JPS5950663B2 - Method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acid - Google Patents
Method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acidInfo
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- JPS5950663B2 JPS5950663B2 JP56064638A JP6463881A JPS5950663B2 JP S5950663 B2 JPS5950663 B2 JP S5950663B2 JP 56064638 A JP56064638 A JP 56064638A JP 6463881 A JP6463881 A JP 6463881A JP S5950663 B2 JPS5950663 B2 JP S5950663B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、γ−アミノーβ−ヒドロキシ酪酸の製法、特
に工業的にすぐれたエピクロルヒドリン、一酸化炭素、
塩基物質およびアルコールとをコバルトカルボニル触媒
により反応させγ−ク口、ローβ−ヒドロキシ酪酸エス
テルとし、これをアンモニアと反応させて、4−ヒドロ
キシー2−ピロリドンとし、次いでこれを加水分解して
、γ一アミノーβ−ヒドロキシ酪酸塩とし、これを精製
してγ−アミノーβ−ヒドロキシ酪酸とすると共フに、
前記工程中において分離されるコバルトを回収し、これ
をカルボニル化してコバルトカルボニル触媒とする各工
程結合によるγ−アミノーβ−ヒドロキシ酪酸の製造法
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acid, particularly industrially excellent epichlorohydrin, carbon monoxide,
A basic substance and an alcohol are reacted with a cobalt carbonyl catalyst to form a γ-hydroxybutyric acid ester, which is reacted with ammonia to form 4-hydroxy-2-pyrrolidone, which is then hydrolyzed to form a γ-hydroxybutyric acid ester. When monoamino-β-hydroxybutyrate is purified and γ-amino-β-hydroxybutyric acid is obtained,
The present invention relates to a method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acid by collecting cobalt separated during the above steps and carbonylating it into a cobalt carbonyl catalyst.
γ−アミノーβ−ヒドロキシ酪酸は、脳機能代5謝調整
剤として有用な医薬品である。γ-Amino-β-hydroxybutyric acid is a useful pharmaceutical agent as a brain function and metabolism regulator.
これを製造する方法としては、いろいろ提案されている
が、例えば、エピクロルヒドリンに青酸ソーダ、および
アンモニア、炭酸アンモニウム、フタルイミドなどのよ
うなアミノ化剤を反応させ、γ−アミノ(又はフタルイ
ミノ)−β−ヒドロキシブチロニトリルとし、次いでこ
れを鉱酸により加水分解する方法(特公昭33−JモV2
号、同昭37−17577号、同昭37−12664号
)、また、エピクロルヒドリンと青酸とを反応させ、γ
−クロロ−β−ヒドロキシブチロニトリルとし、次いで
これを過酸化水素とアルカリとにより、γ−クロロ−β
−ヒドロキシ酪酸アミドとし、さらにこれにアンモニア
により、γ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸アミドとし、
これを加水分解する方法(特公昭53−13611号)
などがあるが、これらは、いずれも猛毒で高価な青酸、
又は青酸ソーダを使用するので好ましくない゜
また青酸や青酸ソーダなど使用しない方法としては、ビ
ニル酢酸、ビニル酢酸アミドからγ−アミノ−β−ヒド
ロキシ酪酸とし、これを加水分解する方法(特公昭53
−13610号、特開昭49−218号、同昭49−7
6820号、同昭49−80017号)などが.あるが
、これらはいずれも原料入手、安定性、および収率の点
から好ましい方法でない。Various methods have been proposed for producing this, but for example, by reacting epichlorohydrin with sodium cyanide and an aminating agent such as ammonia, ammonium carbonate, phthalimide, etc., γ-amino (or phthalimino)-β- A method of producing hydroxybutyronitrile and then hydrolyzing it with a mineral acid (Japanese Patent Publication No. 33-J-Mo V2)
No. 37-17577, No. 12664-1973), and also by reacting epichlorohydrin and hydrocyanic acid, γ
-Chloro-β-hydroxybutyronitrile, which was then treated with hydrogen peroxide and an alkali to produce γ-chloro-β-hydroxybutyronitrile.
-hydroxybutyric acid amide, and further adding ammonia to this to form γ-amino-β-hydroxybutyric acid amide,
A method of hydrolyzing this (Special Publication No. 13611/1989)
These are all highly poisonous and expensive cyanide,
Also, as a method that does not use hydrocyanic acid or sodium cyanide, it is a method of converting vinyl acetic acid or vinyl acetate amide into γ-amino-β-hydroxybutyric acid and hydrolyzing this (Japanese Patent Publication No. 53
-13610, JP-A-49-218, JP-A-49-7
No. 6820, No. 80017 (Sho 49-80017), etc. However, none of these methods is preferable from the viewpoint of raw material availability, stability, and yield.
本発明は、これらの欠点を解決することを目的とし、エ
ピクロルヒドリン、一酸化炭素、塩基物質およびアルコ
ールを原料とし、コバルトカルボニル触媒.を用いて反
応させ、γ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルとし
、これをアンモニアと反応させ4−ヒドロキシ−2−ピ
ロリドンとし、次いでこれを加水分解して、γ−アミノ
−β−ヒドロキシ酪酸塩とすると共に、前記γ−クロロ
−β−ヒト.ロキシ酪酸エステル生成液中に含有するコ
バルトを回収してこれを再生することにより触媒を再利
用できるようにした収率の高い工業的に有利なγ−アミ
ノ−β−ヒドロキシ酪酸の製造法を提供しようとするも
のである。すなわち、本発明は、
(1)エピクロルヒドリン、一酸化炭素、塩基物質およ
びアルコールをコバルトカルボニル触媒の存在下、反応
させ、γ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルを生成
させるカルボニル化工程、(2幼4ルボニル化工程の生
成液に、鉱酸または鉱酸と酸素を供給し、コバルトカル
ボニル触媒を分解する触媒分解工程、(3)触媒分解工
程の触媒分解液中のアルコールを蒸留により除去するア
ルコール除去工程、(4)アルコール除去工程のアルコ
ール除去液に水または水と抽出溶剤との混合液を供給し
、γ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルを有機層に
、コバルト化合物を水層に含有させ、次いで、これを分
離する有機層と水層との分離工程、(5)有機層を蒸留
してγ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルを分離す
る精製工程、(6)精製工程で精製したγ−クロロ−β
−ヒドロキシ酪酸エステルとアンモニアとを反応させ、
4−ヒドロキシ−2−ピロリドンとするアミノ化反応工
程、(7)アミノ化反応工程で生成した反応液に塩基を
供給し、これを加水分解して、γ−アミノ−β−ヒドロ
キシ酪酸塩とする加水分解工程、(8)加水分解工程の
反応液から、γ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸を精製す
る精製工程からなり、(9)一方(4)の有機層と水層
との分離工程で分離した水層にアルカリ金属の炭酸塩又
は水酸化物を供給し、コバルト化合物として回収するコ
バルト回収工程、(10)コバルト回収工程で回収した
コバルト化合物をカルボニル化し、コバルトカルボニル
とする触媒製造工程とを結合してなることを特徴とする
。The present invention aims to solve these drawbacks, and uses epichlorohydrin, carbon monoxide, a basic substance, and alcohol as raw materials, and a cobalt carbonyl catalyst. This is reacted with ammonia to give 4-hydroxy-2-pyrrolidone, which is then hydrolyzed to give γ-amino-β-hydroxybutyrate. and the γ-chloro-β-human. Provided is an industrially advantageous method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acid with a high yield, which enables the reuse of the catalyst by recovering and regenerating the cobalt contained in the roxybutyric acid ester production liquid. This is what I am trying to do. That is, the present invention comprises: (1) a carbonylation step in which epichlorohydrin, carbon monoxide, a basic substance, and alcohol are reacted in the presence of a cobalt carbonyl catalyst to produce γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester; Catalytic decomposition step in which a mineral acid or a mineral acid and oxygen are supplied to the liquid produced in the carbonylation step to decompose the cobalt carbonyl catalyst; (3) an alcohol removal step in which alcohol in the catalyst decomposition liquid in the catalyst decomposition step is removed by distillation; , (4) Supplying water or a mixture of water and an extraction solvent to the alcohol removal solution in the alcohol removal step, allowing the γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester to be contained in the organic layer and the cobalt compound in the aqueous layer, and then , a separation step of separating an organic layer and an aqueous layer, (5) a purification step of distilling the organic layer to separate γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester, and (6) a γ-chloro purified in the purification step. −β
- Reacting hydroxybutyric acid ester and ammonia,
Amination reaction step to produce 4-hydroxy-2-pyrrolidone, (7) Supplying a base to the reaction solution produced in the amination reaction step and hydrolyzing it to produce γ-amino-β-hydroxybutyrate. Hydrolysis step, (8) Purification step of purifying γ-amino-β-hydroxybutyric acid from the reaction solution of the hydrolysis step, (9) On the other hand, it is separated in the separation step of (4) organic layer and aqueous layer. a cobalt recovery step in which an alkali metal carbonate or hydroxide is supplied to the aqueous layer and recovered as a cobalt compound, and (10) a catalyst production step in which the cobalt compound recovered in the cobalt recovery step is carbonylated to produce cobalt carbonyl. It is characterized by being combined.
以下、さらに詳しく本発明を説明する。The present invention will be explained in more detail below.
まず(l)のエピクロルヒドリンをカルボニル化する工
程は、エピクロルヒドリン、一酸化炭素、アルコール及
び塩基物質をコバルトカルボニルの存在下、反応させ、
γ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルを含む反応液
とする工程であるが、この工程において用いるエピクロ
ルヒドリンは、高純度のものが、好ましいが、これらに
限られるものではない。First, the step (l) of carbonylating epichlorohydrin involves reacting epichlorohydrin, carbon monoxide, alcohol, and a basic substance in the presence of cobalt carbonyl;
In this step, a reaction solution containing γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester is obtained. The epichlorohydrin used in this step is preferably of high purity, but is not limited to these.
又一酸化炭素は、水素、不活性ガスなどの混合ガスであ
つても支障はないが純度の高いものが好ましい。また、
エステル部分となる脂肪族アルコールについては、メタ
ノール、エタノール、イソプロパノール及びn−ブタノ
ールから選ばれたものが好ましいが、これらに制限され
るものではない。Although carbon monoxide may be a mixed gas of hydrogen, inert gas, etc., it is preferable to use a highly pure carbon monoxide. Also,
The aliphatic alcohol serving as the ester moiety is preferably selected from methanol, ethanol, isopropanol, and n-butanol, but is not limited thereto.
また、これらに脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、アセ
トン、水などを共存させることもできる。脂肪族アルコ
ールの使用量はエピクロルヒドリン1モル当り1〜20
倍モル、好ましくは、5 〜10倍モルである。触媒と
して使用するコバルトカルボニルは、ジコバルトオクタ
カルボニル、ヒドロコバルトテトラカルボニル及びその
ナトリウム塩、コバルトテトラカルボニルアニオンの脂
肪族アルコールまたは、アセトン溶液から選ぶことが出
来る。Moreover, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, acetone, water, etc. can also be made to coexist with these. The amount of aliphatic alcohol used is 1 to 20 per mole of epichlorohydrin.
It is twice the molar amount, preferably 5 to 10 times the molar amount. The cobalt carbonyl used as a catalyst can be selected from dicobalt octacarbonyl, hydrocobalt tetracarbonyl and its sodium salt, and an aliphatic alcohol or acetone solution of cobalt tetracarbonyl anion.
コバルトカルボニルの使用量は、エピクロルヒドリン1
モルに対し、0.005〜1モル、好ましくは、0.0
1〜0.25モルである。The amount of cobalt carbonyl used is 1 part of epichlorohydrin.
0.005 to 1 mol, preferably 0.0 to mol
It is 1 to 0.25 mol.
塩基としては、反応系中で塩基性を示す、アルカリ金属
化合物またはアルカリ土類金属化合物、及びアミン類が
使用され、これらを併用してもよい。As the base, alkali metal compounds or alkaline earth metal compounds and amines that exhibit basicity in the reaction system are used, and these may be used in combination.
具体的には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化
物、水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、燐酸塩、有機酸塩、
脂肪族および芳香族アルコラードが挙げられるが例えば
、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム
、炭酸水素カリウム、酢酸ナトリウム、ナトリウムアル
コラード、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好まし
い。又アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチル
アミンなどである。これらの塩基ば、エピクロルヒドリ
ン1モルに対し、0.01〜1モル、好ましくは0.0
3〜0.1モル使用され、反応系中の阻を調節し、触媒
活性を維持し、反応は高い選択率で進行する。Specifically, alkali metal or alkaline earth metal oxides, hydroxides, carbonates, bicarbonates, phosphates, organic acid salts,
Examples include aliphatic and aromatic alcoholades, and preferred examples include sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium acetate, sodium alcoholade, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. Examples of the amine include trimethylamine and triethylamine. These bases are 0.01 to 1 mol, preferably 0.0 mol, per 1 mol of epichlorohydrin.
It is used in an amount of 3 to 0.1 mol to control inhibition in the reaction system, maintain catalyst activity, and allow the reaction to proceed with high selectivity.
なお、これらの塩基は、完全溶解せずに、一部不溶解の
状態であつても何ら反応の障害とはならない。反応温度
は、0〜100℃、好ましくは10〜60℃である。Note that even if these bases are not completely dissolved and are partially undissolved, they do not impede the reaction in any way. The reaction temperature is 0 to 100°C, preferably 10 to 60°C.
反応圧力は、常圧〜200気圧、通常は常圧〜100気
圧で特に好ましくは、5〜30気圧である。The reaction pressure is from normal pressure to 200 atm, usually from normal pressure to 100 atm, particularly preferably from 5 to 30 atm.
次に、(2)の前記生成液中のコバルトカルボニルの分
解工程は、鉱酸単独又は鉱酸と酸素との共存下に行われ
る。使用する鉱酸としては、硫酸、塩酸が好ましい。Next, the step (2) of decomposing cobalt carbonyl in the product liquid is performed with a mineral acid alone or in the coexistence of a mineral acid and oxygen. The mineral acid used is preferably sulfuric acid or hydrochloric acid.
使用する鉱酸は、水溶液、アルコール溶液等を使用する
のが通常であるが、塩化水素ガス、純硫酸も使用できる
。使用する鉱酸量は、コバルトカルボニルに対し、1.
0〜20倍モルであるが、好ましくは、2〜10倍モル
である。The mineral acid used is usually an aqueous solution or an alcohol solution, but hydrogen chloride gas or pure sulfuric acid can also be used. The amount of mineral acid used is 1.
The amount is 0 to 20 times by mole, preferably 2 to 10 times by mole.
又触媒を分解する際、酸素を共存させることにより、分
解を促進させることが出来る。Further, when decomposing the catalyst, the decomposition can be promoted by allowing oxygen to coexist.
酸素としては、純酸素でもよいが、好ましくは、空気を
使用する。Although pure oxygen may be used as oxygen, air is preferably used.
酸素は、反応液中にバブリングするのが好ましく、使用
量は、コバルトカルボニルに対して等モル以上である。
触媒分解工程では、温度0〜80℃好ましくは10ノノ
〜70℃で行うことができる。Oxygen is preferably bubbled into the reaction solution, and the amount used is at least equimolar to cobalt carbonyl.
The catalytic decomposition step can be carried out at a temperature of 0 to 80°C, preferably 10 to 70°C.
次に(3)のアルコール除去工程で、過剰のアルコール
を留去し濃縮液が得られる。Next, in the alcohol removal step (3), excess alcohol is distilled off to obtain a concentrated liquid.
(4)の有機層と水層との分離工程は前記(3)の工程
で得られる濃縮液に、水または水と抽出剤を加え、γ−
クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルを含む有機層と、
コバルト化合物を含む水層とに分離するが、この場合、
水だけではなく抽出剤を使用することが好ましい。抽出
剤としては、特に制限はないが、ハロゲン化炭化水素、
エステル、ケトン、エーテルなどが好ましい。The step (4) of separating the organic layer and the aqueous layer involves adding water or water and an extractant to the concentrated liquid obtained in step (3) above, and adding γ-
an organic layer containing chloro-β-hydroxybutyric acid ester;
It separates into an aqueous layer containing cobalt compounds, but in this case,
Preferably, an extractant is used in addition to water. There are no particular restrictions on the extractant, but halogenated hydrocarbons,
Esters, ketones, ethers, etc. are preferred.
具体的には、ジクロルメタン、クロロホルム、四塩化炭
素、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、酢酸エステル
、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテ
ル等である。使用する水の量は、副生する塩たとえば、
塩基物質としてNa2cO3を用いればNaClが副生
するが、その塩の溶解度以上に加える方が以後均一溶液
として取り扱いが出来ることから操業上好ましい(5)
前記工程で分離した有機層からγ−クロロ−β−ヒドロ
キシ酪酸エステルを精製する工程では、まず蒸留により
、抽出溶剤や低沸物を留去後、γ−クロロ−β−ヒドロ
キシ酪酸エステルを蒸留により回収する。Specifically, they include dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene, dichlorobenzene, acetate, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ether, diisopropyl ether, and the like. The amount of water used depends on the amount of by-product salt, e.g.
If Na2cO3 is used as a base substance, NaCl will be produced as a by-product, but it is preferable for operations to add more than the solubility of the salt because it can be handled as a homogeneous solution (5).
In the step of purifying γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester from the organic layer separated in the above step, first, the extraction solvent and low-boiling substances are distilled off, and then the γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester is distilled off. to recover.
回収するγ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルの純
度は、高いほど好ましいが、85%以上であれば、次工
程でなんら影響なく、使用出来る。The higher the purity of the recovered γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester, the better, but if it is 85% or higher, it can be used in the next step without any adverse effects.
(6)前記工程で回収したγ−クロロ−β−ヒドロキシ
酪酸エステルをアンモニアと反応させ、4−ヒドロキシ
−2−ピロリドンとするアミノ化工程では、過剰なアン
モニアを使用すること及び後記する反応温度範囲で実施
することにより、4−ヒドロキシ−2−ピロリドンを収
率よく得られる。使用するアンモニアは、特に制限は無
いが、アンモニア水、又は液体アンモニアが好ましい。
アンモニアの使用量は、γ−クロロ−β−ヒドロキシ酪
酸エステルに対し、5〜60倍モル、好ましくは、10
〜30倍モルである。反応温度は、65〜130℃であ
り、好ましくは70〜100℃である。(6) In the amination step of reacting the γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester recovered in the above step with ammonia to produce 4-hydroxy-2-pyrrolidone, use an excess of ammonia and the reaction temperature range described below. By carrying out this method, 4-hydroxy-2-pyrrolidone can be obtained in good yield. The ammonia to be used is not particularly limited, but aqueous ammonia or liquid ammonia is preferable.
The amount of ammonia to be used is 5 to 60 times the mole of γ-chloro-β-hydroxybutyrate, preferably 10
~30 times the molar amount. The reaction temperature is 65-130°C, preferably 70-100°C.
この条件下では、通常考えられるアミド即ち、γ−アミ
ノ−β−ヒドロキシ酪酸アミドは、ほとんど生成せず、
4−ヒドロキシ−2−ピロリドンが収率よく得られる。Under these conditions, the normally considered amide, ie, γ-amino-β-hydroxybutyric acid amide, is hardly produced;
4-hydroxy-2-pyrrolidone is obtained in good yield.
(7)前記4−ヒドロキシ−2−ピロリドンを含む反応
液を加水分解しγ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸の塩と
する加水分解工程では、前記アミノ化反応液をそのまま
使用できるが、好ましくは、過剰のアンモニアを留去し
た後に加水分解を行う。(7) In the hydrolysis step of hydrolyzing the reaction solution containing 4-hydroxy-2-pyrrolidone to obtain a salt of γ-amino-β-hydroxybutyric acid, the amination reaction solution can be used as it is, but preferably, Hydrolysis is carried out after distilling off excess ammonia.
加水分解は、酸又は塩基で行うが、塩基で行う方が、副
生物の生成、反応速度の面から好ましい゜
使用する塩基としては、特に制限はないが、アルカリ金
属又は、アルカリ土類金属の水酸化物が好ましい。Hydrolysis is carried out with an acid or a base, but it is preferable to carry out the hydrolysis with a base in terms of the production of by-products and the reaction rate.There are no particular restrictions on the base used, but it is preferable to carry out the hydrolysis with an acid or a base. Hydroxides are preferred.
具体的(=は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カルシウムなどである。塩基の反応系中における濃
度は、特に制限はないが、通常50%以下、好ましくは
5 〜30%程度であり、4−ヒドロキシ−2−ピロリ
ドンに対し、1〜30倍モル、好ましくは、5 〜15
倍モル使用すれば十分である。反応温度は20〜160
℃、好ましくは30〜100℃である。Specific (= is potassium hydroxide, sodium hydroxide, calcium hydroxide, etc.) The concentration of the base in the reaction system is not particularly limited, but is usually 50% or less, preferably about 5 to 30%. , 1 to 30 times mole relative to 4-hydroxy-2-pyrrolidone, preferably 5 to 15
It is sufficient to use twice the molar amount. Reaction temperature is 20-160℃
℃, preferably 30 to 100℃.
(8)前記加水分解反応液から、γ−アミノ−β−ヒド
ロキシ酪酸を精製する工程では、その方法に特に制限は
なく、一般的に知られている方法を用いればよい。(8) In the step of purifying γ-amino-β-hydroxybutyric acid from the hydrolysis reaction solution, there is no particular restriction on the method, and any generally known method may be used.
たとえば、反応液にイオン交換樹脂(酸性樹脂および強
酸性樹脂、あるいは強酸性樹脂)を作用させた後濃縮し
、アルコール等を添加し晶析させ、遠心分離し、乾燥す
ることにより純度の高いγ−アミノ−β−ヒドロキシ酪
酸が得られる。(9)のコバルト回収工程は、(4)の
工程で得られる水層にアルカリ金属の炭酸塩又は、水酸
化物を加えることにより、コバルトを水に不溶の炭酸コ
バルト、水酸化コバルトとする工程であり、その使.用
するアルカリ金属の炭酸塩としては、炭酸カリウム、炭
酸ナトリウム、水酸化物としては、水酸化カリウム、水
酸化ナトリウムが好ましい。For example, a reaction solution is treated with an ion exchange resin (acidic resin and strong acidic resin, or strong acidic resin), concentrated, added with alcohol, crystallized, centrifuged, and dried to obtain highly pure γ. -Amino-β-hydroxybutyric acid is obtained. The cobalt recovery step (9) is a step of converting cobalt into water-insoluble cobalt carbonate and cobalt hydroxide by adding an alkali metal carbonate or hydroxide to the aqueous layer obtained in step (4). and its messenger. The alkali metal carbonate to be used is preferably potassium carbonate or sodium carbonate, and the hydroxide is preferably potassium hydroxide or sodium hydroxide.
使用する濃度としては、固体のままでもよいし、又水溶
液を用いてもよい。使用量は、炭酸化する場合は、…が
7以上好ましくは、9以上、水酸化する場合は、由が9
以上好ましくは12以上になるまで加えることにより、
炭酸コバルト、水酸化コバルトして沈降させる。Regarding the concentration used, it may be used as a solid, or an aqueous solution may be used. The amount used is 7 or more, preferably 9 or more when carbonating, and 9 or more when hydroxylating.
By adding the above preferably up to 12 or more,
Precipitate cobalt carbonate and cobalt hydroxide.
この際、空気を吹き込むことによりさらに沈降性のよい
ものが得られる。炭酸化、水酸化したコバルト化合物を
含む、スラリーを濾過、水洗し、水を50wt%以上含
むケーキを得る。At this time, by blowing air, a product with even better sedimentation properties can be obtained. The slurry containing the carbonated and hydroxylated cobalt compound is filtered and washed with water to obtain a cake containing 50 wt% or more of water.
得られる水を含むコバルト化合物のケーキは、従来より
知られている種々の方法で脱水することが出来る。The resulting cobalt compound cake containing water can be dehydrated by various conventionally known methods.
たとえば、送風乾燥、真空乾燥、及び共沸脱水である。
I 上記の方法により、コバルトを炭酸コバルト又水酸
化コバルトとして回収する。For example, air drying, vacuum drying, and azeotropic dehydration.
I By the above method, cobalt is recovered as cobalt carbonate or cobalt hydroxide.
(10)の触媒製造工程は(9)の工程で回収した炭酸
コバルト及び水酸化コバルトを一酸化炭素及び水素と反
応させ、コバルトカルボニルを製造する。ここでコバル
トカルボニルとは、ジコバルトオクタカルボニル、ヒド
ロコバルトテトラカルボニル、コバルトテトラカルボニ
ルアニオンなどである。In the catalyst production step (10), the cobalt carbonate and cobalt hydroxide recovered in the step (9) are reacted with carbon monoxide and hydrogen to produce cobalt carbonyl. Here, cobalt carbonyl includes dicobalt octacarbonyl, hydrocobalt tetracarbonyl, cobalt tetracarbonyl anion, and the like.
溶媒として、トルエン、ベンゼン等の炭化水素類、メタ
ノール、エタノール、イソプロパノール等のモノアルコ
ール類、エチレングリコール、グリセリン等の多価アル
コール類、エチレングリコールのモノメチルエーテル、
ジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエ
チルケトン、等のケトン類、などが好適な溶媒として使
用できる。As a solvent, hydrocarbons such as toluene and benzene, monoalcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin, monomethyl ether of ethylene glycol,
Ethers such as dimethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, etc. can be used as suitable solvents.
反応は、通常の製造条件である高温高圧(150〜20
0℃、150気圧以上の圧力)でも製造できるが、コバ
ルトカルボニル自身を共存させることにより、反応速度
、反応条件を改善できる。The reaction was carried out at high temperature and high pressure (150 to 20
Although it can be produced at a temperature of 0° C. and a pressure of 150 atm or higher, the reaction rate and reaction conditions can be improved by coexisting cobalt carbonyl itself.
たとえば、トルエン溶媒中にジコバルトオクタカルボニ
ルを共存させ、反応することにより、反応速度が改善さ
れジコバルトオクタカルボニルが製造できる。For example, by allowing dicobalt octacarbonyl to coexist in a toluene solvent and reacting, the reaction rate is improved and dicobalt octacarbonyl can be produced.
又好ましい製造方法としては、回収した水酸化コバルト
をアセトン又はアルコール溶媒中で、一酸化炭素及び水
素と反応させる際、ジコバルトオクタカルボニル、コバ
ルトテトラカルボニルアニオンあるいは、それらの混合
物の共存下で実施することにより、従来の高温高圧の条
件より、緩和された条件下で製造でき、又製造した触媒
がコバルトテトラカルボニルアニオンの溶液であり、工
業的に実施する場合、操業上から大きな利点もある。Further, as a preferred production method, the reaction of recovered cobalt hydroxide with carbon monoxide and hydrogen in acetone or alcohol solvent is carried out in the presence of dicobalt octacarbonyl, cobalt tetracarbonyl anion, or a mixture thereof. As a result, the catalyst can be produced under conditions that are more relaxed than the conventional conditions of high temperature and high pressure, and the produced catalyst is a solution of cobalt tetracarbonyl anion, which has great operational advantages when carried out industrially.
この方法で製造する条件としては、溶媒として使用する
アセトン、アルコールの使用量は、生成するコバルトテ
トラカルボニルアニオンの溶解する量より多く使用すれ
ばよい。コバルトテトラカルボニルアニオンの溶解度は
、たとえば、アセトンでは、15wt/v%であり、メ
タノールでは、20wt/v%、エタノールでは10W
t/V%、イソプロピルアルコールでは、5wt/v%
程度である。種触媒として使用するコバルトテトラカル
ボニルアニオン又はジコバルトオクタカルボニルの使用
量は炭酸コバルト又は水酸化コバルトに対し、原子比で
、0.005以上使用する。原子比0.005以上とす
れば、圧力150kg/Cm2以下、原子比0.01以
上とすれば圧力50kg/CIn2以下、原子比0.0
2以上とすれば圧力30kg/CIIl2以下で反応が
進行する。一酸化炭素と水素のモル比は、1:1〜l:
0.1の範囲で十分であり、反応圧力は、150kg/
CIn2以下、操業上好ましくは5〜100kg/Cn
l・である。反応温度は、50〜150℃である。上記
の方法で製造したコバルトテトラカルボニルアニオンの
溶液をカルボニル化の触媒として使用し、一部は、次の
種触媒と使用することができる。As for the conditions for production by this method, the amount of acetone and alcohol used as a solvent may be greater than the amount that dissolves the cobalt tetracarbonyl anion to be produced. The solubility of cobalt tetracarbonyl anion is, for example, 15 wt/v% in acetone, 20 wt/v% in methanol, and 10 W in ethanol.
t/V%, 5wt/v% for isopropyl alcohol
That's about it. The amount of cobalt tetracarbonyl anion or dicobalt octacarbonyl used as a seed catalyst is 0.005 or more in atomic ratio to cobalt carbonate or cobalt hydroxide. If the atomic ratio is 0.005 or more, the pressure is 150 kg/Cm2 or less, and if the atomic ratio is 0.01 or more, the pressure is 50 kg/CIn2 or less, and the atomic ratio is 0.0.
If it is 2 or more, the reaction will proceed at a pressure of 30 kg/CIIl2 or less. The molar ratio of carbon monoxide and hydrogen is 1:1 to 1:1:
A range of 0.1 is sufficient, and the reaction pressure is 150 kg/
CIn2 or less, preferably 5 to 100 kg/Cn for operational reasons
It is l. The reaction temperature is 50-150°C. A solution of cobalt tetracarbonyl anion prepared by the above method is used as a catalyst for carbonylation, and a portion can be used with the next seed catalyst.
以上説明したように、本発明の方法は、従来提案されて
いる方法に比べ種々の利点があるが、その大きな特徴は
、(1)安価で、入手が容易なエピクロルヒドリンから
収率よく製造できる、(2)毒性の強い青酸、青酸ソー
ダを使用せず操業が容易である、(3)副生物であるア
ミノクロトン酸が全く副生しないので精製が容易で純度
の高いγ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸が製造できるな
どであり、工業的なメリツトは、非常に大きい。As explained above, the method of the present invention has various advantages over previously proposed methods, but its major characteristics are (1) it can be produced with high yield from epichlorohydrin, which is inexpensive and easily available; (2) It is easy to operate as it does not use highly toxic hydrocyanic acid or sodium cyanide; (3) It is easy to purify and has high purity γ-amino-β-hydroxy because no aminocrotonic acid is produced as a by-product. Butyric acid can be produced, and the industrial merits are very large.
以下実施例をあげて、さらに本発明を詳しく説明する。EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.
実施例
内容積51のステンレス製オートクレーブに工ピクロル
ヒドリン5.0モル、炭酸ナトリウム26.5g、コバ
ルトテトラカルボニルアニオン(4).2モル)のメタ
ノール溶液250m1.メタノール34モルを仕込み、
一酸化炭素圧10kg/ClIl2、温度25℃で45
時間反応を行なつた。Example In a stainless steel autoclave with an internal volume of 51 cm, 5.0 mol of picchlorohydrin, 26.5 g of sodium carbonate, and cobalt tetracarbonyl anion (4). 2 mol) methanol solution 250ml 1. Prepare 34 moles of methanol,
45 at carbon monoxide pressure 10 kg/ClIl2 and temperature 25°C
A time reaction was performed.
エピクロルヒドリンの転化率は、96.3%、γ−クロ
ロ−β−ヒドロキシ酪酸メチルの選択率は、78%であ
つた。反応後、冷却し、反応液を31のガラス製の反応
器に移し、空気を251/Hrの速度でバブリングさせ
ながら、濃硫酸50g(97wt%品)を30分間かけ
て滴下した。The conversion rate of epichlorohydrin was 96.3%, and the selectivity of methyl γ-chloro-β-hydroxybutyrate was 78%. After the reaction, the reaction solution was cooled and transferred to a glass reactor No. 31, and 50 g of concentrated sulfuric acid (97 wt % product) was added dropwise over 30 minutes while bubbling air at a rate of 251/Hr.
1時間後、パージガス中の一酸化炭素の濃度が10pp
n程度に低下したところで、触媒の分解を終了する。After 1 hour, the concentration of carbon monoxide in the purge gas is 10pp.
The decomposition of the catalyst is terminated when the temperature decreases to about n.
次に過剰のメタノールを留去し、水180g及びクロロ
ホルム700gを加え、有機層と水層に分離し、その有
機層について、クロロホルムを留去した後、蒸留により
γ一タロロ一β−ヒドロキシ酪酸メチル544g(3.
56M)を純度97%で回収する。Next, excess methanol was distilled off, 180 g of water and 700 g of chloroform were added, and the organic layer was separated into an organic layer and an aqueous layer. After chloroform was distilled off, methyl γ-talolo-β-hydroxybutyrate was removed from the organic layer by distillation. 544g (3.
56M) is recovered with a purity of 97%.
回収したγ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸メチルを、5
1の反応器に仕込み、25重量%のアンモニア水370
0g(54.4モル)を加え、外温80℃で加熱し3時
間で反応した。The recovered methyl γ-chloro-β-hydroxybutyrate was
1 reactor, 25% by weight ammonia water 370
0g (54.4 mol) was added, heated at an external temperature of 80°C, and reacted for 3 hours.
反応後、過剰のアンモニアを留去し、高速液体クロマト
グラフイ一で分析したところ、4−ヒドロキシ−2−ピ
ロリドンが2.80モル(収率78%)生成していた。After the reaction, excess ammonia was distilled off and analysis by high performance liquid chromatography revealed that 2.80 moles of 4-hydroxy-2-pyrrolidone (yield 78%) had been produced.
又アミノ酸分析計でγ−アミノβ−ヒドロキシ酪酸アミ
ドは、0.2%の収率で生成していた。この反応液に、
カセイソーダ560gを加え、温度50℃で6時間反応
した。Furthermore, an amino acid analyzer revealed that γ-aminoβ-hydroxybutyric acid amide was produced at a yield of 0.2%. In this reaction solution,
560 g of caustic soda was added and reacted at a temperature of 50° C. for 6 hours.
反応後、反応液を分析したところ、4−ヒドロキシ−2
−ピロリドンの反応率は、98%であり、又γ−アミノ
−β−ヒドロキシ酪酸が、2.62モル(収率93.5
%)生成していた。この反応液を酸性樹脂で処理し大部
分のナトリウムを除去し、次いで、強酸性樹脂に、γ−
アミlノ一β−ヒドロキシ酪酸、及び残りのナトリウム
を吸着させ、水洗後、2Nのアンモニア水により溶出す
ることにより、γ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸(2.
55モル)の5wt%水溶液を回収した。After the reaction, the reaction solution was analyzed and found that 4-hydroxy-2
-The reaction rate of pyrrolidone was 98%, and 2.62 mol of γ-amino-β-hydroxybutyric acid (yield 93.5
%) was generated. This reaction solution was treated with an acidic resin to remove most of the sodium, and then treated with a strong acidic resin.
By adsorbing amyl-amino-β-hydroxybutyric acid and the remaining sodium, washing with water, and eluting with 2N aqueous ammonia, γ-amino-β-hydroxybutyric acid (2.
A 5 wt % aqueous solution of 55 mol) was recovered.
回収後アンモニアを回収し、その後濃縮することにより
、γ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸の濃度を30wt%
にした。次いでメタノール21を加えて温度5℃で一昼
夜放置した後、遠心分離器で淵過した後、真空乾燥器で
一夜乾燥した。乾燥後、取り出した所全く白色の結晶で
あり、アルコラード滴定から純度99%のγ−アミノ−
β−ヒドロキシ酪酸2.10モルが得られた。又、母液
中には、γ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸0.45モル
が含まれており、次回の反応に問題なくリサイクルでき
る。After recovery, ammonia is recovered and then concentrated to reduce the concentration of γ-amino-β-hydroxybutyric acid to 30 wt%.
I made it. Next, methanol 21 was added and the mixture was left at a temperature of 5° C. for a day and night, filtered through a centrifuge, and then dried overnight in a vacuum dryer. After drying, it was taken out as completely white crystals, and Alcolade titration showed that γ-amino-
2.10 mol of β-hydroxybutyric acid were obtained. Furthermore, the mother liquor contains 0.45 mol of γ-amino-β-hydroxybutyric acid, and can be recycled to the next reaction without any problem.
Claims (1)
およびアルコールをコバルトカルボニル触媒の存在下、
反応させ、γ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルを
生成させるカルボニル化工程、(2)カルボニル化工程
の生成液に鉱酸または鉱酸と酸素とを供給し、コバルト
カルボニル触媒を分解する触媒分解工程、(3)触媒分
解工程の触媒分解液中のアルコールを蒸留により除去す
るアルコール除去工程、(4)アルコール除去工程のア
ルコール除去液に水または、水と抽出溶剤との混合液を
供給し、γ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルを有
機層にコバルト化合物を水層に含有させ、次いでこれを
分離する有機層と水層との分離工程、(5)有機層を蒸
溜してγ−クロロ−β−ヒドロキシ酪酸エステルを分離
する精製工程、(6)精製工程で精製したγ−クロロ−
β−ヒドロキシ酪酸エステルとアンモニアとを反応させ
、4−ヒドロキシ−2−ピロリドンとするアミノ化反応
工程、(7)アミノ化反応工程で生成した反応液に塩基
物質を添加し、これを加水分解してγ−アミノ−β−ヒ
ドロキシ酪酸塩とする加水分解工程、(8)加水分解工
程の反応液からγ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸を精製
する精製工程、からなり、(9)一方(4)の有機層と
水層との分離工程で分離した水層に、アルカリ金属の炭
酸塩又は水酸化物を供給し、コバルト化合物として回収
するコバルト回収工程、(10)コバルト回収工程で回
収したコバルト化合物をカルボニル化し、コバルトカル
ボニルとする触媒製造工程を結合してなることを特徴と
するγ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸の製造法。1 (1) Epichlorohydrin, carbon monoxide, a basic substance and alcohol in the presence of a cobalt carbonyl catalyst,
a carbonylation step of reacting to produce γ-chloro-β-hydroxybutyric acid ester; (2) a catalytic decomposition step of supplying a mineral acid or a mineral acid and oxygen to the product liquid of the carbonylation step to decompose the cobalt carbonyl catalyst; , (3) an alcohol removal step in which the alcohol in the catalyst decomposition solution in the catalyst decomposition step is removed by distillation; (4) water or a mixed solution of water and an extraction solvent is supplied to the alcohol removal solution in the alcohol removal step; - Separation step of organic layer and aqueous layer in which chloro-β-hydroxybutyric acid ester is contained in the organic layer and a cobalt compound is contained in the aqueous layer, and then this is separated; (5) the organic layer is distilled and γ-chloro-β - Purification step to separate hydroxybutyric acid ester, (6) γ-chloro- purified in the purification step
An amination reaction step in which β-hydroxybutyric acid ester and ammonia are reacted to form 4-hydroxy-2-pyrrolidone; (7) a basic substance is added to the reaction solution produced in the amination reaction step, and this is hydrolyzed; and (8) a purification step of purifying γ-amino-β-hydroxybutyric acid from the reaction solution of the hydrolysis step. A cobalt recovery step in which an alkali metal carbonate or hydroxide is supplied to the aqueous layer separated in the organic layer and aqueous layer separation step and recovered as a cobalt compound, (10) cobalt compound recovered in the cobalt recovery step. 1. A method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acid, which comprises combining a catalyst production step of carbonylating γ-amino-β-hydroxybutyric acid to produce cobalt carbonyl.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56064638A JPS5950663B2 (en) | 1981-04-28 | 1981-04-28 | Method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56064638A JPS5950663B2 (en) | 1981-04-28 | 1981-04-28 | Method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57183749A JPS57183749A (en) | 1982-11-12 |
| JPS5950663B2 true JPS5950663B2 (en) | 1984-12-10 |
Family
ID=13264006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56064638A Expired JPS5950663B2 (en) | 1981-04-28 | 1981-04-28 | Method for producing γ-amino-β-hydroxybutyric acid |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5950663B2 (en) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| US4642290A (en) * | 1982-12-06 | 1987-02-10 | Sih Charles J | Process for preparing a compound for use in the production of L-carnitine |
| IE56322B1 (en) * | 1982-12-06 | 1991-06-19 | Sigma Tau Ind Farmaceuti | Process for preparing l-carnitine and chemical intermediates employed therein |
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-
1981
- 1981-04-28 JP JP56064638A patent/JPS5950663B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS57183749A (en) | 1982-11-12 |
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