｗｔ％、この時の液温度は９０℃となり蒸留を終了した。
【００３４】
（実施例３）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝３０／４５／２５（重量比）に調整してから蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４０／６０、液中のターシャリーブタノール濃度は２．０ｗｔ％、この時の液温度は８４℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は３６／６４、液中のターシャリーブタノール濃度は０．０１４ｗｔ％、この時の液温度は９０℃となり蒸留を終了した。
【００３５】
（実施例４）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整し、蒸留時の圧力を３５５Ｔｏｒｒとした以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４８／５２、液中のターシャリーブタノール濃度は２．５ｗｔ％、この時の液温度は７５℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４６／５４、液中のターシャリーブタノール濃度は０．０１ｗｔ％、この時の液温度は８０℃となり蒸留を終了した。
【００３６】
（実施例５）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整し、蒸留時の圧力を常圧（７６０Ｔｏｒｒ）とした以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５４／４６、液中のターシャリーブタノール濃度は２．０ｗｔ％、この時の液温度は９８℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４９／５１、液中のターシャリーブタノール濃度は０．００５ｗｔ％、この時の液温度は１００℃となり蒸留を終了した。
【００３８】
蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４８／５２、液中のアセトン濃度は１．８ｗｔ％、この時の液温度は８０℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４５／５５、液中のアセトン濃度は０．０００１ｗｔ％以下、ジアセトンアルコール、メシチルオキサイドはそれぞれ０．０００５ｗｔ％、０．００１ｗｔ％この時の液温度は９０℃となり蒸留を終了した。
【００３９】
（比較例１）
実施例１においてスチームの吹き込みを行わずに蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は９１／９、液中のターシャリーブタノール濃度は２．１ｗｔ％、この時の液温度は８３℃であった。さらに蒸留を継続しようとしたが液の増粘により流動性が低下し、全体が均一に攪拌される状態ではなくなったため蒸留を停止した。この時点での液中のターシャリーブタノール濃度は０．７ｗｔ％であった。
【００４０】
（比較例２）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝２０／６０／２０（重量比）に調整してから蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は２５／７５、液中のターシャリーブタノール濃度は２．６ｗｔ％、この時の液温度は８４℃であった。さらに蒸留を継続しようとしたが液が寒天状になり、全体が均一に攪拌される状態ではなくなったため蒸留を停止した。この時点での液中のターシャリーブタノール濃度は０．５ｗｔ％であった。
【００４１】
（比較例３）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整し、圧力を１８８Ｔｏｒｒとした以外は実施例１と同じ条件で行った。
【００４２】
蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５２／４８、液中のターシャリーブタノール濃度は２．５ｗｔ％、この時の液温度は６１℃であった。さらに蒸留を継続しようとしたが液の粘度が高く、全体が均一に攪拌される状態ではなくなったため蒸留を停止した。この時点での液中のターシャリーブタノール濃度は０．５ｗｔ％であった。
【００４３】
（比較例４）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５２／４８、液中のターシャリーブタノール濃度は２．６ｗｔ％、この時の液温度は８４℃であった。この後、圧力を５２５Ｔｏｒｒから３２５Ｔｏｒｒに変化させたところ液が突沸したため蒸留を停止した。この時点での液中のターシャリーブタノール濃度は１．２ｗｔ％であった。
【００４４】
（比較例５）
実施例１において反応に用いた有機溶媒をアセトンとし、スチームの吹き込みを行わずに蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は９０／１０、液中のアセトン濃度は１．８ｗｔ％、この時の液温度は８３℃であった。さらに蒸留を継続しようとしたが液の増粘により流動性が低下し、全体が均一に攪拌される状態ではなくなったため蒸留を停止した。この時点での液中のアセトン濃度は０．７ｗｔ％、ジアセトンアルコール、メシチルオキサイドの濃度はそれぞれ０．０４ｗｔ％、０．０５ｗｔ％であった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、従来法に比べ次の利点がある。
【００４６】
本発明の方法は簡便であるだけでなく、溶剤およびそれに由来する臭気物質を影響のないレベルまで低減除去したＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が製造できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、水と親水性有機溶媒の混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含まれている混合液中から親水性有機溶媒を除去するＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法に関するものである。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸は界面活性剤、抗菌剤等の原料として使用されており、特に洗剤、シャンプー、化粧品など香粧品分野でよく利用されている。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸のアミン塩またはアルカリ金属塩は、その界面活性作用から界面活性剤や抗菌剤として広く利用されている。特に洗剤やシャンプー、化粧品など香粧品分野での利用が多く、直接人体に接触するケースも多い。そのため臭気や外観等で使用者に不快感をもたらすようなものであってはならない。
【０００３】
Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸を製造する方法として、特公昭４６−８６８５では反応溶媒として親水性有機溶媒と水の混合溶媒を使用し、アルカリの存在下酸性アミノ酸と脂肪酸ハライドを縮合反応させ、反応終了後反応液を鉱酸でｐＨ１に調整してＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の粗結晶を析出させ、ろ過、洗浄してＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸を得る方法が開示されている。しかしこの方法で得られたＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸は無機塩の除去性が不十分であるとともに、上記のようなＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の分離法は設備、操作ともに工業的ではない。
【０００４】
特公昭５７−４７９０２では、アルカリの存在下に酸性アミノ酸と脂肪酸ハライドを反応させて得られる合成反応液を、４０℃から該親水性有機溶媒の沸点温度においてｐＨ１〜６に調整することにより水層と有機層に分層し、次いで有機層より生成物を分離取得する方法が開示されている。そしてＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸を含む有機層からＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸を単離するのに特に困難はないと述べており、実施例では有機層を真空加熱で大部分のアセトンを除去した後、残渣に水を加え６５℃で撹拌しながら空気を液面に吹きつけることにより残余のアセトンを除去するとの記載がある。しかし、この方法では無機塩含有量は１〜２％になっているにすぎず、また溶媒に由来する臭気物質の除去に関しての記載はない。
【０００５】
さらに特公昭４６−８６８５および特公昭５７−４７９０２と同一の出願人による特開平３−２８４６８５では、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸中に残存し製品の臭いの原因となる物質としてアセトンやアセトンのアルドール縮合物であるジアセトンアルコールやメシチルオキシドを挙げ、特公昭５７−４７９０２の方法ですらこれらの臭気物質を完全に除くことができず、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸中に残存し、製品の臭いの原因となると述べている。その上でこれらの臭気物質および塩類をルーズな逆浸透膜によりＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸塩水溶液から除去する方法を開示している。しかし高価な膜分離装置を使用する点で不利であること、濃度管理、膜管理等運転管理に煩雑さが伴うことから簡易な方法であるとは言えない。
【０００６】
特開平７−２７４７では、特公昭５７−４７９０２の方法により得られる有機層から有機溶媒を完全に除去するには、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸を中和して得られたＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸塩の水溶液を加熱し、水と有機溶媒を共沸除去する工程を何度も行うか、その水溶液を加熱乾燥させ完全に揮発成分を除去するかして溶媒を除去しなければならず、多量の熱量を消費すると述べ、またこのような溶媒除去工程を経ても臭気の強い有機溶媒を用いたときには残存量が微量でも最終製品の香りに影響するため脱臭管理が困難と述べている。その上で膜分離プロセスを提案しているが、これも特開平３−２８４６８５の場合に述べたのと同様に不利な点を有している。さらにこの方法では製造しうるＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の塩が非常に限定されている点でいっそう不利である。酸性アミノ酸と脂肪酸ハライドをアルカリの存在下縮合させて得られるＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸塩の反応液を強酸性側にすることなく膜分離プロセスにかけるため、得られるＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の塩は反応に使用したアルカリの塩しか得られない。明細書中アルカリとしてアルカリ金属またはアルカリ金属の水酸化物もしくは炭酸ナトリウムが示されている。従ってＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩しか製造することができない。また実施例で得られているＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の塩は全てジアルカリ塩でありモノ塩の製造が可能かどうかも不明である。
【０００７】
また特開平３−２７９３５４ではアセトンとイソプロパノールからなる親水性有機溶媒と水との混合溶媒を用いることにより、アセトン単独では多量に副生するジアセトンアルコールやメシチルオキサイドのような臭気成分の生成を抑制する反応方法、また反応液を酸性化後晶析分離し得られた結晶を親水性有機溶媒に溶解し硫酸ナトリウム水溶液を添加した後、有機層と水層に分層する方法を開示している。しかし親水性有機溶媒としてアセトンとイソプロパノールの混合溶媒を用いたとしても、除去が不要な程度にジアセトンアルコールやメシチルオキサイドが生成しないわけではなく、これら臭気成分の除去は必須である。また有機層から有機溶媒を除去する方法については実施例中にも真空加熱により除去するとの記載以外に何ら具体的な方法の記載がなく、得られたＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸中のアセトン縮合物はｔｒａｃｅと記述されているだけで、最終製品の香りに影響を及ぼさない程度に除去されているか不明である。
【０００８】
本発明者らの検討結果ではジアセトンアルコールやメシチルオキサイドのようなアセトン縮合物の含有量はＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸中に総含有量として５０ｐｐｍ以下にしなければならないことが分かっているが、特公昭５７−４７９０２、特開平３−２７９３５４の方法でこの含有量が達成されているかどうか不明である。
【０００９】
以上述べてきたように、水と親水性有機溶媒の混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含まれる混合液から親水性有機溶媒を最終製品の香りに影響を及ぼさない程度まで除去する簡便なＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法は今までになかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水と親水性有機溶媒の混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含まれる混合液から親水性有機溶媒を最終製品の香りに影響を及ぼさない程度まで除去する簡便なＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法は、水とターシャリーブタノールの混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含有されている混合液からターシャリーブタノールを蒸留除去するに際し、ターシャリーブタノールが溶液中５ｗｔ％以下の組成においてＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の比を重量比で３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ溶液温度を７５℃〜１００℃の範囲に維持しながらターシャリーブタノールを蒸留除去することを特徴とするものである。
【００１２】
通常、有機溶媒の含まれている溶液から有機溶媒を蒸留除去する際、熱供給の点から減圧下で実施するのが一般的である。しかしながら水と親水性有機溶媒の混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含まれる溶液から親水性有機溶媒を蒸留除去するにあたって、減圧下で実施すると以下のような状況が観察された。
【００１３】
特公昭５７−４７９０２の実施例のように、アセトンと水にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の一つであるＮ−ココイル−ＤＬ−グルタミン酸を溶解した溶液を減圧下撹拌槽にてアセトンの蒸留除去を試みたところ、蒸留が進行しアセトンがある組成以下になると溶液は透明な状態から半透明状態になり粘度が若干上昇した。さらに蒸留を続けると大きく液の粘度が上昇し、ほとんど流動性のないペースト状となってしまった。この状態からのアセトンの蒸留除去は効率が極めて悪く、臭気物質であるアセトン、およびジアセトンアルコールやメシチルオキサイドのようなアセトンの縮合物はほとんど除去されないことが判った。
【００１４】
最終製品の形態等にもよるが、最終製品の香りに影響を及ぼさないためには、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸中のアセトン縮合物の総含有量は５０ｐｐｍ以下にしなければならないが、この方法ではこの含有量まで低減することが非常に困難である。ちなみに最終液温度は特公昭５７−４７９０２の実施例では６５℃と記載されているが、本発明者等の検討時の液温度は最高で７０℃であった。
【００１５】
他の親水性有機溶媒、例えばターシャリーブタノールでも同様の状況が観察された。ターシャリーブタノールの場合、アセトンのようなアルドール縮合物やその他の変成物を伴わないために、臭気物質としてはターシャリーブタノール自身のみを考慮すればよい。ターシャリーブタノール自身の臭気閾値は、アセトンの縮合物であるジアセトンアルコールやメシチルオキサイドに比べはるかに高く、最終製品の形態等にもよるが、最終製品の香りに影響を及ぼさないためには、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸中のターシャリーブタノール含有量は０．１％以下で良い。従って蒸留除去の負荷はアセトンに比べターシャリーブタノールの場合はるかに小さいと言える。
【００１６】
ターシャリーブタノール、水およびＮ−ココイル−ＤＬ−グルタミン酸の混合液から減圧下ターシャリーブタノールを蒸留除去していくと、ある時点で一旦液は透明な均一溶液状態となるが、さらに蒸留を続けるとアセトンのときと同じく半透明状態を経てペースト状に至る。しかしそれでもなお、このペースト状となった液からターシャリーブタノールを蒸留除去して上記含有量を達成するのは困難であった。
【００１７】
上記のような状況に対し以下のような推察を行った。
【００１８】
１）Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸はＮ−アシル基とカルボキシル基を持っているため水素結合による架橋をつくりやすく、ペースト状とは、水分子と少量の親水性有機溶媒の分子がこの架橋構造の中に入り込んでいる状態であり、故に液の流動性が制限された状態である。
【００１９】
２）液が流動性のないペースト状では溶液の撹拌が効果的に行えないため、液の均一性が失われ、例えば局部的な加熱および攪拌状態になり、溶媒の蒸留除去が効果的に実施されない。
【００２０】
３）ペースト状を回避し、その結果液に流動性をもたらすことで溶媒の蒸留除去を効果的に実施することができる。
【００２１】
本発明者らは、前記課題に対し鋭意検討した結果、前記のようにＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と有機溶媒と水からなる混合物から有機溶媒を蒸留除去していくとき、混合物の流動性の低下現象が生起する親水性有機溶媒が溶液中５〜０．００１ｗｔ％の組成においてＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の組成比を重量比で３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ溶液温度を７５℃〜１００℃の範囲に維持することで溶液の流動性を飛躍的に改善し、溶媒の蒸留除去を効果的に実施することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２２】
即ち、本発明のＮ−アシル長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法は、水とターシャリーブタノールの混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含有されている混合液からターシャリーブタノールを蒸留除去するに際し、ターシャリーブタノールが溶液中５ｗｔ％以下の組成においてＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の比を重量比で３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ溶液温度を７５℃〜１００℃の範囲に維持しながらターシャリーブタノールを蒸留除去することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明のＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸とは酸性アミノ酸のアミノ基に、炭素数８〜２０の飽和または不飽和の脂肪酸から誘導されるアシル基を導入したものである。ここでいう酸性アミノ酸とは、分子中に存在するカルボキシル基とアミノ基の数がそれぞれ２個と１個のモノアミノジカルボン酸のことであり、アミノ基はＮ−メチル基またはＮ−エチル基でもかまわない。また光学異性体例えばＤ−体、Ｌ−体、ラセミ体であるかは問わない。例えばグルタミン酸、アスパラギン酸、ランチオニン、β−メチルランチオニン、シスタチオニン、ジエンコール酸、フェリニン、アミノマロン酸、β−オキシアスパラギン酸、α−アミノ−α−メチルコハク酸、β−オキシグルタミン酸、γ−オキシグルタミン酸、γ−メチルグルタミン酸、γ−メチレングルタミン酸、γ−メチル−γ−オキシグルタミン酸、α−アミノアジピン酸、α，α’−ジアミノアジピン酸、β，β’−ジアミノアジピン酸、α−アミノ−γ−オキシアジピン酸、α−アミノピメリン酸、α−アミノ−γ−オキシピメリン酸、β−アミノピメリン酸、α−アミノスベリン酸、α−アミノセバシン酸、パントテン酸である。
【００２４】
また炭素原子数８〜２０の飽和または不飽和脂肪酸とは下記のようなものであり、直鎖、分岐、環状を問わない。例えばカプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸のような直鎖脂肪酸、２−ブチル−５−メチルペンタン酸、２−イソブチル−５−メチルペンタン酸、ジメチルオクタン酸、ジメチルノナン酸、２−ブチル−５−メチルヘキサン酸、メチルウンデカン酸、ジメチルデカン酸、２−エチル−３−メチルノナン酸、２，２−ジメチル−４−エチルオクタン酸、メチルドコサン酸、２−プロピル−３−メチルノナン酸、メチルトリデカン酸、ジメチルドデカン酸、２−ブチル−３−メチルノナン酸、メチルテトラデカン酸、エチルトリデカン酸、プロピルドデカン酸、ブチルウンデカン酸、ペンチルデカン酸、ヘキシルノナン酸、２−（３−メチルブチル）−３−メチルノナン酸、２−（２−メチルブチル）−３−メチルノナン酸、ブチルエチルノナン酸、メチルペンタデカン酸、エチルテトラデカン酸、プロピルトリデカン酸、ブチルドデカン酸、ペンチルウンデカン酸、ヘキシルデカン酸、ヘプチルノナン酸、ジメチルテトラデカン酸、ブチルペンチルヘプタン酸、トリメチルトリデカン酸、メチルヘキサデカン酸、エチルペンタデカン酸、プロピルテトラデカン酸、ブチルトリデカン酸、ペンチルドデカン酸、ヘキシルウンデカン酸、ヘプチルデカン酸、メチルヘプチルノナン酸、ジペンチルヘプタン酸、メチルヘプタデカン酸、エチルヘキサデカン酸、エチルヘキサデカン酸、プロピルペンタデカン酸、ブチルテトラデカン酸、ペンチルトリデカン酸、ヘキシルドデカン酸、ヘプチルウンデカン酸、オクチルデカン酸、ジメチルヘキサデカン酸、メチルオクチルノナン酸、メチルオクタデカン酸、エチルヘプタデカン酸、ジメチルヘプタデカン酸、メチルオクチルデカン酸、メチルノナデカン酸、メチルノナデカン酸、ジメチルオクタデカン酸、ブチルヘプチルノナン酸のような分岐脂肪酸、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、カプロレイン酸、ウンデシレン酸、リンデル酸、トウハク酸、ラウロレイン酸、トリデセン酸、ツズ酸、ミリストレイン酸、ペンタデセン酸、ヘキセデセン酸、パルミトレイン酸、ヘプタデセン酸、オクタデセン酸、オレイン酸、ノナデセン酸、ゴンドイン酸のような直鎖モノエン酸、メチルヘプテン酸、メチルノネン酸、メチルウンデセン酸、ジメチルデセン酸、メチルドデセン酸、メチルトリデセン酸、ジメチルドデセン酸、ジメチルトリデセン酸、メチルオクタデセン酸、ジメチルヘプタデセン酸、エチルオクタデセン酸のような分岐モノエン酸、リノール酸、リノエライジン酸、エレオステアリン酸、リノレン酸、リノレンエライジン酸、プソイドエレオステアリン酸、パリナリン酸、アラキドン酸のようなジまたはトリエン酸、オクチン酸、ノニン酸、デシン酸、ウンデシン酸、ドデシン酸、トリデシン酸、テトラデシン酸、ペンタデシン酸、ヘプタデシン酸、オクタデシン酸、ノナデシン酸、ジメチルオクタデシン酸のようなアセチレン酸、メチレンオクタデセン酸、メチレンオクタデカン酸、アレプロール酸、アレプレスチン酸、アレプリル酸、アレプリン酸、ヒドノカルプン酸、ショールムーグリン酸、ゴルリン酸、α−シクロペンチル酸、α−シクロヘキシル酸、α−シクロペンチルエチル酸のような環状酸があげられる。また天然油脂由来の脂肪酸でも良く、上記の炭素原子数８〜２０の飽和または不飽和脂肪酸を８０％以上含む混合脂肪酸であれば良い。例えば、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、大豆油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、オリブ油脂肪酸、ツバキ油脂肪酸等である。
【００２５】
本発明においては、ターシャリーブタノールが溶液中５ｗｔ％以下の組成において、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比を３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ溶液温度を７５〜１００℃に維持することが重要である。溶液温度が７５℃未満であると、溶液はＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸濃度が希薄な領域を除いて流動性をもたない。溶液温度が１００℃を越える場合には、加圧にするなどの特別な装置が必要となる。
【００２６】
溶液温度が７５〜１００℃の範囲において、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比が６５／３５より水が少なくなると溶液はペースト状になりやすく、一方、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比が３５／６５より水が多くなると寒天状になりやすく、どちらの場合も液流動性に欠けることになる。理由は定かでないが、混合脂肪酸から導入されたアシル基、すなわちアシル基の炭素数に分布をもつＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸ではこの傾向が強い。
【００２７】
本発明において、蒸留除去の間に親水性有機溶媒とともに水も失われるので場合によってはＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比３５／６５〜６５／３５の範囲をこの組成範囲を保つ手段が必要になる。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の重量比を本発明の範囲に保つ手段は、例えば水または温水を間欠的もしくは連続的に溶液に補充してもいいし、水蒸気を吹き込んでも良い。
【００２８】
撹拌槽で本発明の方法を実施する場合、この水蒸気を吹き込む手段は潜熱を利用するので熱供給という点から効果的である。本発明の方法の溶液温度および溶液の組成範囲であれば液流動性は確保されてはいるが溶液粘度は高く、外部ジャケットの付いた撹拌槽で実施する場合、総括伝熱係数が小さくなりジャケット加熱だけでは熱供給が充分でなくなる。伝熱面積を大きく取るために蛇管コイルのような内部熱交換器や外部熱交換器も考えられるが、これらと水蒸気吹き込みによる加熱を組み合わせると効果的である。
【００２９】
本発明においては、圧力は常圧または減圧で実施するのが好ましい。ただし親水性溶媒を混合液から蒸留除去している間、圧力を一定に保つことが好ましい。特に、圧力を下げる操作をした場合、混合液中に分散している気泡が瞬時に成長し突沸を起こしやすい。通常の低粘性溶液の蒸留操作においては圧力を下げた場合、一瞬発泡するがすぐにおさまりさほどの注意は必要ないが、本混合液の場合液粘性が高いため気泡の安定性が高く突沸を起こしやすい。そのため蒸留操作中は可能な限り圧力を一定に保たなければならない。また、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸／親水性有機溶媒／水の系において、圧力−沸点曲線は親水性有機溶媒／水の系の圧力−沸点曲線に一致する。Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸は圧力−沸点曲線に全く関与しないので、混合液温度を決めると親水性有機溶媒／水系の圧力−沸点曲線から操作圧力を決めることができる。
【００３０】
本発明において使用する装置は、撹拌機の付いた撹拌槽でも良いし、内部循環型の装置、または外部循環型の装置でもかまわない。マクロな均一性を溶液に付与するために撹拌作用は強い方が良い。例えば撹拌槽の場合、撹拌翼としてアンカー翼、傾斜多段翼、ヘリカルリボン翼、ドラフトチューブ付きスクリュー翼を採用しても良い。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に従って本発明の方法を詳細に説明する。
【００３２】
（実施例１）
Ｌ−グルタミン酸ナトリウム２２０．２８ｇ（１．１８ｍｏｌ）、純水３１７．６０ｇ、２５％水酸化ナトリウム水溶液１８８．４８ｇ（水酸化ナトリウム１．１８ｍｏｌ）の溶液に、ターシャリーブタノール／水混合溶媒（ターシャリーブタノール８８容量％）４００．９６ｍｌを加え、この溶液を氷冷しながら２５％水酸化ナトリウムでｐＨを１１．５に調整しながら塩化ココイル２６１．０５ｇ（１．１５ｍｏｌ）を攪拌下、２時間を要して滴下した。さらに３０分攪拌を続けた後、７５％硫酸を滴下して液のｐＨ値を２に、また液の温度を５０℃に調整した。滴下終了後、攪拌を停止し、１５分間５０℃で静置すると有機層と水層とに分層し、これから有機層を分離した。分離した有機層より圧力５２５Ｔｏｒｒの減圧下においてスチームを１５０ｇ／Ｈｒで吹き込みながら減圧蒸留を行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は６５／３５、液中のターシャリーブタノール濃度は４．２ｗｔ％、この時の液温度は８３℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は６２／３８、液中のターシャリーブタノール濃度は０．００９ｗｔ％、この時の液温度は９０℃となり蒸留を終了した。この間の液の流動性は良好であった。
【００３３】
（実施例２）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整してから蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５５／４５、液中のターシャリーブタノール濃度は２．６ｗｔ％、この時の液温度は８４℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５０／５０、液中のターシャリーブタノール濃度は０．０１５ｗｔ％、この時の液温度は９０℃となり蒸留を終了した。
【００３４】
（実施例３）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝３０／４５／２５（重量比）に調整してから蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４０／６０、液中のターシャリーブタノール濃度は２．０ｗｔ％、この時の液温度は８４℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は３６／６４、液中のターシャリーブタノール濃度は０．０１４ｗｔ％、この時の液温度は９０℃となり蒸留を終了した。
【００３５】
（実施例４）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整し、蒸留時の圧力を３５５Ｔｏｒｒとした以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４８／５２、液中のターシャリーブタノール濃度は２．５ｗｔ％、この時の液温度は７５℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４６／５４、液中のターシャリーブタノール濃度は０．０１ｗｔ％、この時の液温度は８０℃となり蒸留を終了した。
【００３６】
（実施例５）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整し、蒸留時の圧力を常圧（７６０Ｔｏｒｒ）とした以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５４／４６、液中のターシャリーブタノール濃度は２．０ｗｔ％、この時の液温度は９８℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４９／５１、液中のターシャリーブタノール濃度は０．００５ｗｔ％、この時の液温度は１００℃となり蒸留を終了した。
【００３８】
蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４８／５２、液中のアセトン濃度は１．８ｗｔ％、この時の液温度は８０℃であった。さらに蒸留開始４Ｈｒ後には、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は４５／５５、液中のアセトン濃度は０．０００１ｗｔ％以下、ジアセトンアルコール、メシチルオキサイドはそれぞれ０．０００５ｗｔ％、０．００１ｗｔ％この時の液温度は９０℃となり蒸留を終了した。
【００３９】
（比較例１）
実施例１においてスチームの吹き込みを行わずに蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は９１／９、液中のターシャリーブタノール濃度は２．１ｗｔ％、この時の液温度は８３℃であった。さらに蒸留を継続しようとしたが液の増粘により流動性が低下し、全体が均一に攪拌される状態ではなくなったため蒸留を停止した。この時点での液中のターシャリーブタノール濃度は０．７ｗｔ％であった。
【００４０】
（比較例２）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝２０／６０／２０（重量比）に調整してから蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は２５／７５、液中のターシャリーブタノール濃度は２．６ｗｔ％、この時の液温度は８４℃であった。さらに蒸留を継続しようとしたが液が寒天状になり、全体が均一に攪拌される状態ではなくなったため蒸留を停止した。この時点での液中のターシャリーブタノール濃度は０．５ｗｔ％であった。
【００４１】
（比較例３）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整し、圧力を１８８Ｔｏｒｒとした以外は実施例１と同じ条件で行った。
【００４２】
蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５２／４８、液中のターシャリーブタノール濃度は２．５ｗｔ％、この時の液温度は６１℃であった。さらに蒸留を継続しようとしたが液の粘度が高く、全体が均一に攪拌される状態ではなくなったため蒸留を停止した。この時点での液中のターシャリーブタノール濃度は０．５ｗｔ％であった。
【００４３】
（比較例４）
実施例１において分層して得られた有機層に水を添加してその組成をＮ−ココイルグルタミン酸／水／ターシャリーブタノール＝４０／２５／３５（重量比）に調整した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は５２／４８、液中のターシャリーブタノール濃度は２．６ｗｔ％、この時の液温度は８４℃であった。この後、圧力を５２５Ｔｏｒｒから３２５Ｔｏｒｒに変化させたところ液が突沸したため蒸留を停止した。この時点での液中のターシャリーブタノール濃度は１．２ｗｔ％であった。
【００４４】
（比較例５）
実施例１において反応に用いた有機溶媒をアセトンとし、スチームの吹き込みを行わずに蒸留を開始した以外は実施例１と同じ条件で行った。蒸留開始２Ｈｒ後に液をサンプリングしたところ、Ｎ−ココイルグルタミン酸と水との重量比は９０／１０、液中のアセトン濃度は１．８ｗｔ％、この時の液温度は８３℃であった。さらに蒸留を継続しようとしたが液の増粘により流動性が低下し、全体が均一に攪拌される状態ではなくなったため蒸留を停止した。この時点での液中のアセトン濃度は０．７ｗｔ％、ジアセトンアルコール、メシチルオキサイドの濃度はそれぞれ０．０４ｗｔ％、０．０５ｗｔ％であった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、従来法に比べ次の利点がある。
【００４６】
本発明の方法は簡便であるだけでなく、溶剤およびそれに由来する臭気物質を影響のないレベルまで低減除去したＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が製造できる。
Claims (4)
- 水とターシャリーブタノールの混合溶媒中にＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸が含有されている混合液からターシャリーブタノールを蒸留除去するに際し、混合液中のターシャリーブタノールが５ｗｔ％以下の組成において、Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸と水の比を重量比で３５／６５〜６５／３５の範囲に維持し、かつ混合液温度を７５℃〜１００℃の範囲に維持しながらターシャリーブタノールを蒸留除去することを特徴とするＮ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法。
- Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸が、Ｎ−長鎖アシルグルタミン酸である請求項１に記載の方法。
- ターシャリーブタノールを蒸留除去するときの圧力を一定に保つことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の方法。
- 混合液中に水蒸気を吹き込みながら、ターシャリーブタノールを蒸留除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
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| JP23117197A JP4117744B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | Ｎ−長鎖アシル酸性アミノ酸の製造方法 |
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1997
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