JP4594528B2 - メチオニンの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明はメチオニンアミドの製造方法に関する。本発明は第１段階でアミノアミドを生成した後に２段階の補助段階を実施することにより、メチオニンニトリル（即ち２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル、略称ＡＭＴＢＮ）を主成分とする水溶液から塩を副生せずにメチオニンを製造する方法にも関する。
【０００２】
メチオニンアミド（即ち２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチルアミド、略称ＡＭＴＢＭ）の製造方法はケトン型触媒とＯＨ型塩基性樹脂の存在下にメチオニンニトリルを水和させることからなる。この水和により、無機塩を全く含まないメチオニンアミド溶液が得られる。
【０００３】
メチオニンの製造方法は上記段階を第１段階とする次の３段階法からなる。
【０００４】
−ケトン型触媒とＯＨ型塩基性樹脂の存在下にアミノニトリルを水和させ、メチオニンアミドとし、
−均一触媒化学経路（例えばアンモニア加水分解）、不均一触媒化学経路（例えば酸化物触媒による加水分解）、酵素経路の可能な各経路によりメチオニンアミドを加水分解してメチオニン（酸）アンモニウムとし、
−最後に、ストリッピングによるアンモニアのエントレインメント後にメチオニンアンモニウムからメチオニンを回収する。
【０００５】
ケトン型基（−（Ｃ＝Ｏ）−）を有するグラフトポリマー樹脂上で水酸化物イオンの存在下にアミノニトリルの水和を実施できることは例えばヨーロッパ特許第ＥＰ８４４７０号又はＥＰ１６８２８２号から公知である。触媒に必要な水酸化物イオンを提供するために強アルカリ塩基（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）を使用してこのような方法を実施すると、得られるアミノアミドは対応するアルカリで汚染されている。
【０００６】
また、強塩基（例えば水酸化ナトリウム又は他のアルカリ塩基）を使用してアミドのアルカリ加水分解を実施することによりメチオニンアミドからメチオニンを製造することも例えばヨーロッパ特許第ＥＰ２２８９３８号から公知である。このような方法を実施すると、無機強酸（硫酸又は塩酸）により得られるメチオニンのアルカリ塩を酸性化する際に無機塩（対応するアルカリ金属の硫酸塩又は塩化物）が副生する。
【０００７】
上記２方法では、アミノニトリルの水和触媒及び／又はアミドの加水分解反応体として強アルカリ塩基を使用すると無機塩（対応するアルカリ金属の硫酸塩又は塩化物）が副生するので、母液の結晶化、濾過、濃縮という高価な連続工程により後でメチオニンから分離する必要があり、多大な困難を伴うことが多い。
【０００８】
上述のように無機塩が副生すると後で分離しなければならないが、本発明の方法はアルカリ塩基が不要であり、従って、メチオニンと無機塩が同一流中に共存することもない。
【０００９】
即ち、本発明の方法は無機塩を含まないメチオニン流を生成することができる。
【００１０】
メチオニンニトリル（即ち２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル）はアンモニアと対応するシアノヒドリンの反応又は媒体に塩を導入しない他の任意手段により得ることができる。
【００１１】
また、アミノニトリルの合成後に残留シアン化物／ニトリルが存在していることがあり、アミノアミドをメチオニンアンモニウムに酵素加水分解する場合に有害であり、最終生成物中にも存在しないようにすべきであるが、水酸化物樹脂上でアミドを製造する本発明の方法はこの樹脂との接触時に残留シアン化物／ニトリルを除去することができる。
【００１２】
アミノニトリルを触媒水和によりアミノアミドとするには、特に商標名ＲＯＨＭ ＆ ＨＡＡＳ Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００ＯＨ又はＦＬＵＫＡで市販されている樹脂等の水酸化物塩基性樹脂を選択する。
【００１３】
長期使用後に樹脂は水酸化ナトリウム媒体処理により最終的に再生される。再生はＮａＯＨ重量濃度少なくとも４％及び樹脂１リットル当たりＮａＯＨ量８０〜１５０ｇの水酸化ナトリウム溶液を用いて実施することが好ましい。
【００１４】
本発明はメチオニンの工業的製造方法にも関する。この方法によると、塩基性触媒又は溶液のｐＨを５．５〜７．５に維持することが可能な緩衝液の存在下にメチルチオプロピオンアルデヒドをシアン化水素酸と反応させるが、これらの触媒としては第３級アミン、特にトリエチルアミンもしくはピリジン、又はクエン酸緩衝液が挙げられる。シアン化水素酸は純物質として使用してもよいが、特にアンモニアの除去後はその合成により生じるガス（例えば窒素、二酸化炭素、一酸化炭素）、水及びメタンとの混合物として使用する。反応は等モル量の各反応体又は理論値よりもやや過剰量（例えば理論値に対して約５％過剰）のシアン化水素酸の存在下に周囲温度で実施することが好ましい。反応は撹拌機付き反応器で実施してもよいし、管状反応器で実施してもよく、シアン化水素酸ガスを使用する場合には反応生成物を吸収できるように気液接触器で実施することが好ましい。
【００１５】
シアン化段階後に２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル、略称ＨＭＴＢＮの水溶液（１０１）が得られる。この溶液をアンモニア（１０２）又はアンモニア／水混合物と接触させる。ＨＭＴＢＮに対するアンモニアの使用量は４〜７モルが有利である。前記量はドイツ特許第ＤＥ２６４５５４４号に記載されている。アンモニアは純物質として使用してもよいし、水溶液として使用してもよい。アンモニア水溶液は＞２５重量％、好ましくは＞６０重量％の濃度で使用することが好ましい。純アンモニアを使用することが特に好ましい。反応温度は４０〜８０℃、特に５５〜７０℃が好ましい。反応は特にピストン型流の撹拌機付き又は管状反応器（Ａ）で実施する。反応後に、２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル水溶液（１０６）が得られる。
【００１６】
反応後に過剰なアンモニアの一部を塔（Ｂ）で単純なフラッシュ型膨張又は不活性ガス（例えば窒素、水蒸気）エントレインメントにより除去又は分離する。分離段階中の媒体の温度は６０℃未満とし、１５〜５０℃が好ましい。塔（Ｂ）頂から回収したアンモニア（１０９）を次に吸収器（Ｃ）で吸収する。得られたアンモニア溶液（４１５／４２２）を次に蒸留する（Ｄ）。蒸留塔頂から得られたアンモニアガス（４２３）を凝縮（Ｅ）した後、場合によりアンモニア添加（４２６）後に流（４２７）としてアミノニトリル合成反応器に再注入することが好ましい。アミノニトリル合成反応器に導入するリサイクルアンモニア流（４２７）はアセトン含量５重量％未満が好ましい。
【００１７】
水、アセトン及びアンモニアを含む蒸留塔（Ｄ）の塔底流（４２４）は２流（２０５）及び（４１０）に分岐する。副流（２０５）はアミノアミド合成に戻され、主流（４１０）は吸収器（Ｃ）に送られる。
【００１８】
塔（Ｂ）の塔底流（１１０）に含まれるアミノニトリルは特にアミノニトリル１モル当たり残留アンモニア０．１モル〜１．５モルも含んでおり、反応器（Ｆ）でケトン（２０２及び２０５）の存在下に水酸化物型イオン交換樹脂と接触させることにより水和させる。
【００１９】
ケトンとしては、アセトンを使用することが好ましい。アミノニトリルの水和はＡＭＴＢＮ１モル当たり０．１〜１、好ましくは０．２〜０．６当量のアセトンの存在下に実施する。水和は特にＡＭＴＢＮ１モル当たり０．１０〜１、好ましくは０．１５〜０．５水酸化物当量等の量の塩基性樹脂の存在下に実施する。反応温度は１０〜４０℃に固定することが好ましく、１５〜２５℃がより好ましい。反応は撹拌機付き反応器もしくは管状反応器型のシステム又は塩基性樹脂を収容する塔で連続、不連続又は半連続的に実施することができる。
【００２０】
反応後にメチオニンアミド、アンモニア、アセトン、水及び各種有機化合物（非限定的な例としてメチオニン又はイミダゾリジノン）を含む水溶液（２０８）が得られる。
【００２１】
得られた混合物（２０８）を特に塔（Ｇ）で蒸留する。塔頂流（２１１）を冷却器（Ｈ）で凝縮し、アンモニアを殆ど含まないアセトン（２１２）を回収する。この流をアミノアミド合成にリサイクルする。主にアンモニアを含む未凝縮流（２１３）は吸収器（Ｃ）に送る。
【００２２】
アセトンの除去後に蒸留塔底に残っているメチオニンアミドと各種有機化合物を主に含む水性混合物（２１４）を次に希釈（３０３）した後、アミノアミド加水分解セクション（Ｉ）に送る。
【００２３】
この加水分解は下記３経路の１種により実施することができる。
【００２４】
−均一触媒化学経路：アンモニア加水分解。本発明を最良に実施するためには、２〜２５モル／モルのＮＨ３／ＡＭＴＢＭモル比を使用することが好ましい。０．０５〜１モル／ｋｇのＡＭＴＢＭ基質濃度を使用することも好ましい。本発明の実施条件については、１００〜１８０℃の温度を使用することが好ましい。
【００２５】
−不均一触媒化学経路。この加水分解は特にＴｉＯ２、ＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２等の酸化物の１種とヘテロポリ酸により触媒される。反応は大気圧下、反応媒体の沸点（約１００℃）で窒素連続パージ下に実施し、形成されるアンモニアを除去することが好ましい。反応媒体中のＡＭＴＢＭ基質濃度は本発明の最良実施態様によると０．１〜２モル／ｋｇであり、触媒／基質重量比０．５〜１．５である。
【００２６】
後者経路は、
−低温低圧で反応を実施できるので、反応体と生成物の熱分解を避けることができ、
−他の酸性化形態がなく、従って、無機酸を消費せずにメチオニン（酸）を直接（高温で）回収することができ、固体触媒と熱可溶化メチオニンを容易に分離できるという点で日本特許第ＪＰ０３０９３７５３号、ＪＰ０３０９３７５４号、ＪＰ０３０９３７５５号及びＪＰ０３０９３７５６号に記載の方法よりも特に有利である。
【００２７】
−アミダーゼによる酵素経路。このアミダーゼはＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ ＩＢＮ２０又はＢｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｒ３１２のアミダーゼから選択される。アミダーゼをコードする遺伝情報を使用し、宿主微生物で発現させることができる。宿主微生物は特に大腸菌又はコリネバクテリウム属の１員から選択される。アミダーゼ活性を発現するこの生物材料は固相化することが好ましい。
【００２８】
次に、各種ガスの流入流により温度を調節した塔からの例えば窒素又は水蒸気から選択されるような不活性ガス（３０６）でエントレインメントすることにより、アミド加水分解からの流（３０５）を塔（Ｊ）で処理する。この塔内の圧力は１０５〜２ｘ１０５Ｐａに維持することが好ましい。塔（Ｊ）の塔頂からアンモニアと水の一部（３０８）を回収し、吸収器（Ｃ）に送る。
【００２９】
アンモニアを除去したメチオニン水溶液（３１１）を含む塔（Ｊ）の塔底流を非常に濃縮したスラリーが得られるまで濃縮し（Ｋ）、濾過又は微粉砕状態に完全に乾燥することができる他の任意分離システム（Ｌ）まで輸送できるようにする。
【００３０】
以下、実施例により本発明の方法を説明する。
【００３１】
実施例１：Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ製塩基性樹脂Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００Ｈ上のＡＭＴＢＮの水和と６７℃脱ガスによるＨＭＴＢＮ→ＡＭＴＢＮ→ＡＭＴＢＭ反応（試験ＡＹＰ０３１）
実施例１．１ メチオニンニトリルの製造
じゃま板と磁気撹拌機を備える二重ジャケット付きステンレス製オートクレーブ反応器に市販アンモニア溶液Ｒｅｃｔａｐｕｒ（３０％ｗ／ｗ）７２ｇ即ちＮＨ３１２７０ｍｍｏｌを仕込んだ。反応器を閉じた後、二重ジャケットを通して溶液を６７℃まで加熱した。圧力は４絶対バールに固定した。
金属鋳造フラスコに７８．５％ｗ／ｗＨＭＴＢＮ水溶液４２ｇ（即ちＨＭＴＢＮ２５１ｍｍｏｌ）を仕込んだ。
金属フラスコの内容物を６バール窒素逆圧による加圧下のオートクレーブに迅速に導入した。
次に、混合物を１５分間６バール下に６７℃で撹拌した。
その直後に媒体を６７℃で脱ガスした。
反応器を開いた後、予め１０℃に冷却しておいた三角フラスコに最終重量９８．６ｇの媒体をすぐに移した。
同一量を使用して２回目の実験を繰り返した。その後、２回目の反応媒体１００．４ｇを回収した。
次に、２つの反応媒体を混合し、１０℃で撹拌し、エマルションとした。次に、エマルションをフラスコで相分離させた。
こうして上層の水相（薄黄色）１６５．７ｇと下層の有機相（濃黄色）３１．７ｇを得た。
２相をクロマトグラフィー分析した処、
−有機相中２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＡＭＴＢＮ）１７７ｍｍｏｌと、
−水相中ＡＭＴＢＮ２９５ｍｍｏｌを定量することができた。
導入したＨＭＴＢＮに対するＡＭＴＢＮの総回収率は９４％であった。
【００３２】
実施例１．２ メチオニンアミドの製造
Ｒｕｓｈｔｏｎタービンとじゃま板を備える撹拌機付き１リットル容ガラス反応器に１．５ＯＨミリ当量／ｇのＲｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ製塩基性樹脂Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００Ｈ ６０ｇ（即ちＯＨ当量９０ｍｍｏｌ、従って塩基０．１９ｍｏｌ／ｍｏｌＡＭＴＢＮ）と水６５ｇを仕込んだ。
懸濁液を撹拌し、１２℃に維持した。
実施例１．１で得られた２相の合計（即ちＡＭＴＢＮ４７２ｍｍｏｌ）とアセトン１３．９ｇ（即ち２３９．６ｍｍｏｌ、従ってアセトン０．５１ｍｏｌ／ｍｏｌＡＭＴＢＮ）を５００ｒｐｍで撹拌下にこの懸濁液に加えた。混合物の温度を上げ、２０℃に維持した。
２時間撹拌後にクロマトグラフィー分析した処、ＡＭＴＢＮは完全に反応したことが確認された。
媒体を合計５時間撹拌下に放置した後、濾過した。濾液を減圧下に４５℃で蒸発させた。
得られた黄色い粘性液体を周囲温度で３０分間かけて凝固させた。その後、総重量６１．９ｇのこの固体を回収した。
得られた固体をＮＭＲ分析した処、アミノアミド９６％、イミダゾリジノン２％、メチオニン０．５％及び各種有機成分１．５％のモル分率であった。
カールフィッシャー法により水分を分析した処、回収した固体に対する重量含水率は１．４％であった。
同一固体のクロマトグラフィー分析によると、アミノアミド９３％、イミダゾリジノン３％、メチオニン０．５％及び各種有機成分の重量分率であった。
第２段階で使用したＡＭＴＢＮに対する生成物の回収率はアミノアミド８２．３％、イミダゾリジノン２．１％及びメチオニン０．４％であった。
【００３３】
実施例２：Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ製塩基性樹脂Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００Ｈ上のＡＭＴＢＮの水和と３３℃脱ガスによるＨＭＴＢＮ→ＡＭＴＢＮ→ＡＭＴＢＭ反応（試験ＡＹＰ０３５）
実施例２．１ メチオニンニトリルの製造
じゃま板と磁気撹拌機を備える二重ジャケット付きステンレス製オートクレーブ反応器に７８．８％ｗ／ｗＨＭＴＢＮ水溶液５８．６ｇ（即ちＨＭＴＢＮ３５２ｍｍｏｌ）を仕込んだ。反応器を閉じた後、二重ジャケットと恒温浴を通して溶液を５１．５℃まで加熱した。
ドライアイス中に保持して予め減圧しておいた金属鋳造フラスコにアンモニアガス３０．８ｇ（即ちＮＨ３１８１２ｍｍｏｌ）をびんから移した。
金属フラスコの内容物を１０バール窒素逆圧による加圧下のオートクレーブに迅速に導入した。
撹拌下の混合物の温度は固定し、恒温浴により６７℃に維持した。混合物を１０分間１２絶対バールの加圧下に撹拌した。
次に、閉じた反応器を３０分間かけて３３℃まで冷却し、圧力を７絶対バールまで下げた後、脱ガスした。
反応器を開いた後、重量７４．３ｇの媒体をすぐに１０℃まで冷却し、フラスコで相分離させた。
こうして上層の水相（薄黄色）１９．７９ｇと下層の有機相（濃黄色）５２．０９ｇを得た。
２相をクロマトグラフィー分析した処、
−有機相中ＡＭＴＢＮ３１９．５ｍｍｏｌと、
−水相中ＡＭＴＢＮ３２．６ｍｍｏｌを定量することができた。
導入したＨＭＴＢＮに対するＡＭＴＢＮの総回収率は１００％であった。
【００３４】
実施例２．２ メチオニンアミドの製造
Ｒｕｓｈｔｏｎタービンとじゃま板を備える撹拌機付き１リットル容ガラス反応器に１．５ＯＨミリ当量／ｇのＲｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ製塩基性樹脂Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００Ｈ ４１．９ｇ（即ちＯＨ当量６２．９ｍｍｏｌ）と水８８．２ｇを仕込んだ。
懸濁液を撹拌し、１５℃に維持した。
実施例２．１で得られた２相の混合物６２．５ｇ（即ちＡＭＴＢＮ３０６ｍｍｏｌ）とアセトン９．２ｇ（即ち１５８．６ｍｍｏｌ）を３６０ｒｐｍで撹拌下にこの懸濁液に加えた。混合物の温度を上げ、３時間２０℃に維持した。
次に媒体を濾過した。濾液を減圧下（１ｍｍＨｇ）に３０℃で蒸発させた。
得られた黄色い粘性液体を周囲温度で凝固させた。その後、総重量４３．８ｇのこの固体を回収した。
同一固体のクロマトグラフィー分析によると、アミノアミド７８％、イミダゾリジノン１１％、メチオニン３％及び各種有機成分の重量分率であった。
第２段階で使用したＡＭＴＢＮに対する生成物の回収率はアミノアミド７５．３％、イミダゾリジノン１０．６％及びメチオニン２．９％であった。
【００３５】
実施例３：ＡＭＴＢＭのアンモニア加水分解（試験ＡＹＰ０３６）
じゃま板と磁気撹拌機を備える二重ジャケット付きステンレス製オートクレーブ反応器に市販アンモニア溶液Ｒｅｃｔａｐｕｒ（３０％ｗ／ｗ）５２ｇ即ちＮＨ３９１８ｍｍｏｌを仕込んだ。反応器を閉じた後、二重ジャケットを通して溶液を撹拌下に１３４℃まで加熱した。
実施例２．２で製造したアミノアミド７．３ｇ（即ちＡＭＴＢＭ３８．４ｍｍｏｌ）と水１９．９ｇを混合することにより調製した１．４ｍｏｌ／ｋｇＡＭＴＢＭ溶液２７．２ｇを金属鋳造フラスコに仕込んだ。
金属フラスコの内容物を２０バール窒素逆圧による加圧下のオートクレーブに迅速に導入した。こうして得られた混合物はＡＭＴＢＭ０．４９ｍｏｌ／ｋｇであった。次に、この混合物を加圧下に１５０℃で撹拌した。
１時間３０分間反応後、（出発ＡＭＴＢＭ及びイミダゾリジノンに対して）５３％のメチオニン収率が得られた。
こうして７時間反応後に８１％のメチオニン収率が得られた。
【００３６】
実施例４：ＡＭＴＢＭのアンモニア加水分解（試験ＡＹＰ０３８）
本実施例では、
−市販アンモニア溶液Ｒｅｃｔａｐｕｒ（３０％ｗ／ｗ）２２．８ｇ即ちＮＨ３４０２ｍｍｏｌと水６６．０ｇから構成される混合物８８．８ｇと、
−実施例２．２で製造したアミノアミド３．２ｇ（即ちＡＭＴＢＭ１６．８ｍｍｏｌ）と水２０．５ｇを混合することにより調製した０．７ｍｏｌ／ｋｇＡＭＴＢＭ溶液２３．７ｇを使用して上記実施例３と同一操作を行った。
得られた混合物はＡＭＴＢＭ０．１５ｍｏｌ／ｋｇであった。
１５０℃で１時間３０分間反応後、（出発ＡＭＴＢＭ及びイミダゾリジノンに対して）７２％のメチオニン収率が得られた。
こうして７時間反応後に定量的メチオニン収率が得られた。
【００３７】
実施例５：ＴｉＯ２触媒によるＡＭＴＢＭの加水分解（試験ＡＳＥ０６５）
二重ジャケット付きガラス反応器に水６６．２ｇと予め粉砕しておいたＴｉＯ２触媒７．９８ｇを仕込んだ。希硫酸（２％ｗ／ｗ）を収容するバブラー列に反応器のただ１つの出口を連結した。
反応器に含まれる懸濁液を撹拌し、窒素循環下に９４℃まで加熱した。
実施例２．２の粗アミノアミド１０ｇ（即ちＡＭＴＢＭ５２．６ｍｍｏｌ）と水２９．０２ｇを混合することにより調製した１．３５ｍｏｌ／ｋｇＡＭＴＢＭ水溶液を反応器にポンプ導入した。
こうして反応器で得られた溶液はＡＭＴＢＭ０．５ｍｏｌ／ｋｇであった。
３０分間反応後に、アミノアミドは完全に変換した。得られたメチオニン収率は８５％であった。
【００３８】
実施例６：ＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３触媒によるＡＭＴＢＭの加水分解（試験ＡＳＥ０６４）
本実施例では、
−Ｔｉ３重量％のＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３触媒８．０ｇと、
−実施例２．２の粗アミド１０．９４ｇ（即ちＡＭＴＢＭ５７．６ｍｍｏｌ）と合計９２．７ｇの水を使用して上記実施例５と同一操作を行った。
こうして反応器で得られた溶液はＡＭＴＢＭ０．５６ｍｏｌ／ｋｇであった。
７時間反応後にアミノアミドの変換率は約５２％であった。得られたメチオニン収率は約３０％であった。
【００３９】
実施例７：Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ ｐＹＧ８２２によるＡＭＴＢＭの酵素加水分解（試験ＧＦ５７１及び５９０）
仏国特許出願第ＦＲ９０１４８５３号（１９９０年１１月２８日出願）に記載されているｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ株ｐＹＧ８２２はＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ ＩＢＮ２０のアミダーゼを発現する。トリプトン１０ｇ、酵母エキス５ｇ、ＮａＣｌ５ｇ及びカナマイシン２０ｍｇを加えた培地１リットル中でコリネバクテリウムを３０℃で２４時間培養した。遠心分離により細胞ペレットを回収した。細胞ペレットと、１００ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）０．１リットルと、実施例２．２からのＡＭＴＢＭ２．２ｇを反応器に仕込んだ。３５℃で６時間反応後にアミノアミドの変換率は１００％であった。メチオニン収率は１００％であった。
【００４０】
実施例８：大腸菌ｐＸＬ１７５１によるＡＭＴＢＭの酵素加水分解（試験ＧＦ５８４）
ヨーロッパ特許第ＥＰ４３３１１７号（９１−１７９９０８Ｂ）に記載されている大腸菌株ｐＸＬ１７５１はＢｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｒ３１２のアミダーゼを発現する。カザミノ酸４ｇ、酵母エキス５ｇ及びアンピシリン１００ｍｇを加えたＭ９培地（ＤＩＦＣＯ）１リットル中で大腸菌を３７℃で２４時間培養した。遠心分離により細胞ペレットを回収した。細胞ペレットと、１００ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）０．１リットルと、実施例２．２からのＡＭＴＢＭ２．２ｇを反応器に仕込んだ。３５℃で６時間反応後にアミノアミドの変換率は１００％であった。メチオニン収率は１００％であった。
【００４１】
比較例１：Ａｌ２Ｏ３によるＡＭＴＢＭの加水分解（試験ＡＳＥ０６３）
本実施例では、
−Ａｌ２Ｏ３ビーズ触媒８．４ｇと、
−実施例２．２の粗アミド１０．９５ｇ（即ちＡＭＴＢＭ５７．６ｍｍｏｌ）と合計１０８ｇの水を使用して上記実施例５と同一操作を行った。
こうして反応器で得られた溶液はＡＭＴＢＭ０．４８ｍｏｌ／ｋｇであった。
７時間反応後にアミノアミドの変換率とメチオニン収率は実質的にゼロであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 塩を副生せずにメチオニンを製造する本発明の方法のブロック図である。
本発明はメチオニンアミドの製造方法に関する。本発明は第１段階でアミノアミドを生成した後に２段階の補助段階を実施することにより、メチオニンニトリル（即ち２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル、略称ＡＭＴＢＮ）を主成分とする水溶液から塩を副生せずにメチオニンを製造する方法にも関する。
【０００２】
メチオニンアミド（即ち２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチルアミド、略称ＡＭＴＢＭ）の製造方法はケトン型触媒とＯＨ型塩基性樹脂の存在下にメチオニンニトリルを水和させることからなる。この水和により、無機塩を全く含まないメチオニンアミド溶液が得られる。
【０００３】
メチオニンの製造方法は上記段階を第１段階とする次の３段階法からなる。
【０００４】
−ケトン型触媒とＯＨ型塩基性樹脂の存在下にアミノニトリルを水和させ、メチオニンアミドとし、
−均一触媒化学経路（例えばアンモニア加水分解）、不均一触媒化学経路（例えば酸化物触媒による加水分解）、酵素経路の可能な各経路によりメチオニンアミドを加水分解してメチオニン（酸）アンモニウムとし、
−最後に、ストリッピングによるアンモニアのエントレインメント後にメチオニンアンモニウムからメチオニンを回収する。
【０００５】
ケトン型基（−（Ｃ＝Ｏ）−）を有するグラフトポリマー樹脂上で水酸化物イオンの存在下にアミノニトリルの水和を実施できることは例えばヨーロッパ特許第ＥＰ８４４７０号又はＥＰ１６８２８２号から公知である。触媒に必要な水酸化物イオンを提供するために強アルカリ塩基（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）を使用してこのような方法を実施すると、得られるアミノアミドは対応するアルカリで汚染されている。
【０００６】
また、強塩基（例えば水酸化ナトリウム又は他のアルカリ塩基）を使用してアミドのアルカリ加水分解を実施することによりメチオニンアミドからメチオニンを製造することも例えばヨーロッパ特許第ＥＰ２２８９３８号から公知である。このような方法を実施すると、無機強酸（硫酸又は塩酸）により得られるメチオニンのアルカリ塩を酸性化する際に無機塩（対応するアルカリ金属の硫酸塩又は塩化物）が副生する。
【０００７】
上記２方法では、アミノニトリルの水和触媒及び／又はアミドの加水分解反応体として強アルカリ塩基を使用すると無機塩（対応するアルカリ金属の硫酸塩又は塩化物）が副生するので、母液の結晶化、濾過、濃縮という高価な連続工程により後でメチオニンから分離する必要があり、多大な困難を伴うことが多い。
【０００８】
上述のように無機塩が副生すると後で分離しなければならないが、本発明の方法はアルカリ塩基が不要であり、従って、メチオニンと無機塩が同一流中に共存することもない。
【０００９】
即ち、本発明の方法は無機塩を含まないメチオニン流を生成することができる。
【００１０】
メチオニンニトリル（即ち２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル）はアンモニアと対応するシアノヒドリンの反応又は媒体に塩を導入しない他の任意手段により得ることができる。
【００１１】
また、アミノニトリルの合成後に残留シアン化物／ニトリルが存在していることがあり、アミノアミドをメチオニンアンモニウムに酵素加水分解する場合に有害であり、最終生成物中にも存在しないようにすべきであるが、水酸化物樹脂上でアミドを製造する本発明の方法はこの樹脂との接触時に残留シアン化物／ニトリルを除去することができる。
【００１２】
アミノニトリルを触媒水和によりアミノアミドとするには、特に商標名ＲＯＨＭ ＆ ＨＡＡＳ Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００ＯＨ又はＦＬＵＫＡで市販されている樹脂等の水酸化物塩基性樹脂を選択する。
【００１３】
長期使用後に樹脂は水酸化ナトリウム媒体処理により最終的に再生される。再生はＮａＯＨ重量濃度少なくとも４％及び樹脂１リットル当たりＮａＯＨ量８０〜１５０ｇの水酸化ナトリウム溶液を用いて実施することが好ましい。
【００１４】
本発明はメチオニンの工業的製造方法にも関する。この方法によると、塩基性触媒又は溶液のｐＨを５．５〜７．５に維持することが可能な緩衝液の存在下にメチルチオプロピオンアルデヒドをシアン化水素酸と反応させるが、これらの触媒としては第３級アミン、特にトリエチルアミンもしくはピリジン、又はクエン酸緩衝液が挙げられる。シアン化水素酸は純物質として使用してもよいが、特にアンモニアの除去後はその合成により生じるガス（例えば窒素、二酸化炭素、一酸化炭素）、水及びメタンとの混合物として使用する。反応は等モル量の各反応体又は理論値よりもやや過剰量（例えば理論値に対して約５％過剰）のシアン化水素酸の存在下に周囲温度で実施することが好ましい。反応は撹拌機付き反応器で実施してもよいし、管状反応器で実施してもよく、シアン化水素酸ガスを使用する場合には反応生成物を吸収できるように気液接触器で実施することが好ましい。
【００１５】
シアン化段階後に２−ヒドロキシ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル、略称ＨＭＴＢＮの水溶液（１０１）が得られる。この溶液をアンモニア（１０２）又はアンモニア／水混合物と接触させる。ＨＭＴＢＮに対するアンモニアの使用量は４〜７モルが有利である。前記量はドイツ特許第ＤＥ２６４５５４４号に記載されている。アンモニアは純物質として使用してもよいし、水溶液として使用してもよい。アンモニア水溶液は＞２５重量％、好ましくは＞６０重量％の濃度で使用することが好ましい。純アンモニアを使用することが特に好ましい。反応温度は４０〜８０℃、特に５５〜７０℃が好ましい。反応は特にピストン型流の撹拌機付き又は管状反応器（Ａ）で実施する。反応後に、２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル水溶液（１０６）が得られる。
【００１６】
反応後に過剰なアンモニアの一部を塔（Ｂ）で単純なフラッシュ型膨張又は不活性ガス（例えば窒素、水蒸気）エントレインメントにより除去又は分離する。分離段階中の媒体の温度は６０℃未満とし、１５〜５０℃が好ましい。塔（Ｂ）頂から回収したアンモニア（１０９）を次に吸収器（Ｃ）で吸収する。得られたアンモニア溶液（４１５／４２２）を次に蒸留する（Ｄ）。蒸留塔頂から得られたアンモニアガス（４２３）を凝縮（Ｅ）した後、場合によりアンモニア添加（４２６）後に流（４２７）としてアミノニトリル合成反応器に再注入することが好ましい。アミノニトリル合成反応器に導入するリサイクルアンモニア流（４２７）はアセトン含量５重量％未満が好ましい。
【００１７】
水、アセトン及びアンモニアを含む蒸留塔（Ｄ）の塔底流（４２４）は２流（２０５）及び（４１０）に分岐する。副流（２０５）はアミノアミド合成に戻され、主流（４１０）は吸収器（Ｃ）に送られる。
【００１８】
塔（Ｂ）の塔底流（１１０）に含まれるアミノニトリルは特にアミノニトリル１モル当たり残留アンモニア０．１モル〜１．５モルも含んでおり、反応器（Ｆ）でケトン（２０２及び２０５）の存在下に水酸化物型イオン交換樹脂と接触させることにより水和させる。
【００１９】
ケトンとしては、アセトンを使用することが好ましい。アミノニトリルの水和はＡＭＴＢＮ１モル当たり０．１〜１、好ましくは０．２〜０．６当量のアセトンの存在下に実施する。水和は特にＡＭＴＢＮ１モル当たり０．１０〜１、好ましくは０．１５〜０．５水酸化物当量等の量の塩基性樹脂の存在下に実施する。反応温度は１０〜４０℃に固定することが好ましく、１５〜２５℃がより好ましい。反応は撹拌機付き反応器もしくは管状反応器型のシステム又は塩基性樹脂を収容する塔で連続、不連続又は半連続的に実施することができる。
【００２０】
反応後にメチオニンアミド、アンモニア、アセトン、水及び各種有機化合物（非限定的な例としてメチオニン又はイミダゾリジノン）を含む水溶液（２０８）が得られる。
【００２１】
得られた混合物（２０８）を特に塔（Ｇ）で蒸留する。塔頂流（２１１）を冷却器（Ｈ）で凝縮し、アンモニアを殆ど含まないアセトン（２１２）を回収する。この流をアミノアミド合成にリサイクルする。主にアンモニアを含む未凝縮流（２１３）は吸収器（Ｃ）に送る。
【００２２】
アセトンの除去後に蒸留塔底に残っているメチオニンアミドと各種有機化合物を主に含む水性混合物（２１４）を次に希釈（３０３）した後、アミノアミド加水分解セクション（Ｉ）に送る。
【００２３】
この加水分解は下記３経路の１種により実施することができる。
【００２４】
−均一触媒化学経路：アンモニア加水分解。本発明を最良に実施するためには、２〜２５モル／モルのＮＨ３／ＡＭＴＢＭモル比を使用することが好ましい。０．０５〜１モル／ｋｇのＡＭＴＢＭ基質濃度を使用することも好ましい。本発明の実施条件については、１００〜１８０℃の温度を使用することが好ましい。
【００２５】
−不均一触媒化学経路。この加水分解は特にＴｉＯ２、ＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２等の酸化物の１種とヘテロポリ酸により触媒される。反応は大気圧下、反応媒体の沸点（約１００℃）で窒素連続パージ下に実施し、形成されるアンモニアを除去することが好ましい。反応媒体中のＡＭＴＢＭ基質濃度は本発明の最良実施態様によると０．１〜２モル／ｋｇであり、触媒／基質重量比０．５〜１．５である。
【００２６】
後者経路は、
−低温低圧で反応を実施できるので、反応体と生成物の熱分解を避けることができ、
−他の酸性化形態がなく、従って、無機酸を消費せずにメチオニン（酸）を直接（高温で）回収することができ、固体触媒と熱可溶化メチオニンを容易に分離できるという点で日本特許第ＪＰ０３０９３７５３号、ＪＰ０３０９３７５４号、ＪＰ０３０９３７５５号及びＪＰ０３０９３７５６号に記載の方法よりも特に有利である。
【００２７】
−アミダーゼによる酵素経路。このアミダーゼはＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ ＩＢＮ２０又はＢｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｒ３１２のアミダーゼから選択される。アミダーゼをコードする遺伝情報を使用し、宿主微生物で発現させることができる。宿主微生物は特に大腸菌又はコリネバクテリウム属の１員から選択される。アミダーゼ活性を発現するこの生物材料は固相化することが好ましい。
【００２８】
次に、各種ガスの流入流により温度を調節した塔からの例えば窒素又は水蒸気から選択されるような不活性ガス（３０６）でエントレインメントすることにより、アミド加水分解からの流（３０５）を塔（Ｊ）で処理する。この塔内の圧力は１０５〜２ｘ１０５Ｐａに維持することが好ましい。塔（Ｊ）の塔頂からアンモニアと水の一部（３０８）を回収し、吸収器（Ｃ）に送る。
【００２９】
アンモニアを除去したメチオニン水溶液（３１１）を含む塔（Ｊ）の塔底流を非常に濃縮したスラリーが得られるまで濃縮し（Ｋ）、濾過又は微粉砕状態に完全に乾燥することができる他の任意分離システム（Ｌ）まで輸送できるようにする。
【００３０】
以下、実施例により本発明の方法を説明する。
【００３１】
実施例１：Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ製塩基性樹脂Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００Ｈ上のＡＭＴＢＮの水和と６７℃脱ガスによるＨＭＴＢＮ→ＡＭＴＢＮ→ＡＭＴＢＭ反応（試験ＡＹＰ０３１）
実施例１．１ メチオニンニトリルの製造
じゃま板と磁気撹拌機を備える二重ジャケット付きステンレス製オートクレーブ反応器に市販アンモニア溶液Ｒｅｃｔａｐｕｒ（３０％ｗ／ｗ）７２ｇ即ちＮＨ３１２７０ｍｍｏｌを仕込んだ。反応器を閉じた後、二重ジャケットを通して溶液を６７℃まで加熱した。圧力は４絶対バールに固定した。
金属鋳造フラスコに７８．５％ｗ／ｗＨＭＴＢＮ水溶液４２ｇ（即ちＨＭＴＢＮ２５１ｍｍｏｌ）を仕込んだ。
金属フラスコの内容物を６バール窒素逆圧による加圧下のオートクレーブに迅速に導入した。
次に、混合物を１５分間６バール下に６７℃で撹拌した。
その直後に媒体を６７℃で脱ガスした。
反応器を開いた後、予め１０℃に冷却しておいた三角フラスコに最終重量９８．６ｇの媒体をすぐに移した。
同一量を使用して２回目の実験を繰り返した。その後、２回目の反応媒体１００．４ｇを回収した。
次に、２つの反応媒体を混合し、１０℃で撹拌し、エマルションとした。次に、エマルションをフラスコで相分離させた。
こうして上層の水相（薄黄色）１６５．７ｇと下層の有機相（濃黄色）３１．７ｇを得た。
２相をクロマトグラフィー分析した処、
−有機相中２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチロニトリル（ＡＭＴＢＮ）１７７ｍｍｏｌと、
−水相中ＡＭＴＢＮ２９５ｍｍｏｌを定量することができた。
導入したＨＭＴＢＮに対するＡＭＴＢＮの総回収率は９４％であった。
【００３２】
実施例１．２ メチオニンアミドの製造
Ｒｕｓｈｔｏｎタービンとじゃま板を備える撹拌機付き１リットル容ガラス反応器に１．５ＯＨミリ当量／ｇのＲｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ製塩基性樹脂Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００Ｈ ６０ｇ（即ちＯＨ当量９０ｍｍｏｌ、従って塩基０．１９ｍｏｌ／ｍｏｌＡＭＴＢＮ）と水６５ｇを仕込んだ。
懸濁液を撹拌し、１２℃に維持した。
実施例１．１で得られた２相の合計（即ちＡＭＴＢＮ４７２ｍｍｏｌ）とアセトン１３．９ｇ（即ち２３９．６ｍｍｏｌ、従ってアセトン０．５１ｍｏｌ／ｍｏｌＡＭＴＢＮ）を５００ｒｐｍで撹拌下にこの懸濁液に加えた。混合物の温度を上げ、２０℃に維持した。
２時間撹拌後にクロマトグラフィー分析した処、ＡＭＴＢＮは完全に反応したことが確認された。
媒体を合計５時間撹拌下に放置した後、濾過した。濾液を減圧下に４５℃で蒸発させた。
得られた黄色い粘性液体を周囲温度で３０分間かけて凝固させた。その後、総重量６１．９ｇのこの固体を回収した。
得られた固体をＮＭＲ分析した処、アミノアミド９６％、イミダゾリジノン２％、メチオニン０．５％及び各種有機成分１．５％のモル分率であった。
カールフィッシャー法により水分を分析した処、回収した固体に対する重量含水率は１．４％であった。
同一固体のクロマトグラフィー分析によると、アミノアミド９３％、イミダゾリジノン３％、メチオニン０．５％及び各種有機成分の重量分率であった。
第２段階で使用したＡＭＴＢＮに対する生成物の回収率はアミノアミド８２．３％、イミダゾリジノン２．１％及びメチオニン０．４％であった。
【００３３】
実施例２：Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ製塩基性樹脂Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００Ｈ上のＡＭＴＢＮの水和と３３℃脱ガスによるＨＭＴＢＮ→ＡＭＴＢＮ→ＡＭＴＢＭ反応（試験ＡＹＰ０３５）
実施例２．１ メチオニンニトリルの製造
じゃま板と磁気撹拌機を備える二重ジャケット付きステンレス製オートクレーブ反応器に７８．８％ｗ／ｗＨＭＴＢＮ水溶液５８．６ｇ（即ちＨＭＴＢＮ３５２ｍｍｏｌ）を仕込んだ。反応器を閉じた後、二重ジャケットと恒温浴を通して溶液を５１．５℃まで加熱した。
ドライアイス中に保持して予め減圧しておいた金属鋳造フラスコにアンモニアガス３０．８ｇ（即ちＮＨ３１８１２ｍｍｏｌ）をびんから移した。
金属フラスコの内容物を１０バール窒素逆圧による加圧下のオートクレーブに迅速に導入した。
撹拌下の混合物の温度は固定し、恒温浴により６７℃に維持した。混合物を１０分間１２絶対バールの加圧下に撹拌した。
次に、閉じた反応器を３０分間かけて３３℃まで冷却し、圧力を７絶対バールまで下げた後、脱ガスした。
反応器を開いた後、重量７４．３ｇの媒体をすぐに１０℃まで冷却し、フラスコで相分離させた。
こうして上層の水相（薄黄色）１９．７９ｇと下層の有機相（濃黄色）５２．０９ｇを得た。
２相をクロマトグラフィー分析した処、
−有機相中ＡＭＴＢＮ３１９．５ｍｍｏｌと、
−水相中ＡＭＴＢＮ３２．６ｍｍｏｌを定量することができた。
導入したＨＭＴＢＮに対するＡＭＴＢＮの総回収率は１００％であった。
【００３４】
実施例２．２ メチオニンアミドの製造
Ｒｕｓｈｔｏｎタービンとじゃま板を備える撹拌機付き１リットル容ガラス反応器に１．５ＯＨミリ当量／ｇのＲｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ製塩基性樹脂Ａｍｂｅｒｓｅｐ ９００Ｈ ４１．９ｇ（即ちＯＨ当量６２．９ｍｍｏｌ）と水８８．２ｇを仕込んだ。
懸濁液を撹拌し、１５℃に維持した。
実施例２．１で得られた２相の混合物６２．５ｇ（即ちＡＭＴＢＮ３０６ｍｍｏｌ）とアセトン９．２ｇ（即ち１５８．６ｍｍｏｌ）を３６０ｒｐｍで撹拌下にこの懸濁液に加えた。混合物の温度を上げ、３時間２０℃に維持した。
次に媒体を濾過した。濾液を減圧下（１ｍｍＨｇ）に３０℃で蒸発させた。
得られた黄色い粘性液体を周囲温度で凝固させた。その後、総重量４３．８ｇのこの固体を回収した。
同一固体のクロマトグラフィー分析によると、アミノアミド７８％、イミダゾリジノン１１％、メチオニン３％及び各種有機成分の重量分率であった。
第２段階で使用したＡＭＴＢＮに対する生成物の回収率はアミノアミド７５．３％、イミダゾリジノン１０．６％及びメチオニン２．９％であった。
【００３５】
実施例３：ＡＭＴＢＭのアンモニア加水分解（試験ＡＹＰ０３６）
じゃま板と磁気撹拌機を備える二重ジャケット付きステンレス製オートクレーブ反応器に市販アンモニア溶液Ｒｅｃｔａｐｕｒ（３０％ｗ／ｗ）５２ｇ即ちＮＨ３９１８ｍｍｏｌを仕込んだ。反応器を閉じた後、二重ジャケットを通して溶液を撹拌下に１３４℃まで加熱した。
実施例２．２で製造したアミノアミド７．３ｇ（即ちＡＭＴＢＭ３８．４ｍｍｏｌ）と水１９．９ｇを混合することにより調製した１．４ｍｏｌ／ｋｇＡＭＴＢＭ溶液２７．２ｇを金属鋳造フラスコに仕込んだ。
金属フラスコの内容物を２０バール窒素逆圧による加圧下のオートクレーブに迅速に導入した。こうして得られた混合物はＡＭＴＢＭ０．４９ｍｏｌ／ｋｇであった。次に、この混合物を加圧下に１５０℃で撹拌した。
１時間３０分間反応後、（出発ＡＭＴＢＭ及びイミダゾリジノンに対して）５３％のメチオニン収率が得られた。
こうして７時間反応後に８１％のメチオニン収率が得られた。
【００３６】
実施例４：ＡＭＴＢＭのアンモニア加水分解（試験ＡＹＰ０３８）
本実施例では、
−市販アンモニア溶液Ｒｅｃｔａｐｕｒ（３０％ｗ／ｗ）２２．８ｇ即ちＮＨ３４０２ｍｍｏｌと水６６．０ｇから構成される混合物８８．８ｇと、
−実施例２．２で製造したアミノアミド３．２ｇ（即ちＡＭＴＢＭ１６．８ｍｍｏｌ）と水２０．５ｇを混合することにより調製した０．７ｍｏｌ／ｋｇＡＭＴＢＭ溶液２３．７ｇを使用して上記実施例３と同一操作を行った。
得られた混合物はＡＭＴＢＭ０．１５ｍｏｌ／ｋｇであった。
１５０℃で１時間３０分間反応後、（出発ＡＭＴＢＭ及びイミダゾリジノンに対して）７２％のメチオニン収率が得られた。
こうして７時間反応後に定量的メチオニン収率が得られた。
【００３７】
実施例５：ＴｉＯ２触媒によるＡＭＴＢＭの加水分解（試験ＡＳＥ０６５）
二重ジャケット付きガラス反応器に水６６．２ｇと予め粉砕しておいたＴｉＯ２触媒７．９８ｇを仕込んだ。希硫酸（２％ｗ／ｗ）を収容するバブラー列に反応器のただ１つの出口を連結した。
反応器に含まれる懸濁液を撹拌し、窒素循環下に９４℃まで加熱した。
実施例２．２の粗アミノアミド１０ｇ（即ちＡＭＴＢＭ５２．６ｍｍｏｌ）と水２９．０２ｇを混合することにより調製した１．３５ｍｏｌ／ｋｇＡＭＴＢＭ水溶液を反応器にポンプ導入した。
こうして反応器で得られた溶液はＡＭＴＢＭ０．５ｍｏｌ／ｋｇであった。
３０分間反応後に、アミノアミドは完全に変換した。得られたメチオニン収率は８５％であった。
【００３８】
実施例６：ＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３触媒によるＡＭＴＢＭの加水分解（試験ＡＳＥ０６４）
本実施例では、
−Ｔｉ３重量％のＴｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３触媒８．０ｇと、
−実施例２．２の粗アミド１０．９４ｇ（即ちＡＭＴＢＭ５７．６ｍｍｏｌ）と合計９２．７ｇの水を使用して上記実施例５と同一操作を行った。
こうして反応器で得られた溶液はＡＭＴＢＭ０．５６ｍｏｌ／ｋｇであった。
７時間反応後にアミノアミドの変換率は約５２％であった。得られたメチオニン収率は約３０％であった。
【００３９】
実施例７：Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ ｐＹＧ８２２によるＡＭＴＢＭの酵素加水分解（試験ＧＦ５７１及び５９０）
仏国特許出願第ＦＲ９０１４８５３号（１９９０年１１月２８日出願）に記載されているｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ株ｐＹＧ８２２はＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ ＩＢＮ２０のアミダーゼを発現する。トリプトン１０ｇ、酵母エキス５ｇ、ＮａＣｌ５ｇ及びカナマイシン２０ｍｇを加えた培地１リットル中でコリネバクテリウムを３０℃で２４時間培養した。遠心分離により細胞ペレットを回収した。細胞ペレットと、１００ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）０．１リットルと、実施例２．２からのＡＭＴＢＭ２．２ｇを反応器に仕込んだ。３５℃で６時間反応後にアミノアミドの変換率は１００％であった。メチオニン収率は１００％であった。
【００４０】
実施例８：大腸菌ｐＸＬ１７５１によるＡＭＴＢＭの酵素加水分解（試験ＧＦ５８４）
ヨーロッパ特許第ＥＰ４３３１１７号（９１−１７９９０８Ｂ）に記載されている大腸菌株ｐＸＬ１７５１はＢｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ Ｒ３１２のアミダーゼを発現する。カザミノ酸４ｇ、酵母エキス５ｇ及びアンピシリン１００ｍｇを加えたＭ９培地（ＤＩＦＣＯ）１リットル中で大腸菌を３７℃で２４時間培養した。遠心分離により細胞ペレットを回収した。細胞ペレットと、１００ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ７．０）０．１リットルと、実施例２．２からのＡＭＴＢＭ２．２ｇを反応器に仕込んだ。３５℃で６時間反応後にアミノアミドの変換率は１００％であった。メチオニン収率は１００％であった。
【００４１】
比較例１：Ａｌ２Ｏ３によるＡＭＴＢＭの加水分解（試験ＡＳＥ０６３）
本実施例では、
−Ａｌ２Ｏ３ビーズ触媒８．４ｇと、
−実施例２．２の粗アミド１０．９５ｇ（即ちＡＭＴＢＭ５７．６ｍｍｏｌ）と合計１０８ｇの水を使用して上記実施例５と同一操作を行った。
こうして反応器で得られた溶液はＡＭＴＢＭ０．４８ｍｏｌ／ｋｇであった。
７時間反応後にアミノアミドの変換率とメチオニン収率は実質的にゼロであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 塩を副生せずにメチオニンを製造する本発明の方法のブロック図である。
Claims (17)
- ケトン型触媒と水酸化物型塩基性樹脂の存在下にメチオニンニトリルを水和させることを特徴とするメチオニンアミド（即ち２−アミノ−４−（メチルチオ）ブチルアミド）の製造方法。
- 使用するケトンがアセトンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- アミノニトリルに対するアセトンの使用量が０．２〜０．６モルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
- アミノニトリルに対する塩基性樹脂の使用量が０．１０〜１水酸化物当量であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 反応温度が１０〜４０℃であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 反応を連続、不連続又は半連続的に実施することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 第１段階でケトン型触媒と水酸化物型塩基性樹脂の存在下にメチオニンニトリルを水和させてメチオニンアミドとし、第２段階で均一触媒化学経路、不均一触媒化学経路又は酵素経路によりメチオニンアミドを加水分解してメチオニンアンモニウムとし、第３段階でアンモニア除去後にメチオニンアンモニウムからメチオニンを回収することを特徴とするメチオニンの製造方法。
- メチオニンアミドの加水分解がアンモニアの存在下に均一触媒化学経路により実施されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
- メチオニンアミドの加水分解が金属酸化物又はヘテロポリ酸の存在下に不均一触媒化学経路により実施されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
- 金属酸化物が二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化チタン／五酸化ニオブ混合物、二酸化ジルコニウム及び五酸化ニオブから選択されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
- メチオニンアミドの加水分解がアミダーゼの存在下に不均一触媒酵素経路により実施されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
- アミダーゼが微生物Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ又はＢｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍに由来することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
- 宿主微生物で発現されるアミダーゼをコードする遺伝情報を使用することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
- 宿主微生物が大腸菌又はコリネバクテリウム属の微生物から選択されることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
- アミダーゼ活性を発現する生物材料を固相化することを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
- アミノニトリルに対する塩基性樹脂の使用量が０．１５〜０．５水酸化物当量であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
- 反応温度が１５〜２５℃であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
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