JPS58134061A - グリシン金属錯体の製法 - 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】 本発明はグリシン金属錯体の製法、特にモノクロロ酢酸
と金属化合物及びアンモニアとを反応させてグリシン金
属錯体を製造する方法に関する。

グリシン金属錯体はスレオニンなどの有用物質の合成中
間原料として工業的に重要であるはかりでなく、グリシ
ン金属錯体から脱金属模作によって得られるグリシン自
体が食品添加物、医薬等として、また工業薬品の中間体
として大きな需安がある。

従来、グリシン金属錯体の製造プロセスはグリシンを合
成する工程とグリシンに金属化合物を反応させて錯体を
形成させる錯体形成工程の２工程から構成されているが
、この方法においては製造プロセスが複雑となり、効率
や収率が極め１３　（ＩＳ、し）という欠点を有してい
る。

また、グリシン金属錯体の原料であるグリシンの製法に
関（７ても各種の方法が知られているが、いずれの方ｌ
Ｊ６においてもそれぞれ困廟の欠点をｆｌしている。た
とえばホルムアルデヒド、ジｌ′；化水素、およびアン
モニアを原料とする方法ｒし了ン化水素が極めて有害な
物質であるので、その取扱い上棟々の間即を生じ、史に
は副生物のために反応混合液からグリシンを効率良く単
離・回収することは困難である。又、モノクロロ酢酸の
アンモノリンスによる方法もあるが、モノクロロ酢酸と
アンモニアからのグリシンの収率は１０〜１５チにすぎ
ない。この方法はシアン化水素を用いないという長所が
ある反面、イミノニ酢酸及びニトリロ三酢酸を副生じ、
クリシンの収率を低下させる欠点がある。この副生を減
少させるために種々の改良が試みられ、たとえばモノク
ロロ酢酸とアンモニアとの反応系に炭酸アンモニウムを
共存させる方法（Ｊ、　Ｏｒｇ、　Ｃｈｅｍ、　、　６
．　ｆ３４９（１１９４１）ｌや、モノクロロ酢酸に対
して６０倍モルのアンモニアを反応させる方法（Ｊ、　
Ｏｒｇ、　Ｃｈｅｍ、、　６．３４９　（１９４１））
力とが報告されているが両者とも純粋なグリシンの収率
が約６０チにすぎ逐い。また、後者は多量のアンモニア
を用いるた込に、巨大な反応器を要し、更にアンモニア
回収コストも無視できない。

マタ、同一文献にグリシンの製造に際し、モノクロロ酢
酸１モルに対し、００５モル程度のＣｕ２Ｏを触媒とし
て介在させる方法も開示されている。

他の改良法としては、たとえばモノクロロ酢酸とアンモ
ニアとの反応系にホルムアルデヒドを共存させる方法（
Ｕ、　Ｓ、　Ｐ、　、　３．１９０．９１４１は比較的
高価なホルムアルデヒドを用い、その使用量も多く、経
済的方法とはいえない。

更にモノクロロ酢酸を単離した金属アンミン錯体と反応
させてグリシン金属錯体を合成する）ｊＹノ、が名古屋
重置大学薬学部研究年報、Ｖｏｌ、　１８．　Ｐ。

３２ｔ１９７０）に報告されているが、この方法におい
てはモノクロロ酢酸と金属アンミン錯体との反応に先立
って、金属アンミン錯体を合成・即離する必要がある。

この反応には極めて多量の°ノ′ンモニアを要するのみ
ならず、単離するために大壁のアルコールを必要とする
。しかもモノクロロ酢酸ｌ酸と金属アンミン錯体との反
応によるグリシン金属錯体。収率、約：“１・［１□□
。１３、エイ。、３ｏ１用できる方法ではない。

本発明はグリシンを製造し、次いでグリシン金属錯体を
製造するという従来の方法とは発想を異にし、モノクロ
ロ酢酸を原料とし、生成グリシンと直ちに金属錯体を形
成するに充分な量の錯体形成能を有する金属化合物を反
応系に介在せしめることにより副反応を抑制し、一段階
の反応操作で、高収率にグリシン金属錯体を製造するも
のである。

すなわち、本発明によれば従来技術に比し、大量の錯体
形成能を有する金属化合物が共存するために、生成した
グリシンは直ちに金属錯体を形成し、モノクロロ酢酸と
反応する能力を失う。しかも、モノクロロ酢酸とアンモ
ニアとの反応のみが加速し、イミノニ酢酸金属錯体等の
不純物を含まないグリシン金属錯体を一段階の操作で高
収率に得ることができる。更にこの反応系に二酸化炭素
を共存させると、本発明の効果が更に増強される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる金属化合物の金属元素はグリシンと錯体
を形成する能力を有するものであればいずれも使用でき
るが、クリシンと容易に金属錯体を形成する銅族、白金
族及び鉄族が好適であり、その中でも銅とニッケルが最
も好適である。

金属化合物の量はその種類により、金属の配ｆ１γ数及
び含有量が異り、モノクロロ酢酸１モルにＩｊするモル
数で限定することはできない。例え１ｌ−ｔＮｉ。

Ｃｕにおいてはグリシンに対する配位数が４であり、グ
リシンの配位座が２であるから、化学率論−ヒはモノク
ロロ酢酸１モルに対し、Ｃｕ又１ｔＮｉＯ９５グラム原
子である。本発明においては目的化合物がグリシン金属
錯体であるため化学量論年又はそれ以、Ｌでなければな
らず、化学量論ト必安な１の１．０倍以−ヒ、好ましく
は１．０〜５０倍、より好ましく　ｉ’１１．５〜３．
０倍である。多量に用いても収木向トＧで限界があり、
かつ、反応終了後に過剰量の金属を１０書収する操作が
繁雑となる。金属化？Ｆ物としては、グリシンと金属錯
体を形成しらろものなら特に限定はなく、たとえば、水
酸化物、塩基性炭酸ｌ忌、炭酸塩、）・ロゲン化物、硫
酸塩、リン酸塩、運塩素酸塩などが挙げられるが、特に
水酸化物又は頃基性炭酸塩を使用すねは、反応系６複雑
にすることが避けられ、精製工程が簡素化−Ｘれて好適
である。ｉだ、必要ならこれらを混合して用いてもよい
。

モノクロロ酢酸と反応させるアンモニアは液体アンモニ
ア又はアンモニア水溶液の形態で用いてもよく、所望な
ら反応条件下でアンモニアを生成し得る化合物、たとえ
ば炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム又ハカルバミ
ン酸アンモニウム等を使用することができる。アンモニ
アの使用量はモノクロロ酢酸１モルに対して等モル以上
、好マしくは２〜１０倍モルの範囲であり、余り多量の
アンモニアの使用はかえってイミノニ酢酸金異錯体等の
副反応生成物を増大せしめるのみならず、反応が完結し
たのち多量のアンモニアを回収しなくてはならない。

本発明に用いる二酸化炭素は炭酸ガスを反応系に溶解さ
せても良く、所望なら反応条件下で二酸化炭素を生成し
得る化合物、たとえば炭酸アンモ、１．１”””’１ｌ
ｉｌｌ。

ニウム、重炭酸アンモニウム又はカルバミン酸アンモニ
ウム等を使用することができる。二酸化炭素の使用量は
モノクロロ酢酸の１モルに対して０．１〜１０モル、好
ましくは０．５〜５０モルの範囲であり、余り多量の使
用はかえってグリシ／金属錯体の収率を低下せしめる結
果になる。

反応させるにあたっては通常は最初から原料を全部仕込
む方法が採用されるが、場合によってはモノクロロ酢酸
の水溶液に金属化合物とアンモニアを分添する方法やモ
ノクロロ酢酸と金属化合物のけん濁液にアンモニアを分
添する方法などが用いられる。これらの方法によれば副
反応が更に防屯され、収率が向上する。

反応の溶媒としては、水、無水アンモニア及び含水メタ
ノール、含水エタノール、含水メチルケトン、含水アセ
トン、含水ジオキサンなどの含水有機溶媒などが用いら
れる。

反応温度は室温〜２００°Ｃ１好ましくは５０〜８０°
Ｃで行なわれる計室温以下では反応が遅く、′： ２００°Ｃ以上ではグリ・ンン金楓錯体の収率が岩［□
１′１゜ く低下するのでいずれも好ましくない。

反応系のＰＨは７〜１１．好ましくは９〜１０．５で行
なわれる。７以下のＰＨでは反応が遅く、ｌ１以上のＰ
Ｈでは生成したグリシン金属錯体が分解するので、いず
れも好ましくない。

反応Ｋｇする時間は他の反応条件との関連において定め
られるが、通常１〜４０時間の範囲から選択される。

反応条件の設定において、反応進行の途中で生成したグ
リシン金属錯体が析出する条件を選択すれば副反応がお
さえられてグリシン金属錯体の収率が更に向上する。

かくして得られた反応混合物から炭酸ガス及び未反応の
アンモニア、さらに所望なら未反応の金属を除去したの
ち公知の方法で結晶化すると不純物を全く含まないグリ
シン金属錯体を得る。

炭酸ガス及び未反応のアンモ、ニアの除去は、たとえば
反応混合物にモノクロロ酢酸１モルに対して０．５モル
の炭酸ナトリウムを加え２０〜２００°Ｃ１好ましくは
６０〜１８０°Ｃに加熱し発生するガスを系外に吸引す
ることにより容易に行なうことができる。

本発明によって得られたグリシン金属錯体からグリシン
を得たい場合にはたとえば結晶化したグリシン金属錯体
を通常の方法通り硫化水素により硫化物として金属を除
くか、カチオン交換樹脂、特にダウエックスＡ−１（商
品名：米国ダウケミカル社製品）のようなキレート樹脂
によって金属を除去し、金属除去液を濃縮し、濃縮液を
公知の方法、たとえばアルコールなどを加えて結晶化す
ると純粋なグリシンの結晶が高収率で得られる。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明は以ドの実施例のみに限Ｔさオ【るものではな
い。

実施例（１） モノクロロ酢酸９．４５　ｇ　（０，１モル）、％水塩
基炭酸銅８．２９　ｇ及び２８重量％アンモニア水４１
ｍ１を密閉反応器に入れ、７０°Ｃにて１０時間かく拌
しながら反応させた。反応液に炭酸す）　ＩＪつ却し、
不純物を含まない９．５ｇのグリジン鋼−水塩の結晶を
得た。収率は理論値の８２．７％であった。なお、無水
塩基性炭酸鋼８２９ｇは化学量論量の１．　ｓ倍である
。

この結晶を３００　ｍｌの３％アンモニア水に溶解し、
キレート樹脂ダウエックスＡ−１（ＮＨ４型）５００　
、ｍｔを充填した樹脂層に通過せしめて脱銅し、ニンヒ
ドリン反応陽性の部分を減圧にて濃縮し、メタノールを
加えて結晶化し、不純物を含まないグリシンの結晶５．
９ｇを得た。収率はモノクロロ酢酸に対して理論値の７
８．６％であった。

実施例（２） モノクロロ酢酸９．４５ｇ５塩基性炭酸ニツケル・四水
塩９．５ｇ及び２８重量％アーンモニア水４１ｍ１を密
閉反応器に入れ、７０°Ｃにて１０時間かく拌しながら
反応させた。反応液に炭酸す）　ＩＪウム５．３　ｇを
加え水蒸気蒸留により未反応のアンモニアを除去し、析
出した炭酸ニッケルをｍ１ｆＬＬ、て除き、濾液を濃縮
し、巴、タノールを加えて粗グリ７ンニノケル錯体を析
出せしめ、この錯体を１３００Ｃにて乾燥したのち、熱
水から再結晶し、不純物を含まないビスグリシナトジア
コニッケル９．１ｇを得た。収率は理論値の７４９チで
あった。なす、・、塩基性炭酸ニッケル・四水廖９．５
ｇは化学惜諏量の１．５倍である。

この結晶から実施例（１）と同様の操作でニッケルを除
き、結晶化すると不純物を含まないグリシンの結晶５．
２ｇを得た。収率はモノクロロ酢酸に灯して理論値の６
９．３％であった。

実施例（３） モノクロロ酢酸９．４５ｇ、ｔｉ化パラジウノ・１３３
ｇと水酸化す）　ｌ）ラムから調製した水酸化パラジウ
ムｌ　Ｏ，５ｇ及び２８重量％アンモニア水２１ｍ／と
を密閉反応器に入れ、６０°Ｃにて２０時間かきまぜな
がら反応させた。反応液に水酸化カリウノ、５．２ｇを
加え、減圧Ｆに未反応のアンモニアを水蒸気蒸留し、析
出する不溶物を濾過して除き、濾（・ 液を濃縮冷却１、析出する結晶を乾燥し、ビスグ、−℃
・ リシナトハフジウム（ｎ）　９．２　ｇを得た。収率は
理論（ 値の７２．２　％であった。なお、バラジウ！、絵’Ｊ
ｌｌ　’ｔ４は化学量論量の１．５倍である。

実施例（４） モノクロロ酢酸９．４５ｇ、無水塩基性炭酸銅８．２９
ｇ、２８重量％アンモニア水２１　ｍｔ及び炭酸アンモ
ニウム１９．２　ｇを密閉反応器に入れ、７０°Ｃにて
１０時間かく拌しながら反応させた。

反応液に炭酸ナトリウム５．３ｇを加え水蒸気蒸留によ
り炭酸ガスと未反応のアンモニアを除去し、析出する炭
酸銅を濾過して除き濾液を濃縮・冷却し、不純物を含ま
ないグリシン銅−水塩の結晶１０、４　ｇを得た。収率
は理論値の９０，６％であった。

この結晶から実施例（１）と同様の操作で銅を除き、結
晶化して、不純物を含まないグリシンの結晶６．４ｇを
得た。収率はモノクロロ酢酸に対して理論値の８５．３
％であった。

実施例（５） モノクロロ酢酸９．４５ｇ、無水塩基性炭酸銅８．２９
ｇ、市販炭酸アンモニウム（炭酸カルバミン酸水素アン
モニウムＮＨ４ＨＣＯ３・ＮＨ４Ｃ０２ＮＨ２゜ＭＷ１
５７．１　　）　３１．４　ｇ　（０，２モル）及び水
４０ｍＬを密閉反応器に入れ、７０°Ｃにて１０時間が
く拌し々から反応させた。この反応液に炭酸ナトリウム
５．３ｇを加え水蒸気蒸留により炭酸ガスと未反応のア
ンモニアを除去し、析出する炭酸銅を瀘禍して除き濾液
を濃縮・冷却し、不純物を含まない１０、１　ｇのグリ
シン銅−水塩の結晶を得た。収率は理論値の８７９％で
あった。なお塩基性炭酸銅８、２９　ｇは化学量論の１
．５倍である。

この結晶から実施例（１）と同様の操作で銅を除き、結
晶化して不純物を含まないグリシンの結晶６．４ｇを得
た。収率はモノクロロ酢酸に対して理論値の８５．３％
であった。

実施例（６） モノクロロ酢酸９．４５ｇ、無水塩基性炭酸銅１６、６
　ｇ及び市販炭酸アンモニウム（炭酸カルバミン酸水素
アンモニウムＮＨ４ＨＣＯ３・ＮＨ４Ｃ０３Ｎｌｌ□。

ＭＷ１５７．ｌ　　）　４７．　ｌ　ｇ　（０，３モル
）及び水５０ｍ１を密閉反応器に入れ７０°Ｃで１５時
間かく拌しな。

がら反応させた。この反応液に炭酸ナトリウｌ、５．３
ｇを加え水蒸気蒸留により炭酸ガスと未反応のアンモニ
アを除却し、析出する炭酸銅を濾過して除き、濾液を濃
縮・冷却し、不純物を含まないグリノン銅−水塩の結晶
１０．６　ｇを得た。収率は理論値の９２．３チであっ
た。なお塩基性炭酸銅１６．６ｇは化学量論の３．０倍
である。

この結晶から実施例（１）と同様の操作で銅を除き、結
晶化して不純物を含まないグリシンの結晶６．６ｇを得
た。収率はモノクロロ酢酸に対して理論値の８７．９％
であった。

比較例（１） 無水塩基性炭酸銅の添加量をＩｇとした以外は実施例１
と同様にしてグリシン銅−水塩の結晶１．４ｇを得た。

収率は理論値の１２．２％であった。更にこの結晶から
実施例１と同様にしてグリシン結晶０．７０　ｇを得た
。収率はモノクロロ酢酸に対して理論値の９．３％であ
った。

比較例（２） モノクロロ酢酸９．４５ｇ５酸化第一銅０．７１５　ｇ
′： （０，００５モル）、市販炭酸アンモニウム（炭酸カル
バミン酸水素アンモニウム１６２．８ｇ（０，４モル）
及び水４０　ｍｔを密閉反応器に入れ、７０°Ｃで１０
時間かく拌しながら反応させ、グリ７７００５４モル、
イミノニ酢酸０．０２１モルを含む反応液を得た。

この反応液に炭酸ナトリウム５３ｇを加え水蒸気蒸留に
より未反応のアンモニアを除去し、との溶液に空気を吹
き込み第一銅イオンを第二銅イ］ンに酸化したの゛ち、
濃縮・冷却して１．３ｇのグリンン銅−水堪の結晶を得
た。収率はモノクロロ酢酸に対して１１．３％であった
。

この結晶から実施例（１）と同杉の操作で銅を除へ、結
晶化し、てグリシンの結晶０．６８　ｇを得た。収率楓
錯体、グリシンおよびイミノニ酢酸の同定ノー純度分析
は元素分析、赤外吸収スペクトル、ＮＭＲ及びｔ−ブチ
ルアルコール：メチルエチルケトン：水：アンモニア水
（４０：　３０　：　２０　：　１０）１ の成分からなる溶媒を展開溶媒とするペーパー　・クロ
マトグラフィーにより行なった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　モノクロロ酢酸とアンモニア又は反応条件下
   でアンモニアを生成する化合物とを反応させるにあたり
   、生成グリシンと金属錯体を形成する能力のある金属化
   合物の少くとも１種を化学量論上必要な量の１．０ない
   し５．０倍介在させることを特徴とするグリシン金属錯
   体の製法。 （２）　　金属化合物の金属原素が銅族、白金属又は鉄
   属の元素である特許請求の範囲第１項のグリシン金属錯
   体の製法。 （４）モノクロロ酢酸と金鵬化合物及びアンモニア又は
   反応条件下でアンモニアを生成する化合物との反応にお
   いて、二酸化炭素又は反応条件下で二酸化炭素を生成す
   る化合物を反応系に共存させる特許請求の範囲第１ｉ又
   は第２項のグリノン金鳥錯体の製法。