JPH1077253A - アミノジカルボン酸−n,n−二酢酸類の製造法 - Google Patents
アミノジカルボン酸−n,n−二酢酸類の製造法Info
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Abstract
な工程で、副反応による不純物の混入がない高純度のア
ミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類の効率的な製造法
の提供。 【解決手段】 アミノジカルボン酸類とグリコロニトリ
ルをアルカリ性条件下で反応を行い、シアノメチル−ア
ミノジカルボン酸類を製造し、次いで得られたシアノメ
チル−アミノジカルボン酸類を加水分解反応をする。 【化1】 【化2】(但し、Xは互いに無関係に水素原子、アルカ
リ金属原子、アンモニウム塩、アミン塩を意味し、nは
0から5までの数を、またZは水素原子またはCH2 C
OOXを意味する。) 二つの反応を含むアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸
類の製造方法。
Description
酸−N,N−二酢酸類を製造するための新しい方法に関
する。アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類はキレー
ト剤として、広く検討されてきている。現在、キレート
剤は洗剤組成物、洗剤ビルダー、重金属封鎖剤、過酸化
水素安定剤、写真用薬剤などに広く用いられているが、
これらの用途には一般的にEDTAが広く使用されてい
る。しかしEDTAに生分解性がないことから、蓄積に
よる環境汚染の危険があり生分解性のある代替品の研究
が盛んに行われている。その中で、アミノジカルボン酸
−N,−N−二酢酸類は生分解性を有し、EDTAの代
替のキレート剤として有望なものである。
を製造する方法は従来から種々知られている。例えば、 アルカリ条件下でアミノジカルボン酸に二分子のクロ
ル酢酸を付加してアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸
塩類を合成する方法(西独特許3739610号、特開
昭63−267751)、 アミノジアカルボン酸のアルカリ金属塩にホルムアル
デヒドとアルカリ金属シアン化物を反応させる方法(米
国特許2500019)、 アモノジカルボン酸のアルカリ金属塩にホルムアルデ
ヒドと青酸を反応させ、中間体として、アミノジカルボ
ン酸−N,N−ジアセトニトリルを経由する方法(ドイ
ツ特許4211713A1) などの提案がある。
ロル酢酸を用いるの製造方法は、アミノジカルボン酸
−N,N−二酢酸類の製造のために相応しい原料料を選
んでいるとは言い難い。すなわち、クロル酢酸は、アル
カリ性において不安定な化合物であり、副反応によるグ
リコール酸への転化を避けるため、pHの厳密な制御の
もと、極めて徐々に反応系に添加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、副反応によるグリコール酸などの副
生物の存在が避けられない問題がある。また、ホルムア
ルデヒドとアルカリ金属シアン化物を反応させるの製
造方法においても、副反応が避けられず、グリコール
酸、ニトリロトリ酢酸等の副生があり、收率、純度の点
で問題がある。特に、該反応において、通常使用されて
いるように理論量の2〜2.5倍のホルムアルデヒドと
アルカリ金属シアン化物を反応させた場合、目的とする
アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸中に、中間生成物
であるアミノジカルボン酸−N−モノ酢酸の残存が避け
られず、収率上も、コスト的にも好ましくない。更に
の製造方法においては、中間体としてのアミノジカルボ
ン酸−N,N−ジアセトニトリルの合成については、α
位のニトリル基の効果により、反応の進行に問題があ
り、、更にの製造方法等と同様にグリコール酸、ニト
リロトリ酢酸等の副生が避けられず、純度、収率の点で
問題がある方法である。以上のように、従来の技術で
は、反応の長時間化を避けられないばかりでなく、避け
られない副反応を抑制するための反応行程の制御及び更
に副生物の存在のため精製工程に煩雑な操作が要求さ
れ、且つ目的とするアミノジカルボン酸−N,N−二酢
酸類の収率と純度の点で改善すべき問題があった。
これらの問題点を解決すべくなされたもので、アミノジ
カルボン酸−N,N−二酢酸類の効率的な製造法を提供
することを目的としており、工業プロセス的に有利な原
料を用いた効率的な工程で、生分解性に優れたキレート
剤としてのアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類を高
収率、高純度で取得する製造法の開発を目的とする。
解決するため鋭意研究した結果、品質的、量的、価格的
のいずれにおいても安定に入手可能なアミノジカルボン
酸類を原料とし、これにグリコロニトリルを反応させる
ことにより、従来の方法に比較して、グリコール酸やニ
トリロトリ酢酸等の副生がほとんど無く、目的とするア
ミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類が、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、
本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、 一般式(1)で示されるアミノジカルボン酸類とグリ
コロニトリル(2)の反応をアルカリ性条件下で行い、
一般式(3)で示されるシアノメチル−アミノジカルボ
ン酸類を製造し、
子、アンモニウム塩、アミン塩を意味し、nは0から5
までの数を、またZは水素原子またはCH2 COOXを
意味する。)次いで得られたシアノメチル−アミノジカ
ルボン酸類(3)を加水分解
むことを特徴とする一般式(5)
カルボン酸−N,N−二酢酸類の製造方法、
ン酸類と、グリコロニトリル(2)をアルカリ性条件下
で反応させて一般式(7)で示されるアミノジカルボン
酸−N−モノシアノメチル類を製造し、加水分解してア
ミノジカルボン酸モノ酢酸類(8)を得、
ニトリル(2)をアルカリ性条件下で反応させて一般式
(9)で示されるアミノジカルボン酸−N−酢酸−N−
シアノメチル類を製造し、次いで加水分解することによ
り一般式(5)で示されるアミノジカルボン酸−N、N
−二酢酸類
類(3)またはアミノジカルボン酸−N−モノ酢酸類
(8)を単離または単離精製することを工程に含む〜
のいずれかに記載のアミノジカルボン酸−N,N−二
酢酸類の製造方法を開発することにより上記の目的を達
成した。
ル化するに際し、グリコロニトリルを用いて一つのアミ
ノ基に一つのシアノメチル基を定量的に導入し、これを
加水分解してカルボキシメチル化をすることに特徴を有
し、アミノジカルボン酸類あるいはアミノジカルボン酸
−N−モノ酢酸類のシアノメチル化及びカルボキシメチ
ル化を行うものであり、アミノジカルボン酸類からアミ
ノジカルボン酸−N−モノ酢酸類を製造した後、グリコ
ロニトリルを用いるかあるいは用いないでアミノジカル
ボン酸−N,N−二酢酸類を製造してもよく、また上記
の反応で得たものあるいはグリコロニトリルを用いない
で製造されたアミノジカルボン酸−N−モノ酢酸類から
上記の反応によりアミノジカルボン酸二酢酸類を製造す
る場合においても有効に使用できるものである。これは
アミノジカルボン酸類とグリコロニトリルの反応が極め
て副反応が少なく、生成物の純度が高いため、どちらか
1段のシアノメチル化工程に採用するだけでも得られる
製品純度を高く維持できるという特徴があり、好ましく
はアミノジカルボン酸類をシアノメチル化及びカルボキ
シメチル化を2段階に分けて実施することにより、アミ
ノジカルボン酸−N,N−二酢酸類を高純度、高収率で
製造できる。
シアノメチル化及びカルボキシメチル化を2回行ってア
ミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類を製造する方法を
代表として説明する。本発明における原料であるアミノ
ジカルボン酸類としては、一般式(6)で示されるアミ
ノジカルボン酸類がキレート力及び生分解性の見地から
好ましい。但し、変数nは0から5までの範囲で、好ま
しくは、n=1または2を意味し、n=1の場合にはア
スパラギン酸類が、n=2の場合にはグルタミン酸類が
対応する。Xは互いに無関係に水素、アルカリ金属、ア
ンモニウム塩、アミン塩の範囲である。反応がアルカリ
条件下で行われるので、遊離酸であってもアルカリ塩と
して反応するものと考えられる。通常はナトリウム塩が
好ましい。
入手できる純度70%以上、好ましくは、85%以上の
固体が一般に用いられるが、その製造途中で得られるア
ルカリ金属塩またはアルカリ金属塩水溶液を直接用いる
こともできる。純度の低いアミノジカルボン酸アルカリ
金属塩の水溶液を用いる場合は、不純物としてのアンモ
ニア濃度が3%以下であることが望ましい。特にシアノ
メチル化工程またはカルボキシメチル化工程においてア
ンモニアが高濃度で存在すると、ニトリロトリ酢酸の副
生増加につながるので留意すべきである。またこれらの
アミノジカルボン酸はD−体、L−体、D,L−体のい
ずれの光学異性体でも同様に用いることができる。
アノメチル化工程に用いられるグリコロニトリルは、通
常、青酸とホルムアルデヒドを混合することによってほ
ぼ定量的に得られるが、予め調製された10〜70重量
%、好ましくは30〜60重量%の水溶液として使用す
ることも可能である。本発明の方法で、シアノメチル化
工程とカルボキシメチル化(加水分解)工程は同一反応
器で行っても、これをシアノメチル化化合物を分離し、
別反応器で加水分解を行う2ステップに分けて行っても
よく、これをそれぞれの工程に適した条件を選ぶだけで
必ずしもこれを分離して段階的に行う必要はない。この
両工程を同一反応器で行うには、一般式(6)で示され
るアミノジカルボン酸類または本発明方法あるいは別発
明方法で得られた一般式(8)で示されるアミノジカル
ボン酸−N−モノ酢酸類とグリコロニトリル(2)と反
応させる際に、予めアルカリ金属水酸化物を仕込んでお
き、同一反応器内で条件を変更してシアノメチル化し、
続いてカルボキシメチル化する。この際、一般式(6)
で示されるアミノジカルボン酸類または一般式(8)で
示されるアミノジカルボン酸−N−モノ酢酸類に対し
て、理論値の1〜1.5倍モル、好ましくは1〜1.1
倍モルのアルカリ金属水酸化物の存在下、0℃〜50
℃、好ましくは、10℃〜30℃で理論値の1〜1.5
倍モル、好ましくは、1倍モルのグリコロニトリル
(2)を加え、30℃〜110℃、好ましくは、90℃
〜100℃に昇温させて反応を完遂させることが望まし
い。
(2)を一般式(6)に示されるアミノジカルボン酸類
(通常アルカリ金属塩が好ましい)に対して、理論値の
1〜1.5倍モル、好ましくは1倍モルのグリコロニト
リルを、0℃〜50℃、好ましくは、10℃〜30℃で
反応させ、一般式(7)のアミノジカルボン酸−N−モ
ノアセトニトリル類を得る第一シアノメチル化工程と、
次いで、1〜1.5倍モル、好ましくは1〜1.1倍モ
ルのアルカリ金属水酸化物で30℃〜110℃、好まし
くは、90℃〜100℃で加水分解し、一般式(8)の
アミノジカルボン酸−N−モノ酢酸類を得る第一カルボ
キシメチル化工程、更に、得られたアミノジカルボン酸
−N−モノ酢酸類(8)に対して、第一カルボキシメチ
ル化工程と同様に、グリコロニトリル(2)と反応さ
せ、一般式(9)のアミノジカルボン酸−N−モノ酢酸
−N−モノアセトニトリル類を得る第二シアノメチル化
工程、次いで、第一カルボキシメチル化工程と同様に、
アルカリ金属水酸化物で加水分解し、一般式(5)のア
ミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類を得る第二カルボ
キシメチル化工程からなる、一連の多段階反応によって
もアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類を製造するこ
とが好ましい。
に2倍モルのグリコロニトリルを、アルカリ金属水酸化
物の存在下または非存在下で反応させ、シアノメチル化
あるいはカルボキシメチル化させることも可能ではある
が、しかしながらこの場合は、反応を完遂させるため
に、理論量(アミノジカルボン酸類1モルに対してグリ
コロニトリルを2.0モル)より過剰のグリコロニトリ
ル(2.5〜3.0倍モル、これは従来の方法と同様の
必要量)を添加することが必要となり、この過剰分のグ
リコロニトリルに由来する副生物である、グリコール酸
が副生して生成物の純度を低下させることになる。
ルに代えて、アミノジカルボン酸類にホルムアルデヒド
とアルカリ金属シアン化物を反応させる方法を採用して
もよい。すなわち、アミノジカルボン酸類に対して、
1.0〜1.5倍モル、好ましくは、1.0〜1.3倍
モルのホルムアルデヒドとアルカリ金属シアン化物を反
応させ、次いでこの生成物であるアミノジカルボン酸−
N,N−二酢酸類とアミノジカルボン酸−N−モノ酢酸
類の混合液に対してさらにグリコロニトリルを反応させ
る方法も可能である。この場合、反応を完遂させるため
に必要なホルムアルデヒドとアルカリ金属シアン化物及
びグリコロニトリルの和は、アミノジカルボン酸塩類に
対して、2.2〜2.3倍モルとなる、但し、この場合
も、グリコール酸の副生は避けられないが、従来の方法
と比較して、グリコール酸の副生は抑制され、アミノジ
カルボン酸−N,N−二酢酸塩類の収率の向上が可能で
ある。
トリルを反応させて得られた、アミノジカルボン酸−N
−モノ酢酸類に対して、ホルムアルデヒドとアルカリ金
属シアン化物を反応させて、アミノジカルボン酸−N,
N−二酢酸類を得ることも可能である。この場合も、反
応を完遂させるために必要なホルムアルデヒドとアルカ
リ金属シアン化物及びグリコロニトリルの和は、アミノ
ジカルボン酸類に対して、理論量の2.2〜2.3倍が
必要となる、この場合も、グリコール酸の副生は避けら
れないが、従来の方法と比較して、グリコール酸の副生
は抑制されるので、アミノジカルボン酸−N,N−二酢
酸類の収率の向上が可能である。最も好ましくは、高純
度、高収率で、目的物のアミノジカルボン酸−N,N−
二酢酸類を得るためには、2段階のシアノメチル化及び
カルボキシメチル化をさせることであり、この場合アミ
ノジカルボン酸類に対してグリコロニトリルを各段階に
おいて理論量あるいはわずかに過剰を使用し、反応全体
としても理論量(アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸
類の2.0倍モル)か、それよりわずかに過剰(2.0
〜2.05倍モル)で充分であり、このようにすること
によりグリコール酸等の不純物の副生は殆ど抑えること
ができる。
メチル化工程において、加水分解で発生するアンモニア
をできるだけ除去する事であり、かくすることにより第
二カルボキシメチル化工程でのニトリロトリ酢酸の副生
を抑制し、高純度、高収率で目的物を得るために極めて
重要である。第一シアノメチル化工程においては、結晶
性の高いアミノジカルボン酸−N−モノアセトニトリル
類が合成中間体として得られるが、これは一旦単離して
から次の第一カルボキシメチル化工程の加水分解を行っ
ても、あるいは単離せず連続的に加水分解させても良
い。第一カルボキシメチル化工程においては、反応に供
したグリコロニトリルと等モル量に相当するアンモニア
が最終的に発生するまで、加水分解は30℃〜110
℃、好ましくは、90〜100℃で、0.5時間〜10
時間、好ましくは、0.5時間〜2時間実施するのが良
い。この場合空気、窒素ガス、不活性ガス等の導入、ま
たは連続蒸留などを実施することにより反応混合物中の
アンモニアを積極的に除去することも有効な手段であ
る。
ノジカルボン酸−N−モノ酢酸類を得るが、これも同様
に、一旦単離してから次の第二シアノメチル化工程に用
いても、あるいは単離せず連続的に第二シアノメチル化
工程を行っても良い。アミノジカルボン酸−N−モノ酢
酸類の単離は、第一カルボキシメチル化工程の反応混合
物を蒸発乾固またはスプレー乾燥等の手段でアミノジカ
ルボン酸−N−モノ酢酸の結晶として得るか、第一カル
ボキシメチル化工程の反応液を酸折結晶化してアミンジ
カルボンーN−モノ酢酸を得てもよい。更に、第二シア
ノメチル化工程においては、結晶性の高いアミノジカル
ボン酸−N−モノ酢酸−N−モノアセトニトリルが合成
中間体として得られるが、一旦単離してから次の加水分
解を行っても、あるいは単離せず連続的に加水分解させ
ても良い。
ノメチル化工程、第一及び第二カルボキシメチル化工程
により得られる一般式(5)のアミノジカルボン酸−N
−二酢酸類は、副生成物を殆ど含まない形で、高純度、
高収率で得られる。アミノジカルボン酸−N−,N−二
酢酸類は、潮解性が強く、結晶化は困難であり、生成し
た反応液中の不純物を精製除去することが難しい。そこ
で、結晶性の良い中間体の段階で結晶化して精製するこ
とで、最終の目的物であるアミノジカルボン酸−N,N
−二酢酸類の純度を上げることが可能である。すなわ
ち、高純度の目的物を得るためには、合成中間体であ
る、結晶性の良いアミノジカルボン酸−N−モノアセト
ニトリル類、アミノジカルボン酸−N−モノ酢酸類ある
いはアミノジカルボン酸−N−モノ酢酸−N−モノアセ
トニトリル類の段階でこれらを一旦分離、あるいは精製
してから最終目的物に変換することにより、アミノジカ
ルボン酸−N−二酢酸類を高純度で容易に得ることがで
きる。所望の場合は、第二カルボキシメチル化工程後の
反応液を、蒸発乾固あるいはスプレー乾燥等の手段で結
晶化することより、アミノジカルボン酸−N,N−二酢
酸類を単離することができる。アミノジカルボン酸−
N,N−二酢酸類の結晶を得るるめには、第二カルボキ
シメチル化工程後の反応液に硫酸、塩酸、硝酸、好まし
くは硫酸でp H=1〜3、好ましくはp H=2に調製し
た後、2倍〜5倍量、好ましくは約3倍量のメタノール
中に注ぎ結晶化させる。また、このようにして得られた
アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類を所定量のアル
カリ金属水酸化物、アンモニア、有機アミンなどの塩基
で中和、または部分中和することにより必要とする塩の
化合物を製造することができる。
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)撹拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留装置を付
した反応器に、アスパラギン酸66.5g(0.5モ
ル)、48%水酸化ナトリウム水溶液83.3g(1.
0モル)及び水80g混合した。この混合液を10℃に
冷却し、これを攪拌しながら48%グリコロニトリル水
溶液60.6g(0.51モル)を30分かけて滴下し
た。滴下の間、反応液の温度を20℃以下に保った。滴
下後、20℃〜30℃で30分撹拌後、反応液を10℃
に冷却し、48%水酸化ナトリウム水溶液45.8g
(0.55モル)を撹拌下で30分で滴下した。滴下の
間、反応液の温度を20℃以下に保った。滴下後、20
℃〜30℃で30分撹拌後、反応液温を105℃に昇温
させて2時間撹拌した。これよりアスパラギン酸−N−
モノ酢酸三ナトリウム塩を液中収率99%(対アスパラ
ギン酸)で得た。この反応液を放冷後、10℃に冷却
し、48%グリコロニトリル水溶液60.6g(0.5
1モル)を撹拌下30分で滴下した。滴下の間、反応液
の温度を20℃以下に保った。滴下後、20℃〜30℃
で30分撹拌後、反応液を10℃に冷却し、48%水酸
化ナトリウム水溶液42.5g(0.51モル)を撹拌
下30分で滴下した。滴下の間、反応液の温度を20℃
以下に保った。滴下後、20℃〜30℃で30分撹拌
後、105℃に昇温せて2時間撹拌した。これによりア
スパラギン酸−N,N−ニ酢酸四ナトリウム塩を液中収
率99%(対アスパラギン酸)で得た。この反応液を、
塩酸でp H=2とし、3倍の液量のメタノ−ル中に滴下
して、固形状のアスパラギン酸−N,N−二酢酸を折出
させた。この固形物をろ過し、メタノールで洗浄後、こ
れを真空乾燥器、60℃、5時間乾燥させた。乾燥して
得られた固形の回収率は95%、純度は97%であっ
た。
ギン酸66.5g(0.5モル)、48%水酸化ナトリ
ウム水溶液83.3g(1.0モル)及び水80gに代
えて、グルタミン酸モノナトリウム塩一水和物93.5
g(0.5モル)、48%水酸化ナトリウム水溶液4
1.7g(0.5モル)及び水50gを用いた以外実施
例1と同様の操作を実施した。これにより、グルタミン
酸−N,N−ニ酢酸四ナトリム塩を液中収率99%(対
グルタミン酸モノナトリウム塩一水和物)で得た。この
反応液を塩酸でpH=2とし、3倍の液量のメタノール
中に滴下して、グルタミン酸−N,N−二酢酸の固形物
を析出させた。この固形物をろ過し、メタノールで洗浄
後、これを真空乾燥器、60℃、5時間乾燥させた。乾
燥して得られた固形物の回収率は95%、純度は97%
であった。
(0.5モル)、48%水酸化ナトリウム水溶液83.
3g(1.0モル)及び50g混合した。この混合液を
10℃に冷却し、48%グリコロニトリル水溶液60.
6g(0.51モル)を撹拌下30分で滴下した。滴下
の間、反応液を温度を20℃以下に保った。滴下後、2
0℃〜30℃で30分撹拌後、析出した結晶をろ過し、
少量の水で洗浄し、これを真空乾燥器、60℃、5時間
乾燥させた。これによりアスパラギン酸二ナトリウム塩
−N−モノアセトニトリルを収率87%(対アスパラギ
ン酸)で得た。得られたアスパラギン酸二ナトリウム塩
−N−モノアセトニトリルの純度は99%であった。
(0.5モル)、48%水酸化ナトリウム水溶液83.
3g(1.0モル)及び水50gの代わりに、グルタミ
ン酸モノナトリウム塩一水和物93.5g(0.5モ
ル)、48%水酸化ナトリウム水溶液41.7g(0.
5、モル)及び水70gを用いた以外実施例3と同様の
操作を実施した。これにより、グルタミン酸二ナトリウ
ム塩−N−モノアセトニトリルを収率85%(対グルタ
ミン酸モノナトリウム塩一水和物)で得た。得られたグ
ルタミン酸二ナトリウム塩−N−モノアセトニトリルの
純度は99%であった。
したアスパラギン酸−N−モノ酢酸三ナトリウム塩の水
溶液を塩酸でpH=2として、20℃以下で2時間撹拌
後、折出した結晶をろ過し、少量の水で洗浄後、これを
真空乾燥器、60℃、5時間乾燥させてアスパラギン酸
−N−モノ酢酸を回収率90%で得た。この固形物の純
度は99%であった。
したグルタミン酸−N−モノ酢酸三ナトリウム塩の水溶
液を塩酸でpH=2とし、20℃以下で2時間撹拌後、
折出した結晶をろ過し、少量の水で洗浄後、これを真空
乾燥器、60℃、5時間乾燥させてグルタミン酸−N−
モノ酢酸を回収率91%で得た。この固形物の純度は9
9%であった。
したアスパラギン酸−N−モノ酢酸三ナトリウム塩の水
溶液を10℃に冷却し、48%グリコロニトリル水溶液
60.6g(0.51モル)を撹拌下30分で滴下し
た。滴下の間、反応液の温度を20℃以下に保った。滴
下後、20℃〜30℃で30分撹拌後、折出した結晶を
ろ過し少量の水で洗浄し、これを真空乾燥器、60℃、
5時間乾燥させた。これによりアスパラギン酸−N−モ
ノ酢三ナトリウム塩−N−モノアセトニトリルを収率7
4%で得た。この固形物の純度は99%であった。
したグルタミン酸−N−モノ酢酸三ナトリウム塩の水溶
液を10℃に冷却し、48%グリコロニトリル水溶液6
0.6g(0.51モル)を撹拌下30分で滴下した。
滴下の間、反応液の温度を20℃以下に保った。滴下
後、20℃〜30℃で30分撹拌後、折出した結晶をろ
過し少量の水で洗浄し、これを真空乾燥器、60℃、5
時間乾燥させた。これによりグルタミン酸−N−モノ酢
酸三ナトリウム塩−N−モノアセトニトリルを収率76
%で得た。この固形物の純度は99%であった。
したアスパラギン酸二ナトリウム塩−N−モノアセトニ
トリル50g(0.23モル)を水50gと混合し、1
0℃に冷却させた。48℃水酸化ナトリウム水溶液2
1.1g(0.25モル)を撹拌下20分で滴下した。
滴下の間、反応液の温度を20℃以下に保った。滴下
後、20℃〜30℃で30分撹拌後、105℃に昇温さ
せて2時間撹拌した。これによりアスパラギン酸−N−
モノ酢酸三ナトリウム塩を液中収率99%(対アスパラ
ギン酸二ナトリウム塩−N−モノアセトニトリル)で得
た。この反応液を、10℃に冷却し、48%グリコロニ
トリル水溶液27.3g(0.23モル)を撹拌下30
分で滴下した。滴下の間、反応液の温度を20℃以下に
保った。滴下後、20℃〜30℃で30分撹拌後、10
℃に冷却させた。48%水酸化ナトリウム水溶液21.
1g(0.25モル)を撹拌下20分で滴下した。滴下
の間、反応液の温度を20℃以下に保った。滴下後、2
0℃〜30℃で30分撹拌後、105℃に昇温させて2
時間撹拌した。これによりアスパラギン酸−N,N−二
酢酸四ナトリウム塩を液中収率98%(対アスパラギン
酸二ナトリウム塩−N−モノアセトニトリル)で得た。
この反応液を、塩酸でpH=2として、3倍の液量のメ
タノール中に滴下して、アスパラギン酸−N,N−二酢
酸の固形物を折出させた。この固形物をろ過し、メタノ
ールで洗浄後、これを真空乾燥器、60℃、5時間乾燥
させた。乾燥して得られた固形物の回収率は96%、純
度は99%であった。
実施例4と同一の工程で合成したグルタミン酸二ナトリ
ウム塩−N−モノアセトニトリル52.9g(0.23
モル)に対して実施した。これによりグルタミン酸−
N,N−ニ酢酸四ナトリウム塩を液中収率98%(対グ
ルタミン酸二ナトリウム塩−N−モノアセトニトリル)
で得た。この反応液を塩酸でpH=2とし、3倍の液量
のメタノール中に滴下して、グルタミン酸−N,N−二
酢酸の固形物を折出させた。この固形をろ過し、メタノ
ールで洗浄後、これを真空乾燥器、60℃、5時間乾燥
させた。乾燥して得られた固形の回収率は96%、純度
は99%であった。
成したアスパラギン酸−N−モノ酢酸95.5g(0.
5モル)と水80g混合した。この混合液を10℃に冷
却し、48%グリコロニトリル水溶液60.6g(0.
51モル)を撹拌下30分で滴下した。滴下の間、反応
液の温度を20℃以下に保った。滴下後20℃〜30℃
で30分撹拌後、反応液を10℃に冷却し、48%水酸
化ナトリウム水溶液45.8g(0.55モル)を撹拌
下30分で滴下した。滴下の間、反応液の温度を20℃
以下に保った。滴下後、20℃〜30℃で30分撹拌
後、反応液を105℃に昇温させて2時間撹拌した。こ
れによりアスパラギン酸−N,N−二酢酸四ナトリウム
塩を液中収率99%(対アスパラギン酸−N−モノ酢
酸)で得た。この反応液を塩酸でpH=2として、3倍
の液量のメタノール中に滴下して、アスパラギン酸−
N,N−二酢酸の固形物を折出させた。この固形物をろ
別し、メタノールで洗浄後、これを真空乾燥器、60
℃、5時間乾燥させた。乾燥して得られた固形物の回収
率は96%、純度は99%であった。
成したグルタミン酸−N−モノ酢酸102.5g(0.
5モル)に対して、実施例11と同様な操作を実施し
た。これにより、グルタミン酸−N,N−二酢酸四ナト
リウム塩を液中収率99%(対グルタミン酸−N−モノ
酢酸)で得た。この反応液を塩酸でpH=2として、3
倍の液量のメタール中に滴下して、グルタミン酸−N,
N−二酢酸の固形物を折出させた。この固形物をろ別
し、メタノールで洗浄後、これを真空乾燥器、60℃、
5時間乾燥した。乾燥して得られた固形物の回収率は9
6%、純度は99%であった。
成したグルタミン酸−N−モノ酢酸三ナトリウム塩−N
−モノアセトニトリルの結晶50g(0.16モル)を
水50gと混合し、10℃に冷却させた。48℃水酸化
ナトリウム水溶液14.7g(0.18モル)を撹拌下
20分で滴下した。滴下の間、反応液の温度を20℃以
下に保った。滴下後、20℃〜30℃で30分撹拌後、
105℃に昇温させて2時間撹拌した。これによりグル
タミン酸−N,N−二酢酸四ナトリウム塩を液中収率9
9%(対グルタミン酸−N−モノ酢酸三ナトリウム塩−
N−モノアセトニトリル)で得た。この反応液を塩酸で
pH=2として、3倍の液量のメタノール中に滴下し
て、グルタミン酸−N,N−二酢酸の固形を折出させ
た。この固形物をろ別し、メタノールで洗浄後、これを
真空乾燥器、60℃、5時間乾燥させた。乾燥して得ら
れた固形物の回収率は97%、純度は99%であった。
成したアスパラギン酸−N−モノ酢酸三ナトリウム塩−
N−モノアセトニトリル47.4g(0.16モル)に
対して、実施例9と同様の操作を実施した。これによ
り、アスパラギン酸−N,N−二酢酸四ナトリウム塩を
液中収率99%(対アスパラギン酸−N−モノ酢酸三ナ
トリウム塩−N−モノアセトニトリル)で得た。この反
応液を、塩酸pH=2として、3倍の液量のメタノール
中に滴下して、アスパラギン酸−N,N−二酢酸の固形
物を折出させた。この固形物をろ別し、メタノールで洗
浄後、これを真空乾燥器、60℃、5時間乾燥させた。
乾燥して得られた固形物の回収率は98%、純度は99
%であった。
ム塩88.6g(0.5モル)、水200gの溶液に対
して、減圧下、105℃で、30分にわたり40%ホル
ムアルデヒド水溶液48.8g(0.65モル)と32
%シアン化ナトリウム水溶液99.5g(0.65モ
ル)が同時に滴下された。この反応の間、分留された水
と共にアンモニア約0.6モルが発生した。これによ
り、アスパラギン酸−N−,N−二酢酸四ナトリウム塩
を液中収率21%、アスパラギン酸−N−モノ酢酸三ナ
トリウム塩を液中収率79%(いずれも対アスパラギン
酸二ナトリウム塩)で、これらの混合液で得た。この反
応溶液を、放冷後、10℃に冷却し、48%グリコロニ
トリル水溶液59.4g(0.50モル)を撹拌下30
分で滴下した。滴下の間、反応液の温度を20℃以下に
保った。滴下後、20℃〜30℃で30分撹拌後、反応
液を10℃に冷却し、48℃水酸化ナトリウム水溶液4
2.5g(0.51モル)を撹拌下30分で滴下した。
滴下の間、反応液の温度を20℃以下に保った。滴下
後、20℃〜30℃で30分撹拌後、105℃に昇温さ
せて2時間撹拌した。これによりアスパラギン酸−N,
N−二酢酸四ナトリウム塩を液中収率99%(対アスパ
ラギン酸二ナトリウム塩)で得た。この反応液を塩酸で
pH=2として、3倍の液量のメタノール中に滴下し
て、アスパラギン酸−N,N−二酢酸の固形物を折出さ
せた。この固形物をろ別し、メタノールで洗浄後、これ
を真空乾燥器、60℃、5時間乾燥させた。乾燥して得
られた固形物の回収率は93%、純度は95%であっ
た。
成した、グルタミン酸−N−モノ酢酸三ナトリウム塩の
水溶液に対して、減圧下、105℃で、30分にわたり
30%ホルムアルデヒド水溶液48.8g(0.65モ
ル)と30%シアン化ナトリウム水溶液99.5g
(0.65モル)を同時に滴下した。この反応の間、分
留された水と共にアンモニア約0.6モルが発生した。
これにより、グルタミン酸−N,N−二酢酸四ナトリウ
ム塩を液中収率99%(対グルタミン酸モノナトリウム
塩一水和物)で得た。この反応液を塩酸でpH=2とし
て、3倍の液量のメタノール中に滴下して、グルタミン
酸−N,N−二酢酸の固形物を折出させた。この固形物
をろ別し、メタノールで洗浄後、これを真空乾燥器、6
0℃、5時間乾燥させた。乾燥して得られた固形物の回
収率は93%、純度は95%であった。
塩88.6g(0.5モル)、水200gの溶液に対し
て、減圧下、105℃で、2時間にわたり、30%ホル
ムアルデヒド水溶液100g(1.0モル)と30%シ
アン化ナトリウム水溶液164g(1.0モル)が同時
に滴下された。この反応の間、分留された水と共にアン
モニア約1モルが発生した。これにより、アスパラギン
酸−N,N−二酢酸四ナトリウム塩を液中収率83%
(対アスパラギン酸−N,N−ニナトリウム塩)で得
た。この水溶液を、塩酸でpH=2として、3倍の液量
のメタノール中に滴下して、アスパラギン酸−N,N−
二酢酸の固形物を折出させた。この固形物をろ別し、メ
タノールで洗浄後、これを真空乾燥器、60℃、5時間
乾燥させた。乾燥して得られた固形物の回収率は90
%、純度は93%であった。
蒸留装置を付した反応器に、グルタミン酸モノナトリウ
ム塩一水和物93.5g(0.5モル)、48%水酸化
ナトリウム水溶液133.3g(1.6モル)及び水3
0gを混合した。この混合液を10%に冷却し、48%
グリコロニトリル水溶液118.8g(1.0モル)を
撹拌下30分で滴下した。滴下の間、反応液の温度を2
0℃以下に保った。滴下後、20℃−30℃で30分撹
拌後、105℃に昇温させて2時間撹拌した。これによ
りグルタミン酸−N,N−二酢酸四ナトリウム塩を液中
収率75%(対グルタミン酸モノナトリウム塩一水和
物)で得た。この反応液を塩酸でpH=2として、3倍
の液量の、メタノール中に滴下して、グルタミン酸−
N,N−二酢酸の固形を折出させた。この固形をろ過
し、メタノールで洗浄後、これを真空乾燥器、60℃、
5時間乾燥させた。乾燥して得られた固形の回収率92
%、純度は93%であった。
れているEDTAに代わって、キレート作用があり、生
分解性のある化合物であるアミノジカルボン酸−N,N
−二酢酸類の製造法に関し、品質的、量的、価格的に安
定して供給されるアミノジカルボン酸誘導体を主たる原
料とし、操作的にも簡単で、グリコール酸、ニトリロト
リ酢酸などの分離しにくい副生物が少なく、高収率、高
純度で目的生成物であるアミノジカルボン酸−N,N−
二酢酸類を製造できる方法を開発できた。またいったん
アミノジカルボン酸−N−一酢酸類を製造し、これを本
発明とは別法によりアミノジカルボン酸−N,N−二酢
酸類としてもよく、あるいは原料として別法により製造
されたアミノジカルボン酸−N−一酢酸類を用いて本発
明方法によりアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類と
してもよい。この結果高純度アミノジカルボン酸−N,
N−二酢酸類を効率よく製造することができ、洗剤ビル
ダー、重金属封鎖剤、過酸化水素安定剤、写真用薬剤な
どに生分解性のあるキレート剤として安価に供給が可能
となった。
ニトリル(2)をアルカリ性条件下で反応させて一般式
(9)で示されるアミノジカルボン酸−N−酢酸−N−
シアノメチル類を製造し、次いで加水分解することによ
り一般式(5)で示されるアミノジカルボン酸−N、N
−二酢酸類
酸−N,N−二酢酸類を製造するための新しい方法に関
する。アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類はキレー
ト剤として、広く検討されてきている。現在、キレート
剤は洗剤組成物、洗剤ビルダー、重金属封鎖剤、過酸化
水素安定剤、写真用薬剤などに広く用いられているが、
これらの用途には一般的にEDTAが広く使用されてい
る。しかしEDTAに生分解性がないことから、蓄積に
よる環境汚染の危険があり生分解性のある代替品の研究
が盛んに行われている。その中で、アミノジカルボン酸
−N,N−二酢酸類は生分解性を有し、EDTAの代替
のキレート剤として有望なものである。
アミノジカルボン酸−N,N−二
酢酸類を製造する方法は従来から種々知られている。例
えば、
アルカリ条件下でアミノジカルボン酸に
二分子のクロル酢酸を付加してアミノジカルボン酸−
N,N−二酢酸塩類を合成する方法(西独特許3739
610号、特開昭63−267751)、
アミノジアカルボン
酸のアルカリ金属塩にホルムアルデヒドとアルカリ金属
シアン化物を反応させる方法(米国特許250001
9)、 アミノジカルボン酸のア
ルカリ金属塩にホルムアルデヒドと青酸を反応させ、中
間体として、アミノジカルボン酸−N,N−ジアセトニ
トリルを経由する方法(ドイツ特許4211713A
1) などの
提案がある。
しかしながら、アミノジカルボン酸
類にクロル酢酸を用いるの製造方法は、アミノジカル
ボン酸−N,N−二酢酸類の製造のために相応しい原料
を選んでいるとは言い難い。すなわち、クロル酢酸は、
アルカリ性において不安定な化合物であり、副反応によ
るグリコール酸への転化を避けるため、pHの厳密な制
御のもと、極めて徐々に反応系に添加しなければならな
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、副反応によるグリコール酸など
の副生物の存在が避けられない問題がある。
また、ホルムアルデヒドとアル
カリ金属シアン化物を反応させるの製造方法において
も、副反応が避けられず、グリコール酸、ニトリロトリ
酢酸等の副生があり、収率、純度の点で問題がある。特
に、該反応において、通常使用されているように理論量
の2〜2.5倍のホルムアルデヒドとアルカリ金属シア
ン化物を反応させた場合、目的とするアミノジカルボン
酸−N,N−二酢酸中に、中間生成物であるアミノジカ
ルボン酸−N−モノ酢酸の残存が避けられず、収率上
も、コスト的にも好ましくない。
更にの製造方法におい
ては、中間体としてのアミノジカルボン酸−N,N−ジ
アセトニトリルの合成については、α位のニトリル基の
効果により、反応の進行に問題があり、、更にの製造
方法等と同様にグリコール酸、ニトリロトリ酢酸等の副
生が避けられず、純度、収率の点で問題がある方法であ
る。 以上のように、従来の技術では、反応
の長時間化を避けられないばかりでなく、避けられない
副反応を抑制するための反応行程の制御及び更に副生物
の存在のため精製工程に煩雑な操作が要求され、且つ目
的とするアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類の収率
と純度の点で改善すべき問題があった。
一般式(6)で示されるアミノジカ
ルボン酸類と、グリコロニトリル(2)をアルカリ性条
件下で反応させて一般式(7)で示されるアミノジカル
ボン酸−N−モノシアノメチル類を製造し、加水分解し
てアミノジカルボン酸モノ酢酸類(8)を得、
ニトリル(2)をアルカリ性条件下で反応させて一般式
(9)で示されるアミノジカルボン酸−N−酢酸−N−
シアノメチル類を製造し、次いで加水分解することによ
り一般式(5)で示されるアミノジカルボン酸−N、N
−二酢酸類
類(3)またはアミノジカルボン酸−N−モノ酢酸類
(8)を単離または単離精製することを工程に含む〜
のいずれかに記載のアミノジカルボン酸−N,N−二
酢酸類の製造方法を開発することにより上記の目的を達
成した。
本発明の方法によれば、第一及び第
二シアノメチル化工程、第一及び第二カルボキシメチル
化工程により得られる一般式(5)のアミノジカルボン
酸−N−二酢酸類は、副生成物を殆ど含まない形で、高
純度、高収率で得られる。 アミノジカルボン
酸−N−,N−二酢酸類は、潮解性が強く、結晶化は困
難であり、生成した反応液中の不純物を精製除去するこ
とが難しい。そこで、結晶性の良い中間体の段階で結晶
化して精製することで、最終の目的物であるアミノジカ
ルボン酸−N,N−二酢酸類の純度を上げることが可能
である。 すなわち、高純度の目的物を得
るためには、合成中間体である、結晶性の良いアミノジ
カルボン酸−N−モノアセトニトリル類、アミノジカル
ボン酸−N−モノ酢酸類あるいはアミノジカルボン酸−
N−モノ酢酸−N−モノアセトニトリル類の段階でこれ
らを一旦分離、あるいは精製してから最終目的物に変換
することにより、アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸
類を高純度で容易に得ることができる。所望の場合は、
第二カルボキシメチル化工程後の反応液を、蒸発乾固あ
るいはスプレー乾燥等の手段で結晶化することより、ア
ミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類を単離することが
できる。アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸類の結晶
を得るためには、第二カルボキシメチル化工程後の反応
液に硫酸、塩酸、硝酸、好ましくは硫酸でpH=1〜
3、好ましくはpH=2に調製した後、2倍〜5倍量、
好ましくは約3倍量のメタノール中に注ぎ結晶化させ
る。また、このようにして得られたアミノジカルボン酸
−N,N−二酢酸類を所定量のアルカリ金属水酸化物、
アンモニア、有機アミンなどの塩基で中和、または部分
中和することにより必要とする塩の化合物を製造するこ
とができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 一般式(1)で示されるアミノジカルボ
ン酸類とグリコロニトリル(2)の反応をアルカリ性条
件下で行い、一般式(3)で示されるシアノメチル−ア
ミノジカルボン酸類を製造し、 【化1】 (但し、Xは互いに無関係に水素原子、アルカリ金属原
子、アンモニウム塩、アミン塩を意味し、nは0から5
までの数を、またZは水素原子またはCH2 COOXを
意味する。)次いで得られたシアノメチル−アミノジカ
ルボン酸類(3)を加水分解 【化2】 (但し、X、nは前記のとおり。)する二つの反応を含
むことを特徴とする一般式(5) 【化3】 (但し、X、nは前記のとおり。)で示されるアミノジ
カルボン酸−N,N−二酢酸類の製造方法。 - 【請求項2】 一般式(6)で示されるアミノジカルボ
ン酸類と、グリコロニトリル(2)をアルカリ性条件下
で反応させて一般式(7)で示されるアミノジカルボン
酸−N−モノシアノメチル類を製造し、加水分解してア
ミノジカルボン酸モノ酢酸類(8)を得、 【化4】 (但し、X、nは前記のとおり。)更にこれにグリコロ
ニトリル(2)をアルカリ性条件下で反応させて一般式
(9)で示されるアミノジカルボン酸−N−酢酸−N−
シアノメチル類を製造し、次いで加水分解することによ
り一般式(5)で示されるアミノジカルボン酸−N、N
−二酢酸類 【化5】 (但し、X、nは前記のとおり。)の製造方法。 - 【請求項3】 中間生成物としてシアノメチル−アミノ
ジカルボン酸類(3)またはアミノジカルボン酸−N−
モノ酢酸類(8)を単離または単離精製することを工程
に含む請求項1〜2のいずれかに記載のアミノジカルボ
ン酸−N,N−二酢酸類の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25554796A JPH1077253A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | アミノジカルボン酸−n,n−二酢酸類の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25554796A JPH1077253A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | アミノジカルボン酸−n,n−二酢酸類の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1077253A true JPH1077253A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=17280249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25554796A Pending JPH1077253A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | アミノジカルボン酸−n,n−二酢酸類の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1077253A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110123642A1 (en) * | 2008-06-26 | 2011-05-26 | Remi Wilmotte | H2o2-based aqueous biocidal composition, method of manufacture and use |
| WO2014090942A1 (en) | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Crystalline particles of glutamic acid n,n-diacetic acid |
| US9150780B2 (en) | 2010-12-17 | 2015-10-06 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Environmentally friendly stimulation fluids, processes to create wormholes in carbonate reservoirs, and processes to remove wellbore damage in carbonate reservoirs |
| CN105924365A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-09-07 | 河北诚信有限责任公司 | 一种利用管式反应器连续合成谷氨酸二乙酸四钠的方法 |
| US9587171B2 (en) | 2010-12-17 | 2017-03-07 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Ammonium salts of chelating agents and their use in oil and gas field applications |
| JP2017125079A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-20 | 昭和電工株式会社 | 洗浄剤組成物、洗浄剤、洗浄剤組成物の製造方法 |
| US9738594B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-08-22 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Crystalline particles of salts of glutamic acid N,N-diacetic acid |
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| CN115710194A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-02-24 | 天宝动物营养科技股份有限公司 | 甲基甘氨酸二乙酸三碱金属盐的制备方法及其生产系统 |
| JP2023175666A (ja) * | 2022-05-30 | 2023-12-12 | ヌーリオン ケミカルズ インターナショナル ベスローテン フェノーツハップ | キレート組成物の形成方法 |
-
1996
- 1996-09-04 JP JP25554796A patent/JPH1077253A/ja active Pending
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| US9815773B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-11-14 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Crystalline particles of glutamic acid N,N-diacetic acid |
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