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JPS6258347B2 - - Google Patents
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JPS6258347B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6258347B2
JPS6258347B2 JP54159250A JP15925079A JPS6258347B2 JP S6258347 B2 JPS6258347 B2 JP S6258347B2 JP 54159250 A JP54159250 A JP 54159250A JP 15925079 A JP15925079 A JP 15925079A JP S6258347 B2 JPS6258347 B2 JP S6258347B2
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JP
Japan
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aziridine
carboxylic acid
exchange resin
serine
water
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Expired
Application number
JP54159250A
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English (en)
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JPS5683454A (en
Inventor
Ryuichi Mita
Chojiro Higuchi
Toshio Kato
Nobuyuki Kawashima
Teruhiro Yamaguchi
Shosuke Nagai
Takao Takano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Priority to US06/212,102 priority patent/US4304933A/en
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Priority to DE8080304440T priority patent/DE3067054D1/de
Priority to MX10181780U priority patent/MX7073E/es
Priority to EP19800304439 priority patent/EP0030474B1/en
Priority to DE8080304439T priority patent/DE3061695D1/de
Priority to CA000366383A priority patent/CA1145359A/en
Priority to AU65263/80A priority patent/AU542947B2/en
Publication of JPS5683454A publication Critical patent/JPS5683454A/ja
Publication of JPS6258347B2 publication Critical patent/JPS6258347B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はDL−セリンの新規な製造方法に関す
るものであり、さらに詳しくは、アジリジン−2
−カルボン酸またはそのアルカリ金属もしくはア
ルカリ土類金属塩の水溶液を強酸性型カチオン交
換樹脂に通してアジリジン−2−カルボン酸を吸
着させ、引きつづいて該イオン交換樹脂を加熱す
ることによつてDL−セリンを製造する方法に関
するものである。
セリンはα−アミノ酸の一種であり、その光学
活性体のL−セリンがアミノ酸輸液として、また
D−セリンが抗生物質のシクロセリンの原料とし
て有用な化合物である。また、セリンは飼料添加
剤として将来的にその伸長が期待されているL−
トリプトフアンを、酵素法により製造する方法で
の原料として有用視されている化合物でもある。
従来、セリンの製法については種々の方法が提案
されているが、それぞれ一長一短があり、工業的
に満足し得る製法は見当らない。
本発明者らは、比較的容易に製造できるアジリ
ジン−2−カルボン酸またはそのアルカリ金属も
しくはアルカリ土類金属塩からDL−セリンを製
造する方法を鋭意検討した結果、アジリジン−2
−カルボン酸を強酸性型カチオン交換樹脂に吸着
させたのち、このイオン交換樹脂を加熱すること
によつて工業的に有利にDL−セリンを製造する
方法を見出し、本発明を完成するに至つた。
すなわち、本発明の方法は、アジリジン−2−
カルボン酸を強酸性型のカチオン交換樹脂に吸着
させ、吸着状態のままで加熱して加水分解してセ
リンを得る方法である。
従来、アジリジン−2−カルボン酸からDL−
セリンを製造する方法については、アジリジン−
2−カルボン酸リチウム塩を15%硫酸中で処理す
る方法(K.D.Gundermann,Chem.Ber.,93
1639(1960))が知られているに過ぎない。しか
しながら、この方法では硫酸使用量が原料アジリ
ジン−2−カルボン酸リチウム塩に対して大過剰
(約12モル比)を要し、また反応後、生成したセ
リンを反応系より単離するためには、過剰の硫酸
を水酸化カルシウムまたは水酸化バリウムで中和
し、硫酸カルシウムまたは硫酸バリウムの形で沈
澱させて別分離する必要があり、工程が煩雑と
なる欠点を有するとともに、反応の容積効率も良
くない。また、アジリジン−2−カルボン酸の硫
酸中での加水分解においては、反応系に水より高
い求核能を有する陰イオン、例えば、ハロゲンイ
オンが共存すると副生物としてそれらのイオンが
付加した化合物が生成して、DL−セリン収率を
低下させる欠点も有する。これに対して、本発明
の方法は、従来、全く知られていない新規な方法
であり、上記の硫酸中での加水分解に比較して、
工程が著しく簡略化され、ほとんど副生物を伴う
こともなく、アジリジン−2−カルボン酸に対し
て高収率でDL−セリンが得られる利点がある。
さらには、反応によつて生成したDL−セリンの
単離は加熱後の該イオン交換樹脂にアンモニア水
を流してDL−セリンを溶離し、溶離液を濃縮乾
固するか、または濃縮後晶析するだけでよく、こ
のことも本発明方法の特徴の一つである。
本発明の方法で使用される原料のアジリジン−
2−カルボン酸またはそのアルカリ金属もしくは
アルカリ土類金属塩は、α,β−ジブロムプロピ
オン酸アルキルエステルと液体アンモニアとの反
応によつて得られるアジリジン−2−カルボン酸
アルキルエステルをアルカリ金属またはアルカリ
土類金属で処理する公知の方法(K.D.
Gundermann,Chem.Ber.,93,1639(1960):
E.Kyburz,Helv.Chim.Acta.,49,368
(1966))またはそれに準じた方法で製造できる。
このような公知方法で製造されたアジリジン−2
−カルボン酸塩を原料として使用するのに特に単
離する必要はなく、アジリジン−2−カルボン酸
アルキルエステルの加水分解後の水溶液、例え
ば、α,β−ジブロムプロピオン酸イソプロピル
エステルと液体アンモニアとから得られるアジリ
ジン−2−カルボン酸イソプロピルエステルをエ
タノールと水との混合溶媒中、水酸化ナトリウム
で加水分解しアルコールを減圧下に留去すること
によつて得られるアジリジン−2−カルボン酸ナ
トリウムの水溶液、あるいは、同様の方法で得ら
れる他のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩
の水溶液を使用することもできる。
本発明の方法を実施するには、まずアジリジン
−2−カルボン酸またはそのアルカリ金属もしく
はアルカリ土類金属塩の水溶液を強酸性型カチオ
ン交換樹脂に通し、さらに純水を通して、アジリ
ジン−2−カルボン酸を該イオン交換樹脂に吸着
せしめる。この場合、アジリジン−2−カルボン
酸またはその金属塩の水溶液はメタノール、エタ
ノール等の水と混和する有機溶媒を含有していて
も何ら差し支えない。
使用する強酸性型カチオン交換樹脂はH型、
Na型、またはNH4型等いずれの型でもよいが、
通常、H型で使用するのが好ましい。またイオン
交換樹脂の基体はゲル型、ポーラス型またはマク
ロポーラス型等あらゆる基体のものを使用するこ
とができる。したがつて、強酸性型カチオン交換
樹脂であればその銘柄は特に限定されるものでは
ない。また、2銘柄以上の強酸性型カチオン交換
樹脂を併用することも何ら差支えない。イオン交
換樹脂の使用量はアジリジン−2−カルボン酸な
らびにその水溶液中に共存するアルカリ金属また
はアルカリ土類金属イオンとの総和量に対して、
湿潤状態での交換容量で1当量以上、好ましくは
1.2当量以上である。例えば、1モルのアジリジ
ン−2−カルボン酸ナトリウムを原料とし、総交
換容量が2.0meq/mlの強酸性型カチオン交換樹
脂を使用する場合、その樹脂使用量は1以上、
好ましくは1.2以上である。樹脂量が少ないと
アジリジン−2−カルボン酸の漏出が起こる。
本発明の方法において、アジリジン−2−カル
ボン酸を強酸性型カチオン交換樹脂に吸着させる
には、通常、イオン交換樹脂を充填したカラムに
アジリジン−2−カルボン酸の水溶液をアルカリ
性のまま通すか、あるいは希塩酸または希硫酸等
で中和して、中性または弱酸性のいずれかの状態
で通し、さらに純水を通してやればよい。この際
アジリジン−2−カルボン酸水溶液中のアジリジ
ン−2−カルボン酸の濃度には特に限定はない。
前記のように、アジリジン−2−カルボン酸を
吸着させた強酸性型カチオン交換樹脂は湿潤状態
で加熱される。その加熱方法には、特に限定はな
いが、湿潤状態、すなわち水の存在下に加熱する
必要がある。例えば、加熱された水をイオン交換
樹脂を充填したカラムに連続的に流してもよく、
またイオン交換樹脂を充填したカラムを外部から
加熱してもよい。あるいは、イオン交換樹脂を別
の加熱容器に移し、水の存在下に撹拌して加熱す
ることもできる。
アジリジン−2−カルボン酸を吸着させたイオ
ン交換樹脂を加熱する条件は40〜120℃、1〜100
時間、好ましくは50〜100℃、2〜50時間であ
る。反応は40℃以下の温度、例えば、室温でも進
行するが、反応の完結に著しく長時間を要し、実
際的ではない。
イオン交換樹脂に吸着状態のアジリジン−2−
カルボン酸を加熱して生成するDL−セリンはイ
オン交換樹脂に吸着された状態にある。このDL
−セリンを単離するには、常法にしたがつて、生
成したセリンをイオン交換樹脂から溶離例えば、
アンモニア水で吸着されているDL−セリンを溶
離し、その溶離液を濃縮乾固するか、または濃縮
後等電点晶析したりする方法で単離することがで
きる。
以下、実施例によつて本発明を説明する。
参考例 1 (アジリジン−2−カルボン酸リチウム塩の合
成) 100gのα−クロロ−β−アミノプロピオン酸
エチルエステルの塩酸塩を1の脱水エタノール
に溶かし、さらに200gのトリエタノールアミン
を添加したのち、撹拌下に60〜70℃で5時間反応
させ、析出したトリエタノールアミンの塩酸塩を
別、少量のエタノールで洗浄する。洗液を合
して冷却下に1規定の水酸化リチウム水溶液550
mlを徐々に加え、冷蔵庫中に24時間放置する。そ
の後反応液を減圧下に濃縮乾固し、得られた残留
物(シロツプ状物質)に200mlのベンゼンを添加
し、共沸蒸留によつて水を完全に除去する。つい
で400mlの熱エタノールを添加し、冷却すると沈
澱が析出する。800mlのエーテルを添加して結晶
を十分に沈澱、析出させてから、析出した沈澱を
別し、エーテルで洗浄することによつて、11.2
gのアジリジン−2−カルボン酸リチウム塩を得
た。融点261〜267℃(分解)。
参考例 2 (アジリジン−2−カルボン酸ナトリウム塩の
合成) α,β−ジブロムプロピオン酸イソプロピルエ
ステルと液安とから合成したアジリジン−2−カ
ルボン酸イソプロピルエステル20gを600mlの脱
水エーテルに溶かし、撹拌しながら冷却下に4.0
gのナトリウムをエタノール60mlに溶かした溶液
を徐々に滴下し、さらにエーテル550mlを添加す
る。ついで3.2gの水を滴下装入し、3時間室温
に放置する。析出した針状結晶を別し、真空下
に乾燥することによつて14.2gのアジリジン−2
−カルボン酸ナトリウムを得た。
融点153〜156℃。
実施例 1 参考例1で合成したアジリジン−2−カルボン
酸リチウム塩9.2gを水200mlに溶解し、冷却下に
5%硫酸で中和した水溶液を強酸性型カチオン交
換樹脂Lewatit S−100(H型)(バイエル社製)
280mlを充填したカラムに通じ、さらに蒸留水300
mlで水洗してアジリジン−2−カルボン酸を吸着
させる。その後、該イオン交換樹脂を90〜95℃に
加熱された熱水を6時間循環させる。反応後、イ
オン交換樹脂カラムを冷却し、3Nのアンモニア
水500mlと蒸留水500mlで溶離し、溶離液を濃縮乾
固することによつて10.5g(純度93.5%)のDL
−セリンを得た。
DL−セリン収率93.5%/(対アジリジン−2
−カルボン酸リチウム) 実施例 2 実施例1においてアジリジン−2−カルボン酸
リチウム塩のかわりに参考例2で合成したアジリ
ジン−2−カルボン酸ナトリウム10.9gを用い、
Lewatit S−100のかわりにLewatit SP−120
(H型)(バイエル社製)400mlを用いる他は実施
例1と同様に行うことによつて10.3g(純度92.8
%)のDL−セリンを得た。
実施例 3 実施例1においてアジリジン−2−カルボン酸
を吸着したイオン交換樹脂を500mlのフラスコに
移し、該フラスコ中、90〜95℃で6時間反応させ
たのち、実施例1と同様にアンモニア水と水で溶
離することによつて10.5g(純度93.2%)のDL
−セリンを得た。
実施例 4 実施例1においてアジリジン−2−カルボン酸
リチウムの水溶液をアルカリ性のまま吸着させる
他は実施例1と同様に行うことによつて10.4g
(純度92.1%)のDL−セリンを得た。
実施例 5 アジリジン−2−カルボン酸リチウム塩9.2g
を水200mlに溶解し、この水溶液を強酸性型カチ
オン交換樹脂Lewatit S−100(H型)(バイエル
社製)150mlを充填したカラムに通じ、さらに蒸
留水300mlを流してアジリジン−2−カルボン酸
を吸着させた。その後該イオン交換樹脂に80〜85
℃に加熱された温水を循環し、80〜85℃で8時間
循環させた。反応後、該イオン交換樹脂カラムを
冷却し3Nのアンモニア水250mlと蒸留水300mlで
溶離した。溶離液は減圧下に液量が約30gになる
まで濃縮したのち濃塩酸を添加してPHを5.6に調
整した。5℃に冷却し析出している結晶を取
し、少量の冷水で洗浄してから乾燥することによ
つて8.1gのDL−セリンの白色結晶を得た。高速
液体クロマトグラフイーでの純度分析の結果は純
度99.3%であつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アジリジン−2−カルボン酸を強酸性型カチ
    オン交換樹脂に吸着させ、水の存在下に加熱する
    ことを特徴とするDL−セリンの製造方法。
JP15925079A 1979-12-10 1979-12-10 Preparation of dl-serine Granted JPS5683454A (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15925079A JPS5683454A (en) 1979-12-10 1979-12-10 Preparation of dl-serine
US06/212,102 US4304933A (en) 1979-12-10 1980-12-02 Production of DL-serine
EP80304440A EP0030475B1 (en) 1979-12-10 1980-12-09 Process for producing solutions of aziridine-2-carboxylic acid salts
DE8080304440T DE3067054D1 (en) 1979-12-10 1980-12-09 Process for producing solutions of aziridine-2-carboxylic acid salts
MX10181780U MX7073E (es) 1979-12-10 1980-12-09 Procedimiento mejorado para producir dl-serina
EP19800304439 EP0030474B1 (en) 1979-12-10 1980-12-09 Process for the production of dl-serines
DE8080304439T DE3061695D1 (en) 1979-12-10 1980-12-09 Process for the production of dl-serines
CA000366383A CA1145359A (en) 1979-12-10 1980-12-09 Production of dl-serine
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