JPS60337B2

JPS60337B2 - α−アミノ酸の製造方法

Info

Publication number: JPS60337B2
Application number: JP4481481A
Authority: JP
Inventors: 正晴銅谷; 隆子内山
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1985-01-07
Also published as: JPS57159746A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、Ｑ−アミノ酸の製造方法に関し、さらに詳細
にはＱ−アミノ酸アミドを加水分解するＱ−アミノ酸の
製造方法に関する。

Ｑ−アミノ酸は各種工業薬品などの中間体ならびに食品
添加物、飼料添加物および医薬品として重要なものであ
る。

従来、Ｑ−アミノ酸の製造方法としては、‘１ーアルデ
ヒド、シアン化水素およびアンモニアとからＱ−アミノ
ニトリルを合成し、このＱ−アミノニトリルをアルカ川
こよって加水分解してＱ−アミノ酸を得る方法、【２｝
シアン化ナトリウム、重炭酸アンモニウムおよびアルデ
ヒドとからヒダントインを合成し、このヒダントィンを
アルカリによって加水分解してＱーアミノ酸を得る方法
などが知られている。

しかしながら、これらの方法では加水分解工程で回収不
能なアルカリを必要とするために原料コストが高く、か
つ高価な耐食材料製の装置が必要であり、しかもＱ−ア
ミノ酸はアルカリ金属塩として得られるから、遊離のＱ
ーアミノ酸を得るにはイオン交換樹脂処理あるいは強酸
で中和したのち分別晶出するなどの繁雑な脱塩工程を必
要とするなどの欠点を有しており、工業的には満足でき
るものではなかった。

この様な方法の欠点を克服する方法として、強酸または
強塩基を使用しないＱ−アミノ酸を製造する方法がある
。

たとえば「パイルシュタィン第４巻（Ｂｅｉｓにｉｎ
Ｗ）」第３４３頁には、アミノアセトアミドを水の存
在下で煮沸してアンモニアとグリシンを得るとの記載が
ある。しかしながら本発明者らの追試によれば、アンモ
ニアとポリベプチトは得られたが、グリシンはほとんど
得られず、この方法は工業上全く役に立たないことが判
つた。本発明者らは、従来法の欠点を克服するために、
強酸または強塩基を使用することなくＱーアミ／酸を効
率よく工業的に有利に製造する方法について、鋭意研究
を行なった。

その結果、Ｑ−アミノ酸アミドをアンモニアの存在下で
加水分解することにより、強酸または強塩基を使用する
ことなく高収率でＱ−アミノ酸が得られ、かっこのよう
にして得られたＱーアミノ酸アミドの加水分解液からＱ
−アミノ酸を分離したのちの反応残液（以下反応残液
と記す）を再使用することによりＱーアミノ酸の収率を
さらに向上できるとの新知見を得、この新知見に基づい
て本発明に到達した。

すなわち、本発明は、アンモニアの存在下、水性媒体中
でＱ−アミノ酸アミドを加水分解し、かつ該加水分解液
からＱ−アミノ酸を分離した反応残液を所望により再使
用することを特徴とするＱ−アミノ酸の製造法である。

本発明で使用するＱ−アミノ酸アミド‘こは特に制限は
ないが、通常、つぎの一般式で示されるＱ−アミノ酸ア
ミドが実用上好適に使用される。すなわち、（この式に
おいてＲＩおよびＲ２はそれぞれ同一または異なって、
水素原子、低級アルキル基、置換低級ァルキル基、シク
ロヘキシル基、フェニル基および置換フェニル基を示す
）である。

この一般式において低級アルキル基とは、たとえばメチ
ル、エチル、ブロピル、ブチル、イソブチルおよびｓｅ
ｃ．ーブチルなどのＣ，〜４の直鏡または分枝したアル
キル基である。

また、この一般式における置換基は、たとえばヒドロキ
シ、メトキシ、メルカブト、メチルメルカプト、アミノ
、力ルボキシル、力ルボクサミド、フエニル、ヒドロキ
シフエニルおよびグアニジルなどである。この一般式で
示されるＱ−アミノ酸アミドの代表例として、アミノア
セトアミド、１ーメチルーアミノアセトアミド、１ーエ
チルーアミノアセトアミド、１ープロピルーアミノアセ
トアミド、１ーイソプロピルーアミノアセトアミド、１
−ブチル−アミノアセトアミド、１ーイソブチルーアミ
ノアセトアミド、１一ｓｅｃ．−ブチルーアミノアセト
アミド、１−フエニルーアミノアセトアミド、１ーシク
ロヘキシル−アミノアセトアミド、１−ペンジルーアミ
ノアセトアミド、１ーカルボキシメチルーアミノアセト
アミド、１ーアミノメチルーアミノアセトアミド、１−
メトキシメチルーアミノアセトアミド、１−メルカプト
メチルーアミノアセトアミド、１−ヒドロキシメチルー
アミノアセトアミド、１−（８ーカルボキシエチル）ー
アミノアセトアミド、１−（Ｂーメチルチオヱチル）ー
アミノアセトアミド、１一（Ｑ−ヒドロキシヱチル）ー
アミノアセトアミド、１一（ムーアミ／エチル）ーアミ
ノアセトアミド、１−（ｙーカルボキシプロピル）アミ
ノアセトアミド、１一（一の−グアニジノプロピル）ー
アミノアセトアミド、１−（のーアミノブチル）−アミ
ノアセトアミド、１一（ｙ−ヒドロキシーの−アミノブ
チル）−アミノアセトアミドおよび１−（４′−ヒドロ
キシベンジル）ーアミノアセトアミドなどがある。また
本発明でのＱ−アミノ酸アミドはいかなる製法によって
得られたものでもよいが、Ｑ−アミノ酸アミドへの分解
率および選択率がともに実質的に１００％であることか
ら、少量の強塩基物質を使用し、ケトン類の共存下で、
反応液を１４を越えるｐＨに保ちつ）Ｑ−アミノニトリ
ルを加水分解して得られたＱ−アミノ酸アミドおよびＱ
−アミノ酸ァミドを含有する反応生成液をそれぞれ使用
することが実用上好ましい。反応系内におけるＱ−アミ
ノ酸アミドの水に対するモル比には特に制限はないが、
小さい程反応速度が早く、副反応が少ないが、反応系内
から生成Ｑーアミノ酸を分離するのに大きなエネルギー
を必要とするので、通常水１モルに対して０．００１〜
０．１モルが好ましい。

アンモニアは、通常はアンモニア水として加えられるが
、反応系内でアンモニア又はアンモニウムイオンを生じ
るような物質たとえば重炭酸アンモニウム、炭酸アンモ
ニウム、その他の無機アンモニウム化合物として加える
ことも出来る。

反応液中のアンモニア濃度は、低いと副反応が多くなり
、高いと反応速度が遅くなる。従って、通常はｌｗｔ％
以上、好ましくは１〜３仇れ％である。勿論、Ｑ−アミ
ノ酸ァミドの加水分解のさし、に劉生して、反応液に溶
存しているアンモニアもこのアンモニア濃度に含まれる
。本発明で使用される水性媒体とは通常は水をいうが、
水と混和しうる有機溶剤を存在させても良い。

このような有機溶剤としては、たとえばメタノール、エ
タノールおよびプロバノールなどの脂肪族低級アルコー
ル、ならぴにアセトンおよびジオキサンなどのケトン類
が一般に使用される。反応温度は、通常は５０〜２５０
ｏｏの範囲であるが、反応温度が低いと反応速度が遅く
なり、反応温度が高いと副反応がはげしくなる。好まし
くは１００〜２０ぴ○である。加熱の際の圧力は、通常
反応に用いられる水、有機溶媒およびアンモニア等の自
生圧下であるが、反応系を液相に保つよう適宜調節する
ことができる。

反応液からのＱ−アミノ酸を分離するには通常Ｑ−アミ
ノ酸の晶出が行なわれるが、Ｑーアミノ酸の結晶を得る
には、脱塩操作をすることなく、反応液をそのま）また
は濃縮後冷却または貧溶媒の添加のみで良い。

貧溶媒としてメタノールおよびエタノールなどの脂肪族
低級アルコールが好適に使用される。このようにして得
られた反応残液を再使用することにより。

山アミノ酸の収率はさらに向上する。しかしてこの晶出
は通常は加水分解系とは異なる系で行なわれ、この場合
には反応残液は加水分解系へ戻すことにより再使用され
ることになる。この機構をアミノアセトアミドを加水分
解してグリシンを得る場合を例にとって説明すれば、こ
のときの素反応はＮＨ２ＣＨ２ＣＯＮ比十日２０こＮ比ＣＨ２ＣＯＯＨ＋ＮＨ３・・・ｍＮＨ２ＣＨ２ＣＯＮ比＋ＮＨ２ＣＨ２ＣＯＯ日ニＮＱＣ
Ｈ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＯＯ日十ＮＨ３・・・｛２１で示
され、ｍが主反応で、（２’が副反応であり、しかも‘
１｝および■の反応はそれぞれ可逆反応であって、反応
液中の原料組成、温度などにより生成物組成は決まる。

従って反応液からＱーアミノ酸を分離したのちの反応残
液を再使用することにより‘１｝‘こおいて左から右へ
の反応は促進され、■において左から右への反応は抑制
されることがＱ−アミノ酸の収率が一段と向上する一因
であると推測される。反応残液が再使用されるときには
、出発物質であるＱーアミノ酸アミド、水およびアンモ
ニアが補充される。

また反応残液はその全量または一部が再使用される。ま
た反応残液を再使用する回数がふえてくると反応残液中
の不純物の濃度が高くなってくるのでそのときには反覆
再使用を中止するかまたは、一部を系外へ取り出すこと
が好ましい。本発明は回分式および連続式のいずれでも
行なうことができる。

本発明によれば、強酸又は強塩基を使用することなくＱ
−アミノ酸を効率よく、工業的に有利に製造することが
できる。

以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する
が、本発明はこの実施例に限定されるもので・はない。

実施例１２００叫オートクレープにアミノアセトアミ
ド１１．１夕および２０％アンモニア水１００夕を加
え、１５０００で５時間燈拝、加熱した。

反応終了後の反応液の液体クロマトグラフィーでの分析
結果から、アミノァセトァミド分解率９７．８％、グリ
シン収率９１．３％であった。実施例２２００の｛オートクレープに１ーメチルーアミノアセト
アミド４．４夕および５％アンモニア水１００夕を
加え、１２５００で８時間燈梓、加熱した。

反応終了後の反応液の液体クロマトグラフィーでの分析
結果から、１−メチルーアミノアセトアミド分解率９４
．２％、アラニン収率８７．８％であった。実施例３
２００叫オートクレープに１一（８ーメチルチオエチル
）アミノアセトアミド３．７夕および１０％アンモニ
ア水１００夕を加え、１８０ｑｏで３時間蝿拝、加熱
した。

反応終了後の反応液の液体クロマトグラフィーでの分析
結果から、１一（８−メチルチオェチル）−アミノアセ
トアミド分解率９６．４％、メチオニン収率８７．２％
であった。実施例４２００の‘オートクレープに、アミノアセトアミド３．
７夕および１０％アンモニア水１００夕を加え、１０
０００でｉ餌時間燈梓、加熱した。

反応終了後の反応液の液体クロマトグラフィーでの分析
結果から、アミノアセトアミド分解率６５．０％、グリ
シン収率斑．９％であった。反応したグリシンァミドに
対するグリシンの選択率は９０．６％である。比較例温
度計、濃伴機、還流冷却器を付した２００の‘三ツロフ
ラスコに、アミノアセトアミド３．７夕、水１００
夕を加え、反応で生成するアンモニアが実質的に反応系
内に存在しないように１００℃で１０時間全還流を行っ
た。

反応終了後の反応液の液体クロマトグラフィーでの分析
結果から、アミノアセトアミド分解率斑．９％、グリシ
ン収率３５．１％であった。反応したグリシンアミドに
対するグリシンの選択率は５９．６％であり、アンモニ
アを存在させたほかは同様にして行なった実施例４に比
較して選択率は非常に悪い。実施例５凶２００机【オートクレープにアミノアセトアミド１
１．１夕および２０％アンモニア水１００夕を加え１
５０ｏＣで５時間燈梓加熱した。

反応終了後、反応液を取り出し、濃縮後５℃に冷却し、
析出した結晶を炉取し少量の冷水で洗浄した。乾燥して
得られた結晶は４．７夕でグリシン純度９８．５Ｍ％で
あった。２０．３夕の反応残液が得られ、その組成はグ
リシン５．５８夕、未反応アミノアセトアミド０．２
４夕、グリシルグリシンその他０．６７夕および残部
は水であった。

仕込みグリシンアミド１こ対するグリシンの収率は９０
．８モル％である。｛Ｂ｝上記で得られた炉液全量を
２００の上オートクレープに加え、あらたにアミノアセ
トアミド７．４夕および２０％アンモニア水１００の
‘を加え、再び１５０ｏｏで５時間燈梓加熱した。

反応終了後、反応液を取り出し風と同様な後処理を行な
い、乾燥した結晶５．９夕（グリシン純度９８．７Ｍ
％）を得た。２２．１夕の反応銭液が得られ、その組成
はグリシン６．８夕、未反応アミノアセトアミド０
．３２夕、グリシルグリシンその他０．８７夕および
残部は水であった。あるたに加えたアミノアセトアミド
に対するグリシンの収率は９４．０モル％である。なお
、同様の操作を引き続いて２回繰り返して行ったところ
、仕込みグリシンアミドに対するグリシンの反応収率は
９８．２モル％に上昇した。

実施例６風２００の【オートクレープに１ーメチルーアミノア
セトアミド８．８夕および２０％アンモニア水１００
夕を加え１５０ｏｏで５時間縄梓、加熱した。

反応終了後、反応液を取り出し濃縮後５０ｑｏに冷却し
、析出した結晶を炉過し少量の冷水で洗浄した。乾燥し
て得られた結晶は３．９夕でアラニン純度は９７．４Ｍ
％であった。１９．５夕の反応残液が得られ「その組成
はアラニン４．０１夕、未反応１ーメチルーアミノア
セトアミド０．５１夕、アラニルアラニンその他０
．４１夕および残部は水であった。

仕込み１−メチルーアミノアセトアミドに対するアラニ
ンの収率は８７．８モル％である。蹴上記で得られた
炉液全量を２００の上オートクレープに加え、あらたに
１−メチルーアミノアセトアミド４．４夕および２０
％アンモニア水１００の上を加え、再び１５０ｑｏで
５時間蝿枠加熱した。

Claims

【特許請求の範囲】

１アンモニアの存在下、水性媒体中でα−アミノ酸ア
ミドを加水分解し、かつ該加水分解液からα−アミノ酸
を分離した反応残液を所望により再使用することを特徴
とするα−アミノ酸の製造方法。