WO2004090147A1 - アミド化合物水溶液の精製方法およびアミド化合物の製造方法 - Google Patents

アミド化合物水溶液の精製方法およびアミド化合物の製造方法 Download PDF

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biocatalyst
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Kozo Murao
Makoto Kano
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Dia-Nitrix Co., Ltd.
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    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/10—Nitrogen as only ring hetero atom
    • C12P17/12—Nitrogen as only ring hetero atom containing a six-membered hetero ring

Definitions

  • the present invention relates to a method for purifying an aqueous solution of an amide compound obtained using a biocatalyst and a method for producing an amide compound using a biocatalyst.
  • a method for producing a compound using a biocatalyst having enzymatic activity can simplify the reaction process because the reaction conditions are mild, and the purity of the reaction product is high because there are few by-products. Since it has advantages such as simplification, it has been used in the production of many compounds in recent years.
  • a method for producing an amide compound using a biocatalyst is utilized in industrial production of acrylamide-nicotinamide and the like as a reaction process excellent in terms of operability, safety, economy, and the like.
  • a method for separating a biocatalyst from an aqueous solution (reaction solution) containing an amide compound obtained using the biocatalyst is also being studied.
  • a method for separating a biocatalyst from an aqueous solution of an amide compound include a method of filtering through a hollow fiber membrane as disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-49273 and a method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-78749. There is a method of removing by air bubbles.
  • the amide compound is acrylamide
  • problems When producing polyacrylamide from acrylamide, nitrogen gas is blown into the aqueous acrylamide solution in order to reduce the concentration of dissolved oxygen. At this time, if the acrylamide aqueous solution has a foaming property, a larger container is required to prevent the foam from spilling out, and a problem that the foam is ejected occurs.
  • the present inventors have disclosed a method for reducing the amount of microbial cells used in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-293936, In Japanese Patent Publication No. 0 0 1—7 8 749, a method of removing foamed components into bubbles has been proposed.
  • the amount of microbial cells used is often determined by the catalyst performance, and it was difficult to sufficiently reduce foaming when an amide compound was produced with an economical amount of catalyst used.
  • the method of removing foamed components into air bubbles is a very efficient and preferable method for the purpose of removing foamed components.
  • the method of removing foaming components into air bubbles requires a special device, and furthermore, in order to remove the foaming components stably, it requires skill in controlling the supplied gas-liquid ratio and the like. I had it.
  • the copper catalyst method is a method for removing impurities (acrylamide oligomers and cross-linking substances) from aqueous acrylamide solutions produced under reaction conditions that easily produce acrylamide impurities. This method is obtained using a biocatalyst. Even when applied directly to the aqueous solution of acrylamide, foaming impurities could not be sufficiently separated.
  • An object of the present invention is to provide an amide compound aqueous solution having a small amount of impurities and a small foaming property, a method for purifying an amide compound aqueous solution capable of obtaining such an amide compound aqueous solution, and a method for producing the amide compound.
  • the present inventors have predicted that the foaming component is probably a polysaccharide, a protein or a complex thereof derived from a living body, and as a result of earnestly studying a method for removing these foaming components, surprisingly, 10 It has been found that foaming components can be removed only by using an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of less than 0.00.
  • the method for purifying an aqueous solution of an amide compound of the present invention uses an aqueous solution containing an amide compound obtained using a biocatalyst, as long as the molecular weight cut-off is not less than 1,000 and less than 10,000. It is characterized by filtering through an external filtration membrane.
  • the molecular weight cut off of the ultrafiltration membrane is desirably not less than 1,000 and less than 5,000.
  • the amide compound is preferably acrylamide or nicotinamide.
  • the biocatalyst is preferably a microbial cell, an immobilized cell, or an immobilized enzyme.
  • the aqueous amide compound solution of the present invention is an aqueous solution containing an amide compound obtained by using a biocatalyst, and has an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of not less than 1,000 and less than 10,000. Characterized by being filtered by
  • the method for producing an amide compound of the present invention comprises the steps of obtaining an amide compound from a nitrile compound using a biocatalyst in an aqueous medium, and preparing an aqueous solution containing the amide compound having a molecular weight cut-off of 1,000 or more. Filtering with an ultrafiltration membrane of less than 100,000.
  • the aqueous amide compound solution of the present invention is obtained by filtering an aqueous solution containing an amide compound obtained using a biocatalyst through an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of 1,000 or more and less than 10,000. Obtained by the purification method described above. Specifically, a reaction step of obtaining an amide compound from a nitrile compound using a biocatalyst in an aqueous medium, a purification step of filtering an aqueous solution (reaction liquid) containing an amide compound through an ultrafiltration membrane, and It is manufactured through
  • the “aqueous medium” in the present invention is an aqueous solution using water as a solvent.
  • the aqueous medium includes a liquid or a solid that is not dissolved in the aqueous solution and is dispersed in the water or the aqueous solution.
  • biocatalyst in the present invention has an enzyme having a catalytic activity.
  • biocatalysts include the enzyme itself, microbial cells or cells containing the enzyme, or those obtained by immobilizing these enzymes, cells or cells by inclusive methods, cross-linking methods, carrier binding methods, etc. , Immobilized cells, and immobilized cells).
  • microbial cells, immobilized cells or immobilized enzymes are preferable in terms of the ease of adding a catalyst, controlling the concentration of a catalyst, and separating a catalyst.
  • the immobilizing carrier for immobilizing enzymes, cells or cells examples include glass beads, silica gel, polyurethane, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, carrageenan, alginic acid, agar, gelatin and the like.
  • catalytic ability refers to the ability to hydrate a nitrile compound and convert it to an amide compound.
  • An enzyme having such ability is generally called nitrile hydratase.
  • Nitrile hydrase has been found in various microorganisms.
  • Microbial species having nitrile hydratase activity include, for example, the genus Bacillus (Bac i11 u s), the genus Bacterium (Bac ter i di urn), the genus Microcrococcus (Micrococcus), and Brevipacterium.
  • Genus (B revibacteri urn) (see Japanese Patent Publication No. 62-21519), genus Corynebacterium (Coryne bacteri urn) and genus Nocardia (see Japanese Patent Publication No. 56-17918), Pseudomonas (P. seudomona) s) genus (see JP-B-59-37951), genus Rhodococcus and microbacterium
  • the genus (Microbaccterium) [see Japanese Patent Publication No. Hei 4-4873] is known.
  • the amide compound in the present invention is not particularly limited as long as it is converted from the nitrile compound by the action of nitrile hydrase.
  • nitrile compounds include aliphatic saturated nitriles such as acetonitrile, propionitrile, succinonitrile, and adiponitrile; aliphatic unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methyl chloronitrile; benzonitrile And aromatic nitriles such as phthalodinitrile; and heterocyclic nitriles such as 3-cyanopyridine and 2-cyanopyridine.
  • amide compounds suitable for production using biocatalysts are propionamide, acrylamide, methacrylamide and nicotinamide because of their excellent chemical and physical properties, or from an economic viewpoint.
  • acrylamide and nicotinamide are preferred.
  • reaction apparatus used in the reaction step examples include a fixed bed, a moving bed, a fluidized bed, and a stirring tank. Further, any of a batch reaction type reaction apparatus and a continuous reaction type reaction apparatus may be used.
  • reaction substrate nitrile compound
  • reaction solution target compound (amide compound)
  • target compound amide compound
  • the reaction mode is selected according to the production scale, etc., and the reactor is designed.
  • biocatalysts are often hindered or deactivated by a reaction substrate or a reaction product, and a reaction device whose reaction temperature and pH are controlled slowly is usually used.
  • a multi-tank continuous stirring tank in which two or more stirring tanks are connected in series is preferred.
  • the ultrafiltration membrane used in the purification step has a cut-off molecular weight of not less than 1,000 and less than 100,000.
  • the molecular weight cut-off of the ultrafiltration membrane is less than 10,000,000, it is possible to remove the polysaccharides and proteins derived from organisms and the foaming components which are a complex thereof.
  • the molecular weight cut-off of the ultrafiltration membrane is preferably less than 50,000.
  • an ultrafiltration membrane capable of obtaining a filtration rate suitable for industrially producing an amide compound has a molecular weight cut-off of 1,000 or more.
  • the ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of 1,000 or more and less than 100,000 as referred to in the present invention is defined as a molecular weight of 14,200 under conditions that do not specifically adsorb to the membrane.
  • the lactalbumin has an inhibition rate of 85% or more.
  • Ultrafiltration membranes having a molecular weight cut-off of 1,000 or more and less than 5,000 are defined as inorganic salts dissolved in water under conditions that do not specifically adsorb to the membrane.
  • the rejection of the amide compound described above is 5% or less, and the rejection of ⁇ -lactalbumin having a molecular weight of 14,200 is 90% or more.
  • the “rejection rate” here is (concentration in treated water after filtration) ⁇ (concentration in raw water before filtration) XI 00 (), usually about 10 O mg ZL (liter). It is measured using a low concentration aqueous solution of. If the rejection rate changes over time, use the value obtained when the rejection rate is stabilized by repeating filtration rather than the value immediately after the start of treatment. In the present invention, other known purification methods can be carried out before the treatment with the ultrafiltration membrane in order to efficiently remove the foaming component.
  • Rhodococcusr hod ochrous J 1 (FERM BP-1478) having nitrile hydrase activity was converted to glucose 2%, urea 1%, peptone 0.5%, yeast extract 0.3%, cobalt chloride 0.05. % (All by mass%) in a medium (pH 7.0) at 30 ° C aerobically. This was washed with 50 mM do 1) phosphate buffer (pH 7.0) to obtain a cell suspension (15% by mass of dried cells).
  • the resulting aqueous nicotinamide solution was filtered through an ultrafiltration membrane with a cut-off molecular weight of 3,000 (manufactured by Pall Corporation, OS 003C11, ⁇ -albumin rejection rate: 96% or more), and the purified aqueous nicotinamide solution was purified. Obtained (Sample 2).
  • Rhodo cocc having nitrile hydratase activity in the same manner as in Example 1.
  • a suspension of cells of usr od ochrou s J 1 (FERM BP-1478) (15% by mass of dried cells) was obtained.
  • a cell suspension, a monomer aqueous solution, 10 masses of ⁇ , ⁇ , ⁇ ', N'-tetramethylethylenediamine aqueous solution, and a 10% by weight aqueous solution of ammonium persulfate were added to 5 LZhr, respectively.
  • Line mixing is performed sequentially at 2 L / hr, 0.1 L / hr, 0.1 L / hr, and the effluent is successively received in a 300 ⁇ 300 ⁇ 30 mm vat, and monomer is placed on the vat Was polymerized to obtain a cell sheet-immobilized gel sheet.
  • the obtained cell-immobilized gel sheet was cut into small pieces of about 0.5 mm square with a knife to obtain immobilized cell particles.
  • the immobilized bacterial cell particles were passed through and washed with a 0.1% by mass aqueous sodium acrylate solution (adjusted to PH7) while fluidizing to obtain an immobilized bacterial cell catalyst.
  • aqueous acrylamide solution was subjected to an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut-off of 10,000 (Pole Co., Ltd., ⁇ S010C11, ⁇ -albumin rejection: 80% or less), and purified.
  • Acrylamide aqueous solution was obtained (Sample 4).
  • an unpurified aqueous solution of acrylamide was purified using an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut-off of 50,000 (manufactured by Pall Corp., OS 005 C11, ⁇ -albumin rejection ratio of nominally 96% or more).
  • a purified aqueous solution of acrylamide (Sample 5).
  • an aqueous solution containing an amide compound obtained using a biocatalyst is purified by an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of not less than 1,000 and less than 10,000. Since it is a filtration method, it is possible to obtain an amide compound aqueous solution having a small amount of impurities and a small foaming property.

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Abstract

このアミド化合物水溶液の精製方法は、生体触媒を用いて得られたアミド化合物を含む水溶液を、分画分子量が1,000以上10,000未満である限外ろ過膜によりろ過する。

Description

明 細 書 アミド化合物水溶液の精製方法およびアミド化合物の製造方法 技術分野
本発明は、 生体触媒を用いて得られたアミド化合物水溶液の精製方法および生 体触媒を用いたアミド化合物の製造方法に関する。
本願は、 2003年 4月 1日に出願された特願 2003-98139号に対し 優先権を主張し、 その内容をここに援用する。 背景技術
酵素活性を持つ生体触媒を利用して化合物を製造する方法は、 反応条件が穏和 であるため反応プロセスを簡略化できること、 および副生物が少ないことによる 反応生成物の純度が高い、 あるいは精製プロセスを簡略化できること、 等の利点 があるため、 近年、 多くの化合物の製造に用いられている。
生体触媒を用いた化合物の製造は、 アミド化合物の製造についても、 二トリル 化合物からアミド化合物に変換する酵素二トリルヒドラターゼが見出されて以来、 盛んに検討されている。 生体触媒を用いてアミド化合物を製造することは、 例え ば、 特開昭 54— 129190号公報、 特開昭 54— 143592号公報、 特開 昭 61— 162193号公報、 特開平 2— 470号公報、 特開平 5— 10368 1号公報、 特開平 11— 89575号公報、 特開平 11一 123098号公報等 に開示されている。
生体触媒を用いたアミド化合物の製造方法は、 現在では、 操作性、 安全性、 経 済性等の観点から優れた反応プロセスとして、 アクリルアミドゃニコチンアミド 等の工業的生産に利用されている。
これに伴い、 生体触媒を用いて得られたアミド化合物を含む水溶液 (反応液) から生体触媒を分離する方法についても、 検討されている。 アミド化合物水溶液 からの生体触媒の分離方法としては、 例えば、 特公平 5— 49273号公報に示 すような中空糸膜でろ過する方法や、 特開 2001— 78749号公報に示すよ うな気泡によって除去する方法が挙げられる。
しかしながら、 水性媒体中で生体触媒を用いてアミド化合物を製造した場合、 アミド化合物水溶液から生体触媒を分離しても、 アミド化合物水溶液に発泡性の 不純物 (発泡成分)が残ることがあった。アミド化合物水溶液に発泡性があると、 その後の工程や取り扱い (例えば、 アミド化合物水溶液の運搬や容器への充填) においてアミド化合物水溶液に泡立ちが生じてしまう。 このため、 アミド化合物 水溶液の取り扱いが難しく、 あるいは取り扱い作業の効率が悪くなるという問題 があった。
特に、アミド化合物がアクリルアミドである場合は、次のような問題があった。 アクリルアミドからポリアクリルアミドを製造する際には、 溶存酸素濃度を低減 させる目的で、 アクリルアミド水溶液に窒素ガスを吹き込む。 この際、 アクリル アミド水溶液に発泡性がある場合、 泡の吹きこぼれを防ぐためにより大きな容器 が必要となったり、 泡が噴出したりする不具合が生じる。
以上のような問題があることから、 発泡性の小さいアミド化合物水溶液が望ま れていた。
発泡性の小さいアミド化合物水溶液を得る方法として、 本発明者等は、 特開 2 0 0 1 - 2 9 9 3 7 6号公報において、 使用する微生物菌体量を低減させる方法 や、 特開 2 0 0 1— 7 8 7 4 9号公報において、 発泡成分を気泡にして除去する 方法を提案してきた。
しかしながら、 菌体使用量は、 その触媒性能により決められることが多く、 経 済的な触媒使用量でアミド化合物を製造した場合には、 発泡性を十分に低減させ ることが困難であった。
一方、 発泡成分を気泡にして除去する方法は、 発泡成分を除去するという目的 からは、 非常に効率的で好ましい方法ではある。 しかしながら、 発泡成分を気泡 にして除去する方法は、 特殊な装置を必要とし、 さらには安定して発泡成分を除 去するためには供給する気ノ液比の制御などに熟練を要するという欠点を有して いた。
なお、 アクリルアミド水溶液の精製方法としては、 限外ろ過膜を使った例が、 特開昭 5 5 - 6 2 0 5 4号公報に開示されている。 しかしながら、 この方法は、 銅触媒法というアクリルアミドの不純物が生成し易い反応条件下で製造されたァ クリルアミド水溶液中の不純物 （アクリルアミドのオリゴマーや架橋性物質） を 除去する方法であり、 この方法を、 生体触媒を用いて得られたアクリルアミド水 溶液にそのまま適用しても、 発泡性の不純物を十分に分離することはできなかつ た。
このように、 生体触媒を用いて得られたアミド化合物水溶液を、 限外ろ過膜で 精製した例については、 これまで報告がない。 そもそも、 生体触媒に由来する発 泡成分について言及された報告はあまりなく、 ましてや、 限外ろ過膜の分画分子 量と発泡成分の除去性との関係については、 全く知られていなかった。 発明の開示
本発明の目的は、 不純物が少なく発泡性の小さいアミド化合物水溶液、 このよ うなアミド化合物水溶液を得ることができるアミド化合物水溶液の精製方法およ びアミド化合物の製造方法を提供することにある。
本発明者等は、 発泡成分はおそらく生体由来の多糖類、 たんぱく質類あるいは これらの複合体であると予想し、 これらの発泡成分の除去方法について鋭意検討 した結果、 驚くべきことに、 1 0 , 0 0 0未満の分画分子量を持つ限外ろ過膜を 用いることによって初めて発泡成分を除去できることを見出した。
すなわち、 本発明のアミド化合物水溶液の精製方法は、 生体触媒を用いて得ら れたアミド化合物を含む水溶液を、 分画分子量が 1 , 0 0 0以上 1 0， 0 0 0未 満である限外ろ過膜によりろ過することを特徴とする。
本発明によれば、 不純物が少なく発泡性の小さいアミド化合物水溶液を得るこ とができる。
また、 本発明のアミド化合物水溶液の精製方法においては、 限外ろ過膜の分画 分子量は、 1， 0 0 0以上 5， 0 0 0未満であることが望ましい。
また、 アミド化合物は、 アクリルアミドまたはニコチンアミドであることが望 ましい。
また、 生体触媒は、 微生物菌体、 固定化菌体または固定化酵素であることが望 ましい。 また、 本発明のアミド化合物水溶液は、 生体触媒を用いて得られたアミド化合 物を含む水溶液であり、 分画分子量が 1 , 0 0 0以上 1 0 , 0 0 0未満である限 外ろ過膜によりろ過されたものであることを特徴とする。
また、 本発明のアミド化合物の製造方法は、 水媒体中にて生体触媒を用いて二 トリル化合物からアミド化合物を得る工程と、 アミド化合物を含む水溶液を、 分 画分子量が 1， 0 0 0以上 1 0， 0 0 0未満である限外ろ過膜によりろ過するェ 程とを有することを特徴とする。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好適な実施例について説明する。 ただし、 本発明は以下の各実 施例に限定されるものではない。
本発明のアミド化合物水溶液は、 生体触媒を用いて得られたアミド化合物を含 む水溶液を、 分画分子量が 1 , 0 0 0以上 1 0， 0 0 0未満である限外ろ過膜に よりろ過する精製方法によって得られたものである。 具体的には、 水媒体中にて 生体触媒を用いて二トリル化合物からアミド化合物を得る反応工程と、 アミド化 合物を含む水溶液 （反応液） を限外ろ過膜によりろ過処理する精製工程とを経て 製造されたものである。
本発明でいう 「水性媒体」 とは、 溶媒として水を使用した水溶液である。 この 水性媒体には、 水溶液に溶解していない液体 ·固体が水もしくは水溶液に分散し たものも含むものとする。
本発明でいう 「生体触媒」 とは、 触媒能を有した酵素を有するものである。 こ のような生体触媒としては、 酵素そのもの、 酵素を含有する微生物菌体ゃ細胞、 あるいはこれら酵素、 菌体または細胞を包括法、 架橋法、 担体結合法等で固定化 したもの （固定化酵素、 固定化菌体、 固定化細胞） が挙げられる。 これらの中で も、 触媒添加、 触媒濃度制御、 触媒分離等のしゃすさの点で、 微生物菌体、 固定 化菌体または固定化酵素が好適である。
酵素、 菌体または細胞を固定化する固定化担体としては、 ガラスビーズ、 シリ 力ゲル、 ポリウレタン、 ポリアクリルアミド、 ポリビニルアルコール、 カラギー ナン、 アルギン酸、 寒天、 ゼラチン等が挙げられる。 本発明でいう 「触媒能」 とは、 二トリル化合物を水和してアミド化合物に変換 する能力のことである。 このような能力を有する酵素は、 一般的に二トリルヒド ラターゼと称されている。 二トリルヒドラ夕ーゼは、 これまでに種種の微生物か ら見出されている。
二トリルヒドラターゼ活性を有する微生物種としては、 例えば、 バチルス (B a c i 1 1 u s) 属、 バクテリジューム （B a c t e r i d i urn) 属、 ミ クロコッカス （M i c r o c o c c u s) 属およびブレビパクテリゥム
(B r e v i b a c t e r i urn)属〔特公昭 62— 21519号公報参照〕、 コ リネバクテリゥム （Co r yne b a c t e r i urn) 属およびノカルジァ (No c a r d i a)属〔特公昭 56 - 17918号公報参照〕、 シユードモナス (P s eudomona s)属〔特公昭 59— 37951号公報参照〕、 ロドコッ カス （Rhodo c o c c u s) 属およびミクロバクテリゥム
(Mi c r ob a c t e r i um) 属 〔特公平 4一 4873号公報参照〕 が知ら れている。
本発明におけるアミド化合物は、 二トリルヒドラ夕ーゼの作用により二トリル 化合物から変換されるものである限り、 特に限定されない。 二トリル化合物とし ては、 例えば、 ァセトニトリル、 プロピオ二トリル、 サクシノニトリル、 アジポ 二トリルのような脂肪族飽和二トリル；アクリロニトリル、 メ夕クリロ二トリル のような脂肪族不飽和二トリル；ベンゾニトリル、 フタロジニトリルのような芳 香族二トリル；および 3—シァノピリジン、 2—シァノピリジンのような複素環 式二トリルが挙げられる。
生体触媒を用いた製造に適しているアミド化合物の代表的なものは、 化学的、 物理的性質に優れている点、 あるいは経済的な観点から、 プロピオンアミド、 ァ クリルアミド、メタクリルアミドゃニコチンアミドであり、特にアクリルアミド、 ニコチンアミドが好適である。
反応工程で用いられる反応装置としては、 固定層、 移動層、 流動層、 撹拌槽等 が挙げられる。 また、 回分反応方式による反応装置、 連続反応方式による反応装 置のいずれでもよい。
反応基質（二トリル化合物)、反応液、目的化合物（アミド化合物）等の物性や、 生産規模等により反応様式は選ばれ、 反応装置が設計される。 例えば、 連続反応 で製造する場合においては、 通常、 生体触媒は反応基質や反応生成物による反応 阻害や失活を受けることが多く、 また、 反応温度や p Hの制御がしゃすい反応装 置が好まれるため、 2つ以上の撹拌槽を連続的に繋げた多槽連続撹拌槽が好まし い。
精製工程で用いられる限外ろ過膜は、 分画分子量が 1 , 0 0 0以上 1 0 , 0 0 0未満のものである。 限外ろ過膜の分画分子量が 1 0 , 0 0 0未満であれば、 生 体由来の多糖類、 たんぱく質類あるいはこれらの複合体である発泡成分を除去す ることができる。 また、 より完全に発泡成分を除去するためには、 限外ろ過膜の 分画分子量は 5， 0 0 0未満であることが好ましい。
限外ろ過膜の分画分子量は、 小さい方が多くの不純物を除去できるという点で 好ましいが、 小さいものほど一般的にろ過速度が遅くなり、 結果的に大きなろ過 設備が必要となる。 したがって、 工業的にアミド化合物を生産することに適した ろ過速度が得られる限外ろ過膜は、 分画分子量が 1， 0 0 0以上のものである。 本発明でいう分画分子量が 1， 0 0 0以上 1 0 , 0 0 0未満である限外ろ過膜 とは、 膜に対する特異的な吸着を行わない条件下で、 分子量 1 4， 2 0 0のひー ラクトアルブミンの阻止率が 8 5 %以上のものである。 また、 分画分子量が 1， 0 0 0以上 5， 0 0 0未満である限外ろ過膜とは、 膜に対する特異的な吸着を行 わない条件下で、 水に溶解している無機塩や前述のアミド化合物の阻止率が 5 % 以下でありかつ分子量 1 4， 2 0 0の α—ラクトアルブミンの阻止率が 9 0 %以 上のものである。
また、 ここでいう 「阻止率」 とは、 （ろ過後の処理水中の濃度） Ζ (ろ過前の原 水中の濃度） X I 0 0 ( ) であり、 通常は 1 0 O m g ZL (リットル） 程度の 低濃度水溶液を用いて計測される。 阻止率が経時的に変化する場合には、 処理開 始直後の値ではなぐろ過処理を繰り返して阻止率が安定したときの値を用いる。 なお、 本発明においては、 効率よく発泡成分を除去するために限外ろ過膜で処 理する前に、 その他公知の精製法を実施しておくことも可能である。
(実施例）
以下、 実施例により本発明をさらに詳しく説明する。 (実施例 1、 比較例 1 ；生体触媒の調製）
二トリルヒドラ夕ーゼ活性を有する Rh o do c o c c u s r hod o c h r o u s J 1 (FERM BP— 1478) を、 グルコース 2 %、 尿素 1 %、 ペプトン 0. 5%、酵母エキス 0. 3 %、塩化コバルト 0. 05% (何れも質量％) を含む培地 （pH7. 0) により、 30°Cで好気的に培養した。 これを 50mM do 1)リン酸緩衝液（ p H 7. 0 )にて洗浄して菌体懸濁液（乾燥菌体 15質量％) を得た。
(菌体による 3—シァノピリジンからニコチンアミドへの反応)
5 Lのガラスビーカ一に 15質量％の 3—シァノピリジン水溶液 ( 50 mMリ ン酸バッファ一、 pH7) を 1L入れ、 これに調製した菌体懸濁液を 25mL添 加して 30°Cの水槽中で緩やかに撹拌した。 24時間後、 17質量％のニコチン アミド水溶液を得た。 これを 0. 45 zmの孔径を持つメンブランフィルタ （ァ ドバンテック （株） 製、 セルロース混合エステルタイプ 47πιπιφ) を用いてろ 過し、 透明なニコチンアミド水溶液を得た （試料 1)。
(反応液の精製）
得られたニコチンアミド水溶液を分画分子量 3， 000の限外ろ過膜 （ポール 社製、 OS 003C 11、 α—アルブミン阻止率公称 96%以上） にてろ過処理 し、 精製されたニコチンアミド水溶液を得た （試料 2)。
(評価）
得られた 2つの試料を各 2 OmLずつ 24ππηφの試験管に入れ、 シリコンゴ ム栓を用いて蓋をした。これを、手で上下に激しく攙拌して試料を泡立たせた後、 静置し、 泡が消えるまでの時間を計測した。 結果を表 1に示す。
Figure imgf000008_0001
(実施例 2、 3、 4、 比較例 2、 3 ；生体触媒の調製）
実施例 1と同様にして二トリルヒドラタ一ゼ活性を有する R ho do c o c c u s r od o c h r ou s J 1 (FERM BP— 1478) の菌体懸濁 液 （乾燥菌体 15質量％) を得た。
一方、 アクリルアミド 30質量％、 メチレンビスアクリルアミド 1質量％およ び 2—ジメチルァミノプロピルメタクリルァミド 4質量％のモノマー水溶液を調 製した。
続いて、 菌体懸濁液、 モノマー水溶液、 10質量 の Ν， Ν， Ν', N' —テト ラメチルエチレンジァミン水溶液、 および 10重量％の過硫酸アンモニゥム水溶 液を、 各々 5LZh r、 2L/h r、 0. l L/h r、 0. l L/h rで順々に ラインミキシングし、 その流出液を 30 0 X 3 0 0 X 30 mmのバットに次々と 受け、 そのバット上でモノマーを重合させ、 菌体固定化ゲルシートを得た。 得られた菌体固定化ゲルシートをナイフにて 0. 5 mm角程度に細かく裁断し 固定化菌体粒子を得た。 この固定化菌体粒子を、 流動化させつつ 0. 1質量％の アクリル酸ナトリウム水溶液 （PH7に調整） にて通液洗浄し、 固定化菌体触媒 を得た。
(固定化菌体触媒によるァクリロニトリルからァクリルアミドへの反応） 内容積 5 Lのジャケット付きセパラブルフラスコに、 0. 2 g/Lのアクリル 酸ナトリゥム水溶液を 3510 g入れ、 これに前述の固定化菌体触媒 3 gを添加 した。 これを p H 7. 0、 温度 10 °Cに制御しながら翼長 120 mm、 翼幅 20 mmの平板の撹拌翼 2枚を用いて 80 r pmで攪拌した。 これにァクリロ二トリ ル濃度が常に 2質量％となるように、 ァクリロ二トリルを連続的にフィードし、 アクリルアミドの濃度が 40質量％となるまで蓄積反応を行った。
その後、 アクリロニトリルのフィードを停止し、 アクリロニトリルが反応液中 から検出されなくなるまで反応を継続した。 この液から目開き 300 mの金網 にて固定化菌体触媒を分離し、 アクリルアミド約 40質量％のアクリルアミド水 溶液を得た （試料 3)。
(反応液の精製）
得られたアクリルアミド水溶液を、 分画分子量 10, 000の限外ろ過膜 （ポ ール社製、 〇S 010 C 11、 α—アルブミン阻止率公称 80%以下） を用いて 過処理し、 精製されたアクリルアミド水溶液を得た （試料 4)。 同様にして、 未精製のアクリルアミド水溶液を、 分画分子量 5， 0 0 0の限外 ろ過膜（ポール社製、 OS 0 0 5 C 1 1、 α—アルブミン阻止率公称 9 6 %以上） を用いて過処理し、 精製されたァクリルアミド水溶液を得た (試料 5)。
同様にして., 未精製のァクリルアミド水溶液を、 分画分子量 3 , 0 0 0の限外 ろ過膜 (ポール社製、 〇S 0 0 3 C 1 1、 a一アルブミン阻止率公称 9 6 %以上) を用いて過処理し、 精製されたアクリルアミド水溶液を得た (試料 6)。
同様にして、 未精製のァクリルアミド水溶液を、 分画分子量 1， 0 0 0の限外 ろ過膜 (ポール社製、 OS 0 0 1 C 1 1) を用いて過処理し、 精製されたァクリ ルアミド水溶液を得た (試料 7)。
(評価）
試料 5 OmLを、 1 0 OmLメスシリンダーに入れ、 木下式ガラスポールフィ ルター (G— 3) を用いて底部より 2 OmL/m i nで空気を導入して試料を泡 立たせ、 泡の高さを測定した。 結果を表 2に示す。 表 2
Figure imgf000010_0001
産業上の利用の可能性
本発明のアミド化合物水溶液の精製方法は、 生体触媒を用いて得られたアミド 化合物を含む水溶液を、 分画分子量が 1， 0 0 0以上 1 0， 0 0 0未満である限 外ろ過膜によりろ過する方法であるので、 不純物が少なく発泡性の小さいアミド 化合物水溶液を得ることができる。

Claims

請求の範囲
1 . アミド化合物水溶液の精製方法であって、
生体触媒を用いて得られたアミド化合物を含む水溶液を、 分画分子量が 1， 0 0 0以上 1 0 , 0 0 0未満である限外ろ過膜によりろ過する。
2 . 請求項 1記載のアミド化合物水溶液の精製方法であって、
前記限外ろ過膜の分画分子量は、 1 , 0 0 0以上 5， 0 0 0未満である。
3 . 請求項 1記載のアミド化合物水溶液の精製方法であって、
前記アミド化合物は、 アクリルアミドまたはニコチンアミドである。
4. 請求項 1記載のアミド化合物水溶液の精製方法であって、
前記生体触媒は、 微生物菌体、 固定化菌体または固定化酵素である。
5 . アミド化合物水溶液であって、
生体触媒を用いて得られたアミド化合物を含み、
分画分子量が 1， 0 0 0以上 1 0 , 0 0 0未満である限外ろ過膜によりろ過さ れて生成される。
6 . アミド化合物の製造方法であって、
水媒体中にて生体触媒を用いて二トリル化合物からアミド化合物を得る工程と、 アミド化合物を含む水溶液を、 分画分子量が 1 , 0 0 0以上 1 0 , 0 0 0未満 である限外ろ過膜によりろ過する工程と、 を有する。
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