JPS61140551A

JPS61140551A - Ｄｌ−セリンの製造法

Info

Publication number: JPS61140551A
Application number: JP59263546A
Authority: JP
Inventors: Sadao Kitagawa; 北川　貞雄; Mitsumasa Minafuji; 皆藤　光雅; Takashi Yokoi; 隆横井
Original assignee: Research Association for Utilization of Light Oil
Current assignee: Research Association for Utilization of Light Oil
Priority date: 1984-12-13
Filing date: 1984-12-13
Publication date: 1986-06-27

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】先ｌＬ立皿貝且１本発明は、アジリジン−２−ニトリルを原料としたＤＬ
−セリンの製造方法に関するものである。

セリンはアミノ酸の一種であり、Ｌ体は輸液として、ま
た０体は抗生物質であるＤ−シクロセリンの原料等とし
て、有用な化合物である。ざらにセリンは、飼料添加剤
として最近注目されているし一トリプトファンの原料と
して、また生理活性を示すペプチド等の原料等として、
も重要な化合物である。

従来の技術　び　決すべき０題１、アジリジン−２−ニトリルからＤＬ−セリンを製造する
方法としては、本発明者らの知る限りでは、アジリジン
−２−ニトリルを強酸性陽イオン交換樹脂に吸着させ、
水の存在下で加熱反応後、アンモニア水にて溶離させて
ＤＬ−セリンを得る方法（特開昭５７−１９２３４６号
公報）があるのみである。その実施例によれば、アジリ
ジン−２−ニトリルからＤＬ−セリンの収率は３３．３
％と低いものである。さらに、この方法では、当然イオ
ン交換樹脂を再生して繰り返し使用する必要があるが、
実際にはこのイオン交換樹脂の再生に多量の酸及び蒸留
水を用いなければならないこともあって、工業的に必ず
しも有利な方法とは言い難い。

特開昭５７−１９２３４６号公報記載の強酸性陽イオン
交換樹脂の代わりに硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸等の
酸素酸をアジリジン−２−ニトリルに対して用いて反応
を行なえば上記の問題が解決され壜かも知れないと考え
られよう。しかし、本発明者らの実験によれば、その場
合にも同様にＤＬ−セリンの収率は低い結果であった（
比較例参照）。

発明の概要要　　旨ここで、本発明者らはアジリジン−２−ニトリルからＤ
Ｌ−セリンへの収率を向上させるべく鋭意検討の結果、
アジリジン−２−ニトリルを、水性媒体中でアルカリ金
属またはアルカリ土類金属の水酸化物（以下、アルカリ
と略記することもある）と反応させた後、次いで酸素酸
と反応させることにより、アジリジン−２−ニトリルか
らＤＬ−セリンへの収率が９０％以上に一挙に向上する
ことを見出した。しかも、驚りべきことに、一段目のア
ルカリとの反応において、アルカリをアジリジン−２−
ニトリルに対して、当量未満の使用量で、同様の高収率
でＤＬ−セリンが得られることも見出された。

従って、本発明によるＤＬ−セリンの製造法は、アジリ
ジン−２−ニトリルを水性媒体中でアルカリ金属または
アルカリ土類金属の水酸化物と反応させ、次いで水性媒
体中で酸素酸と反応させること、を特−とするものであ
る。

効　　果以上のように、本発明により、アジリジン−２−ニトリ
ルからＤＬ−セリンを極めて高収率で製造する方法が確
立できた。しかも、反応に用いるアルカリの最は当量未
満でも良いために非常に効率的である。

また、アジリジン化合物と酸もしくはアルカリとの反応
でＤＬ−セリンを収率よく製造するには、該アジリジン
化合物中に不純物としてハロゲンイオンが含まれていな
いことが重要であるが、アジリジン−２−ニトリルは蒸
留によって精製することができるので、この点からもア
ジリジン−２−ニトリルからＤＬ−セリンの製造方法を
確立した本発明の効果は非常に大きいと言うことができ
よう。

及１Ｊ」Ｕ（乱災Ｊ溶　　媒アルカリとの反応及び酸との反応における溶媒としては
、水性媒体、すなわち水あるいは水と有機溶媒との混合
溶媒のいずれかが使用される。しかし、アルカリとの反
応及び酸との反応に用いる溶媒は、同じ組成の溶媒であ
る必要はない。

有ｍ溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロ
パツール、ｉ−プロパツール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブ
タノール、５ｅｃ−ブタノール、エチレングリコール、
セロソルブ、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセト
ン、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド等の水混和性溶媒、及びトルエン、キシレン、ジエ
チルエーテル、ジインプロピルエーテル等の水非混和性
有機溶媒のいずれを用いてもさしつかえないが、中でも
メタノール、エタノール、ｉ−プロパツール等が好まし
い。しかし、溶媒としては水単独で用いるのが最も好ま
しい。

水と有機溶媒との混合溶媒を用いる場合、水がアジリジ
ン−２−ニトリル１モルに対し１モル以上、好ましくは
２モル以上、含まれている限り、水と有機溶媒との比は
任意に選ぶことができる。

また、溶媒の量は、次の項で述べる、アルカリ及び酸の
濃度に対応する量が用いられる。

アルカリ用いるアルカリの種類としては、水酸化リチウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水
酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物、及び水酸化
ベリリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、
水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム等のアルカリ土
類金属の水酸化物が挙げられる。中でも、水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネ
シウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等が好まし
く、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシ
ウムが特に好ましい。最終反応混合物からＤＬ−セリン
の単離・精製し易さの観点からは、水酸化カルシウムが
最も好ましい。

用いるアルカリの量はアジリジン−２−ニトリルに対し
、通常０．０１当量〜２０当量であるが、反応性及び反
応後のＤＬ−セリンの精製を考慮して０．０５当量〜１
．０当量が好ましく、０．１当量〜０．８当量が特に好
ましい。

また、アルカリの溶媒に対する濃度は、一般に０．０１
重量％〜８０重量％程度であり、好ましくは０．１重量
％〜５０重量％、特に好ましくは、０．５重量％〜２０
重量％である。

１見１用いる酸は、いわゆる酸素酸である。具体的には、硫酸
、硝酸、リン酸、次亜塩素酸、亜塩素酸塩素酸、過塩素
酸等の無機酸、及びギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ベ
ンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ｍ−キシ
レンスルホン酸等の有機酸が挙げられる。中でも、硫酸
、塩素酸、過塩素酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエ
ンスルホン酸、ｍ−キシレンスルホン酸等が好ましく、
特に好ましいのは硫酸、過塩素酸、ｐ−トルエンスルホ
ン酸等である。この最終反応混合物から遊離のセリンを
回収する目的には、前記アルカリとして水酸化カルシウ
ムを用い、ここで用いる酸としは硫酸を用いるのが最も
好ましい。生成する硫酸カルシウムの水への溶解度が著
しく小さく、溶存するカルシウムイオン及び硫酸イオン
の優が少ないので、遊離セリンの分離２・回収が容易に
なるからである。なお、この場合に、セリンの分離・回
収をする際、ｐＨ調整に用いる酸あるいはアルカ。

りとして硫酸あるいは水酸化カルシウムを用いるのが好
ましいのは云うまでもない。

用いる酸の量は、前段反応で用いたアルカリを中和する
量に対応する旧と、アジリジン−２−ニトリルに対して
１．０当量〜５０当量とを合計した量である。アジリジ
ン−２−ニトリルに対する量は、その中でも、１．５当
量〜２０当措が好ましく、２．０当量〜１０当量が特に
好ましい。

また、酸の溶媒に対する濃度は、一般に１．０重量％〜
８０重量％程度であり、好ましくは５重量％〜５０重量
％である。

反応ヨ　　び反応時間反応温度及び時間は、本発明方法においては、必ずしも
限定する必要はなく、合目的的な任意の温度及び時間を
選ぶことができる。

例えば、アジリジン−２−ニトリルとアルカリとの反応
温度は、通常Ｏ℃〜２００℃程度、好ましくは２０℃〜
１５０℃程度、である。また上記反応混合物と酸との反
応温度は、通常Ｏ℃〜２００℃、好ましくは５０℃〜１
５０℃程度、である。また、アジリジン−２−ニトリル
とアルカリとの反応時間及び該反応混合物と酸との反応
時間は、いずれも通常０．５〜４８時間、好ましくは１
〜１２時間、程度である。

実　　験　　例以下の実験例において、原料及び生成物の分析は高速液
体クロマトグラフィーにて行なった。

実施例１１００Ｉｄの反応器に５％水酸化ナトリウム水溶液１１
．６９　（ＮａＯＨとして１４．５ｍ　ｍｏｌ）を入れ
、５〜２０℃に保ちながら、ここに、アジリジン−２−
ニトリル１．０ｇ（１４，７ｍ　ｍｏｌ）をゆっくりと
滴下した。滴下後、９０℃にて１時間反応させた。反応
液を冷却した後、５〜２０℃に保ちながら、ここに２２
％硫酸水溶液２７．０ｇ（Ｈ２ＳＯ４として５９．４ｍ
　ｍｏｌ）をユっりりと滴下した。滴下後、１００℃に
て３時間反応させた。反応液を中和後、分析の結果、Ｄ
Ｌ−セリン収率９２．５％、ＤＬ−イソセリン収率６．
０％であった。

実施例２５％水酸化ナトリウム水溶液９．３ｇ（Ｎ　ａ　Ｏｌ−１として１１．６ｍｌ１Ｏ１）、アジ
リジン−２−ニトリル１．０ｇ（１４，７ｍ　ｍｏｌ）
、２０％１ｉＩ！ＩＭ水溶液３０．０ｇ（Ｈ２Ｓ０４と
して６０、０ｍ　ｍｏｌ）を用い、実施例１と同様の方
法にて実験を行なった。分析の結果、ＤＬ−セリン収率
９３．６％、ＤＬ−イソセリン収率６．３％であった。

友直危ユ２％水酸化ナトリウム水溶液６．０ｇ（ＮａＯＨとして３．０ｍ　Ｉｌ＋ｏｌ）　、アジリジ
ン−２−ニトリル１．０ｇ（１４，７ｍ　ｍｏｌ）　、
’１８％硫酸水溶液２８．０ｇ（Ｈ２Ｓ０４として５０
、４ｍ　ｍｏｌ）を用い、実施例１と同様の方法にて実
験を行なった。分析の結果、ＤＬ−セリン収率８７．９
％、ＤＬ−インセリン収率６．０％であった。

衷】１１庄水酸化カルシウム２７　ｏｑ（３、６ｍ　ｍｏｌ）と水
２７ａｅとの混合物、アジリジン−２−ニトリル１０、
　ｇ（１４，７ｍ　ｍｏｆ）　、４０％硫１水１１１２
、Ｏｇ（Ｈ２ＳＯ４として４８．０ｍ　１１１０１）を
用い、実施例１と同様の方法にて実験を行なった。分析
の結果、ＤＬ−セリン収率９０．６％、ＤＬ−イソセリ
ン収率５．０％であった。

実施例５２％水酸化カリウム水溶液８．４ＳＦ　（ＫＯＨとして
３．０ｍ　ｍｏｌ）　、アジリジン−２−ニトリル１、
０ｇ（１４，７ｍ　ａｎａｌ）　、１８％硫酸水溶液２
８．０ｇ（Ｈ２Ｓ０４として５０．４ｍ　Ｂｌｏｌ）を
用い、実施例１と同様の方法にて実験を行なった。分析
の結果、ＤＬ−セリン収率８８．４％、ＤＬ−イソセリ
ン収率６．１％であった。

１１亘１５％水酸化ナトリウム水溶液９．４ｇ（ＮａＯＨとして１１．８ｍ　ａｎａｌ）　、　７シＩ
Ｊシン−２−ニトリル１．０ｇ（１４，７ｍ　ｍｏｌ）
、３５％ｐ−トルエンスルホン酸水溶液３０．（１（ｐ
−ＣＨ（ＣＨ）Ｓｏ３Ｈとして６１　、０ｍ　ｍｏｌ）を用い、実施例１と同様の方法
にて実験を行なった。分析の結果、［）Ｌ−セリン収率
９３．８％、ＤＬ−イソセリン収率６．０％であった。

北Ｊ口１ユ１００ｉｄの反応器に１５％硫酸水溶液２９．０ｇ（Ｈ
２Ｓ０４として４３．５ｍ　ｎ＋ｏｆ）　ヲ入し、５〜
２０℃に保ちながら、ここに、アジリジン−２−ニトリ
ル１．０’Ｊ　（１４，７ｍ　ｇｏａｌ）を滴下した。

滴下後、１００℃にて３時間反応させた。

反応液を中和後、分析の結果、ＤＬ−セリン収率１１．
１％。ＤＬ−イソセリン収率１．５％であった。

Claims

【特許請求の範囲】１、アジリジン−２−ニトリルを水性媒体中でアルカリ
金属またはアルカリ土類金属の水酸化物と反応させ、次
いで水性媒体中で酸素酸と反応させることを特徴とする
、ＤＬ−セリンの製造法。２、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を
、アジリジン−２−ニトリルに対して１当量未満用いる
、特許請求の範囲第１項記載のＤＬ−セリン製造法。