JPH0892197A - 2−スルホエチルアミノカルボン酸とそのアルカリ金属塩の製造法およびそれらを含む生分解性キレート剤 - Google Patents

2−スルホエチルアミノカルボン酸とそのアルカリ金属塩の製造法およびそれらを含む生分解性キレート剤

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JPH0892197A
JPH0892197A JP25413294A JP25413294A JPH0892197A JP H0892197 A JPH0892197 A JP H0892197A JP 25413294 A JP25413294 A JP 25413294A JP 25413294 A JP25413294 A JP 25413294A JP H0892197 A JPH0892197 A JP H0892197A
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acid
alkali metal
sulfoethylaminocarboxylic
metal salt
chelating agent
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Hiroshi Yamamoto
浩 山本
Satoshi Koide
聡 小出
Yasuyuki Takayanagi
恭之 高柳
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Mitsubishi Chemical Corp
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Nitto Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来法としての2−アミノエタンスルホン酸
に対するクロル酢酸やマレイン酸の付加に代えて、アミ
ノカルボン酸とビニルスルホン酸を用いた効率的な工程
により、高収率、高純度の2−スルホエチルアミノカル
ボン酸とそのアルカリ金属塩の製造方法を提供する。 【構成】 アスパラギン酸、グルタミン酸、イミノ二酢
酸などのアミノカルボン酸に、アルカリ金属水酸化物の
存在下、ビニルスルホン酸を反応させることを特徴とす
る2−スルホエチルアミノカルボン酸とそのアルカリ金
属塩の製造方法。また、これらの2−スルホエチルアミ
ノカルボン酸およびそのアルカリ金属塩から選ばれる少
なくとも一種を有効成分として含有する生分解性キレー
ト剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アミノカルボン酸から
2−スルホエチルアミノカルボン酸とそのアルカリ金属
塩を製造する方法に関し、さらに詳しくは、(L)−ア
スパラギン酸、(L)−グルタミン酸、イミノ二酢酸な
どのアミノカルボン酸に、ビニルスルホン酸を反応させ
ることにより、2−スルホエチルアミノカルボン酸とそ
のアルカリ金属塩を製造する方法に関するものである。
【0002】2−スルホエチルアミノカルボン酸とその
アルカリ金属塩は、生分解性キレート剤として、洗剤組
成物、洗剤ビルダー、重金属封鎖剤、過酸化水素安定剤
などに広く用いられる。
【0003】
【従来の技術】2−スルホエチルアミノカルボン酸とそ
のアルカリ金属塩を製造する方法は、従来から種々知ら
れている。例えば、2−アミノエタンスルホン酸(慣用
名タウリン)に二分子のクロル酢酸を付加して2−アミ
ノエタンスルホン酸−N,N−二酢酸を合成する方法
(Helv. Chim. Acta. 1949年 32 巻 1175 ページ) や、
2−アミノエタンスルホン酸にマレイン酸を付加し
(±)−2−スルホエチルアスパラギン酸を合成する方
法(特開昭56−107000号公報)などがある。
【0004】しかしながら、2−アミノエタンスルホン
酸にクロル酢酸を付加する従来技術において、クロル酢
酸は、反応条件のアルカリ性において不安定な原料であ
り、グリコール酸への副生を避けるため、pHの厳密な
制御のもと極めて序々に反応液に滴下しなければならな
い。また、反応生成物中には、用いたクロル酢酸と当量
の塩化ナトリウムの他、グリコ−ル酸などの副生が避け
られない。そのため、従来技術では、反応の長時間化が
避けられないばかりでなく、付加反応工程および精製工
程において煩雑な操作が伴うため、目的とする2−アミ
ノエタンスルホン酸−N,N−二酢酸の収率と純度の点
で重大な問題が残っていた。
【0005】また、2−アミノエタンスルホン酸にマレ
イン酸を付加する従来技術においては、得られる2−ス
ルホエチルアスパラギン酸が、生分解性に乏しいラセミ
体である上、マレイン酸の低反応性およびフマル酸への
異性化のため、目的物の収率と純度の点で問題が残って
いた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題点を解決すべくなされたもので、2−スルホエチル
アミノカルボン酸とそのアルカリ金属塩の効率的な製造
法を提供することを目的としており、具体的には、工業
プロセス的に有利な原料を用いた効率的な工程で、生分
解性およびキレート力に優れた2−スルホエチルアミノ
カルボン酸とそのアルカリ金属塩を高収率、高純度で取
得する製造方法の提供を課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前期目的
を達成すべく鋭意研究の結果、(L)−アスパラギン
酸、(L)−グルタミン酸、イミノ二酢酸などの工業的
に入手可能なアミノカルボン酸に、ビニルスルホン酸を
反応させることにより、目的とする2−スルホエチルア
ミノカルボン酸とそのアルカリ金属塩が、効率的な工程
によって、高収率、高純度で得られることを見いだし
た。また、そのようにして得られた2−スルホエチルア
ミノカルボン酸とそのアルカリ金属塩が生分解性に優れ
るキレート剤であることなどを見いだし、本発明に到達
した。
【0008】すなわち、本発明における第一の発明は、
アミノカルボン酸に、アルカリ金属水酸化物の存在下、
ビニルスルホン酸を反応させることを特徴とする2−ス
ルホエチルアミノカルボン酸のアルカリ金属塩の製造方
法を要旨とする。
【0009】第二の発明は、アミノカルボン酸に、アル
カリ金属水酸化物の存在下、ビニルスルホン酸を反応さ
せ、次いで、鉱酸で酸析結晶化することを特徴とする2
−スルホエチルアミノカルボン酸の製造方法を要旨とす
る。
【0010】第三の発明は、2−スルホエチルアミノカ
ルボン酸およびそのアルカリ金属塩から選ばれた少なく
とも1種を有効成分として含有する生分解性キレート剤
に関する。
【0011】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
方法は、アミノカルボン酸に、アルカリ金属水酸化物の
存在下、ビニルスルホン酸を反応させる付加反応工程
と、得られた2−スルホエチルアミノカルボン酸のアル
カリ金属塩を、鉱酸で処理して、2−スルホエチルアミ
ノカルボン酸の結晶を得る酸析結晶化工程からなる。
【0012】本発明の原料であるアミノカルボン酸は、
分子中に少なくとも1個以上のアミノ基および1個以上
のカルボキシル基を持つものであれば、いかなる化合物
でも用いられるが、アスパラギン酸、グルタミン酸、イ
ミノ二酢酸などのモノアミノジカルボン酸が、目的とす
る2−スルホエチルアミノカルボン酸のキレート力およ
び生分解性の見地から特に好ましい。
【0013】これらのアミノカルボン酸は、工業的に入
手できる固体の他、その製造途中で得られるLi、N
a、Kなどのアルカリ金属塩またはそのアルカリ金属塩
水溶液を直接用いることもできる。
【0014】また、アスパラギン酸およびグルタミン酸
は、いずれの光学異性体を選択しても良いが、目的物の
生分解性の見地からは、(L)−アスパラギン酸および
(L)−グルタミン酸を選択することが特に好ましい。
【0015】付加反応工程において用いられるアルカリ
金属水酸化物は、リチウム、ナトリウムまたはカリウム
の水酸化物、好ましくはナトリウムの水酸化物から選ば
れ、純度80%以上の固体品、あるいは濃度10〜60
重量%の水溶液が用いられる。
【0016】原料として選択したアミノカルボン酸の水
溶液濃度は、酸換算にして5〜65重量%、好ましくは
25〜45重量%がよい。また、水溶液のpHは、9.
0〜13.5、好ましくは、11.5〜13.5がよ
い。
【0017】付加反応工程において用いられるビニルス
ルホン酸は、工業的に入手できる25重量%のナトリウ
ム塩水溶液が一般的に用いられ、原料として選択したア
ミノカルボン酸に対し、0.8〜3.0モル倍量、好ま
しくは1.0〜1.2モル倍量用いるのがよい。アミノ
カルボン酸アルカリ金属塩溶液へのビニルスルホン酸ナ
トリウム水溶液の混合方法としては、一度に混合しても
序々に滴下しても、いずれでも良い。
【0018】付加反応工程における反応温度は、50〜
115℃、好ましくは85〜105℃がよい。また、反
応時間は、3〜36時間、好ましくは5〜12時間がよ
く、原料のアミノカルボン酸は、通常この反応時間内に
ほとんど消費される。
【0019】付加反応工程終了後、反応液を蒸発乾固あ
るいはスプレ−乾燥等の手段で結晶化することにより、
目的とする2−スルホエチルアミノカルボン酸をリチウ
ム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩として
単離できる。
【0020】2−スルホエチルアミノカルボン酸の結晶
を取得する場合は、付加反応工程終了後の反応液を酸析
結晶化する。酸析結晶化工程で用いる酸は、硫酸、塩
酸、硝酸または燐酸が用いられ、好ましくは、硫酸が用
いられる。目的とする2−スルホエチルアミノカルボン
酸を高純度、高収率で得るには、反応液への酸の添加時
の温度を、5〜90℃、好ましくは15〜50℃の範囲
に、pHを0.5〜3.5、好ましくは1.5〜2.5
の範囲に調節することが望ましい。
【0021】酸析結晶化工程において酸の添加に先立
ち、反応液に対し5〜45容量%、好ましくは10〜2
5容量%のメタノールを添加することも、目的物を高収
率で得るために有効な手段である。
【0022】本発明の2−スルホエチルアミノカルボン
酸である、2−アミノエタンスルホン酸−N,N−二酢
酸、2−スルホエチル−(L)−アスパラギン酸、2−
スルホエチル−(L)−グルタミン酸などの生分解性を
測定したところ、対応するD体の化合物に比較して高い
生分解性を示した。
【0023】また、本発明の2−スルホエチルアミノカ
ルボン酸とそのアルカリ金属塩である、2−スルホエチ
ル−(L)−アスパラギン酸三ナトリウム塩、2−スル
ホエチル−(L)−グルタミン酸三ナトリウム塩、2−
アミノエタンスルホン酸−N,N−二酢酸などのCa++捕
捉能を測定したところ、本発明の原料である(L)−ア
スパラギン酸および(L)−グルタミン酸などと比較し
て、高いキレート力を持つことが示された。
【0024】すなわち、本発明の2−スルホエチルアミ
ノカルボン酸である2−スルホエチル−(L)−アスパ
ラギン酸、2−スルホエチル−(L)−グルタミン酸、
2−アミノエタンスルホン酸−N,N−二酢酸などと、
それらのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などの
アルカリ金属塩は、生分解性キレート剤として好適に利
用することができる。
【0025】
【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 実施例1 2−アミノエタンスルホン酸−N,N−二酢
酸の合成 攪拌装置、滴下装置、自動温度制御装置、pHメーター
および蒸留装置を付した反応器に、イミノ二酢酸1.3
3kg(10モル)と水酸化ナトリウム0.80kg
(20モル)を水4.8kgに溶解した。次いで、この
溶液にビニルスルホン酸ナトリウム25%水溶液6.2
4g(12モル)を攪拌下にて30分かけて添加した。
更に、反応混合物を105℃、12時間かけて熟成し
た。この間、40%重量水酸化ナトリウム水溶液を随時
滴下し、pHを12.7に保った。次に、この反応液に
メタノ−ル2.0kgを加えた後、硫酸1.72kg
(17.5モル)を1.0時間で滴下し、この間温度は
70℃に昇温した。反応液を室温まで放冷し、析出した
結晶を吸引濾過にて単離した。送風乾燥後、2−アミノ
エタンスルホン酸−N,N−二酢酸2.05g(8.5
モル、収率85%)を白色結晶(分解点107〜110
℃、HPLC純度99%以上)として得た。
【0026】実施例2 2−スルホエチル−(L)−ア
スパラギン酸三ナトリウム塩の合成 攪拌装置、滴下装置、自動温度制御装置、pHメーター
および蒸留装置を付した反応器に、(L)−アスパラギ
ン酸1.33kg(10モル)と水酸化ナトリウム0.
80kg(20モル)を水4.8kgに溶解した。次い
で、この溶液にビニルスルホン酸ナトリウム25%水溶
液6.24g(12モル)を攪拌下にて30分かけて添
加した。更に、反応混合物を105℃、8時間かけて熟
成した。この間、40%重量水酸化ナトリウム水溶液を
随時滴下し、pHを12.7に保った。次に、この反応
液を、スプレードライ方式により110℃で粉末乾燥化
し、2−スルホエチル−(L)−アスパラギン酸三ナト
リウム塩3.04g(9.9モル、収率99%)を白色
結晶(分解点205℃〜、HPLC純度95%以上)と
して得た。
【0027】実施例3 2−スルホエチル−(L)−グ
ルタミン酸三ナトリウム塩の合成 (L)−アスパラギン酸1.33kg(10モル)の代
わりに(L)−グルタミン酸147kg(10モル)を
用いた以外、実施例2と同様の操作を実施し、2−スル
ホエチル−(L)−グルタミン酸三ナトリウム塩3.1
8g(9.9モル、収率99%)を白色結晶(分解点2
05℃〜、HPLC純度95%以上)として得た。
【0028】実施例4〜6 実施例1〜3で合成した化合物の生分解性試験を,OE
CDテストガイドライン301修正MITI試験(I)
に準じて下記の条件で行った。結果を表1に示す。 (試験条件) 試験サンプル濃度:30mg/l 活性汚泥:日東化学横浜事業場内活性汚泥 活性汚泥濃度:100mg/l 試験温度:25±1℃ 試験期間:28日
【0029】比較例1〜2 試験化合物に,2−スルホエチル−(D)−アスパラギ
ン酸三ナトリウム塩、および2−スルホエチル−(D)
−グルタミン酸三ナトリウム塩を用いた以外、実施例1
〜3と同様に生分解性試験を実施した。結果を表1に示
す。
【0030】
【表1】
【0031】実施例7〜9 実施例1〜3で合成した化合物のCa++捕捉能を、J. Am.
Oil. Chem. Soc., 1970年, 48巻、682 ページ記載の方
法に準じてpH9.5にて測定した。結果を表2に示
す。
【0032】比較例3、4 試験化合物に(L)−アスパラギン酸および(L)−グ
ルタミン酸を用いた以外、実施例7〜9と同様にCa++捕
捉能を測定した。結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】本発明の方法によれば、イミノ二酢酸、
アスパラギン酸、グルタミン酸などの工業的に入手可能
な原料に、アルカリ金属水酸化物の存在下、ビニルスル
ホン酸を反応させることにより、高収率、高純度で、2
−スルホエチルアミノカルボン酸とそのアルカリ金属塩
を得ることができる。また、本発明は次のような利点も
ある。 (1)得られる2−スルホエチルアミノカルボン酸とそ
のアルカリ金属塩は、生分解性およびCa++捕捉能に優れ
ており、生分解性キレート剤として利用することができ
る。 (2)反応が高収率かつ、不純物の生成が少ないため、
煩雑な精製工程なしに、高純度の目的物を得ることがで
きる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アミノカルボン酸に、アルカリ金属水酸
    化物の存在下、ビニルスルホン酸を反応させることを特
    徴とする2−スルホエチルアミノカルボン酸のアルカリ
    金属塩の製造方法。
  2. 【請求項2】 アミノカルボン酸に、アルカリ金属水酸
    化物の存在下、ビニルスルホン酸を反応させ、次いで、
    鉱酸で酸析結晶化することを特徴とする2−スルホエチ
    ルアミノカルボン酸の製造方法。
  3. 【請求項3】 2−スルホエチルアミノカルボン酸およ
    びそのアルカリ金属塩から選ばれた少なくとも1種を有
    効成分として含有する生分解性キレート剤。
  4. 【請求項4】 アミノカルボン酸が、(L)−アスパラ
    ギン酸、(L)−グルタミン酸、またはイミノ二酢酸で
    ある請求項1または2記載の方法。
  5. 【請求項5】 2−スルホエチルアミノカルボン酸が、
    2−スルホエチル−(L)−アスパラギン酸、2−スル
    ホエチル−(L)−グルタミン酸、または2−アミノエ
    タンスルホン酸−N,N−二酢酸である請求項3記載の
    生分解性キレート剤。
JP25413294A 1994-09-26 1994-09-26 2−スルホエチルアミノカルボン酸とそのアルカリ金属塩の製造法およびそれらを含む生分解性キレート剤 Pending JPH0892197A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6465676B2 (en) 2000-01-18 2002-10-15 Tosoh Corporation Aminopolycarboxylates, process for producing the same and use thereof
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