JPH11269132A

JPH11269132A - （ｓ，ｓ）−エチレンジアミン−ｎ，ｎ′−ジコハク酸の製造方法

Info

Publication number: JPH11269132A
Application number: JP7553098A
Authority: JP
Inventors: Katsufumi Kujira; 勝文鯨; Mitsuko Yabe; 晃子矢部; Hiroshi Iwane; 寛岩根
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】生分解性を有するキレート化合物の高純度品
を簡便に且つ高回収率で得る方法の提供。【解決手段】水性溶媒中、塩基性金属化合物の存在
下、Ｌ−アスパラギン酸をジハロエタンと反応させて
（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク酸
金属塩を生成せしめ、この金属塩の水溶液から晶析によ
り（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク
酸を得る方法において、晶析をメタノールの存在下、無
機酸を添加することにより行うことを特徴とする（Ｓ，
Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク酸の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は下記構造式（Ｉ）で
示される（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジ
コハク酸（以下、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハ
ク酸をＥＤＤＳと略記することがある）の製造方法に関
する。

【０００２】

【化１】

【０００３】詳しくは、Ｌ−アスパラギン酸とジハロエ
タンとを塩基性水性媒体中で反応させて得られた（Ｓ，
Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク酸金属塩
の水溶液から（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′
−ジコハク酸を晶析させる方法の改良に関する。ＥＤＤ
Ｓは、実用的なキレート力と生分解性を併せ持ち、毒性
もなく、例えば洗剤用ビルダーとして用いられる。

【０００４】

【従来の技術】従来より知られているキレート化合物と
して、例えばトリポリリン酸ナトリウムは優れたキレー
ト力を有し、洗剤ビルダーに用いられてきたが、リンを
含有するため河川又は湖沼の富栄養化を招く一因となり
現在は使用されていない。現在使用されている洗剤ビル
ダーとしてはゼオライトが多く用いられているが、キレ
ート力が弱く、また無機物であるため生分解性が無く、
水にも不溶のため排水管等への固着といった問題点があ
る。一般に最も知られたキレート化合物としてはエチレ
ンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴ
Ａ）がある。これらは極めて安定したキレート力を有す
るが、例えばＥＤＴＡは生分解性に乏しく環境中に放出
されたとき、生体に有害な重金属を可溶化してしまうの
で、環境中に蓄積されてしまうことが懸念される。また
ＮＴＡは生分解性は有してはいるが、そのものの毒性が
懸念され使用には注意を要する。

【０００５】これらのキレート化合物に比べＥＤＤＳ
は、実用的なキレート力、生分解性を持ち毒性もなく、
今後の需要増大が期待される。ＥＤＤＳには二個の不斉
炭素が存在し、三種の光学異性体が存在する。これらの
異性体のうちＳ，Ｓ体は優れた生分解性を有している
が、Ｒ，Ｒ体は生分解性に乏しくＥＤＴＡと同様環境問
題の懸念があり、またＲ，Ｓ体はＳ，Ｓ体に比べ生分解
の速度が遅く容易に生分解する化合物とは言い難い。

【０００６】ＥＤＤＳを製造する方法については従来か
ら、いろいろな提案がなされている。例えばラセミ体の
ＥＤＤＳ製造方法としては、エチレンジアミンにマレイ
ン酸を付加する方法（ＺｈｕｒｎａｌＯｂｓｈｃｈｅ
ｉＫｈｉｎｉｉ．，４９，６５９（１９７８））が知
られている。またＳ，Ｓ−ＥＤＤＳを製造する方法とし
てはジブロモエタンにＬ−アスパラギン酸を付加する方
法（Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，７．２４０５（１９６
８））、ジクロロエタンにＬ−アスパラギン酸を付加す
る方法（Ｃｈｅｍ．Ｚｖｅｓｔｉ．，２０，４１４（１
９６６））又はジカルボニル化合物（グリオキザール）
とアミノカルボン酸（Ｌ−アスパラギン酸）からシッフ
塩基を生成させた後、還元反応により製造する方法（Ｗ
Ｏ９６／３２３７１号公報）等が知られている。

【０００７】これらの方法で得られたＥＤＤＳ金属塩は
通常、反応液に塩酸等の無機酸を添加し特定ｐＨ域で析
出する結晶を取り、晶析、精製を行う。但し、高純度の
ＥＤＤＳを単離するのは難しく、多くの場合は晶析を数
度繰り返し実施している。この晶析に関しては、ＥＤＤ
Ｓ金属塩濃度を低く設定したり、６０℃加温下で酸析し
室温まで冷却する方法（ＷＯ９６／０１８０３号公報）
が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の方法により高純度ＥＤＤＳを得ようとすれば、煩雑な
晶析工程が必要であったり、また繰り返し晶析を行う等
の方法が必要となり、結局ＥＤＤＳ回収率も低下してし
まう等、工業的製法としては問題がある。本発明は、簡
便なプロセスにより、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳに夾雑し易
い、原料Ｌ−アスパラギン酸を殆んど含まない高純度な
（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳを高回収率（高収率）で得る工業
的製法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる事
情に鑑み鋭意検討した結果、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳの晶
析をメタノールの存在下、無機酸を加えて行うことによ
り前記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成す
るに至った。即ち、本発明の要旨は、水性溶媒中、塩基
性金属化合物の存在下、Ｌ−アスパラギン酸をジハロエ
タンと反応させて（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，
Ｎ′−ジコハク酸金属塩を生成せしめ、この金属塩の水
溶液から晶析により（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−
Ｎ，Ｎ′−ジコハク酸を得る方法において、晶析をメタ
ノールの存在下、無機酸を添加することにより行うこと
を特徴とする（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′
−ジコハク酸の製造方法、にある。以下、本発明を詳細
に説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】［ＥＤＤＳ金属塩の製造］ＥＤＤ
Ｓ金属塩の製造はジハロエタン、Ｌ−アスパラギン酸及
び金属化合物を原料とし、水性溶媒中で行う。ジハロエ
タンとしては１，２−ジクロロエタン、１，２−ジブロ
モエタンが好ましく使用できるが、価格、毒性等の点か
ら１，２−ジクロロエタンが好ましい。

【００１１】ジハロエタンは、Ｌ−アスパラギン酸１モ
ルに対し０．５〜０．７モル用いることが好ましく、若
干過剰に用いることが、より好ましい。０．５モルより
も少ないと、Ｌ−アスパラギン酸が反応液中に大量に残
存し晶析での精製効率を著しく低下させ、またコスト的
にも不利であり、０．７モルよりも多くても特に効果は
なく、副生成物の増加や、コストアップに繋がり好まし
くない。水性溶媒としては、水が好ましく、有機溶媒を
併用することができる。例えば、晶析の際に共存させる
メタノールを予め添加しておいても差し支えない。但
し、メタノールの添加は反応速度を若干促進するが、ま
た一方で反応液量の増大や、反応圧力上昇を招くため通
常は水単独溶媒で行うことが、好ましい。その他グリコ
ール類（例えばエチレングリコール等）を用いるとやは
り反応速度は向上するが、回収が困難であり、添加しな
いほうが好ましい。水性溶媒の量は原料であるＬ−アス
パラギン酸ジアルカリ塩濃度が５〜５０重量％になるよ
うに使用することが好ましい。

【００１２】金属化合物としては、塩基性の金属化合物
であれば、特に限定されないが、アルカリ金属水酸化
物、アルカリ土類金属水酸化物が好ましく、より具体的
には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグ
ネシウム、水酸化カルシウム又はこれらの混合物が挙げ
られる。この際アルカリ金属水酸化物とアルカリ土類金
属水酸化物を併用することが特に好ましい。金属化合物
の使用量は、アルカリ金属水酸化物であれば、Ｌ−アス
パラギン酸１モルに対し２．０〜４．０モルの範囲が好
ましい。２．０モルより少ないと、Ｌ−アスパラギン酸
の溶解が不十分となり、反応速度が低下する。また４．
０モルより多くても、副反応が起り易くなり好ましくな
い。

【００１３】尚、金属化合物の添加時期は、反応前であ
れば特に限定されるものではないが、Ｌ−アスパラギン
酸及び金属化合物を最初に反応器に導入し、Ｌ−アスパ
ラギン酸の金属塩としてから、ジハロエタンを導入する
方法を採用するのが、Ｌ−アスパラギン酸の溶解性向
上、発熱の防止の観点から好ましい。反応温度は５０〜
１４０℃の範囲で行う。５０℃よりも低温では反応速度
が著しく低下し、１４０℃よりも高温では選択性が低下
し、Ｌ−アスパラギン酸のラセミ化が懸念される。反応
圧力は温度にもよるが、常圧、若しくは加圧で行う。反
応時間はその他の条件にもよるが、Ｌ−アスパラギン酸
転化率が５０％以上、好ましくは７０％以上となるまで
行うが、通常は０．５〜５０時間の範囲である。

【００１４】［晶析］反応終了後、晶析前に反応液中の
未反応ジハロエタンを留去する。添加するメタノールは
反応液に対して１０〜２００重量％の範囲内で添加す
る。これよりも少ないと十分な効果が現れず、またこれ
以上添加しても効果はなく、ただ回収するメタノール量
のみが増加することになる。使用する無機酸としては、
塩酸又は硫酸が好ましく、反応液とメタノール混合液中
に少量ずつ添加していく。この際濃度が高い場合には発
熱が激しくメタノール蒸気の気散を招く等の安全性に問
題があるため、酸は水で３〜３０重量％程度に希釈した
ものを使用することが好ましい。

【００１５】晶析温度は特に限定しないが、５〜５０
℃、通常は室温付近で行えば問題ない。酸の添加により
発熱するが、その場合には酸添加量で調節可能であり、
冷却しながら酸を添加してもよい。酸の添加時間は０．
５〜１０時間の範囲で行い、この際反応液は撹拌をして
おく。

【００１６】晶析はｐＨを確認しながら酸を加えてゆく
が、ｐＨ４．０〜５．０近辺で（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳの
結晶が析出する。その後ｐＨを保持するために、酸を少
量添加し、ｐＨの上昇がなくなるまで行う。ｐＨをより
酸性側にすれば未反応Ｌ−アスパラギン酸の析出量が増
加し、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳ純度が低下する。メタノー
ル共存晶析ではｐＨ４付近で（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳ回収
率はほぼ１００％であり、それ以上の酸を添加する必要
はない。

【００１７】析出した結晶は、必要に応じて、加圧濾
過、減圧濾過、遠心分離等、通常の濾過方法で濾過を行
う。得られたケーキは、ほぼ同量の水で二、三回洗浄を
行うことが好ましい。その後、ほぼ同量のメタノールで
洗浄を行い、極力水切りを行う。このメタノール洗浄を
行えば、その後の乾燥時間が大幅に短縮され作業効率が
向上するばかりでなく、水と共に持ち込む不純物を削減
でき、結果として、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳの純度が向上
する。このように（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳ含有ケーキを晶
析で用いたものと同じメタノールで洗浄することによ
り、その後の乾燥作業効率が大幅に向上し、用いたメタ
ノールは水と共沸せず沸点も低く容易に回収再使用でき
る。濾過母液からは、使用したメタノールを減圧又は常
圧で容易に回収でき、回収されたメタノールは再使用す
ることができる。

【００１８】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り
実施例に限定されるものではない。実施例１Ｌ−アスパラギン酸（和光純薬工業株式会社製）１３．
３ｇ（１００ミリモル）と水酸化ナトリウム（和光純薬
工業株式会社製）８．３ｇ（２０８ミリモル）を水３０
ｍｌに溶解させた水酸化ナトリウム水溶液を発熱に注意
しながら混合し、Ｌ−アスパラギン酸ジナトリウム塩を
合成する。この水溶液を１００ｍｌオートクレーブに仕
込み、次に水酸化マグネシウム（和光純薬工業株式会社
製）２．９ｇ（５０ミリモル）、１，２−ジクロロエタ
ン（和光純薬工業株式会社製）５．９ｇ（６０ミリモ
ル）を加え、撹拌しながら１１０℃で８時間反応した。
その時の圧力は約２ｋｇ／ｃｍ²・Ｇであった。

【００１９】反応終了後、反応液を抜き出し１０ｍｌの
水で容器を洗浄した。反応液を一部取り、高速液体クロ
マトグラフィーで分析したところ、Ｌ−アスパラギン酸
転化率は７８％であり、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳ収率は７
２％（Ｌ−アスパラギン酸基準）であった。その後、極
微量の未反応１，２−ジクロロエタンを減圧下留去を行
った。回収反応液は６８ｇであり、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤ
Ｓ１０．５ｇ（１５．４重量％）、Ｌ−アスパラギン酸
２．９ｇ（３．７重量％）を含有した白濁溶液であっ
た。

【００２０】１００ｍｌビーカーに前記反応で得られた
反応液２０ｇ（ＥＤＤＳ３．０９ｇ、Ｌ−アスパラギン
酸０．８５ｇ含有）を取り、メタノール２０ｇを加え
た。撹拌しながらｐＨメーターによりｐＨを測定したと
ころ、９．８９であった。この時の液温は２２℃であっ
た。１０重量％硫酸水溶液を加えていったところ、ｐＨ
４．８で白色の結晶が析出した。この時の液温は２９℃
であった。その後１０重量％硫酸を少量ずつ添加しなが
らｐＨを４．３〜４．８に保ち晶析を行った。ｐＨの上
昇がなくなってから、更に３０分間撹拌し晶析を継続
し、その後、吸引濾過により析出した結晶を濾過、分離
した。１５ｍｌの水でケーキを三回洗浄した後、１５ｍ
ｌのメタノールで三回洗浄し、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳケ
ーキ５．９ｇを回収した。約５０℃、１０ｍｍＨｇの条
件で乾燥したところ、約２時間で恒量に達し、その重量
は３．０９ｇであった。

【００２１】得られた結晶を液体クロマトグラフィーで
分析したところ、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳは３．０３ｇ
（晶析回収率９８．１％）含有しており、純度は９８．
１重量％であった。不純物として、０．７重量％（２１
ｍｇ）のＬ−アスパラギン酸、１．７重量％の水分、５
０ｐｐｍのナトリウムが含有されていた。濾過母液より
メタノールが１８．９ｇ（回収率９４．５％）回収され
た。

【００２２】比較例１実施例１と同様の反応液２０ｇ（ＥＤＤＳ３．０９ｇ、
Ｌ−アスパラギン酸０．８５ｇ含有）を１００ｍｌビー
カーに取り、実施例１と同様に１０重量％硫酸水溶液を
加えた。ｐＨ４．０で白色の結晶が析出した。この時の
液温は３４℃であった。その後１０重量％硫酸を少量ず
つ添加しながらｐＨ３．５〜４．０に保ち晶析を行っ
た。その後ｐＨの上昇がなくなってから、更に３０分間
晶析を行った。この時反応液は高濃度スラリーで撹拌効
率はかなり悪い状態であった。析出した結晶を実施例１
と同様に吸引濾過を行い、１５ｍｌの水で三回洗浄した
後、ケーキを回収した。重量は６．６ｇで、約５０℃、
１０ｍｍＨｇの条件で乾燥した。約２日間で恒量に達
し、秤量したところ、３．０２ｇであった。

【００２３】得られた結晶を液体クロマトグラフィーで
分析したところ、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳ２．８７ｇ（晶
析回収率９２．９％）含有しており、純度は９５．０重
量％であった。不純物としては、２．１重量％（６３ｍ
ｇ）のＬ−アスパラギン酸、５．２重量％の水分、８０
ｐｐｍのナトリウムが含有されていた。

【００２４】比較例２実施例１と同様の反応液２０ｇ（ＥＤＤＳ３．０９ｇ、
Ｌ−アスパラギン酸０．８５ｇ含有）を１００ｍｌビー
カーに取り、水２０ｇを加えた。実施例１と同様に１０
重量％硫酸水溶液を加えた。ｐＨ４．０で白色の結晶が
析出した。この時の液温は３０℃であった。その後１０
重量％硫酸を少量ずつ添加しながらｐＨ３．５〜４．０
に保ち晶析を行った。その後ｐＨの上昇がなくなってか
ら更に３０分間晶析を行った。析出した結晶を実施例１
と同様に吸引濾過を行い、１５ｍｌの水で三回洗浄した
後、ケーキを回収した。重量は７．０ｇで、約５０℃、
１０ｍｍＨｇの条件で乾燥した。約２日間で恒量に達
し、秤量したところ、２．９８ｇであった。

【００２５】得られた結晶を液体クロマトグラフィーで
分析したところ、（Ｓ，Ｓ）−ＥＤＤＳ２．８５ｇ（晶
析回収率９２．２％）含有しており、純度は９５．６重
量％であった。不純物としては、１．６重量％（４８ｍ
ｇ）のＬ−アスパラギン酸、２．９重量％の水分、７０
ｐｐｍのナトリウムが含有されていた。

【００２６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、簡便なプロセス
で、生分解性を持つ、キレート化合物（Ｓ，Ｓ）−ＥＤ
ＤＳの高純度品を高回収率（高収率）で得ることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性溶媒中、塩基性金属化合物の存在
下、Ｌ−アスパラギン酸をジハロエタンと反応させて
（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク酸
金属塩を生成せしめ、この金属塩の水溶液から晶析によ
り（Ｓ，Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク
酸を得る方法において、晶析をメタノールの存在下、無
機酸を添加することにより行うことを特徴とする（Ｓ，
Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク酸の製造
方法。
【請求項２】ジハロエタンが、ジクロロエタンである
ことを特徴とする請求項１に記載の（Ｓ，Ｓ）−エチレ
ンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク酸の製造方法。
【請求項３】金属化合物が、アルカリ金属水酸化物で
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の（Ｓ，
Ｓ）−エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ジコハク酸の製造
方法。