[发明专利]丙烯酰胺的制备方法

说明书

本申请是申请日为2006年10月6日、申请号为200680037180.4(国际申请号为PCT/JP2006/320087)、发明名称为“酰胺化合物的制备方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及酰胺化合物的制备方法。

本发明(第一发明)较详细地涉及制备酰胺化合物及酰胺类聚合物的方法，更具体而言，涉及使用具有腈水合酶(nitrile hydratase)活性的催化剂，有效地在水性介质中由腈化合物制备对应的酰胺化合物的方法，以及由该酰胺化合物制备高品质的酰胺类聚合物的方法。另外，本发明(第二发明)较详细地涉及制备丙烯酰胺、及丙烯酰胺类聚合物的方法，更具体而言，通过含有腈水合酶的微生物的菌体等水合丙烯腈制备高品质的丙烯酰胺的方法、及由该丙烯酰胺制备高品质的丙烯酰胺类聚合物的方法。

背景技术

关于工业上有用的酰胺化合物，如下所述地公开了各种制备方法。

近年，发现了具有水合氰基转化为酰胺基的腈水合活性的腈水合酶，并已经公开了使用该酶或具有该酶的微生物菌体等由腈化合物制备对应的酰胺化合物的方法。已知该制备方法与现有的科学方法相比，具有由腈化合物转化为对应的酰胺化合物的转化率及选择率高等优点。

利用上述腈水合酶在工业上制备酰胺化合物时，将作为催化剂的腈水合酶的酰胺化合物的生产率(1分子腈水合酶产生的酰胺化合物的分子数)最大化是重要的。因此，为了维持或提高酶活性、抑制活性降低、提高降低了的酶活性等，提出了各种方案。例如，在不伴随细胞增殖的条件下，使含有腈水合酶的微生物菌体或该菌体处理物与氧化剂接触，由此维持或提高酶活性已是公知的(参见专利文献1)。另外，通过使用降低了所含氢氰酸的浓度的腈化合物，抑制腈水合酶的活性降低也是公知的(参见专利文献2)。除此之外，还已知下述方法：使用经戊二醛交联处理后的菌体进行反应的方法(参见专利文献3)；在高级不饱和脂肪酸或其盐类的存在下进行反应的方法(参见专利文献4)；使用经有机溶剂处理后的菌体、或处理物进行反应的方法(参见专利文献5)等。以上是第一发明的背景技术。

另外，如上所述，作为丙烯酰胺的主要制备方法之一，可以举出将丙烯腈进行水合反应的方法，例如已知有用阮内铜等金属铜催化剂进行水合反应的方法、或以含有腈水合酶的微生物菌体及该菌体处理物等作为催化剂进行水合反应的方法。

上述方法中，以含有腈水合酶的微生物菌体等作为催化剂的丙烯酰胺的制备方法与现有的通过金属铜催化剂等进行水合反应的方法相比，由于丙烯腈的转化率及选择率高，故作为工业上的制备方法备受关注。

为了以含有该腈水合酶的微生物菌体等为催化剂，有效地制备更高品质的丙烯酰胺，必须尽可能地除去抑制微生物菌体等的催化作用的杂质。

另外，由该反应得到的丙烯酰胺主要用作丙烯酰胺类聚合物的原料，但近年，要求该丙烯酰胺类聚合物更高品质化。例如，可以将丙烯酰胺类聚合物用于凝集剂用途，但近年随着提高性能的要求，要求用作凝集剂的丙烯酰胺类聚合物在维持水溶性的同时进一步高分子量化。另外，可以将丙烯酰胺类聚合物用于制纸用添加剂等用途，作为该制纸用添加剂，为了进一步提高所得的纸的品质而要求色调更优异的聚合物。

如上所述，作为改善由含有腈水合酶的菌体催化剂等得到的丙烯酰胺的品质或聚丙烯酰胺的品质的方法，已知有下述方法：通过化学方法降低腈化合物中的氢氰酸浓度后，使腈水合酶作用于腈化合物的酰胺化合物的制备方法(例如，参见专利文献2)；降低丙烯腈中作为杂质所含的噁唑及氢氰酸，将丙烯腈转化为丙烯酰胺，由该丙烯酰胺制备丙烯酰胺类聚合物的方法(例如，参见专利文献6)。以上是第二发明的背景技术。

专利文献1：特开2004-350573号公报

专利文献2：特开11-123098号公报

专利文献3：特开平7-265091号公报

专利文献4：特开平7-265090号公报

专利文献5：特开平5-308980号公报

专利文献6：国际公开2004/090148号说明书

发明内容

但是，利用腈水合酶有效地制备酰胺化合物时，第一发明的背景技术中所述的现有技术中存在无法解决的由其他原因导致的腈水合酶的酰胺化合物生产率降低的现象，有待解决其主要原因。

因此，第一发明的目的在于提供在利用腈水合酶的反应中由腈化合物有效地制备对应的酰胺化合物的方法。还提供使用由上述方法制备的酰胺化合物制备高品质的酰胺类聚合物的方法。