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JPH08165271A - 2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸とそのアルカリ金属塩の製造法およびそれらを含む生分解性キレート剤 - Google Patents

2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸とそのアルカリ金属塩の製造法およびそれらを含む生分解性キレート剤

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Publication number
JPH08165271A
JPH08165271A JP33145294A JP33145294A JPH08165271A JP H08165271 A JPH08165271 A JP H08165271A JP 33145294 A JP33145294 A JP 33145294A JP 33145294 A JP33145294 A JP 33145294A JP H08165271 A JPH08165271 A JP H08165271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
hydroxy
propanediamine
alkali metal
epichlorohydrin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33145294A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Yamamoto
浩 山本
Yasuyuki Takayanagi
恭之 高柳
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.)
Nitto Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nitto Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Chemical Industry Co Ltd filed Critical Nitto Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP33145294A priority Critical patent/JPH08165271A/ja
Publication of JPH08165271A publication Critical patent/JPH08165271A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アミノカルボン酸とエピクロルヒドリンを用
いた効率的な工程により、生分解性キレート剤として有
用な2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカ
ルボン酸類とそのアルカリ金属塩を高収率、高純度で製
造する方法を提供する。 【構成】 アスパラギン酸、グルタミン酸などのアミノ
カルボン酸に、アルカリ金属水酸化物の存在下にエピク
ロルヒドリンを反応させることを特徴とする2−ヒドロ
キシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸とその
アルカリ金属塩の製造方法。また、これらの2−ヒドロ
キシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸および
そのアルカリ金属塩から選ばれた少なくとも一種を有効
成分として含有する生分解性キレート剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エピクロルヒドリンか
ら2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカル
ボン酸およびそのアルカリ金属塩を製造する方法に関
し、更に詳しくは、エピクロルヒドリンに、(L)−ア
スパラギン酸、(L)−グルタミン酸などのアミノカル
ボン酸を付加することにより、2−ヒドロキシ−1,3
−プロパンジアミンポリカルボン酸およびそのアルカリ
金属塩を製造する方法に関するものである。
【0002】2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミ
ンポリカルボン酸およびそのアルカリ金属塩は、生分解
性キレート剤として洗浄剤組成物、洗剤ビルダー、重金
属封鎖剤、過酸化物安定剤などに広く用いられる。
【0003】
【従来の技術】2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジア
ミンポリカルボン酸類のキレート剤としての利用、製造
方法に関しては、従来より種々知られている。例えば、
2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミン−N,N’
−四酢酸(PDTA−OH)の写真現像薬剤組成物とし
ての利用(米国特許第2656273号)、あるいは、
1、3−ジクロロ−2−プロパノールに二分子のアスパ
ラギン酸を付加し、2−ヒドロキシ−1,3−プロパン
ジアミン−N,N’−二琥珀酸(PDDS−OH)を合
成する方法(Zhurnal Obschei Khimii、41巻、33
号、663−668頁)等が古くより報告されている。
【0004】しかしながら、PDTA−OHは、エチレ
ンジアミン−N,N’−四酢酸(EDTA)やプロパン
ジアミン−N,N’−四酢酸(PDTA)同様、自然環
境中あるいは活性汚泥中の微生物によって分解されない
ため、生分解性キレート剤として利用することはできな
い。
【0005】一方、PDDS−OHは、その生分解性あ
るいは性能について未だ充分な知見が得られていない
上、1、3−ジクロロ−2−プロパノールを用いる従来
製造技術は、原料が工業的に入手し難い化合物である、
目的物の2等量分に相当する食塩を副生生物として与え
る、目的物の単離精製工程が煩雑である、目的物の収率
が低い等の点で重大な問題を残していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題点を解決すべくなされたもので、2−ヒドロキシ−
1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸とそのアルカ
リ金属塩の効率的な製造法の提供を目的としており、具
体的には、工業プロセス的に有利な原料を用いた効率的
な工程で、生分解性およびキレート力に優れた2−ヒド
ロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸とそ
のアルカリ金属塩を高収率、高純度で取得する製造方法
の提供を課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成すべく鋭意研究の結果、アスパラギン酸、グルタ
ミン酸などのアミノカルボン酸二分子を、汎用工業原料
であるエピクロルヒドリンと反応させることにより、目
的とする2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポ
リカルボン酸およびそのアルカリ金属塩が、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
た。また、そのようにして得られた2−ヒドロキシ−
1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸およびそのア
ルカリ金属塩が、生分解性に優れるキレート剤であるこ
となどを見いだし、本発明に到達した。
【0008】すなわち、本発明における第一の発明は、
アルカリ性条件下、エピクロルヒドリンに、二分子のア
ミノカルボン酸を付加することを特徴とする2−ヒドロ
キシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸のアル
カリ金属塩の製造方法を要旨とする。
【0009】第二の発明は、アルカリ性条件下、エピク
ロルヒドリンに、二分子のアミノカルボン酸を付加し、
次いで鉱酸で酸析結晶化することを特徴とする2−ヒド
ロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸の製
造方法を要旨とする。
【0010】更に、第三の発明は、2−ヒドロキシ−
1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸およびそのア
ルカリ金属塩から選ばれた少なくとも1種を有効成分と
して含有する生分解性キレート剤に関する。
【0011】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
方法は、アミノカルボン酸に、アルカリ金属水酸化物の
存在下、エピクロルヒドリンを反応させる付加反応工程
と、得られた2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミ
ンポリカルボン酸のアルカリ金属塩を、鉱酸で処理して
2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボ
ン酸の結晶を得る酸析結晶化工程からなる。
【0012】本発明の原料であるアミノカルボン酸は、
分子中に少なくとも1個以上のアミノ基および1個以上
のカルボキシル基を持つものであれば、いかなる化合物
でも用いられるが、アスパラギン酸、グルタミン酸、イ
ミノ二酢酸などのモノアミンジカルボン酸が、目的とす
る2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカル
ボン酸のキレート力の見地から特に望ましい。
【0013】また、アスパラギン酸およびグルタミン酸
は、いずれの光学異性体を選択しても良いが、目的物の
生分解性の見地からは、(L)−アスパラギン酸、およ
び、(L)−グルタミン酸等を選択し、(L,L)−P
DDS−OH、および、(L,L)−2−ヒドロキシ−
1,3−プロパンジアミン−N,N’−二グルタル酸
(PDDG−OH)を目的物とすることが特に好まし
い。しかし、イミノ二酢酸を原料に選択した場合、非生
分解性のPDTA−OHが生成される。
【0014】これらのアミノカルボン酸は、工業的に入
手できる固体の他、その製造途中で得られるLi、N
a、Kなどのアルカリ金属塩またはそのアルカリ金属塩
水溶液を直接用いることもできる。
【0015】原料として選択したアミノカルボン酸の水
溶液濃度は、酸換算にして5〜65重量%、好ましくは
25〜45重量%がよい。また、水溶液のpHは、7.
5〜13.5、好ましくは、8.0〜10.5がよい。
【0016】付加反応工程において用いられるアルカリ
金属水酸化物は、Li、Na、Kなどの水酸化物、好ま
しくはNaの水酸化物から選ばれ、純度80%以上の固
体品、あるいは濃度10〜60%の水溶液が用いられ
る。
【0017】付加反応工程において用いられるエピクロ
ルヒドリンは、工業的に入手できる純度80%以上、好
ましくは90%以上の液体が一般に用いられ、原料とし
て選択したアミノカルボン酸に対し、0.2〜0.8モ
ル倍量、好ましくは0.3から0.7モル倍量用いるの
がよい。エピクロルヒドリンは、原液のまま反応に用い
ることも可能であるが、メタノール、エタノール、プロ
パノール、テトラヒドロフラン等の有機溶媒の50〜8
0容量%溶液として用いると、反応液中での溶解性が向
上し、有利である。
【0018】付加反応工程におけるエピクロルヒドリン
のアミノカルボン酸アルカリ金属塩溶液への混合方法と
しては、一度に全量を混合することも可能であるが、一
定温度およびpHの制御下にて徐々に滴下するのが、エ
ピクロルヒドリンのアルカリ加水分解の抑制の見地から
有利である。
【0019】付加反応工程における反応温度は、10〜
85℃、好ましくは30〜60℃がよい。また、反応時
間は、1〜36時間、好ましくは3〜12時間がよい。
【0020】付加反応工程終了後、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により、
目的とする2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミン
ポリカルボン酸のアルカリ金属塩が、約等モルのアルカ
リ金属の塩化物との混合物として得られる。
【0021】酸析結晶化工程で用いられる酸は、硫酸、
塩酸、硝酸、または燐酸が用いられ、好ましくは硫酸が
用いられる。目的とする2−ヒドロキシ−1,3−プロ
パンジアミンポリカルボン酸を高純度、高収率で得るに
は、反応液への酸の添加時の温度を、5〜90℃、好ま
しくは15〜50℃の範囲に、またpHを0.5〜3.
5、好ましくは1.5〜2.5の範囲に調節することが
望ましい。
【0022】酸析結晶化工程における酸の添加に先立
ち、反応液に対し4〜55容量%、好ましくは、10〜
45容量%のメタノールを添加することも、目的物を高
収率で得るために有効な手段である。
【0023】本発明の2−ヒドロキシ−1,3−プロパ
ンジアミンポリカルボン酸である(L,L)−PDDS
−OH、(L,L)−PDDG−OH、およびこれらの
アルカリ金属塩などの生分解性を測定したところ、対応
する(D,D)体の化合物と比較して高い生分解性を示
した。一方、PDTA−OHの生分解性は認められなか
った。
【0024】本発明の2−ヒドロキシ−1,3−プロパ
ンジアミンポリカルボン酸であるPDDS−OH、PD
DG−OHなどのCa++捕捉能を測定したところ、非生分
解性であるPDTA−OHおよびEDTAの代用と成り
得る程のキレート力を保持することが示された。特に、
PDDS−OHNのCa++捕捉能は、PDDSを上回るこ
とが確認された。
【0025】すなわち、本発明の2−ヒドロキシ−1,
3−プロパンジアミンポリカルボン酸であるPDDS−
OH、PDDG−OHなどと、それらのLi塩、Na
塩、K塩は、生分解性キレート剤として好適に利用する
ことが出来る。
【0026】
【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する
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 攪拌装置、滴下装置、自動温度制御装置、およびpHメ
ーターを付した反応器に、(L)−アスパラギン酸1.
33kg(10モル)と水酸化ナトリウム0.65kg
(15モル)を水4.8kgに溶解した。次いで、この
溶液に95%エピクロルヒドリン0.49kg(5.0
モル)の50容量%メタノール溶液0.82リットル
を、攪拌下にて5.0時間かけて滴下した。この間、4
0重量%水酸化ナトリウム水溶液を随時滴下しpHを
9.0に、また反応液の温度を50℃に保った。滴下終
了後、反応液のpHを10.0に、また反応液の温度を
70℃に上昇させ、更に1.0時間かけて熟成した。次
に、この反応液にメタノール8.2kgを加えた後、硫
酸1.72kg(17.5モル)を2.0時間で滴下
し、この間温度は50℃に昇温した。反応液を室温まで
放冷し、析出した結晶を吸引濾過にて単離した。送風乾
燥後、(L,L)−PDDS−OH、2.90kg
(9.0モル、収率90%)を白色結晶(HPLC純度
99%以上)として得た。
【0027】実施例2および3 (L)−アスパラギン酸1.33kg(10モル)の代
わりに、(L)−グルタミン酸1.47kg(10モ
ル)、イミノ二酢酸1.33kg(10モル)を用いた
以外、実施例1と同様の操作を実施し、(L,L)−P
DDG−OH,2.98kg(8.5モル、収率85
%、HPLC純度95%以上)、および、PDTA−O
H、3.05kg(9.5モル、収率95%、HPLC
純度99%以上)の結晶を得た。
【0028】実施例4および5 実施例1および2で合成した化合物の生分解性試験をO
ECDテストガイドライン302A修正SCAS試験に
準じて下記の条件で行った。結果を表1に示す。 (試験条件) 試験サンプル濃度:20mg/l 活性汚泥:日東化学横浜事業場内活性汚泥 試験温度:25℃±5℃ 試験期間:180日
【0029】比較例1〜4 試験化合物に、(D,D)−PDDS−OH,(D,
D)−PDDG−OH,PDTA−OH,(およびニト
リロ三酢酸(NTA)を用いた以外、実施例4および5
と同様に生分解性試験を実施した。結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】実施例6および7 実施例1および2で合成した化合物のCa++捕捉能を、
J. Am. Oil. Chem. Soc., 1970 年 48 巻、682 ペ−ジ
記載の方法に準じてpH9.5およびpH12.0にて
測定した。結果を表2に示す。
【0032】比較例5〜7 試験化合物に、(L,L)−PDDS,PDTA−O
H,およびEDTAを用いた以外、実施例6および7と
同様にCa++捕捉能試験を実施した。結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】本発明の方法によれば、アスパラギン
酸、グルタミン酸などの原料に、アルカリ金属水酸化物
の存在下、汎用工業原料であるエピクロルヒドリンを反
応させることにより、高収率、高純度で、2−ヒドロキ
シ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸とそのア
ルカリ金属塩を得ることができる。また、本発明は次の
様な利点もある。 (1)得られる2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジア
ミンポリカルボン酸とそのアルカリ金属塩は、生分解性
およびCa++捕捉能に優れており、生分解性キレート剤と
して利用することができる。 (2)反応が高収率かつ、不純物の副生が少ないため
に、煩雑な精製工程なしに高純度の目的物を得ることが
できる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルカリ性条件下、エピクロルヒドリン
    に、二分子のアミノカルボン酸を付加することを特徴と
    する2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカ
    ルボン酸のアルカリ金属塩の製造方法。
  2. 【請求項2】 アルカリ性条件下、エピクロルヒドリン
    に、二分子のアミノカルボン酸を付加し、次いで鉱酸で
    酸析結晶化することを特徴とする2−ヒドロキシ−1、
    3−プロパンジアミンポリカルボン酸の製造方法。
  3. 【請求項3】 2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジア
    ミンポリカルボン酸およびそのアルカリ金属塩から選ば
    れた少なくとも1種を有効成分として含有する生分解性
    キレート剤。
  4. 【請求項4】 アミノカルボン酸が、(L)−アスパラ
    ギン酸、または(L)−グルタミン酸である請求項1ま
    たは2記載の方法。
  5. 【請求項5】 アミノカルボン酸が、(L)−アスパラ
    ギン酸、または(L)−グルタミン酸である請求項3記
    載の生分解性キレート剤。
JP33145294A 1994-12-12 1994-12-12 2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンポリカルボン酸とそのアルカリ金属塩の製造法およびそれらを含む生分解性キレート剤 Pending JPH08165271A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996035662A1 (fr) * 1995-05-09 1996-11-14 Nitto Chemical Industry Co., Ltd. Procede de production d'acide alkylenediaminediorganique et de ses sels
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WO2000065079A1 (fr) * 1999-04-27 2000-11-02 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Procedes relatifs a la production d'acide s,s-2-hydroxypropylenediamine-n,n'-disuccinique
US6465676B2 (en) 2000-01-18 2002-10-15 Tosoh Corporation Aminopolycarboxylates, process for producing the same and use thereof

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