JPH0363255A - ニトリロアミドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は要約すると以下のとおりである。

ａ）式 ％式％ 式中、Ｒ８、Ｒ８及びＲ１は独立に１〜２０の炭素原子
を有するアルキレン基から選択される、 を有するニトリロトリニトリルの飽和水性懸濁液を含む
基質をスラリー反応器で調整し、ｂ）　ニトリルヒドラ
ター作用を有する遊離又は固定化の全セル微生物をバイ
オリアクターで調整し Ｃ）　　　（ａ）からの基質をフィルターに通しくｂ）
θバイオリアクターに循環させ、基質を（ｂ）の全セル
により水和し対応するニトリロモノ−、ジー又はトリー
アミド生成物を生皮する工程を含むニトリロモノ−、ジ
ー又はトリーアミド生成物を選択的に製造する方法。

発明の分野 本発明は、水溶液中で適度な反応条件下で高純度のニト
リロ−モノ−、ジー又はトリーアミドを製造する方法に
関するものである。

従来技術 ニトリロモノ酢酸アミド及びニトリロトリ酢酸アミドは
化学的な加水分解により製造できることが知られている
。例えば、米国特許＄３，５８０゜５５１号には次式で
表されるニトリロモノアミドを合皮する方法が開示され
ている。

式 ％式％ その製造方法は、次式で表される化合物を約１５つ〜９
５℃で過酸化水素水溶液と反応させ、生成物を分離、回
収することからなる。

式 ％式％ 式中、Ｒ＋−Ｒｓ及びＲ１は独立に１〜２０の炭素原子
を有するアルキレン基から選択される。

しかしながら、この方法では高価な溶媒、中間分離工程
及び高温高圧工程が含まれかつ収率が低く選択性に乏し
い。

ニトリルヒドラターゼ酵素はモノ−ニトリル及びジ−ニ
トリルを水和して対応するアミドを生皮する働きがある
ことで知られてきた。しかしながら、これらの酵素は特
異な基質であり、水溶液に完全に溶解するニトリルを転
化できるだけである。

次式を有する水溶液に実際には不溶であるトリニトリル
は、本発明の方法下でニトリルヒドラターゼ作用を有す
る酵素又は微生物の助けにより選択的に水和されニトリ
ロモノ−アミド又はニトリロジーアミド又はニトリルト
リーアミドに転化されることか発見された。

式 ％式％ ］ 式中、Ｒ３、Ｒ２及びＲ３は１〜２０の炭素原子を有す
るアルキレン基から独立に選択される。

詳細な説明 本発明の方法は、三個のシアノ基うちただ一個又は二個
又は三個すべてを対応する七ノー又はジー又はトリーア
ミドに選択的に転化する強いニトリルヒドラターゼ作用
を有するすべての微生物又は酵素の全セルを用いること
により次式を有するニトリロトリニトリルを水和するこ
とを目的としている。

式 ％式％ 式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ１は１〜２０の炭素原子を有す
るアルキレン基から独立に選択される。

具体的に説明すると、本発明の方法に基づき好ましくは
ｐＨ７，０のリン酸塩緩衝剤中で次式を有するニトリロ
トリニトリルの水性飽和懸濁液を含む基質をスラリー用
反応容器中で調整する。その基質を対応するニトリルモ
ノ−アミド又はニトリルジ−アミド又はニトリルトリー
アミドを製造する反応条件下でニトリルヒドラターゼ作
用を有する微生物又は酵素の全セルと接触させるために
連続的に滴下する。

強いニトリルヒドラターゼ作用を有する適切な微生物種
は、スートモナス（Ｐ　ｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）　、グ
ルコノバクタ−（Ｇ　１ｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ）　、
アグロバクテリウム（Ａ　ｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）
　、アセトバクター（Ａ　ｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）　、
アクロモバクタ−（Ａ　ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔａｒ）　
、アシネトバクタ−（Ａ　Ｃ１Ｈ６ｔｏｂａｃｔｅｒ）
、アルカリジェネス（Ａ　Ｉｃａｌｉｇｅｎｅｓ）　、
シトロバクエリチア（Ｅ　５ｃｈｅｒｉｃｈｉａ）　、
クレーブシーラーコノストック（Ｌ　ｅｕｃｏｎｏｓｔ
ｏｃ）　、ブリービバクテリウム（Ｂ　ｒｅｖｉｂａｃ
ｔｅｒｉｕｍ）　、セルロモナス（Ｃｅｌｌｕｌｏｍｏ
ｎａｓ）　、コーリネバクテリウム（Ｐ　ｒｏｐｉｏｎ
ｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）　、マイコノ（クテリウム（Ｍ
ｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｕ）　ｓ　ストレプトマイシ
ス（懇ｒｅｐｔｏｎ＋ｙｃｅｓ）　、バクテリジュウム
（Ｂ　ａｃｔｅｒｉｄｉｕｍｕ）　％　カエトメラ（Ｃ
ｈａｅｔｏｍｅｌｌａ）　、セプトリア（Ｓ　ｅｐｔｏ
ｒｉａ）　、ヂプロヂア（Ｄ　１ｐｌｏｄｉａ）　、ア
セトバクター（Ａ　ｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ）　、ノー
カーデア（Ｎ　ｏｃａｒｄｉａ）　、ステンフィリウム
（Ｓ　ｔｅｎｐｈｙｌｉｕｍ）、トリロブシス（Ｔ　ｏ
ｒｙｌｏｐｓｉｓｉ）　、フォーマ（Ｐ　ｈｏｍａ）　
Ｎコノシリウム（Ｃｏｎｏｔｈｙｒｉｕｍ）　、ミロセ
シュム（Ｍｙｒｏｔｈａｃｉｕｍ）　、ペスタロチア（
Ｐ　ｅｓｔａｌｏｔｉａ）　、メランコニウム（Ｍ　ｅ
　１ａｎｃｏｎ　ｉ男）、エビコツカム（−Ｅ　ｐｉｃ
ｏｃｃｕｍ）　、ペニシリウム（Ｐ　ｅｎｉｃｉｌｌｉ
ｕｍ）　、アスバージラス（Ａ　ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ
）　、セベドニウム（Ｓ　ｅｐｅｄｏｎｉｕｍ）　、フ
ージジウム（Ｆ　ｕｓｉｄｉｕｍ）　、オイジオデンド
ロン（射ｄｉｏｄｅｎｄｒｏｎ）　、セファロスポリウ
ム（Ｃｅｐｈａｌｏｓｐｏｒｉｕｍｕ）　、スッコブラ
リオプシス（Ｓ　ｃｏｐｕｌａｒｉｏｐｓｉｓ）　、バ
エシロミシス（Ｐ　ａｅｃｉｌｏｍｕｃｅｓ）　、バー
チシリウム（Ｖ　ｅｒｔｉｃＨＮｕｍ）、トリコセシウ
ム（Ｔ　ｒｉｃｏｔｈｅｃｉｕｍ）　、プルラリア（Ｐ
　ｕｌｌｕｌａｒｉａ）、モノトスポラ（Ｍ　ｏｎｏｔ
ｏｓｐｏｒａ）　、クラドスポリウム（Ｃ１ａｄｏｓｐ
ｏｒ　ｉｕｍ）　、ヘルミンソスボリウム（Ｈｅｌｍｉ
ｎＬｈｏｓｐｏｒｉｕｚ）　、クリソスポリウム（Ｃｈ
ｒｙｓｏｓ　ｏｒｉｕｍ）　、ロートドルーラ（Ｒｈｏ
ｄｏｔ。

ｒｕｌａ）　、クレックラ（Ｋ　Ｉｏｅｃｋｅｒａ）　
、ゲトリクーム（Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ）及びフーサリ
ウム（Ｆ　ｕｓａｒｉｕｍ）並びにアグロバクテリウム
ラジオバクター（Ａ　ｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　　ｒ
ａｄｉｏｂａｃｔｅｒ）　、スードモナスアエロジノサ
（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　　ａｅｒｏｇｉｎｏｓａ）
　、スートモナスフルオレッセンス（Ｐ　ｓｅｕｄｏｍ
ｏｎａｓ　　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）　、スートモナ
スプチダ（Ｐ　ｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ匹■幻）　、コー
リネパクテリウムニトリロフィラス（Ｃｏｒｙｎｅｂａ
ｃｔｅｒｉｕｍ　　ｎ１ｔｒｉｌｏｐｈｉｌｕｓ）　、
コーリネバクテリウムスードジフィテリチキウム（Ｃｏ
ｒｙｎｅｂａｃＬｅｒｉｕｍ　　ｐｓｅｕｄｏｄｉｐｈ
ｔｅｒｉｔｉｃｕｍ）、ノーカーシアロードクラス（Ｎ
　ｏｃａｄｉａ　　ｒｈｏｄｏｃｈｒｏｕｓ）　、セシ
ェリチアコリ（Ｅｓｃｈａｒｉｃｈｉａ　　ｃｏｌｔ）
、ニューロスポラクラツサ（Ｎ　ｅｕｒｏｓｐｏｒａ　
　ｃｒａｓｓａ）、ラシラスシルベストリス（Ｌ彰加工
ｕｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）　、ラシラスオドラタス（Ｌ
　ａｔｈｙｒｕｓ　　ｏｄｏｒａｔｕｓ）　、ビシアビ
ッロサ（Ｖ　１ｃｉａ　　ｖｉｌｌｏｓａ）及びブリー
ビバクテリウム（Ｂ　ｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）系
統である。

第一の具体例では、基質をスラリー反応器からポンプで
くみ出しまずフィルターに通しスラリー懸濁液から可溶
性のニトリルを分離し、ついで強いニトリルヒドラター
ゼ作用を有する固定化酵素又はセルを含むバイオレアフ
タ−カラムに通す。

その固定化セルは選択されたバイオマスを濾過した殺曹
水及びアルギン酸ナトリウムと混合することにより調整
される。この混合物をプリリングカラムに入れ、塩化カ
ルシウム溶液に分散しグリルを作り、ついで、それを約
１０から２０メツシユの間で分級する。ついでそのグリ
ルを洗浄し、バイオリアクターカラムに詰める。スラリ
ー反応器からのその濾過された可溶性のニトリルをバイ
オリアクター中を循環させ、固定化酵素と接触させ選択
的に水和して対応する七ノー、ジー又はトリーアミド生
成物に転化する。その生成物は連続的にスラリー反応器
へ再循環され、そこでさらにそのニトリル基質を溶解す
る。バイオリアクターとスラリー反応器の両方は５℃か
ら１０℃の温度範囲に保たれる。

第二の具体例では、基質をスラリー反応器からポンプで
くみ出しまずフィルターに通し、残留スラリー懸濁液か
ら可溶性のニトリルを分離し、ついで一定温度に設定し
たバイオリアクター中で強いニトリルヒドラターゼ作用
を有する微生物の遊離セル又は酵素と接触させ反応させ
る。そのセルはそのニトリルを水和して対応する七ノー
、ジ二又はトリーアミド生成物に転化する。ついで、そ
のバイオリアクター中の遊離セルと生成物の混合物を、
ポンプでくみ出し超微Ｊａｌフィルターに通し、そのセ
ルを液体生成物から分離し、遊離セルをバイオアクタ−
に戻し、その液体生成物をスラリー反応器に戻し、そこ
でニトリル基質を溶解する目的に使用する。反応系は５
℃から２５℃に温度に保たれる。

さらに詳しく説明せずとも、先行技術に熟知している者
は、前記した詳細な記述を用いて本発明をじゆうにふん
に利用できるものと信じる。本発明の原理、好ましい具
体例及び製造方法は、上記の明細に記述されてきた。以
下の実施例は、本発明の原理にもとづいた発明を具体的
に説明するために記載されているが、しかし、本明細書
の特許請求範囲に示される以外に本発明をなんら制限す
るものではない。先行技術に熟知している者であれば、
本発明の精神にもとづかなくても変化及び変更をするこ
とができるであろう。特にことわりがなければ、部及び
百分率は重量である。

実施例 実施例Ｉ。

基質のスラリー状溶液は４０グラムのニトリロトリアセ
トニトリルを２リツトルのｐＨ７のリン酸塩緩衝剤に懸
濁し飽和させることにより調整された。その基質スラリ
ー状溶液はスラリー反応器中で混合され、連続的に２８
０ｍ１のｐＨ７のリン酸塩緩衝剤中のブリーブバクテリ
ウム（ミニｖｆｂａｃｔｅｒｉｕｍ）　Ａ　、のセルパ
スタ６３ｇを含むバイオリアクターに循環した。その溶
液（生成物）及びセルは超微細フィルター（ｔｏｏ、０
００　　Ｍ。

Ｗ、　カットオフ）を使用して同時に分離され、その分
離された生成物はスラリー反応器に回収され、そのセル
はバイオリアクターに回収された。

それらの反応器の温度は１０℃に保たれた。２４時間連
続的に反応後そのニトリルは純粋なＮＴＡ−モノアミド
ジニトリルに転化され、９６時間後にはＮＴＡジアミド
モノニトリル及びＮＴＡ　）リアミド水溶液に１００％
転化された。それらの生成物はフリーズドライ法により
その水溶液から回収され、ＨＰＬＣＳＨＰＬＣ／ＭＳ及
びＮＭＨにより９０％ＮＴＡ−ジアミド及びｌＯ％ＮＴ
Ａ−トリアミドとして同定された。

実施例２゜ １００ｇのニトリロトリアセトニトリルを３リツトルの
ｐＨ７のリン酸塩緩衝剤に懸濁及び飽和した。この基質
溶液を濾過して連続的ポンプでコーリネバクテリウム（
Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）　Ｎ　７７１のセル
パスタ７０ｇを含む反応器に送り出した。

その反応器はｉｏ’０１気圧で約７２時間係たれた。

そのセルは実施例１に記載したように超微細フィルター
を使用してその水溶液から分離された。その生成物はＨ
ＰＬＣ及び質量分析器により９０％ニトリロジアセトア
ミド及びｌ０％ニトリロトリアセトアミドとして同定さ
れた。

実施例３、 基質スラリー溶液は２リツトルのｐＨ７のリン酸塩緩衝
剤に２５ｇのニトリロトリアセトニトリルを懸濁、飽和
することにより調整された。この基質スラリー溶液はス
ラリー反応器中で循環され、濾過され、次の方法にもと
づくニトリルヒドラターゼを有する固定化セルを含むカ
ラムにポンプで送り出された。ブリービバクテリウム（
Ｂ　ｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）　Ｒ−３１２のセル
６０ｇを脱イオン水２４Ｑｍｌと混合した。アルギン酸
ナトリウム（Ｉ６　４００、ジノボートインターナシタ
ナル）２０ｇをそのアルギン酸ナトリウムが充分に溶解
するまで脱イオン水１２００ｍ（２と混合した。そのセ
ルを含むその混合物は冷却条件下でそのアルギン酸ナト
リウムと混合した。この混合物は、ついで、底部にシリ
ンジＥＦＤチップ５１１４Ｂ（２ｍｍ）を取り付けたプ
リリングカラムに入れ、１リツトルのＣａＣＩ溶液（１
４ｇ／Ｉ）に分散された。固定化グリル６２５ｇが回収
された。そのフリルはカラムに入れられ、ニトリロトリ
アセトニトリルスラリー反応物からのその溶液を実施例
１に記載した同じ条件下でカラム中を循環させた。７２
時間の反応後、水溶液状の８５％二Ｆ・リロジアセトア
イド及び１５％ニトリロトリアセトアミドが回収された
。

実施例４゜ 本実施例により、ニトリロトリニトリルは連続プロセス
により対応するニトリルモノ−、ジー又はトリーアミド
に水和されることが示される。基質３バツチは、ｐＨ７
のリン酸塩緩衝剤２リツトルにそれぞれニトリロトリア
セトニトリル５０．５０及び７５ｇを懸濁、飽和させる
ことにより調整された。固定化セルを含むカラムは実施
例３に記載されたように調整された。第一の基質懸濁痕
１番、１００％転化されるまでカラム中を１０℃で連続
的に循環させた。第二のバッチ５０ｇは、転化が完了す
るまで連続的にカラム中を循環させそのスラリー反応物
に添加された。第三のバッチ７５ｇは上記に記載したよ
うに加え循環させた。

その反応物は１４日間連続的に処理された。ニトリロト
リアセトニトリルの３バツチは水和されて８５％ＮＴＡ
−ジアミド及び１５％ＮＴＡ−）リアミド（ＨＰＬＣに
より同定された）を含む生成混合物に転化された。その
ＮＴＡ−ジアミド及びＮＴＡ−トリアミドの生成混合物
は再結晶法により回収され、全量で１６８ｇの乾燥結晶
が得られた。

実施例５゜ 実施例４から得られた混合生成物１０ｇは１リツトルの
水に懸濁し、弱アニオン交換樹脂（例えばＤｏｖｅｘ　
ＡＤ　−８）を含むイオン交換カラムに１モルのＨ，Ｓ
ｏ、を用いて流速１５　ｍ　ｉ　／　ｍ　ｉ　ｎで充填
された。ついで、そのカラムは１０％水酸化アンモニウ
ムを用いて洗浄、抽出された。その抽出物を回収して蒸
発し純度の高いニトリロジアセトアミド結晶８ｇが生成
された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２、及びＲ＿３は１〜２０の炭素原
   子を有するアルキレン基から独立に選択される、 を有するニトリロトリニトリルの飽和水性懸濁液とニト
   リルヒドラターゼ作用を有する微生物又は酵素の全セル
   とを反応条件下で接触させて対応するニトリロ−モノ、
   ジ−又はトリアミド生成物を生成することからなるニト
   リロモノ−、ジ−又はトリ−アミドの選択的製造方法。 ２、ａ）式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２及びＲ＿３は独立に１〜２０の炭
   素原子を有するアルキレン基から選択される、 を有するニトリロトリニトリルの飽和水性懸濁液を含む
   基質をスラリー反応器で製造し、ｂ）ニトリルヒドラタ
   ーゼ作用を有する微生物又は酵素の全セルの水溶液をバ
   イオリアクターで製造し、 ｃ）（ａ）からの基質をフィルターを通し （ｂ）のバイオリアクターに循環させ、基質と微生物又
   は酵素とを接触反応させ、ニトリルを水和させニトリロ
   モノ−、ジ−又はトリ−アミド生成物を生成し、 ｄ）純粋な生成物を分離する 工程を含むニトリロモノ−、ジ−又はトリ−アミドを選
   択的に製造する連続的方法。 ３、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する化合物。 ４、ａ）式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２及びＲ＿３は独立に１〜２０の炭
   素原子を有するアルキレン基から選択される、 を有するニトリロトリニトリルの飽和水性懸濁液を含む
   基質をスラリー反応器で製造し、ｂ）高いニトリルヒド
   ラターゼ作用を有する酵素の又は微生物の固定化された
   全セルをカラム中で製造し、 ｃ）（ａ）からの基質をフィルターに通し（ｂ）のカラ
   ムに循環させ、基質と微生物又は酵素とを接触反応させ
   ニトリロモノ−、ジ−、又はトリ−アミド生成物にを生
   成し、 ｄ）純粋な生成物を分離する 工程を含むニトリロモノ−、ジ−又はトリ−アミドを選
   択的に製造する連続的方法。