JPH0977728A - N−長鎖アシルイミノ二塩基酸又はその塩の製造法及び精製法 - Google Patents

N−長鎖アシルイミノ二塩基酸又はその塩の製造法及び精製法

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JPH0977728A
JPH0977728A JP23135495A JP23135495A JPH0977728A JP H0977728 A JPH0977728 A JP H0977728A JP 23135495 A JP23135495 A JP 23135495A JP 23135495 A JP23135495 A JP 23135495A JP H0977728 A JPH0977728 A JP H0977728A
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acid
dibasic acid
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Hideyuki Abe
秀幸 阿部
Yousen Mizushima
洋泉 水島
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Kao Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 品質が良く、高純度のN−長鎖アシルイミノ
二塩基酸又はその塩の製造法及び精製法を提供する。 【解決手段】 イミノ二塩基酸又はその塩に酸ハライド
を反応させるか、N−シアノアルキルアミノ酸又はその
塩に酸ハライドを反応させシアノ基を加水分解すること
により得られる、一般式(V)で表されるN−長鎖アシ
ルイミノ二塩基酸又はその塩を含む反応液を、酸でpH
0〜4に調整してN−長鎖アシルイミノ二塩基酸に変換
し、該N−長鎖アシルイミノ二塩基酸の融解状態下で水
層とN−長鎖アシルイミノ二塩基酸を含む有機層に分層
し、次いで有機層より該N−長鎖アシルイミノ二塩基酸
を分離取得する。 【化1】 (式中、 RはC5-21 のアルキル基等、M1及びM2はH 又は
陽イオン基、m 及びn は1〜3の数を示す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はN−長鎖アシルイミ
ノ二塩基酸又はその塩の製造法及び精製法に関し、より
詳細には、N−長鎖アシルイミノ二塩基酸又はその塩の
合成反応液からの高純度のN−長鎖アシルイミノ二塩基
酸又はその塩を製造する方法、及び無機塩等の不純物を
含有する不純N−長鎖アシルイミノ二塩基酸の精製法に
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】N−長
鎖アシル酸性アミノ酸塩は、優れた界面活性作用、抗菌
作用等を有し、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、これらN−長鎖アシ
ルイミノ二塩基酸塩の原料となるN−長鎖アシルイミノ
二塩基酸は、イミノ二塩基酸のアルカリ溶液に脂肪酸ハ
ライドを反応させるショッテン−バウマン(Schotten-Ba
umann)法によって製造されており、その改良発明には親
水性溶媒を含むイミノ二塩基酸水溶液に、アルカリ物質
の存在下で脂肪酸ハライドを添加して反応させる方法が
開示されている(特公昭63−1302号公報、特開平
5−294909号公報)。また、N−長鎖アシルイミ
ノ二塩基酸の別の製造方法として、N−シアノアルキル
化アミノ酸又はその塩に脂肪酸ハライドを反応させてア
シル化し、その後シアノ基を加水分解する方法もある。
【0003】これらのN−長鎖アシルイミノ二塩基酸又
はその塩の製造法では、N−長鎖アシルイミノ二塩基酸
又はその塩の反応液を酸でpH調整した後、晶析分離し
て、N−長鎖アシルイミノ二塩基酸又はその塩を得てい
る。しかし、結晶を濾過分離する工程は特別の設備を必
要とし、更に濾別された結晶内に無機塩が残存しやす
く、無機塩を除去するために大量の洗浄水を必要とし、
洗浄に長時間を有するため工業的手法として有用とは言
えない。
【0004】従って、品質が良く、高純度のN−長鎖ア
シルイミノ二酸基酸又はその塩を工業的に有利に製造す
る方法の開発が望まれていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、N−長鎖
アシルイミノ二塩基酸又はその塩の合成反応液から、N
−長鎖アシルイミノ二塩基酸又はその塩を濾過等の晶析
工程を用いることなく工業的に有利に分離する方法を鋭
意検討した結果、融解したN−長鎖アシルイミノ二塩基
酸は水と分層し、効率よくN−長鎖アシルイミノ二塩基
酸を分離できることを見出した。しかも、合成反応液に
エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコー
ルを解乳化剤として添加することにより、水中でN−長
鎖アシルイミノ二塩基酸は室温近くの有機溶媒の沸点以
下の温度で融解し、水層と該N−長鎖アシルイミノ二塩
基酸を含む層とに分層することを見出した。これらの知
見に基づいて、本発明を完成した。
【0006】即ち本発明は、一般式(I)
【0007】
【化6】
【0008】(式中、M1及びM2は水素原子または陽イオ
ン基を示し、M1とM2は同一でも異なっていても良い。m
及びn は1〜3の数を示し、m とn は同一でも異なって
いても良い。)で表される化合物に、一般式(II) RCOX (II) (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、X はハロゲン原子を示す。)で表される酸ハライド
を反応させ、必要により塩交換する方法、あるいは一般
式(III)
【0009】
【化7】
【0010】(式中、 M2, m及びn は前記の意味を示
す。)で表される化合物に、上記一般式(II)で表され
る酸ハライドを反応させ、一般式 (IV)
【0011】
【化8】
【0012】(式中、R, M, m及びn は前記の
意味を示す。)で表される化合物を得、その後加水分解
し、必要により塩交換する方法により得られる、一般式
(V)
【0013】
【化9】
【0014】(式中、R, M1, M2, m及びn は前記の意味
を示す。)で表されるN−長鎖アシルイミノ二塩基酸又
はその塩を含む反応液を、酸でpH0〜4に調整してN
−長鎖アシルイミノ二塩基酸に変換し、該N−長鎖アシ
ルイミノ二塩基酸の融解状態下で水層とN−長鎖アシル
イミノ二塩基酸を含む有機層に分層し、次いで有機層よ
り該N−長鎖アシルイミノ二塩基酸を分離取得し、必要
により中和することを特徴とするN−長鎖アシルイミノ
二塩基酸又はその塩の製造法を提供するものである。
【0015】また、本発明は、無機塩等の不純物を含む
一般式 (VI)
【0016】
【化10】
【0017】(式中、R, m及びn は前記の意味を示
す。)で表されるN−長鎖アシルイミノ二塩基酸を水と
混合し、該N−長鎖アシルイミノ二塩基酸の融解状態下
で水層とN−長鎖アシルイミノ二塩基酸とを含む有機層
に分層し、次いで有機層より高純度のN−長鎖アシルイ
ミノ二塩基酸を得ることを特徴とするN−長鎖アシルイ
ミノ二塩基酸の精製法を提供するものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0019】本発明の一般式(V)で表されるN−長鎖
アシルイミノ二塩基酸又はその塩の合成に用いられる一
般式(I)で表される化合物としては、天然或いは合成
により得られるいずれのイミノ二塩基酸又はその塩でも
良いが、例えばイミノ二酢酸、イミノ二プロピオン酸等
のイミノ二塩基酸や、グリシン、β−アラニン等のアミ
ノ酸から誘導される二塩基酸あるいはこれらの塩が挙げ
られ、好ましく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
下記式(VII)
【0020】
【化11】
【0021】(式中、M及びM2は前記の意味を示
す。)で表される二塩基酸又はその塩である。
【0022】また、塩を形成する陽イオンとしては、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、総炭素
数1〜22のモノ、ジもしくはトリアルカノールアンモニ
ウム、総炭素数1〜22のモノ、ジもしくはトリアルキル
基またはアルケニル基置換アンモニウム、炭素数1〜22
のアルキル基またはアルケニル基置換ピリジニウム、総
炭素数2〜500 及び総アミノ数2〜250 のポリアルキレ
ンポリアミン又は塩基性アミノ酸もしくはそれらの混合
物等が挙げられるが、ナトリウム、カリウム、マグネシ
ウム、カルシウム、アンモニウム、モノエタノールアン
モニウム、ジエタノールアンモニウム、トリエタノール
アンモニウム、エチレンジアミン、プロピレンジアミン
等が好ましく、特にナトリウム、カリウムまたはアンモ
ニウムが好ましい。
【0023】また、一般式(II)で表される酸ハライド
としては、炭素数6〜22、好ましくは12〜18の飽和又は
不飽和脂肪酸のハライド、例えばカプリル酸、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、オレイン酸などの単一組成の脂肪酸のハライド
や、ヤシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸等の混合脂肪酸のハライ
ド、好ましくはクロライドが挙げられる。一般式(I)
で表される化合物と一般式(II)で表される酸ハライド
との反応は水溶液中にて、必要なら水とメタノール、エ
タノール、イソプロパノール、アセトン、 1,3−プロパ
ンジオール、プロピレングリコール等の極性溶媒との混
合溶液中にて、0〜100 ℃、好ましくは10〜50℃の適当
な温度で 0.5〜100 時間反応させ、さらに必要なら電気
透析機等を用いて対イオンを交換することにより、行う
ことができる。
【0024】また、本発明の一般式(V)で表されるN
−長鎖アシルイミノ二塩基酸又はその塩の合成に用いら
れる、一般式(III) で表される化合物は、グリシン、β
−アラニン等のアミノ酸にアクリロニトリル等のニトリ
ル化合物を反応させることにより得ることができる。こ
の一般式(III) で表される化合物として特に好ましいも
のは、グリシンとアクリロニトリルを反応させて得られ
る下記一般式(VIII)
【0025】
【化12】
【0026】(式中、M2は前記の意味を示す。)で表さ
れる化合物である。
【0027】この一般式(III) で表される化合物と前記
一般式(II)で表される酸ハライドとを、好ましくは水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性物質の
存在下、水溶液中にて、必要なら水とメタノール、エタ
ノール、イソプロパノール、アセトン、 1,3−プロパン
ジオール、プロピレングリコール等の極性溶媒との混合
溶液中にて、0〜100 ℃、好ましくは10〜50℃の適当な
温度で 0.5〜100 時間反応させ、一般式 (IV) で表され
る化合物を得、この一般式 (IV) で表される化合物のシ
アノ基を、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム等の塩基性物質の存在下で加水分解し、必要により電
気透析機等を用いて対イオンを交換することにより、一
般式(V)で表されるN−長鎖アシルイミノ二塩基酸又
はその塩を得る。また、一般式(V)における塩を形成
する陽イオンとしては、上記陽イオンを挙げることがで
きる。
【0028】本発明においては、上記のような反応で得
られた一般式(V)で表されるN−長鎖アシルイミノ二
塩基酸又はその塩を含む反応液に、攪拌しながら酸を添
加しpH0〜4、好ましくは1〜3に調整してN−長鎖
アシルイミノ二塩基酸に変換する。ここで用いられる酸
としては、硫酸、塩酸等の無機酸が挙げられる。またこ
の時の温度は特に規定されない。
【0029】次に、得られたN−長鎖アシルイミノ二塩
基酸の融解状態下で水層とN−長鎖アシルイミノ二塩基
酸を含む有機層に分層する。水層とN−長鎖アシルイミ
ノ二塩基酸を含む有機層とを分層するための温度条件
は、N−長鎖アシルイミノ二塩基酸が融解していれば良
く、通常10℃から 100℃の間で行われるが、20℃から80
℃が好ましい。本発明を該N−長鎖アシルイミノ二塩基
酸の融点以上で実施することはもちろん可能であるが、
該N−長鎖アシルイミノ二塩基酸は含水すると融点以下
でも融解するため、比較的低温でも実施できる利点があ
る。
【0030】尚、N−長鎖アシルイミノ二塩基酸が融解
している状態とは、流動性を保ち液状化している状態を
いう。この融解物と水との分層性が悪い場合、例えばエ
タノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール
からなる解乳化剤を加えるか、硫酸ナトリウムや塩化ナ
トリウム等の無機塩を添加し、改善することも可能であ
る。更に純度を上げるためには、本発明の処理を2回以
上繰り返しても良い。この際、エタノール、イソプロピ
ルアルコール等の低級アルコールを解乳化剤として加え
るか、硫酸ナトリウムや塩化ナトリウム等の無機塩を添
加することにより、分層性がさらに向上する。本発明に
おいて、解乳化剤として用いられる低級アルコールは、
N−長鎖アシルイミノ二塩基酸 100重量部に対し、好ま
しくは1〜200 重量部、更に好ましくは5〜100 重量部
になるように添加することが好ましい。
【0031】上記の分層を行って得られる有機層は、水
分及び少量の有機分を含んだN−長鎖アシルイミノ二塩
基酸であるが、乾燥は特に困難ではない。例えば、真空
加熱により乾燥する方法、空気、窒素等の気体で乾燥す
る方法等がある。また、該N−長鎖アシルイミノ二塩基
酸を、例えばナトリウム、カリウム、マグネシウム、カ
ルシウム、トリエタノールアミン等の該N−長鎖アシル
イミノ二塩基酸塩水溶液として使用する場合には、本発
明を実施して得られる水分を含んだN−長鎖アシルイミ
ノ二塩基酸をそのまま使用できる。
【0032】本発明は、上記のようなN−長鎖アシルイ
ミノ二塩基酸又はその塩の合成反応液より、N−長鎖ア
シルイミノ二塩基酸又はその塩を分離する場合の他、無
機塩等の不純物の混入したN−長鎖アシルイミノ二塩基
酸の精製にも適用できる。この場合、該不純なN−長鎖
アシルイミノ二塩基酸を水と混合し、上記と同様にN−
長鎖アシルイミノ二塩基酸の融解状態下で、水層と有機
層とに分層し、次いで有機層より高純度のN−長鎖アシ
ルイミノ二塩基酸を得ることができる。
【0033】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
尚、例中の%は特記しない限り重量基準である。
【0034】実施例1N−ラウロイル−N−カルボキシエチル−グリシンの製
造法 2リットルの4つ口フラスコに79.4gのグリシンと45.7
gのNaOHを含んだ150ml のNaOH水溶液を加え、
45℃に加熱した。次いで、水溶液に 114.3gのアクリロ
ニトリルを約15分かけて滴下した。この間系内の温度を
45〜60℃に保った。その後、60℃で2時間攪拌を行い、
反応を完結させた。次いで、この反応終了液に68.4gの
NaOHを 150mlの水で溶解させたNaOH水溶液を加
え、90℃で 3.5時間攪拌し、反応終了液を10℃まで冷却
した。冷却後、アセトン 150mlを加え、本溶液に 232.0
gのラウリン酸クロリドを滴下した。この間、23%のN
aOHを滴下しながら、系内のpHを9〜12に保ち、温
度は10〜30℃に保った。滴下終了後、更に室温で1時間
攪拌した。攪拌後、水溶液に室温下濃塩酸を加えて溶液
のpHを1に調整し、N−ラウロイル−N−カルボキシ
エチル−グリシンの結晶を含むスラリーを得た(酸分解
反応)。得られたスラリーにエタノール50mlを加え、50
℃に加熱し放置したところ、有機層と水層とに分層し
た。この有機層を分取し、窒素気流下40℃で乾燥させる
ことにより、N−ラウロイル−N−カルボキシエチル−
グリシンを得た。得られたN−ラウロイル−N−カルボ
キシエチル−グリシン(67.9%)に含まれる塩化ナトリ
ウム量は3.18%であった。
【0035】実施例2N−アルカノイル−N−カルボキシエチル−グリシンの
製造法 10リットルの4つ口フラスコに529.0gのグリシンと282.
0gのNaOHを1500gの水で溶解させたNaOH水溶液
を加え、45℃に加熱した。次いで、水溶液に392.6gのア
クリロニトリルを約1時間かけて滴下した。この間系内
の温度を50〜60℃に保った。その後、60℃で 1.5時間攪
拌を行い、反応を完結させた。この反応液に2000gの水
と1170mlのエタノールを加え20℃に冷却した。冷却後、
予め混合させた1148.5gのラウリン酸クロリドと 431.9
gのミリスチン酸クロリドを6時間かけて滴下した。こ
の間48%NaOHを滴下して系内のpHを9〜12に保
ち、温度は20〜30℃に保った。滴下終了後、更に1時間
室温で攪拌した。次いで、反応液を85℃に加熱し、 88
1.3gの48%NaOHを約2時間かけて滴下した。更
に、2時間85〜 100℃で攪拌し、反応を完結させた。攪
拌後、反応液を室温まで冷却し、濃塩酸を加えて系内の
pHを2とし、N−アルカノイル−N−カルボキシエチ
ル−グリシンの結晶を含むスラリーを得た(酸分解反
応)。得られたスラリーにエタノール 800mlを加え、35
℃に加熱し放置したところ、有機層と水層とに分層し
た。この有機層を分取することにより、含水N−アルカ
ノイル−N−カルボキシエチル−グリシンを得た。この
含水N−アルカノイル−N−カルボキシエチル−グリシ
ンにNaOHを添加し、pHを5に調整することによ
り、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とした。尚、この時添加したエタ
ノールが残存していたため、減圧下エタノールを除去
し、N−アルカノイル−N−カルボキシエチル−グリシ
ンナトリウム塩の水溶液を得た。得られた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(35%)に含まれる塩化ナトリウム量は1.02%であ
った。
【0036】実施例3N−ラウロイル−N−カルボキシエチル−グリシンの精
製法 塩化ナトリウム7.49%を含むN−ラウロイル−N−カル
ボキシエチル−グリシン水溶液(19.3%)629.5gに濃塩
酸78.6gを加えて溶液のpHを 0.2に調整し、N−ラウ
ロイル−N−カルボキシエチル−グリシンの結晶を含む
スラリーを得た(酸分解反応)。得られたスラリーにイ
ソプロパノール60mlを加え、55℃に加熱したところ、有
機層と水層とに分層した。この有機層を分取することに
より、含水N−ラウロイル−N−カルボキシエチル−グ
リシンを得た。この含水N−ラウロイル−N−カルボキ
シエチル−グリシンにNaOH水溶液を添加し、系内の
pHを5に調整し、N−ラウロイル−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。得られたN
−ラウロイル−N−カルボキシエチル−グリシンナトリ
ウム塩(26.0%)に含まれる塩化ナトリウム量は0.78%
であった。
【0037】比較例1 1リットルの4つ口フラスコに45.0gのグリシンと24.1
gのNaOHを 120gの水で溶解させたNaOH水溶液
を加え、35℃に加熱した。次いで、この溶液に33.4gの
アクリロニトリルを約20分かけて滴下した。この間系内
の温度を35〜60℃に保った。その後、60℃で約 1.5時間
攪拌を行い、反応を完結させた。この反応液に 115gの
水と78.1mlのエタノールを加え、20℃に冷却した。冷却
後、予め混合させた98.4gのラウリン酸クロリドと37.0
gのミリスチン酸クロリドを4時間かけて滴下した。こ
の間48%NaOHを滴下して系内のpHを9〜12に保
ち、温度は20〜30℃に保った。滴下終了後、更に1時間
室温で攪拌した。次いで、48%NaOHを加え、85〜 1
00℃に3時間加熱した。攪拌後、反応液を室温まで冷却
し、濃塩酸を加えて系内のpHを5に調整し、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。得られた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(22%)に
含まれる塩化ナトリウム量は8.77%であった。
【0038】比較例2 5リットルの4つ口フラスコに 152.2gのグリシンと 8
6.55gのNaOHを含んだ300mlのNaOH水溶液を加
え、45℃に加熱した。次いで、この溶液に114.3gのア
クリロニトリルを約45分かけて滴下した。この間系内の
温度を45〜60℃に保った。その後、60℃で2時間攪拌を
行い、反応を完結させた。次いで、この反応終了液に12
3.22gのNaOHを 300mlの水で溶解させたNaOH水
溶液を加え、90℃で3時間攪拌し、反応終了液を10℃ま
で冷却した。冷却後、水 100ml、アセトン 350mlを加
え、この溶液に 473.6gのミリスチン酸クロリドを滴下
した。この間、25%のNaOHを滴下しながら、系内の
pHを9〜12に保ち、温度は10〜30℃に保った。滴下終
了後、更に室温で1時間攪拌した。攪拌後、濃塩酸を加
えて反応液のpHを1とし、水不溶解分を濾過、減圧乾
燥することにより、N−ミリストイル−N−カルボキシ
エチル−グリシンを得た。得られたN−ミリストイル−
N−カルボキシエチル−グリシン(29.3%)に含まれる
塩化ナトリウム量は5.13%であった。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、M1及びM2は水素原子または陽イオン基を示し、
    M1とM2は同一でも異なっていても良い。m 及びn は1〜
    3の数を示し、m とn は同一でも異なっていても良
    い。)で表される化合物に、一般式(II) RCOX (II) (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、X はハロゲン原子を示す。)で表される酸ハライド
    を反応させ、必要により塩交換する方法、あるいは一般
    式(III) 【化2】 (式中、 M2, m及びn は前記の意味を示す。)で表され
    る化合物に、上記一般式(II)で表される酸ハライドを
    反応させ、一般式 (IV) 【化3】 (式中、R, M, m及びn は前記の意味を示
    す。)で表される化合物を得、その後加水分解し、必要
    により塩交換する方法により得られる、一般式(V) 【化4】 (式中、R, M1, M2, m及びn は前記の意味を示す。)で
    表されるN−長鎖アシルイミノ二塩基酸又はその塩を含
    む反応液を、酸でpH0〜4に調整してN−長鎖アシル
    イミノ二塩基酸に変換し、該N−長鎖アシルイミノ二塩
    基酸の融解状態下で水層とN−長鎖アシルイミノ二塩基
    酸を含む有機層に分層し、次いで有機層より該N−長鎖
    アシルイミノ二塩基酸を分離取得し、必要により中和す
    ることを特徴とするN−長鎖アシルイミノ二塩基酸又は
    その塩の製造法。
  2. 【請求項2】 低級アルコールを添加して分層する請求
    項1記載の製造法。
  3. 【請求項3】 m=2、 n=1である請求項1又は2記
    載の製造法。
  4. 【請求項4】 無機塩等の不純物を含む一般式 (VI) 【化5】 (式中、R, m及びn は前記の意味を示す。)で表される
    N−長鎖アシルイミノ二塩基酸を水と混合し、該N−長
    鎖アシルイミノ二塩基酸の融解状態下で水層とN−長鎖
    アシルイミノ二塩基酸とを含む有機層に分層し、次いで
    有機層より高純度のN−長鎖アシルイミノ二塩基酸を得
    ることを特徴とするN−長鎖アシルイミノ二塩基酸の精
    製法。
  5. 【請求項5】 低級アルコールを添加して分層する請求
    項4記載の精製法。
  6. 【請求項6】 m=2、 n=1である請求項4又は5記
    載の精製法。
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