JPH0692917A

JPH0692917A - グリシンの改良合成法

Info

Publication number: JPH0692917A
Application number: JP4189494A
Authority: JP
Inventors: Meiho Chin; 明峰陳
Original assignee: HAKKO TSUSHO KK
Current assignee: HAKKO TSUSHO KK
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】従来のグリシン合成法に比べて、高純度のグ
リシン粗結晶を、９０％以上の高収率で、しかも省エネ
ルギー、経済的に得ることのできるグリシンの改良合成
法を提供する。【構成】酢酸を中性の赤燐を触媒として塩素化し、モ
ノクロル酢酸を生成させる工程（Ａ）反応生成物中の未
反応酢酸を溜去して溶融状粗モノクロル酢酸を得る工程
（Ｂ）、及び粗乃至精製モノクロル酢酸を溶融状のまま
合成反応槽に送入し、溶媒として低級アルカノールを添
加した後第３級アルキルアミンを加えて反応させ、引続
いて３５乃至４０℃の温度でパラホルムアルデヒドを加
え溶解させた後、反応系に４０乃至４５℃の温度でアン
モニアガスを導入して反応させ、導入後更に昇温して反
応を完結させ結晶状グリシンを晶出物として得る工程
（Ｃ）よりなるグリシンの改良合成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はグリシンの改良合成法に
関するものであり、より詳細には、酢酸を出発原料とし
て使用し、これを塩素化して選択的にモノクロル酢酸を
合成し、これを結晶工程を経ることなく、蒸留により熔
融状で回収し、この熔融状のままのモノクロル酢酸にア
ルカノール溶媒中で第三級アミンを反応させて中間生成
物である酢酸第三級アンモニウムクロライドを生成させ
これに更にパラフォルムアルデヒド及びアンモニアを反
応させてグリシンを短時間でしかも高収率、高純度で得
るグリシンの改良合成法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来酢酸等を出発原料としてモノクロル
酢酸を製造し、これを用いてグリシンを合成する方法と
しては、先ず酢酸を塩素化してモノクロル酢酸を合成
し、このモノクロル酢酸を用いて下記に述べる種々の方
法により目的物であるグリシンを製造していた。この酢
酸を塩素化してモノクロル酢酸を合成する方法として
は、赤燐、硫黄、又は硫黄と無水酢酸塩化物の混合物等
を触媒とし、光線の存在下１００乃至１１０℃の条件下
に酢酸を１００％近くまで塩素化し、その後結晶化（徐
々に結晶化するため完全に結晶化させるのに数ケ月を要
することもある。）させてモノクロル酢酸粗結晶を得る
方法が一般に行われている。

【０００３】しかしながら、このように酢酸を１００％
近くまで塩素化すると、反応生成物中には、モノクロル
酢酸以外に副反応生成物としてジクロル酢酸やトリクロ
ル酢酸等が多量に生成し、又ポリマー等の他の不純物も
可成り生成する。このため投入酢酸当りの究極収率（原
単位）の低下を招くだけでなく、前記粗結晶の純度も低
く、この粗結晶をそのまま、グリシン製造用の原料とし
て用いることが出来ない場合が殆んどであった。

【０００４】従って一般にはこの粗結晶モノクロル酢酸
を分別再結晶法により精製するか、蒸留法により精留す
るかしてより純度の高いモノクロル酢酸を得ることが行
われて来た。しかしながら、分別再結晶精製法は、多量
の分別再結晶用溶剤を必要とするだけでなく、再結晶槽
等の設備を必要とし、又固体結晶又はラリー等を取扱う
ため複雑な操作工程を必要とし、経済的に大きなコスト
負担増となる。

【０００５】一方粗結晶モノクロル酢酸を蒸留により分
留精製する場合においても、これらの不純物、特にジ乃
至トリクロル酢酸はその沸点が各々１９２〜３℃、１９
７．５℃とモノクロル酢酸の沸点（１８９．３℃）に近
似しているため蒸留法でこれらを分離するには多数のた
な段数を備えた精留塔が必要となる。

【０００６】これら塩素化酢酸誘導体、特にジ及びトリ
クロル酢酸は金属に対する腐食性がモノ置換体に比べて
も著しく強く高価な耐食性合金又は特殊な耐食金属製の
精留塔を必要とする。又その操作においても人体との接
触を避けるための特別な防護設備の設置が必要となる等
種々の不利益を免れない。

【０００７】次に、モノクロル酢酸からグリシンを合成
する方法としては、現在までに、下記に述べる種々の方
法がすでに知られている。その一つは、モノクロル酢酸
とアンモニア水よりグリシンを合成する古典的、実験室
的方法である（ＯｒｇａｎｉｃＳｙｎｔｈｅｓｉｓ
Ｖｏｌ II ）。又、米国特許３，１９０，９１４号に
は、モノクロル酢酸、ホルマリン液、アンモニア水より
グリシンを合成する方法が開示されている。又、特開昭
５８−２２０５５号公報には、ＮＨ₄Ｃｌ、（ＮＨ₄）
₂ＣＯ₃等を触媒として、モノクロル酢酸と該モノクロ
ル酢酸に対し約１０倍量のアンモニア水を使用してグリ
シンを合成する方法の発明が開示されている。更に、モ
ノクロル酢酸と第三級アルキルアミンより酢酸第３級ア
ンモニウムクロライドを生成させ、これにアミノメタノ
ールをアルカノール溶媒中で反応させグリシンを合成す
る方法（中華民国特許発明Ｎｏ．４５０３７号）も知ら
れている。

【０００８】しかしながら上記した方法の内第４の方法
すなわち、酢酸第３級アンモニウムクロライドとアミノ
メタノールを反応させる方法を除いた他の方法は、いず
れも副生成物として多量の塩化アンモンを生ずるか、反
応に著るしく長時間を要するか、収率が低いかのいずれ
かの欠点を有し、少なくとも実用的なグリシンの製造方
法としては適当な方法ではない。

【０００９】前記した第４番目の方法は、グリシンの収
率、純度共に良好であるが、該方法においてはモノクロ
ル酢酸と第３級アミンを反応させた反応物に６０℃でア
ンモニアガスを通じて目的物であるグリシンを生成させ
る段階で、アンモニアガスの吸収が６０℃と高温で実施
されるためホルムアルデヒドとアンモニアガスとの反応
が不十分となり導入アンモニアガスの大部分が固定化さ
れず未反応のまま排出されるため該未反応排出アンモニ
アガスの回収装置を必要とし、このため回収装置を製作
設置するための初期コスト、及び操作に要する経常コス
トが余分にかかる等の不利益があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明者は上
記した従来の方法の諸欠点を改善し、酢酸から、短時間
に、高収率でしかも高純度の結晶グリシンを経済的に合
成する方法について鋭意研究を重ねた結果、以下に述べ
る方法によれば従来法の諸欠点が、解消され、上記した
諸目的が達成されることを見出し本発明を完成した。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】本発明によれば、酢酸
を触媒の存在下に９５乃至１１０℃の温度で塩素化し主
反応生成物としてモノクロル酢酸を得るに際し、該触媒
として酸化物を除去した中性の赤燐を使用し、且つ該モ
ノクロル酢酸の酢酸基準転化率が９０％以下で反応を停
止して反応生成物を得る工程（Ａ）、該反応生成物中の
未反応酢酸を溜去して熔融状粗モノクロル酢酸を得る
か、又は反応生成物を精留するか、該粗モノクロル酢酸
を更に蒸留して熔融状精製モノクロル酢酸を得る工程
（Ｂ）、及び該粗乃至精製モノクロル酢酸を熔融状のま
ま合成反応槽に送入し、溶媒として炭素数１乃至４のア
ルカノールを添加した後炭素数２乃至３の第３級アルキ
ルアミンを加えて酢酸第３級アンモニウムクロライドを
生成させ、引続いて３５乃至４０℃の温度でパラホルム
アルデヒドを添加して溶解させた後、反応温度４０乃至
４５℃で反応系中にアンモニアガスを導入して反応さ
せ、該アンモニアガス導入後更に昇温して反応を完結さ
せ、結晶状グリシンを得る工程（Ｃ）、よりなることを
特徴とするグリシンの合成法が提供される。

【００１２】

【作用】本発明は、酢酸を先発原料とし、該酢酸を塩素
化して得たモノクロル酢酸を使用してグリシンを合成す
る方法において、（Ａ）工程である酢酸の塩素化におけ
る塩素化触媒として酸化物を除去した中性の赤燐を用い
反応温度９５℃乃至１１０℃で塩素化反応を行うこと、
及び該反応を投入酢酸に対するモノクロル酢酸の転化率
が９０％以内の状態で反応を停止し、反応生成混合物を
得るのが第１の特徴である。

【００１３】酢酸を塩素化してモノクロル酢酸を合成す
るに際し赤燐或いは硫黄、又は硫黄と無水酢酸塩化物の
混合物又は三塩化燐等のいずれかを触媒として使用する
ことはすでに知られているが、本発明者がこれらの各触
媒についてその性能を比較実験したところ赤燐を触媒と
して使用した場合には、約４乃至５時間で目的とする反
応は完結するのに対し、硫黄あるいは硫黄と無水酢酸塩
化物との混合物等を触媒とした場合は、十数時間を要
し、塩素化速度に著るしい相違があることがわかった。

【００１４】又触媒として用いる赤燐は、酸化物が除去
された中性のものを使用することが必要で、赤燐に酸化
物を含有しているものを触媒として使用した場合は、酢
酸の塩素化において、不純物であるポリマー等が多く生
成し、選択率が悪くなる。

【００１５】市販の赤燐は表面が酸化され、酸化物を含
んでいるものが多く、これを使用する場合には水で煮沸
する等の処理により酸化物を酸にかえた後、熱水等で洗
浄水が中性になるまで数回洗浄し、これを触媒として使
用することが好ましい。このように酸化物が除去された
中性の赤燐を触媒として使用することにより、酢酸の塩
素化反応において選択的にモノクロル酢酸が生成でき、
転化率９０％程度において、ポリマーの生成率は２％以
下に抑えられる。

【００１６】本発明の酢酸塩素化反応工程（Ａ）におい
ては、反応を酢酸基準のモノクロル酢酸転化率９０％以
下の時点で停止し反応生成物を得る。上記した本発明の
触媒を使用し塩素化反応をこの時点で停止することによ
り、塩素化反応の副生成物であるジ乃至トリクロル酢酸
の生成を実質的にゼロに近く抑えることができ、又、不
純物であるポリマーの生成も２％以下に抑えることがで
きる。

【００１７】従って、この反応生成混合物から未反応酢
酸を溜去して得た粗製モノクロル酢酸はその純度が可成
り高く、そのままでグリシン合成工程の原料として使用
することができる。もっとも、該粗製モノクロル酢酸は
なおごく少量のポリマーその他の不純物を含有している
ので、製品グリシンが特に高純度のものを要求される場
合には、上記粗製モノクロル酢酸を再蒸留して精製する
か、前記反応生成混合物を精留して高純度のモノクロル
酢酸を得ることが必要である。

【００１８】次に本発明の方法の第２の特徴は、前記し
た反応生成混合物を粗蒸留により未反応酢酸を溜去した
熔融状粗モノクロル酢酸乃至は、再蒸留乃至精留工程を
経て得られた精製モノクロル酢酸を熔融状態のまま次の
グリシン合成反応工程（Ｃ）の反応槽に送入することで
ある。これにより、生成モノクロル酢酸を時間的ロスな
しに次の反応工程の原料として使用することが出来、酢
酸からグリシンを製造するのに要する時間を著るしく短
縮することが出来るだけでなく、結晶化工程を省略する
ことが出来ると共に相当の省エネルギー化を達成するこ
とができる。

【００１９】本発明の方法の第３の特徴は、その（Ｃ）
工程すなわち、前記モノクロル酢酸からグリシンを一段
階の反応工程で合成する工程である。この（Ｃ）工程の
各素反応を反応式で示すと以下の通りとなる。

【００２０】

【化１】

【００２１】すなわち、（Ｃ）工程においては、前記熔
融状モノクロル酢酸を反応槽に熔融状態のまま送入し、
これにアルカノール溶剤を加えて溶解させ、６０℃乃至
７０℃で第３級アルキルアミンを徐々に加えて反応さ
せ、酢酸第３級アンモニウムクロライドを生成させる
（上記素反応（ｉ））次いで温度を３５乃至４０℃まで下げ、パラホルムアル
デヒドを加えて十分に溶解させ、その後温度を４０乃至
４５℃に保ちながら、反応系中にアンモニアガスを導入
する。

【００２２】導入されたアンモニアガスは、最初先ず系
中に溶解したパラホルムアルデヒドと反応し（素反応
（ii））アミノメタノールとなり、このアミノメタノー
ルはただちに系中に存在する酢酸第３級アンモニウムク
ロライドと反応してＨＯＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＨとＲ
₃Ｎ・ＨＣｌを生成する（素反応（iii ）但しこの時の
系中の温度は４０〜４５℃）。

【００２３】生成したＨＯＣＨ₂ＮＨＣＨ₂ＣＯＯＨ
は、素反応（iv）で分離発生したＨＣｌの触媒作用によ
り、グリシンとＨＣＨＯとに分解する（素反応
（ｖ））。この分解反応（ｖ）により生成したＨＣＨＯ
は反応活性に富み、ただちに系中に溶存している未反応
アンモニアガスと再び結合し、系中の溶存アンモニアガ
スを固定する（素反応（vi））。該反応系中で生成した
目的物であるグリシンは、アルカノール溶剤に実質的に
不溶性であるので、生成と同時に固相として相分離し、
従って反応溶液はグリシンの生成と共に白濁化し、やが
てスラリー状になる。投入モノクロル酢酸に対し約２．
０〜２．１当量のアンモニアガスが導入され、これらが
溶液中に固定された後に温度を約６０℃乃至６５℃程度
に昇温し、グリシン生成反応を完結させる（素反応（ii
i ）の後の段階）。

【００２４】上記した本発明の（Ｃ）工程においては、
第３級アンモニウムクロライドが十分に生成した後にこ
れにパラホルムアルデヒドを溶解させ、その後にアンモ
ニアガスを４０乃至４５℃の温度で導入することが特に
重要である。すなわち、上記反応系中に存在する酢酸第
３級アンモニウムクロライド（ＣｌＲ₃Ｎ・ＣＨ₂ＣＯ
ＯＨ）はそのＣｌ基が活性化されて反応性に富み、室温
程度の温度でもアミノメタノールの−ＮＨ₂基と十分に
反応する。従ってこの反応の進行（前記素反応（iii ）
の前段）は、アミノメタノールの生成速度（濃度）に主
として依存する。

【００２５】一方、アミノメタノールの生成は、導入さ
れたアンモニアガスの反応液中の溶解濃度に依存し、該
反応液の温度があまり高いと、アンモニアガスの液中へ
の溶解が十分でなくなり、従ってこのガス溶解段階が律
速となってアンモニアとパラホルムアルデヒドとの反応
乃至前記素反応（ｖ）で脱離したホルムアルデヒドとの
再結合が十分な速度で進行しない。このためたとえばア
ンモニアガスの導入を６０℃程度以上の高温度で行なう
と導入したアンモニアガスの大部分が未反応のまま排出
されてしまうという不都合を生ずる。

【００２６】これに対し、アンモニアガスの導入を４０
乃至４５℃で行うと、導入アンモニアガスは暫時系中に
フリーな状態で溶解し、この間に溶解したパラホルムア
ルデヒド及び脱離ホルムアルデヒドと迅速に結合して固
定化される。

【００２７】従って本発明における（Ｃ）工程では未反
応で排出されるアンモニアガスは実質的に殆んどなく、
従って未反応アンモニアガスの回収設備を必要としな
い。本発明の（Ｃ）工程においては、酢酸第３級アンモ
ニウムクロライドとアミノメタノールの反応に依りグリ
シンの生成をスムーズに進行させるために、反応液のｐ
Ｈが７．０〜１０．０の範囲にあることが好ましく、ｐ
Ｈが７．０以下になると、原因ははっきりしないが反応
はスムーズに進行しない。このｐＨの調整は第３級アミ
ンの量及びアンモニアガスの導入量で行う、ｐＨ調整の
ため他のアルカリ物質を添加することは好ましくない。

【００２８】又本発明の（Ｃ）工程においては、酢酸第
３級アンモニウムクロライドとアミノメタノールとの反
応過程でＨＣｌが脱離発生するが、このＨＣｌは選択的
に直ちにアルキル第３級アミンと結合し、塩化アンモニ
ウムを生成しないことも本発明の方法の顕著な特徴であ
る。

【００２９】

【発明の好適実施態様】以下本発明を更に詳細に説明す
る。（Ｉ）酢酸の塩素化〔工程（Ａ）〕本発明の酢酸の塩素化工程では、触媒として、酸化物を
除去した中性の赤燐を使用する。赤燐、特に市販の赤燐
は表面が酸化されて酸化物を含んでいるものが多く、こ
のような酸化物を含んだ赤燐を触媒として使用すると塩
素化のときポリマー等の不純物が多く発生し反応選択率
が低下する。赤燐表面等からこの有害な酸化物を除去す
る方法としては、必ずしもこれに限定されるものではな
いが、たとえば、赤燐を水を用いて十分に煮沸し、該酸
化物を酸に変換し、その後洗浄水（熱水）のｐＨが中性
となるまで複数回熱水で洗浄する等の方法を用いる。

【００３０】このように酸化物が完全に除去された中性
の触媒を用いて本発明の塩素化条件で反応を実施した場
合塩素化反応がスムーズに進行すると共に前記ポリマー
等の不純物の生成も２％以下と低く抑えられる。

【００３１】本発明の塩素化工程においては、公知の方
法で一般に必要とされる光線の照射は必要でなく、光線
を照射しなくとも十分の速度で塩素化が進行する。本発
明の塩素化工程においては、前記した赤燐触媒は、必ず
しも限定的ではないが酢酸投入量に対して２乃至３％程
度使用することが好ましい。本発明の塩素化工程での反
応温度は９５℃乃至１１０℃、好ましくは１００乃至１
０５℃で実施する。酢酸の塩素化は、７５℃以上の温度
から始まるが、実用的な反応速度が得られるのは、９５
℃以上である。又反応温度が１１０℃を越えた場合は、
反応生成物の選択率が低下するだけでなく、逆流冷却器
から酢酸が塩酸と共に逸流する等の不都合を生じる場合
があり好ましくない。塩素の導入は、塩素供給ボンベと
塩素化反応槽との間に塩素流量計及び塩素逆流防止用ト
ラップ等を設置して行うことが好ましい。塩素流量計で
塩素導入速度を一定に調節することにより塩素化の速
度、反応温度を適当な値に安定させることができ、又塩
酸発生速度の安定化を計ることができる。

【００３２】本発明の塩素化工程においては、反応初期
における塩素導入速度は生成ＨＣｌガスの中に塩素が混
ざらない速度に調整することが好ましく、塩素化の進行
状況は高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）に依り
毎時間毎に追跡し、モノクロル酢酸の生成が６０％にな
った時点で塩素導入速度を半減し、最高９０％、好まし
くは８０乃至８５％の転化率となった時点で塩素化反応
を停止終了させる。

【００３３】本発明の方法における塩素化工程において
は、すでに前記した理由により反応をモノクロル酢酸転
化率が９０％以下の時点で停止終結させることが重要
で、本発明の条件で塩素化し、反応を転化率９０％以内
で停止した場合は、反応生成物の高速液体クロマトグラ
フィーでの分析結果によっても、ジクロル酢酸、トリク
ロル酢酸等は検出されない。

【００３４】これに対し、モノクロル酢酸転化率が９０
％を越えるとジクロル酢酸が生成し始め、完全に塩素化
した時にはジ及びトリクロル酢酸の生成率は、ジクロル
酢酸約７％、トリクロル酢酸約１％、に達する。この塩
素化反応においては副反応物として、約３％程度のアセ
チルクロライドが生成するが、これは塩素化後水を加え
ることにより酢酸にもどすことができ、酢酸として蒸留
回収が可能である。本発明の塩素化工程に要する所要時
間は反応条件により若干変化するが通常４乃至５時間で
ある。

【００３５】〔II〕熔融状粗モノクロル酢酸、熔融状精
製モノクロル酢酸〔工程（Ｂ）〕上記塩素化工程で生成した反応生成混合物を高速液体ク
ロマトグラフィーで分析した組成比は代表的組成比とし
てアセチルクロライド：酢酸：モノクロル酢酸＝３〜
４：６〜１５：８０〜８５程度である。この他にポリマ
ーが約１乃至２％生成する（ポリマーはＨＰＬＣでは分
析できず蒸留残渣として回収する）従来の公知の方法で
は酢酸塩素化後のモノクロル酢酸の分離は結晶法に依り
先ず粗結晶を晶出させ、これを更に再結晶或いは蒸留に
より精製してモノクロル酢酸を得ていた。これは、従来
の公知の方法では、モノクロル酢酸の他にジ乃至トリク
ロル酢酸等の副生物が多く生成し、モノクロル酢酸の粗
結晶中にこれらが夾雑物として混入して来るためそのま
までは次のグリシン合成工程での原料として使用し得な
いためである。

【００３６】本発明においては塩素化をモノクロル酢酸
転化率９０％以内、好ましくは８０乃至８５％で停めて
副反応の生成を抑え、塩素化完結後の反応液に水を加え
てアセチルクロライドを酢酸に換え、次にこの反応混合
液を蒸留して酢酸を溜去し、熔融状のままの粗モノクロ
ル酢酸を缶出液留分とし、それをそのまま次のグリシン
合成工程の原料として使用する。この際に溜去した酢酸
中には三塩化燐が含まれ、これは回収酢酸と共に次回の
塩素化原料として再使用できる。この場合の粗モノクロ
ル酢酸の純度は通常９５乃至９７％である。又製品グリ
シンとしてより高純度のものが必要な場合等において
は、この粗モノクロル酢酸を再蒸留するか、又は前記反
応混合物を精留して、純度９９％以上の精製モノクロル
酢酸を得る。この場合にも精製モノクロル酢酸は熔融状
態のまま次工程に移し、原料として使用する。

【００３７】〔III 〕グリシンの合成及びグリシンの分
離〔工程（Ｃ）〕（III −１）溶剤本発明のグリシン合成工程においては、炭素数１乃至４
のアルカノールを溶剤として使用する。本発明のグリシ
ン合成工程において使用される溶剤は、各反応原料、反
応試薬等と直接反応性を有しないこと、モノクロル酢
酸、アミノメタノール及び反応中に生成するホルムアル
デヒド、酢酸第３級アミンクロライド等の諸物質を熱溶
液状態で完全に溶解できること、しかも目的生成物であ
るグリシンに対しては殆んど溶解性を持たず、ほぼ完全
に固相状態で相分離できること、更に粘度が低く、濾
過、洗浄等の操作に便利であること等の要件を充足する
ことが求められ、しかも沸点が比較的低く、回収が容易
でありあまり高価でないものであることが好ましい。

【００３８】本発明ではこのような目的に適合する溶剤
として炭素数１乃至４のアルカノールを使用する。具体
的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソ
プロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダ
リーブタノール、ターシャリーブタノールを挙げること
ができる。溶剤の使用量は、モノクロル酢酸の量に対し
て、２．０倍（容量）以上が良く、２．０乃至３．０倍
（容量）の使用が特に好ましい。上記範囲内ではグリシ
ンは結晶性沈澱となるが他は完全に溶解した状態になっ
ており反応をスムーズに進行させるのに役立つ。上記し
たアルカノールの混合物を溶剤として使用することは勿
論可能である。

【００３９】〔III −２〕第３級アミン本発明のグリシン合成反応工程においては、モノクロル
酢酸に第３級アミンを加え酢酸第３級アンモニウムクロ
ライドを生成させる点が特徴の一つである。本発明にお
いて使用される第３級アミンに必要な条件は水に難溶で
あること、比重が水より軽いこと、沸点が低く精製し易
いこと及び低価格であることである。この目的のために
本発明においては炭素数２乃至３の第３級アルキルアミ
ンの中から選ばれた少なくとも一種が使用される。

【００４０】このような第３級アルキルアミンとしては
具体的には、トリエチルアミン、トリプロピルアミン等
を例示することができる。上記第３級アルキルアミンは
モノクロル酢酸１モルに対して１．１乃至１．２モル、
好ましくは、１．０２乃至１．０５モル使用する。

【００４１】第３級アルキルアミンの使用量を上記した
範囲にすることによりモノクロル酢酸の反応を完全に進
行させることができると同時に反応中の反応溶液のｐＨ
を７．０乃至１０の好適な状態に保持するのに役立つ。
又反応後生成した第三級アルキルアミン塩酸塩（Ｒ₃Ｎ
・ＨＣｌ）は溶剤溜去後苛性ソーダ液を加えて水難溶性
の第３級アルキルアミンを回収、更に脱水して次回反応
に使用することが出来る。炭素数２乃至３の第３級アル
キルアミン以外の第３級アミン例えばトリエチルアミン
も使用可能であるが室温でガス状であること水に易溶で
あることのため実用的に好ましくない。又上記回収され
た第３級アルキルアミンは蒸留過程等を経て精製する必
要はなく、ソーダ液より分離後脱水剤で脱水してそのま
ま次回の反応に使用できる。

【００４２】〔III −３〕グリシンの合成工程及び分離
工程〔II〕の塩素化で得られた粗モノクロル酢酸或いは精製
モノクロル酢酸は熔融状のままグリセリン合成反応槽に
移送し、前記アルカノールを溶剤として加えて溶液状と
する。液温６０乃至７０℃好ましくは６０乃至６５℃で
引きつづき当量よりやや過剰（１．１乃至１．２モル／
モノクロル酢酸）の前記第３級アルキルアミンを徐々に
加え反応させる。該反応中は発熱による液温の上昇をさ
けるため外部より冷却する等の手段により常に反応液の
温度を６０乃至７０℃特に好ましくは６０乃至６５℃に
維持することが好ましい。

【００４３】第３級アミンの添加が完了した後、更に２
０乃至３０分間加熱攪拌して上記温度を維持しながら反
応生成物である酢酸第３級アンモニウムクロライドの生
成反応を完結させる。引続き温度を３５乃至４０℃まで
下げパラホルムアルデヒドを加えて溶解させる。このパ
ラホルムアルデヒドの溶解時には液温は４０℃以下に保
つ、その後２０乃至３０分間攪拌してパラホルムアルデ
ヒドが完全に溶解された後、液温を４０乃至４５℃にし
アンモニアガスを導入する。温度はアンモニアガス導入
にともない徐々に少しづつ上昇するが冷却又はアンモニ
アガスの導入速度を調節する等の操作により反応温度は
４０乃至４５℃の範囲に保持する。

【００４４】又このアンモニアガスの導入に際しては、
液温と共に反応液のｐＨが７．０乃至１０．０、好まし
くは７．０乃至９．０更に好ましくは８．５乃至９．５
の範囲となるようにアンモニアガスの導入速度を調節す
る。この反応工程において、反応液のｐＨが７．０以下
すなわち酸性側になると理由ははっきり解明されていな
いが、反応は殆んど進行せず、従ってグリシンが殆んど
生成しない。反応液のｐＨの調整は、前記第３級アルキ
ルアミンの添加量とアンモニアガスの導入速度とにより
調整される。上記ｐＨ調節のため他のアルカリ性物質を
添加することは好ましくない。上記アンモニアガスの導
入総量はモノクロル酢酸投入量に対し２．０乃至２．１
当量の範囲が好ましい。

【００４５】アンモニアガスの導入終了後、投入モノク
ロル酢酸の約６０％がグリシンに転化した時点で反応液
の温度を６０乃至６５℃に上げ更に攪拌を続ける。モノ
クロル酢酸の転化率が５０乃至６０％程度に達した時点
では、反応系中に存在していた過剰の溶解アンモニアは
殆んどアミノメタノールに変換されており、フリーのア
ンモニアは殆んど存在せず、未反応のまま排出されるこ
とはない。グリシンの転化反応の完結の判定は反応液中
の残存モノクロル酢酸の量が高速液体クロマトグラフィ
ーで測定して０．５％以下となった時点を終点の目安と
して決定する。

【００４６】上記グリシン合成工程における所要時間
は、反応温度、その他ｐＨコントロール等の反応条件に
より異なり一律には定まらないが、通常標準的条件下に
おいて反応が遂行された場合は約２乃至３時間で終了す
る。反応温度が低くなるにつれて反応時間は長くなる。
反応完結後生成したグリシンを分離するには、必ずしも
これに限定されるものではないが、たとえば、反応終了
した生成物混合液を熱状態で濾過してグリシンを分離す
る等の方法が用いられる。６０℃でのアルカノールに対
するグリシンの溶解度は約０．５％以下であるが、反応
に依り副生した不必要な物質、例えばアミノメタノー
ル、第３級アルキルアミン及び第３級アミン塩酸塩、少
量のポリマー等は全部熱アルカノールに易溶で、グリシ
ンの濾過後は熱アルカノール溶液中に溶解残存する。濾
過後のグリシンは従って熱アルカノールで１乃至２回洗
浄して夾雑物を除去し、粗結晶グリシンとして９８％以
上の純度のグリシンを得ることができる。

【００４７】本発明の方法では、グリシン収率が９０％
以上で得られ、一段階操作で純度９８％以上のグリシン
を収率９０％以上で得られるということは本発明の方法
においてはじめて達成されたものであり、他の従来法に
おいては達成することができなかったものである。以上
述べた本発明の方法の反応手順、操作等をより理解しや
すくするために、本発明の方法の概略をブロック線図と
して表したものを〔図１〕として示す。次に、実施例に
より本発明を更に具体的に述べる。

【００４８】

【実施例】

（分析法）以下に記載する実施例、比較例において、原
料である酢酸（以下の記載においてＡ．Ａと略記する、
カッコ内以下同様）、モノクロル酢酸（ＭＣＡ）、及び
反応中に生じたアミノメタノール、第３級アミン塩酸
塩、グリシン等は高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬ
Ｃ）により下記条件で測定、同定した。なお上記各化合
物等の同定確認においては必要に応じＨＰＬＣによる同
定と同時に融点測定法を併用し確認した。

【００４９】ＨＰＬＣ測定条件（１）カラム：ＺｏｒｂａｘＳａｘ：強アニオン交換
樹脂（島津製Ｎｏ：２２８−００７６４−９１，４６
ｍｍＩＤ×１５ｃｍ）（２）移動相０．００５モルＫＨ₂ＰＯ₄のメタノール・水（４／９
６）溶液（３）ｐＨ：２．０（４）流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ（５）温度：室温（６）検出装置：ＵＶ２１０μｍ

【００５０】実施例１装置として５００ｃｃ四ツ口フラスコに逆流冷却器、１
５０℃温度計、塩素導入管（フラスコの底近くまでさし
込む）を附し、全体を磁石攪拌器の上に置く。逆流冷却
器の頂部出口よりポリエチレン管或いは銅管に依りブラ
ンク・フラスコに連結し、更に水を入れたＨＣｌガス吸
収瓶に連結し、最後に苛性ソーダ液を入れたガス吸収瓶
に通す。塩素ボンベと５００ｃｃフラスコの中間には塩
素逆流止め用のトラップ及び塩素流量計を置き、塩素化
反応の操作はドラフト内で行う。

【００５１】この四ツ口５００ｃｃフラスコに９９％純
度のＡ．Ａ２００ｇｍｓを入れ、更に予じめ熱水で煮
沸、酸化物を分解した後、同じく熱水でｐＨ６．０〜
７．０になるまで洗浄し、乾燥した赤燐６ｇｍｓを加え
て攪拌し乍ら９５℃に加熱後塩素を３００ｃｃ／ｍｉｎ
の流速で通す。頂部出口よりＨＣｌガスが出始め、温度
は１０５℃以上になる故温度を１００〜１０５℃に保持
してＡ．Ａが溜出するのを防ぐ。この時逆流冷却器の冷
却が悪ければＡ．Ａ及びアセチルクロライドは頂部出口
より溜出する。

【００５２】約２時間でＨＰＬＣの検査の結果約５０〜
６０％がＭＣＡに転化して居ることが確認出来る。塩素
化中生成したＨＣｌは水に吸収させ、最後にソーダ液で
捕集する。この時点で塩素の流量を１５０ｃｃ／ｍｉｎ
に減じ、局部的なジクロライドの生成を防止する。それ
から約２時間この流量で塩素を通し、ＨＰＬＣでＭＣＡ
への転化率が８４．５％になったことを確認して塩素化
を停める。この時の液の色は淡黄色であった。秤量の結
果内容物の重量３０５ｇｍｓ、ＨＰＬＣに依る純度検査
は８２．６％、ＭＣＡ計算量２５１．９ｇｍｓ、未反応
Ａ．Ａ２５．５ｇｍｓ、Ａｃｅｔｙｌｃｈｌｏｒｉｄ
ｅ１０．５ｇｍｓ（Ａ．Ａ８．５ｇｍｓ相当）ＭＣＡ
に転化したＡ．Ａ量は計算で約１６６．５ｇｍｓ、Ａ．
Ａに対するＭＣＡの転化率は

【００５３】

【数１】

【００５４】この塩素化完結液３０５ｇｍｓ（成分８
２．６％）をロータリーバキウムエバポレーターで水浴
温度８０℃、真空度１００ｍｍＨｇで先ずアセチルクロ
ライドを溜出せしめて回収、更に溜出液が出なくなるま
で蒸留すると残留物２４０．５ｇｍｓ、溜出液５５．０
ｇｍｓを得る。蒸留損失９．５ｇｍｓ、純度：残留物９
５．８％、溜出液Ａ．Ａ：ＭＣＡ＝６３．４：３６．
６。この残留物（即ち粗ＭＣＡ）１２０ｇｍｓ、純度９
５．８％を水浴温度１００℃、真空度２０ｍｍＨｇで更
に蒸留１１３．６ｇｍｓの無色ＭＣＡ、純度９９．１％
を得た。

【００５５】実施例２実施例１で得られた粗ＭＣＡ４９．５ｇｍｓ（純度９
５．８％，０．５Ｍ）の熔融液を５００ｃｃ三ツ口フラ
スコ（逆流冷却器，温度計，１００ｃｃ分液濾斗を附
す）に入れ、メタノール１３０ｃｃを加え、トリエチル
アミン５２ｇｍｓ（０．５２Ｍ）を分液濾斗より徐々に
滴下すると温度は徐々に上り、６０℃以上に上昇する
故、外部冷却し、６０〜６５℃に保ち滴下を完了、更に
３０分同温度に保持攪拌する。

【００５６】その後３５℃に冷却パラホルムアルデヒド
２４．５ｇｍｓ（純度９２％，０．７５Ｍ）を加えて攪
拌溶解した後、ＮＨ₃を通す。ＮＨ₃導入中４０〜４５
℃に保持する。ＮＨ₃導入量１９ｇｍｓ（１．１１７
Ｍ）、吸収されずに排出されたＮＨ₃をＨ₂ＳＯ₄溶液
に吸収計量したＮＨ₃は約２ｇｍｓであった（６０−６
５℃でＮＨ₃導入した排出ＮＨ₃は約１５ｇｍｓ）。こ
の時のｐＨは約９．０、その後温度を６０−６５℃に保
持約１．５時間攪拌すると、ＨＰＬＣ検査でＭＣＡは
０．５％位になる故、この時点で反応を停める。液はス
ラリー状になる故、熱濾過更に熱メタノールで２回リン
ズ洗浄濾過乾燥して白色のグリシン結晶性粉末を得る。
収量３６．０ｇｍｓ、純度９８．７％、収率９４．７
％、Ｍ．Ｐ．７２６．５〜７２９．０℃

【００５７】実施例３実施例１で得られた精製ＭＣＡ４７．７ｇｍｓ（純度９
９．１％，０．５Ｍ）の熔融液を逆流冷却器、温度計、
分液濾斗をつけた５００ｃｃ三ツ口フラスコに入れ、引
き続きエタノール１３０ｃｃを入れる。後は実施例２に
従って操作反応した結果次のようになった。収量３５．
３ｇｍｓ、純度９８．６％、収率９２．７％、Ｍ．Ｐ．
１２６．５〜１２９．０

【００５８】実施例４実施例１で塩素化後蒸留して得られた溜出液５５ｇｍｓ
（ＡＡ：ＭＣＡ＝６３．４：３６．６）を実施例１と同
様な５００ｃｃフラスコに入れ、更にＡ．Ａ１５０ｇｍ
ｓを加え、ｐＨ６〜７まで洗浄乾燥した赤燐３ｇｍｓを
加え、実施例１と同様にして塩素化した。アセチルクロ
ライド：ＡＡ：ＭＣＡ＝３．５：１４．５：８２の塩素
化液３１．０ｇｍｓを得た。之を蒸留して溜出液６７ｇ
ｍｓ、（Ａ．Ａ：ＭＣＡ＝６１．３：３８．７，別にＣ
Ｈ₃ＣＯＣｌ９ｇｍｓ回収）残留物（粗ＭＣＡ）２３
５ｇｍｓ（純度９６．３％）を得た。

【００５９】実施例５実施例４で得られた粗ＭＣＡ（純度９６．３％）を熔融
して４９．０ｇｍｓ（０．５Ｍ）を実施例１と同様な５
００ｃｃフラスコにとり、ブタノール１３０ｃｃを加え
る。第３級アルキルアミンとしてトリプロピルアミン７
６．５ｇｍｓ（０．５２Ｍ）を加え、実施例１と同様に
して実験した結果次のようになった。グリシン収量３
５．０ｇｍｓ、純度９８．４％、収率９１．８％、Ｍ．
Ｐ．２２６．０〜２２９℃

【００６０】実施例６実施例５でグリシンを分離した後の濾液を３℃に一夜放
置、生じた結晶を濾過乾燥して２２．１ｇを得た。ＨＰ
ＬＣに依りモノアミノメタノール８６％、トリプロピル
アミン塩酸塩７．０が含有されて居ることを確認した。
（残りは未知成分）実施例１と同じ操作に依り実施例４で得られた粗ＭＣＡ
４９．０ｇｍｓ（純度９６．３％，０．５Ｍ）より合
成された酢酸トリエチルアンモニウムクロライドのメタ
ノール溶液中に上記モノアミノメタノール２２．５ｇｍ
ｓ及びパラホルムアルデヒド５ｇｍｓを加えて溶かし、
４０〜４５℃でＮＨ₃９ｇｍｓを通す。ＨＰＬＣでＭＣ
Ａが少くとも５０％生成したことを確認した後温度を６
０−６５℃に上げて約１．５時間攪拌グリシン生成が完
結した後、熱濾過及熱洗浄してグリシンを得、乾燥後の
得量、純度、収量は次のようになった。収量：３５．１
ｇｍｓ、純度：９８．６％、収率９２．２％、Ｍ．Ｐ．
２２６．７〜２２９．３℃

【００６１】比較例Ａ．Ａ２００ｇｍｓを実施例と同様な方式で塩素化し、
ＨＰＬＣの検査でＡ．Ａのピークがなくなる迄塩素を通
した結果、ＨＰＬＣのチャートに出現したピークはＭＣ
Ａの外アセチルクロライドが４．０％、ジクロル酢酸
７．３％、トリクロル酢酸１．３％で之を蒸留して溜去
したＭＣＡはジクロル酢酸３．２％、トリクロル酢酸
０．６％、ＭＣＡ９６．２％、ポリマー（残渣）は１
３．５ｇｍｓ（対Ａ．Ａ６．７５％）であった。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、酢酸からモノクロル酢
酸を経由して、純度９８％以上のグリシン結晶を、収率
９０％以上の高収率で、しかも、省エネルギー、経済的
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の工程、操作手順を図示したブ
ロック線図。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年８月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】従来酢酸等を出発原料としてモノクロル
酢酸を製造し、これを用いてグリシンを合成する方法と
しては、先ず酢酸を塩素化してモノクロル酢酸を合成
し、このモノクロル酢酸を用いて下記に述べる種々の方
法により目的物であるグリシンを製造していた。この酢
酸を塩素化してモノクロル酢酸を合成する方法として
は、赤燐、硫黄、又は硫黄と無水酢酸塩化物の混合物等
を触媒とし、光線の存在下１００乃至１１０℃の条件下
に酢酸を１００％近くまで塩素化し、その後結晶化（徐
々に結晶化するため完全に結晶化させるのに数日を要す
ることもある。）させてモノクロル酢酸粗結晶を得る方
法が一般に行われている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】〔III −３〕グリシンの合成工程及び分離
工程〔II〕の塩素化で得られた粗モノクロル酢酸或いは精製
モノクロル酢酸は熔融状のままグリシン合成反応槽に移
送し、前記アルカノールを溶剤として加えて溶液状とす
る。液温６０乃至７０℃好ましくは６０乃至６５℃で引
きつづき当量よりやや過剰（１．１乃至１．２モル／モ
ノクロル酢酸）の前記第３級アルキルアミンを徐々に加
え反応させる。該反応中は発熱による液温の上昇をさけ
るため外部より冷却する等の手段により常に反応液の温
度を６０乃至７０℃特に好ましくは６０乃至６５℃に維
持することが好ましい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５６】その後３５℃に冷却パラホルムアルデヒド
２４．５ｇｍｓ（純度９２％，０．７５Ｍ）を加えて攪
拌溶解した後、ＮＨ₃を通す。ＮＨ₃導入中４０〜４５
℃に保持する。ＮＨ₃導入量１９ｇｍｓ（１．１１７
Ｍ）、吸収されずに排出されたＮＨ₃をＨ₂ＳＯ₄溶液
に吸収計量したＮＨ₃は約２ｇｍｓであった（６０−６
５℃でＮＨ₃導入した排出ＮＨ₃は約１５ｇｍｓ）。こ
の時のｐＨは約９．０、その後温度を６０−６５℃に保
持約１．５時間攪拌すると、ＨＰＬＣ検査でＭＣＡは
０．５％位になる故、この時点で反応を停める。液はス
ラリー状になる故、熱濾過更に熱メタノールで２回リン
ズ洗浄濾過乾燥して白色のグリシン結晶性粉末を得る。
収量３６．０ｇｍｓ、純度９８．７％、収率９４．７
％、Ｍ．Ｐ．２２６．５〜２２９．０℃

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５７】実施例３実施例１で得られた精製ＭＣＡ４７．７ｇｍｓ（純度９
９．１％，０．５Ｍ）の熔融液を逆流冷却器、温度計、
分液濾斗をつけた５００ｃｃ三ツ口フラスコに入れ、引
き続きエタノール１３０ｃｃを入れる。後は実施例２に
従って操作反応した結果次のようになった。収量３５．
３ｇｍｓ、純度９８．６％、収率９２．７％、Ｍ．Ｐ．
１２６．５〜１２９．０℃

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酢酸を触媒の存在下に９５乃至１１０℃
の温度で塩素化し、主反応生成物としてモノクロル酢酸
を得るに際し、該触媒として酸化物を除去した中性の赤
燐を使用し、且つ該モノクロル酢酸の酢酸基準転化率が
９０％以下で反応を停止して反応生成物を得る工程
（Ａ）、該反応生成物中の未反応酢酸を溜去して熔融状粗モノク
ロル酢酸を得るか、又は反応生成物を精留するか、該粗
モノクロル酢酸を更に蒸留して熔融状精製モノクロル酢
酸を得る工程（Ｂ）、及び該粗乃至精製モノクロル酢酸
を熔融状のまま合成反応槽に送入し、溶媒として炭素数
１乃至４のアルカノールを添加した後、炭素数２乃至３
の第３級アルキルアミンを加えて酢酸第３級アンモニウ
ムクロライドを生成させ、引続いて３５乃至４０℃の温
度でパラホルムアルデヒドを添加して溶解させた後、反
応温度４０乃至４５℃で反応系中にアンモニアガスを導
入して反応させ、該アンモニアガス導入後更に昇温して
反応を完結させ、結晶状グリシンを得る工程（Ｃ）、よ
りなることを特徴とするグリシンの合成法。
【請求項２】前記工程（Ｃ）において使用する炭素数
１乃至４のアルカノール溶媒がメタノール、エタノー
ル、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、セ
カンダリーブタノール、イソブタノール、ターシャリー
ブタノールの内から選ばれた少なくとも一種のアルカノ
ール溶媒であり、炭素数２乃至３の第３級アルキルアミ
ンがトリエチルアミン、トリプロピルアミンの内から選
ばれた少なくとも一種である請求項１記載のグリシンの
合成法。
【請求項３】前記工程（Ｃ）において使用されるパラ
ホルムアルデヒドの使用量が粗乃至精製モノクロル酢酸
の純分１モル当り１．０乃至２．０モルであり、アンモ
ニアの使用量がパラホルムアルデヒド１モル当り１．０
乃至２．０モルであり、第３級アルキルアミンの使用量
がモノクロル酢酸純分１モル当り１．１乃至１．２モル
であり、且つ４０乃至４５℃でアンモニアを導入後更に
温度を６０乃至６５℃に昇温して反応を完結させるもの
である請求項１記載のグリシンの合成法。
【請求項４】前記工程（Ｃ）におけるアンモニア導入
時点以降の反応溶液のｐＨが７．０乃至１０．０の範囲
内にある請求項１記載のグリシンの合成法。