JPH046798B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電解還元によりｐ−アミノベンゾイル
グルタミン酸の製造法に関する。 ｐ−アミノベンゾイルグルタミン酸は従来から
葉酸などの医薬品合成中間原料として有用な物質
で、通常ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸を原
料とし、これを環元することにより製造されてい
る。このような方法として、たとえば化学的環元
する方法（米刻特許第2537366号明細書など）あ
るいは接触的に還元する方法（ジヤーナル、アメ
リカン、ケミカル、ソサイアテイー第79巻、4391
〜4394頁、1947年など）が提案されているが、こ
れまでｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸の電解
還元によるｐ−アミノ体の製造法については報告
がない。 従来から芳香族ニトロ化物の電解還元反応につ
いては、数多くの報告がなされているが、このよ
うな還元生成体としては、アミノ体のほかにハイ
ドロオキシアミノ体や転位生成物などが知られて
いる。アミノ体の収率を上げるためには、一般に
反応温度を上げたりあるいは水素過電圧の高い極
板を使用するなど過酷な条件で反応させることが
考えられる。しかしながら、このことは、却つて
化合物の分解や副反応を惹起させることになり、
ひいては目的とするアミノ体の収率の低下や電流
効率の低下を引き起こす結果となる。 本願発明者らは、ｐ−ニトロベンゾイルグルタ
ミン酸の電解還元について鋭意検討を加え、工業
的に極めて有利なｐ−アミノベンゾイルグルタミ
ン酸の製造法を確立した。すなわち、本発明者ら
はｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸の電解還元
では、陰極にパラジウム金属を用いることにより
ｐ−アミノ体が高収率で、かつ高電流効率で得ら
れることを見い出した。またｐ−ニトロ体の電解
還元ではｐ−ハイドロオキシアミノ体を経由して
ｐ−アミノ体が生成するがこのパラジウム電極
は、ｐ−ハイドオキシ体がｐ−アミノ体に変換さ
れる過程において、特に有効であることを見い出
した。さらに、反応液のPHがほぼ５以上であると
反応終期において副生物の生成量が増加するこ
と、また、目的物である−アミノ体はPH３附近で
その溶解度の極小点を有しており、このため電解
還元反応はPH３以下の水溶液中で効率よく円滑に
行なわれることを見い出した。本発明はこれらの
知見に基づいてなされたものである。 すなわち、本発明は、陰極としてパラジウムま
たはパラジウム合金を用いPH３以下でｐ−ニトロ
ベンゾイルグルタミン酸および／またはｐ−ハイ
ドロオキシアミノベンゾイルグルタミン酸を電解
還元することを特徴とするｐ−アミノベンゾイル
グルタミン酸の製造法である。 本発明の陰極としては、パラジウム金属そのも
の、あるいは各種パラジウム合金が使用できる。
パラジウム金属は、そのものを陰極として使用す
るよりも経済性の点から実際には陰極をパラジウ
ムでメツキするか、あるいはパラジウムブラツク
として陰極に鍍金して使用する。これらメツキあ
るいは鍍金のベースとなる電極材質としては、た
とえばニツケル、銀、カーボン、チタン、タンタ
ル、更にたとえばロジウム、プラチナのような貴
金属をメツキしたチタン、タンタルなどを挙げる
ことができる。また、パラジウム合金としては、
たとえばニツケル−パラジウム合金、チタン−パ
ラジウム合金などを挙げることができる。これら
合金のパラジウム含量は、工業的にみてニツケル
−パラジウム合金の場合には２〜20重量％、チタ
ン−パラジウム合金の場合には0.05〜0.5重量％
のものが好ましい。 本発明で用いることのできる陰極のうちでも、
特に好適に用いることのできるものとしては、パ
ラジウムブラツクを鍍金した電極、たとえばパラ
ジウムブラツクを鍍金したプラチナメツキチタン
板を挙げることができる。電極にパラジウムを鍍
金するには、陰極液を塩酸酸性にし、これにパラ
ジウム塩、たとえば塩化パワジウムを添加し、次
いで0.05〜0.2アンペア／ｄm²程度の電流を流す
ことにより行なうことができる。 陽極としては、たとえばプラチナ、プラチナメ
ツキチタン、プラチナメツキタンタルなどのよう
な耐酸性のある金属を用いることができる。 本発明の電解還元は、陰極側と陽極側を隔膜で
仕切つて行なわれる。このような隔膜としては、
たとえば陽イオン交換膜（C.M.V. ；旭硝子工
業(株)製；ナフイオン デユポン社製）が使用され
る。 陰極液および陽極液には希塩酸あるいは希硫酸
を使用することができる。陰極側でのPHコントロ
ールには、たとえば塩酸、硫酸などのような鉱酸
が用いられる。陰極液には、必要に応じて電解質
として、たとえば食塩、塩化アンモニウム、茫
硝、硫安などのような解離度の高い塩類を併用し
てもよい。 電解反応は、好ましくは原料の水溶液の形で行
なわれるが、懸濁液を用いても何ら差しつかえな
い。ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸の場合に
は約0.5〜５重量％の濃度を維持しながら、また
ｐ−ハイドロオキシアミノグルタミン酸の場合に
は、約0.5〜20重量％の濃度を維持しながら還元
反応を行なうことができる。ｐ−ハイドロオキシ
アミノベンゾイルグルタミン酸は、ｐ−ニトロベ
ンゾイルグルタミン酸を原料として、これをチタ
ン、ニツケル、銅、銀など慣用の陰極を用いた電
解還元反応に付することにより容易に製造するこ
とができる。本発明の陰極もまた使用することが
できる。この際電流密度は５〜20A／ｄm²、好ま
しくは８〜15A／ｄm²で行なえばよい。反応液
は、酸性、好ましくはPH３〜７程度に維持し、反
応温度は０〜30℃である。このような電解反応に
より得られたｐ−ハイドロオキシアミノベンゾイ
ルグルタミン酸を含有する反応液は、そのまま本
発明の原料として用いることができ、反応液に
は、未反応のｐ−ニトロ体が含まれていてもよ
い。 本発明の電解反応は、陰極液のPHを３以下、好
ましくは0.5〜２に調整しながら行なわれる。反
応温度は10〜70℃、好ましくは30〜50℃である。
また電流密度は、原料の濃度にも左右されるが、
一般にｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸を原料
として用いる場合は、３〜10A／ｄm²、好ましく
は５〜7A／ｄm²、ｐ−ハイドロオキシアミノベ
ンゾイルグルタミン酸を原料として用いる場合
は、５〜15A／ｄm²、好ましくは８〜12A／ｄm²
で行なわれる。従来の電解反応において行なわれ
ているように反応の進行と共に通電量を下げてゆ
く方法を採用することが好ましい。 反応終了後反応液からｐ−アミノベンゾイルグ
ルタミン酸を分離するには、たとえば濃縮、アル
カリを用いてのPH調整などの常套手段が用いられ
る。 本発明の電解反応は、たとえば槽型、フイルタ
ープレス型あるいはプレートアンドフレーム型な
ど一般の電解反応に汎用されているセルを用いて
実施することができる。工業的にはフイルタープ
レス型またはプレートアンドフレーム型を使用す
るのが好ましい。これらのセルを使用する場合、
反応中、陰極液、陽極液いずれも中継槽を介して
ポンプで循環させる。なお、この際陰極側のセル
中での流速は電流効率の低下を防止するため５
cm／sec以上に設定することが望ましい。 本発明の方法によれば目的とするアミノ体の収
率が高く、しかも電流効率も高いため工業的製法
として極めて有用である。特に、ｐ−ハイドロオ
キシアミノベンゾイルグルタミン酸を原料として
使用する場合には、反応を高い原料濃度で進行さ
せることができ、またパラジウム電極の消耗が少
なくて済むという利点がある。本発明の目的物を
葉酸製造のための原料とする場合には、電解反応
液をそのまま使用することができる。 以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 実施例 １ ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸の電解還元
をフイルタープレス型電解セルを用いて行なつ
た。 (1) セルの製造は次の通りである。 陰極：パラジウムブラツクを鍍金した白金メツ
キチタン板（注）（白金メツキの厚み2μｍ、
チタンの厚み２mm） 有効面積1dm²（８cm×12.5cm） 陽極：白金メツキチタン板（白金メツキの厚み
2μｍ、チタン厚み２mm） 有効面積1dm²（８cm×12.5cm） イオン交換膜：ナフイオン −315（デユポン社
製） イオン交換膜と極板との距離：1.5mm （注）鍍金条件および鍍金方法 鍍金条件 陰極液：3W／Ｖ％塩酸水溶液250ml 陽極液：3W／Ｖ％硫酸水溶液300ml 陰極液の温度：10±１℃ セル中での流速：陰陽極側ともに10cm／sec 鍍金方法 塩化パラジウムPdCl₂として0.5ｇを含有する５
％塩酸溶液100mlを陰極側に中継槽を介して循環
させた。鍍金は電流密度0.1A／ｄm²で、２時間
続けられた。同様な方法で鍍金を４回繰り返し
た。陰極板上にはパラジウム金属として合計1.2
ｇ鍍金されたことになる。パラジウムブラツク鍍
金後、陰極両極液を抜き出し、電解セルを水洗し
た。 (2) ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸の電解還
元 (1)で説明したセルを用いて電解還元反応を行
なつた。 反応開始時点陰極液：ｐ−ニトロベンゾイルグ
ルタミン酸2.8ｇ、食塩２ｇ、塩酸６ｇを含
有する水溶液300ml（PH0.7） 反応開始後陰極液にフイードする原料溶液：ｐ
−ニトロベンゾイルグルタミン酸として
125.3ｇおよび食塩35ｇを含有するｐ−ニト
ロベンゾイルグルタミン酸の１ナトリウム塩
水溶液895ml 反応開始後陰極液にフイードする電解質溶液：
35W／Ｖ％塩酸150ml 陽極液：2W／Ｖ％硫酸水溶液300ml 反応時の陰極液温度：45°±１℃ セル中の流速：陰極共に15cm／sec 反応時の通電量：下記のように段階的に低下さ
せた。

【表】 上記条件で、陰極液、陽極液いずれも中継槽を
介し循環させながら電解還元を17.0時間行なつ
た。なお電解還元反応時に陰極側に供給する原料
溶液および電解質溶液については、反応開始後12
時間かけて均等に供給した。 反応終了後、陰極液を系外に抜き出しこの液に
ついて、高速液体クロマトグラフイー〔分析カラ
ム：ユニシールC₁₈・10μｍ（ガスクロ工業(株)製、
カラム長さ４mmφin×30cm）移動相：水溶液、リ
ン酸−アンモニウム（NH₄H₂PO₄）0.02モル％濃
度、PIC−B7（Waters Associates製）0.7V／Ｖ
％、メタノール2.0V／Ｖ％、アセトニトリル
1.9V／Ｖ％、PH＝3.0、測定波長：UV254nｍ〕
にて定量分析した結果目的化合物であるｐ−アミ
ノベンゾイルグルタミンの生成量は114.0ｇであ
つた。（理論収率：99.0％、電流効率：88.3％） 実施例 ２ ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸の電解還元
を下記する以外は実施例１と同様の電解セルおよ
び条件下で行なつた。 陰極：チタン−パラジウム合金板（パラジウム含
量0.15重量％、厚み２mm）有効面積1dm² 通電量：下記のように段階的に低下させた。

【表】 反応後実施例１と同様の方法で定量分析した結
果、ｐ−アミノベンゾイルグルタミン酸の生成量
は109.8ｇであつた。（理論収率：95.4％、電流効
率；79.4％） 実施例 ３ ｐ−ハイドロオキシアミノベンゾイルグルタミ
ン酸の電解還元を行なつた。ｐ−ハイドロオキシ
アミノベンゾイルグルタミン酸は、ｐ−ニトロベ
ンゾイルグルタミン酸を原料とし、これを電解還
元反応に付して製造した。これらの電解還元反応
は、いずれもフイルタープレス型電解セルを用い
て行なつた。下記以外は実施例１に準じた。 (1) ｐ−ハイドロオキシアミノベンゾイルグルタ
ミン酸の製造 陰極：チタン板（材質JIS−TP−35−Ｃ、厚み
２mm）有効面積1dm²（８cm×12.5cm） 陰極液：ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸と
して42.0ｇおよび、食塩12.0ｇを含有するｐ
−ニトロベンゾイルグルタミン酸１ナトリウ
ム水溶液300ml 陰極液の温度：25±１℃ 反応開始後30分間10Aで通電し、引続いて
5Aで1.5時間通電して反応を終了した。この反
応液はTable1に示すようにｐ−ハイドロオキ
シベンゾイルグルタミン酸を主成分として含有
する。 (2) Ｐ−ハイドロオキシアミンベンゾイルグルタ
ミン酸の電解還元 陰極：(1)で得られた反応液に35重量％の塩酸水
溶液41mlを加えPH0.7に調整したものを用い
た。 陰極：パラジウムブラツクを鍍金※した白金メ
ツキチタン板（白金メツキ厚み2.0μｍ、チタ
ン板厚み2.0mm） 有効面積1dm² （※）パラジウムブラツクの鍍金は実施例１
と同様に行なつた。 陰極液の温度：35℃±１℃ 通電量：次表に示すように段階的に低下させ
た。

【表】 反応終了後、反応後を定量分析に付し、次表に
示す結果を得た。

【表】 実施例 ４ 槽型電解セル〔陽極液と陰極液はイオン交換膜
（C.M.V. ；旭硝子工業(株)製）で仕切られてお
り、両極側とも150mlの容積を有するもの；陰極
側は撹拌機を備えている〕を用い、下記条件でｐ
−ニトロベンゾイルグルタミン酸の電解還元を行
なつた。 陰極：チタン−パラジウム合金板（パラジウム
0.15重量％、厚み２mm） 有効面積；0.15dm²（３cm×５cm） 陽極：白金メツキチタン板（白金メツキ厚み2μ
ｍ、チタン厚み２mm） 有効面積：0.15dm²（３cm×５cm） 陰極液： ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸 15ｇ 食 塩 ５ｇ塩 酸 12ｇ 合計120mlの水溶液（PH0.1） 陽極液：２％硫酸 水溶液120ml 電流値：0.75A（電流密度：5A／ｄm²） 陰極液の温度：35±１℃ 14時間反応を続けたのち、反応液を高速液クロ
で定量分析した結果、ｐ−アミノベンゾイルグル
タミン酸の理論収率は96％（電流効率74.5％）で
あつた。 実施例 ５ 陰極板としてパラジウムブラツク0.5ｇ／ｄm²
を鍍金した白金メツキチタン板（白金メツキ厚み
2.0μｍ、極板面積0.15dm²）を使用し、他の電解
反応の方法および条件は実施例４と同一条件にし
て13時間反応した。反応後、反応液を高速液クロ
で定量分析した結果、ｐ−アミノベンゾイルグル
タミン酸の理論収率は98.5％（電流効率82.3％）
であつた。 比較例 １ 陰極板として、パラジウムブラツクの鍍金をし
ていないプラチナメツキチタン板（白金メツキの
厚み2μｍ、有効面積0.15dm²、３cm×５cm）を使
用し、他は実施例４と同一条件で14時間反応させ
た。反応後、高速液クロで反応液の定量分析を行
なつた結果、出発原料に対する未反応原料の割合
は15％であり、またｐ−アミノベンゾイルグルタ
ミン酸の理論生成量は５％、ｐ−ハイドロオキシ
アミノ体のそれは72％であつた。 比較例 ２ 陰極に仕込む原料溶液として、ｐ−ニトロベン
ゾイルグルタミン酸15.0ｇおよび食塩５ｇを含む
水溶液100mlを準備し、この溶液に30重量％の苛
性ソーダ水溶液を加えてPH11.0およびPH5.0の溶
液を調整し、それぞれを用いて実施例４と同様の
還元を行なつた。14時間反応後の反応液を分析し
た結果は次の通りであつた。

【表】 る理論収量および未反応原料の割合
実施例 ６ フイルタープレスタイプの電解セル（隔膜とし
てイオン交換膜C.M.V. 使用）を用いてｐ−ニ
トロベンゾイルグルタミン酸を下記条件で電解還
元を行なつた。 陰極：パラジウムブラツクで鍍金したチタン板パ
ラジウムブラツク0.5ｇ／ｄm²、チタン材質JIS
−TP−35−Ｃ、チタンの厚み２mm有効面積1d
m²（８cm×12.5cm） 陽極：白金メツキチタン板（メツキ厚み2.0μｍ、
チタンの厚み２mm） 有効面積1dm²（８cm×12.5cm） 陽極液：２％硫酸水溶液250ml 陰極液： ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸 2.5ｇ 塩 酸 2.6ｇ食 塩 13.0ｇ 合計250mlの水溶液（PH1.0） 反応時に陰極側にフイードする原料溶液：ｐ−ニ
トロベンゾイルグルタミン酸71ｇおよび食塩27
ｇを含有するｐ−ニトロベンゾイルグルタミン
酸１ナリウム塩水溶液500ml 反応時に陰極側に供給する電解質溶液：35重量％
塩酸45ml セル中での流速：陰、陽極共に７cm／sec 反応時の陰極液温度：35±１℃ 反応時の電流値：4A なお、反応時に陰極側へ供給する原料溶液およ
び電解質溶液は8.5時間かけて均等に供給した。 合計反応時間12時間で反応を停止し、反応液を
定量分析した結果、ｐ−アミノベンゾイルグルタ
ミン酸の理論収率は98.5％であつた（ｐ−アミノ
ベンゾイルグルタミン酸ベースの理論電流効率
81.9％）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陰極としてパラジウムまたはパラジウム合金
   を用いPH３以下でｐ−ニトロベンゾイルグルタミ
   ン酸および／またはｐ−ハイドロオキシアミノベ
   ンゾイルグルタミン酸を電解還元することを特徴
   とするｐ−アミノベンゾイルグルタミン酸の製造
   法。