丙烯醯胺的製造方法
2023-11-06 21:51:27 5
專利名稱：：丙烯醯胺的製造方法
技術領域：
：本發明涉及製造丙烯醯胺的方法，更詳細而言，涉及利用含有腈水合酶的微生物菌體等有效地水合丙烯腈，製造品質優異的丙烯醯胺的方法。
背景技術：
：作為丙烯醯胺的主要製造方法，可以舉出將丙烯腈進行水合反應的方法，例如已知有用阮內銅等金屬銅催化劑進行水合反應的方法、或以含有腈水合酶的微生物菌體及其菌體處理物等作為催化劑進行水合反應的方法。上述方法中，以含有腈水合酶的微生物菌體等作為催化劑的丙烯醯胺的製造方法與現有的通過金屬銅催化劑等進行水合反應的方法相比，由於丙烯腈的轉化率及選擇率高，故作為工業製造方法備受關注。為了以含有該腈水合酶的微生物菌體等為催化劑，有效地製造更高品質的丙烯醯胺，必須儘可能地除去抑制微生物菌體等的催化作用的雜質。另外，由該反應得到的丙烯醯胺主要用作丙烯醯胺類聚合物的原料，但近年要求該丙烯醯胺類聚合物具有更高的品質。例如，丙烯醯胺類聚合物的用途中有凝集劑，但近年隨著提高性能的要求，要求用作凝集劑的丙烯醯胺類聚合物在維持水溶性的同時進一步高分子量化。另外，可以將丙烯醯胺類聚合物用於製紙用添加劑等用途，作為該製紙用添加劑，為了進一步提高所得的紙的品質而要求色調更優異的聚合物。作為改善由含有腈水合酶的菌體催化劑等得到的丙烯醯胺的品質或聚丙烯醯胺的品質的方法，已知有下述方法通過化學方法降低腈化合物中的氫氰酸濃度後，使腈水合酶作用於腈化合物的醯胺化合物的製造方法(例如，參見專利文獻l);降低丙烯腈中作為雜質所含的噁唑、氫氰酸，將丙烯腈轉化為丙烯醯胺，由該丙烯醯胺製造丙烯醯胺類聚合物的方法(例如，參見專利文獻2)。但是，即使利用上述文獻所公開的除去雜質的方法，也難以完全除去抑制微生物菌體等的催化作用的物質，從有效進行丙烯腈的水合反應的觀點來看，還有改善的餘地。另外，從提高丙烯醯胺及丙烯醯胺類聚合物的品質的觀點來看，上述文獻中公開的方法仍有改善的餘地。專利文獻l:特開平ll-123098號公報專利文獻2:國際公開第2004/090148號說明書
發明內容本發明的目的在於通過含有腈水合酶的微生物催化劑等更有效地製造更高品質的丙烯醯胺的方法。本發明人等研究上述課題，發現通過含有腈水合酶的微生物菌體或其菌體處理物使丙烯腈發生水合反應製造丙烯醯胺時，如果在存在於同一分子內具有活性亞甲基的化合物及/或該化合物的鹽的條件下進行反應，則能維持腈水合酶的催化活性，並且能得到高品質的丙烯醯胺，從而完成了本發明。即，本發明的丙烯醯胺的製造方法的特徵在於，在存在至少一種具有活性亞甲基的化合物及/或至少一種該化合物的鹽的條件下，通過含有腈水合酶的微生物菌體、或其菌體處理物使丙烯腈發生水合反應。作為分子內具有活性亞曱基的化合物，優選選自雙曱酮、巴比土酸、乙內醯脲中的至少一種化合物。另外，作為分子內具有活性亞曱基的化合物的鹽，優選選自雙曱酮、巴比土酸、乙內醯脲中的至少一種化合物的鹽。根據本發明，通過含有腈水合酶的微生物催化劑等，能更有效地製造更高品質的丙烯醯胺。具體實施例方式以下，詳細說明本發明。〔丙烯腈〕用於本發明的丙烯腈沒有特別限定。〔含有腈水合酶的微生物菌體等〕在本發明中，以上述丙烯腈為原料，以含有腈水合酶的微生物菌體及其菌體處理物等作為催化劑進行水合反應，由此能得到本發明的丙烯醯胺。本發明中的腈水合酶是指具有水解腈化合物生成對應的醯胺化合物的能力的酶。此處，作為含有腈水合酶的微生物，只要是產生具有水解腈化合物生成對應的醯胺化合物的能力的腈水合酶、且在丙烯醯胺水溶液中保持腈水合酶活性的微生物即可，沒有特別限定。作為優選例，可以具體舉出諾卡氏菌(Nocardia)屬、棒桿菌(Corynebacterium)屬、芽孑包桿菌(Bacillus)屬、嗜熱性芽孢桿菌屬、假單胞菌(Pseudomonas)屬、微球菌(Micrococcus)屬、以紫紅紅球菌(rhodochrous)種為代表的紅球菌(Rhodococcus)屬、不動桿菌(Acinetobacter)屬、黃色桿菌(Xanthobacter)屬、鏈黴菌(Streptomyces)屬、才艮瘤菌(Rhizobium)屬、克雷伯氏菌(Klebsiella)屬、腸桿菌(Enterobacter)屬、歐文氏菌(Erwinia)屬、氣單胞菌(Aeromonas)屬、檸檬酸桿菌(Citrobacter)屬、產鹼菌(Achromobacter)屬、土i裡桿菌(Agrobacterium)屬或以嗜熱菌(thermophila)種為代表的假諾卡氏菌(Pseudonocardia)屬的樣t生物。另外，在任意宿主中表達由該微生物克隆的腈水合酶基因得到的轉化體也包括在本發明的微生物中。需要說明的是，此處所謂的任意宿主，可以列舉後述實施例中的大腸桿菌(Escherichiacoli)作為代表例，但並不特別限定於大腸桿菌，還包括枯草桿菌(Bacillussubtilis)等芽孢桿菌屬菌、酵母或放線菌等其他微生物菌株。作為上述微生物的例子，可以舉出MT-10822(該菌林基於國際承認的用於專利程序的微生物保藏布達佩斯條約，於1996年2月7日保藏在茨城縣筑波市東1段1番3號的通商產業省工業技術院生命工學工業技術研究所(現茨城縣筑波市東1-1-1筑波中心中央第6獨立行政法人產業技術綜合研究所專利生物保藏中心)中，保藏編號為FERMBP-5785)。另外，本發明的微生物中還包括表達下述變異型腈水合酶的轉化體，所述變異型腈水合酶通過使用重組DNA技術，用其他胺基酸置換、缺失、刪除或插入1個或2個以上構成該酶的胺基酸，進一步提高了丙烯醯胺耐性或丙烯腈耐性、溫度耐性。使用上述微生物製造醯胺化合物時，通常使用該微生物的菌體或菌體處理物。菌體可以通過分子生物學、生物工程學、基因工程學領域中公知的一般方法進行製造。例如，可以舉出在LB培養基或M9培養基等通常的液體培養基中接種該微生物後，在適當的培養溫度(通常為20。C50。C，但在嗜熱菌的情況下可以為50。C以上)下生長，然後，通過離心分離從培養液中分離、回收得到該微生物的方法。本發明中使用的微生物的菌體處理物是指上述微生物菌體的提取物或磨碎物、分離精製該提取物或磨碎物的腈水合酶活性餾分得到的後分離物、使用適當的載體將該微生物菌體或該菌體的提取物、磨碎物、後分離物固定得到的固定化物等，上述物質只要具有腈水合酶活性，就相當於本發明的菌體處理物。上述物質可以單獨使用一種，也可以同時或交替使用二種以上不同形態的物質。〔具有活性亞曱基的化合物等〕本發明中，通過含有腈水合酶的微生物菌體等使丙烯腈發生水合反應來製造丙烯醯胺時，在存在具有活性亞曱基的化合物及/或其鹽的條件下進行反應。上述化合物中所含的活性亞甲基是指例如OrganicReactionsVol.15(1967)，JOHNWILEY&SONS，INC.J^#，第222~223頁所記載的下述亞曱基具有通式X-CH2-Y，與亞甲基鄰接的至少X及Y中的任一個為N02、CN、COR、COAr、CONHR、CONHAr、COOR、COOH、S02、S、Ar、吡啶錄等吸電子基團。其中，上述R表示烷基，Ar表示芳基。另外，本發明中，上述化合物的鹽例如也可以使用鉀鹽、鈉鹽、鎂鹽、釣鹽等。作為上述具有活性亞甲基的化合物，可以舉出丙二酸、丙二酸單酯、丙二醯胺、氰基乙酸、氰基乙醯胺、乙醯乙酸、乙醛磺酸、丙酮磺酸、磺基乙酸、磺基乙酸酯、磺基乙醯胺、雙曱酮、巴比土酸、乙內醯脲等。上述化合物或鹽中，從效果和容易購得的觀點來看，優選雙曱酮、巴比土酸、乙內醯脲及上述化合物的鹽，從效果方面看，更優選巴比土酸及巴比土酸鹽。另外，本發明中，可以組合上述化合物和鹽進行使用。可以單獨使用l種上述化合物，也可以並用2種以上，可以單獨使用l種上述鹽，也可以並用2種以上。上述化合物及鹽的存在量沒有特別限定，為了優化丙烯醯胺的品質，並且不使丙烯醯胺的精製工序中負荷過大，化合物的存在量相對於反應液的總重量通常為10~10，000重量ppm的範圍，優選為50~5，000重量ppm的範圍。作為使上述化合物存在的方法，有溶解添加在用於下述反應的水性介質或原料丙烯腈中的方法、使其溶解於少量水或直接注入反應器或反應液的循環系統中的方法等。〔反應條件〕本發明中，通常在水性介質中通過上述菌體等使丙烯腈發生水合反應。此處，本發明的水性介質是指水、或以適當濃度溶解磷酸鹽等緩沖劑、硫酸鹽或碳酸鹽等無機鹽、鹼金屬的氫氧化物、或醯胺化合物等得到的水溶液。本發明中，丙烯腈在水性介質中的濃度是在反應開始時該腈化合物的飽和濃度以上的濃度。該濃度的上限沒有特別限定，但是過多地供給腈化合物時，為了完成反應，需要大量催化劑及具有超大容積的反應器、以及用於除熱的超大的熱交換器等，在設備方面的經濟負擔加重。因此，作為丙烯腈的供給濃度，按該丙烯腈全部轉化為對應的丙烯醯胺時理論生成液濃度以丙烯醯胺計處於40~80重量％的範圍內進行供給，較具體而言，優選按相對於l重量份水，丙烯腈為0.4~.5重量份的範圍進行供給。另外，上述反應的反應時間也可以取決於催化劑使用量或溫度等條件，通常使用多個反應器進行反應時，在每個反應器l~80小時的範圍內，優選分別在240小時的範圍內。催化劑的用量也依賴於反應條件或催化劑的種類及其形態，通常換算成該微生物乾燥菌體重量，相對於反應液的重量為10~50000ppm，優選為50~30000ppm。水性介質中的溶解度，也可以在加壓下進行。另外，反應溫度只要在水性介質的冰點以上即可，沒有特別限定，通常優選在05(TC的範圍內進行，較優選在1040。C的範圍內。也可以在生成物析出於反應液中形成的漿料狀態下進行反應。上述水合反應時的反應液的pH只要維持腈水合酶活性即可，沒有特別限定，優選在pH6IO的範圍，較優選在pH79的範圍。〔丙烯醯胺的精製方法〕作為由本發明中得到的丙烯醯胺除去具有活性亞曱基的化合物等及上述化合物等和雜質的反應生成物進行精製的方法，例如可以舉出與陰離子交換樹脂接觸的方法。作為上述陰離子交換樹脂，只要能除去上述化合物即可，沒有特別限定，優選使用弱44性或中^^性或強鹼性陰離子交換樹脂。作為能用於本發明的陰離子交換樹脂，可以舉出LewatitMP62(商品名、朗盛(lanxess)公司制)、DiaionWA20(商品名、三菱化成公司制)、Dowex66(商品名、陶氏化學(DowChemical)公司制)等大孔型弱鹼性樹脂；LewatitOC1059(商品名、朗盛公司制)等凝膠型弱鹼性樹脂、LewatitMP64(商品名、朗盛公司制)、或AmberliteIRA68(商品名、Organo公司制)等凝膠型中鹼性樹脂；DowexWRG2(商品名、陶氏化學公司制)等大孔型中鹼性樹月旨；LewatitMP500(商品名、朗盛公司制)等大孔型強鹼性樹脂；AmberliteIRA400(商品名、Organo公司制)等凝膠型強鹼性樹脂等。上述市售的陰離子交換樹脂能在充分水洗後使用，優選用稀鹼性水溶液前處理後充分水洗進行使用。上述樹脂能作為填充層等固定層，連續接觸丙烯醯胺水溶液進行精製，除此之外，還可以利用分步式。但是，考慮到精製效率、運轉難易等原因，優選用作固定層。由此得到的丙烯醯胺品質優異，均聚或共聚丙烯醯胺或與其他單體聚合，作為丙烯醯胺類聚合物進行評價時，水溶性顯著提高，且能獲得足夠高的分子量。另外，所得的聚合物的色調優異。〔丙烯醯胺類聚合物的製造〕可以使用本發明的丙烯醯胺，均聚丙烯醯胺或將丙烯醯胺與其他單體共聚。作為能與丙烯醯胺共聚的其他單體，可以舉出以下單體丙烯酸、曱基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸等不飽和羧酸及其鹽；乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、丙烯醯胺曱基丙磺酸以及它們的鹽；N，N-二曱基氨基乙基甲基丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯、N,N-二曱基氨基乙基丙烯酸酯丙烯酸等(曱基)丙烯酸的烷基氨基烷基酯或其季銨鹽衍生物；N，N-二曱基氨基丙基甲基丙烯醯胺、N,N-二曱基氨基丙基丙烯醯胺等N，N-二烷基氨基烷基(曱基)丙烯醯胺或其季銨鹽衍生物；丙酮丙歸醯胺(acetoneacrylamide)、N,N-二曱基丙烯醯胺、N，N-二曱基曱基丙烯醯胺、N-乙基曱基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-丙基丙烯醯胺等親水性丙烯醯胺；N-丙烯醯基吡咯烷、N-丙烯醯基哌啶、N-丙烯醯基嗎啉；曱基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯；甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮；N,N-二正丙基丙烯醯胺、N-正丁基丙烯醯胺、N-正己基丙烯醯胺、N-正己基曱基丙烯醯胺、N-正辛基丙烯醯胺、N-正辛基甲基丙烯醯胺、N-叔辛基丙烯醯胺、N-十二烷基丙烯醯胺、N-正十二烷基曱基丙烯醯胺等N-烷基(甲基)丙烯醯胺衍生物；N，N-二縮水甘油基丙烯醯胺、N,N-二縮水甘油基甲基丙烯醯胺、N-(4-環氧丙氧基丁基)丙烯醯胺、N-(4-環氧丙氧基丁基)曱基丙烯醯胺、N-(5-環氧丙氧基戊基)丙烯醯胺、N-(6-環氧丙氧基己基)丙烯醯胺等N-(CD-環氧丙氧基烷基)(甲基)丙烯醯胺書f生物；(曱基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(曱基)丙烯酸丁酯、(曱基)丙烯酸月桂酯、(曱基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等(曱基)丙烯酸酯衍生物；丙烯腈、曱基丙烯腈、乙酸乙烯酯、氯乙烯、1，l-二氯乙烯、乙烯、丙烯、丁烯等烯烴類、苯乙烯、a-曱基苯乙烯、丁二烯、異戊二烯、曱基丙烯醯胺等。上述其他單體可以單獨使用一種，也可以並用二種以上。共聚丙烯醯胺和上述其他單體時的混合比率沒有特別限定，但通常相對於100摩爾丙烯醯胺，其他單體為100摩爾以下，優選為50摩爾以下。作為上述單體的聚合方法，例如有水溶液聚合、乳液聚合等。其中在採用水溶液聚合時，通常使丙烯醯胺和根據需要添加的其他單體的總濃度為590重量％。作為聚合引發劑，例如可以使用自由基聚合引發劑。作為自由基聚合引發劑，可以舉出過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫、過氧化苯甲醯等過氧化物；偶氮二異丁腈、2，2，-偶氮二(4-脒基丙烷)二鹽酸鹽、4,4，-偶氮二(4-氰基戊酸鈉)等偶氮類游離基引發劑；並用上述過氧化物和亞硫酸氫鈉、三乙醇胺、硫酸亞鐵銨等還原劑的所謂氧化還原類催化劑、二曱基氨基丙腈。上述聚合引發劑可以單獨使用一種，也可以並用二種以上。聚合引發劑的量通常相對於單體的總重量為0.001~5重量％的範圍。聚合溫度通常在-10120。C的範圍，較優選在090。C的範圍。另外，通常聚合溫度不必保持在固定的溫度，可以隨著聚合的進行適當地變化，但隨著聚合的進行，通常產生聚合熱，聚合溫度有上升的傾向，所以，有時根據需要也進行冷卻。對聚合時的氣氛沒有特別限定，但從快速進行聚合的觀點考慮，優選在例如氮氣等惰性氣體氣氛下進行聚合。對聚合時間沒有特別限定，但通常為120小時的範圍。另夕卜，對聚合時水溶液的pH也沒有特別限定，但可以根據需要調節pH進行聚合。作為此種情況下可以使用的pH調節劑，可以舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨等鹼；磷酸、硫酸、鹽酸等無機酸；曱酸、乙酸等有機酸等。利用本發明得到的聚合物的分子量沒有特別限定，但通常在10萬5000萬的範圍，優選在50萬3000萬的範圍。由於利用本發明得到的丙烯醯胺品質優異，因此如上所述得到的丙烯醯胺類聚合物水溶性顯著提高，而且能得到足夠高的分子量，色調也優良。因此，該丙烯醯胺類聚合物可以適合用作凝集劑、製紙用添加劑、石油回收劑等。實施例以下，基於實施例更具體地說明本發明，但本發明並不限定於此。[實施例l](水合反應時添加巴比土酸)[含有腈水合酶的菌體的培養]根據特開2001—340091號的實施例1中記載的方法,得到No.3克隆菌體，同樣，利用該實施例l的方法進行培養，得到含有腈水合酶的溼菌體。作為第l反應器，準備裝有攪拌器的1L玻璃制燒瓶，作為第二反應器，準備內徑5mm的40m特氟隆(註冊商標)制管。預先在第一反應器中裝入400g水。將利用上述培養方法得到的溼菌體懸浮於純水中，使其為12重量%。一邊攪拌第l反應器內，一邊以llg/h的速度連續加入該懸浮液。以31g/h的速度連續加入含有30重量ppm噁唑、2重量ppm丙烯醛的丙烯腈，並以38g/h的速度連續加入巴比土酸水溶液，所述巴比土酸水;容液是在純水中添加巴比土酸，使其達到550重量ppm而調製得到的。再連續加入0.1M-NaOH水溶液，使反應pH達到7.58.5。進而，為了保持第l反應器的液面水平一定，以80g/h的速度連續從第l反應器中抽出反應液，連續加入到第2反應器中，在第2反應器內進一步進行反應。將第1反應器及第2反應器都浸漬在溫度為1020。C的水浴中，控制溫度，使各反應器內部的液溫為15匸。開始運轉後第二天從各反應器的反應液中取樣，利用HPLC進行分析。結果為在第l反應器出口丙烯腈轉化為丙烯醯胺的轉化率為90%，並且在第二反應器出口相對於生成的丙烯醯胺的丙烯腈濃度在抬r測限以下(100重量ppm以下)。在酸性條件下(PH=5)利用活性炭處理所得的反應液後，除去溼菌體。進而，將200ml預先使用lM-NaOH水溶液使其為OH型的LcwatitMP500填充在玻璃柱中，對其以SV:1(1/h)的速度通入液體，除去雜質。最後，用1M-硫酸進行中和，調節pH為7，得到約50重量％丙烯醯胺水溶液。(聚合物品質的評價)[實施例2]在實施例1中得到的丙烯醯胺水溶液中加入水，製成濃度為20重量％的丙烯醯胺水溶液。將500g該20重量％丙烯醯胺水溶液裝入1L聚乙烯容器中，一邊保持在18。C,一邊通入氮除去液中的溶解氧，立即裝入發泡苯乙烯制保溫塊中。接下來，分別將200x10—6mpm(相對於丙烯醯胺的摩爾比)的4，4，-偶氮二(4-氰基戊酸鈉)、200x10—Smpm的二曱基氨基丙腈及80x10—Gmpm的過硫酸銨溶解於少量水，並以該順序快速注入1L聚乙烯容器中。預先向上述試劑中通入氮氣，並且在注入時及注入前後也向上述聚乙烯容器中通入少量氮氣，防止混入氧氣。一旦注入試劑，在數分鐘的誘導期後就可觀察到聚乙烯容器內部的溫度上升，所以停止供給氮氣。在該狀態下將聚乙烯容器在保溫塊中保持約100分鐘，使聚乙烯容器內部的溫度約達到70。C。將聚乙烯容器從保溫塊中取出，在97。C的水中浸漬2小時，進一步進行聚合反應。然後浸漬在冷水中冷卻，停止聚合反應。從聚乙烯容器中取出如上所述得到的丙烯醯胺聚合物的含水凝膠，分成小塊，用絞肉機磨碎。將該磨碎的丙烯醯胺聚合物的含水凝膠在100。C的熱風中乾燥2小時，再用高速旋轉刀片粉碎機粉碎，得到乾燥粉末狀的丙烯醯胺聚合物。將得到的乾燥粉末狀丙烯醯胺聚合物過篩，分取3242目的粉末。利用後述實施例5的丙烯醯胺聚合物試驗法評價該分取的丙烯醯胺聚合物。結果示於表-1。[實施例3](水合反應時添加巴比土酸的鹽)在巴比土酸水溶液中加入0.1M-NaOH水溶液，製作pH為7.0的巴比土酸鈉水〉容液。作為第l反應器，準備裝有攪拌器的1L玻璃制燒瓶，作為第二反應器，準備內徑5mm的40m特氟隆(註冊商標)制管。預先在第一反應器中裝入400g水。將利用實施例1的培養方法得到的溼菌體懸浮於純水中，使其為12重量％。一邊攪拌第l反應器內，一邊以llg/h的速度連續加入該懸浮液。以31g/h的速度連續加入含有30重量ppm噁唑、2重量ppm丙烯醛的丙烯腈，以38g/h的速度連續加入巴比土酸鈉水溶液，所述巴比土酸鈉水溶液是在純水中添加上述巴比土酸鈉水溶液，使其按巴比土酸換算為550重量ppm而調製得到的。再連續加入0.1M-NaOH水溶液，使反應pH達到7.58.5。進而，為了保持第l反應器的液面水平一定，以80g/h的速度連續從第1反應器中抽出反應液，連續加入到第2反應器中，在第2反應器內進一步進行反應。將第1反應器及第2反應器都浸漬在溫度為1020。C的水浴中，控制溫度，使各反應器內部的液溫為15。C。開始運轉後第二天從各反應器的反應液中取樣，利用HPLC進行分析。結果為在第l反應器出口丙烯腈轉化為丙烯醯胺的轉化率為90%,並且在第二反應器出口相對於生成的丙烯醯胺的丙烯腈濃度在檢測限以下U00重量ppm以下)。在酸性條件下(PH=5)利用活性炭處理所得的反應液後，除去溼菌體。進而，將200ml預先使用1M-NaOH水溶液使其為OH型的LewatitMP500填充在玻璃柱中，對其以SV-1(1/h)的速度通入液體，除去雜質。最後，用1M-硫酸進行中和，調節pH為7，得到約50重量％的丙烯醯胺水溶液。使用該丙烯醯胺水溶液，進行與實施例2相同的#:作，得到丙烯醯胺聚合物試樣。根據下述實施例5的丙烯醯胺聚合物試驗法評價所得的丙烯醯胺聚合物試樣。結果示於表-1。[實施例4](水合反應時添加乙內醯脲)在實施例1中，除代替巴比土酸添加乙內醯脲製成水溶液之外，進行與實施例l相同的操作。開始運轉後第二天從各反應器的反應液中取樣，利用HPLC進行分析。結果為在第l反應器出口丙烯腈轉化為丙蹄醯胺的轉化率為91%，並且在第二反應器出口相對於生成的丙烯醯胺的丙烯腈濃度在檢測限以下(100重量ppm以下)。在酸性條件下(PH=5)利用活性炭處理所得的反應液後，除去溼菌體。進而，將200ml預先使用1M-NaOH水溶液使其為OH型的LewatitMP500填充在玻璃柱中，對其以SV-1(1/h)的速度通入液體，除去雜質。最後，用lM-硫酸進行中和，調節pH為7，得到約50重量％的丙烯醯胺水溶液。使用該丙烯醯胺水溶液，與實施例2相同地得到丙烯醯胺聚合物試樣。將所得的乾燥粉末狀丙烯醯胺聚合物過篩，分取3242目的試樣。用下述實施例5的丙烯醯胺聚合物試驗法評價該分取的丙烯醯胺聚合物。結果示於表-1。[比專交例l](水合反應時不添加具有活性亞曱基的化合物)將利用實施例1的培養方法得到的溼菌體懸浮於純水中，使其為為12重量％。一邊攪拌第l反應器內，一邊以llg/h的速度連續加入該懸浮液。以31g/h的速度連續加入含有30重量ppm噁唑、2重量ppm丙烯醛的丙烯腈，以38g/h的速度連續加入純水。再連續加入0.1M-NaOH水溶液，使反應pH達到7.58.5。另外，為了保持第l反應器的液面水平一定，以80g/h的速度連續從第l反應器中抽出反應液，連續加入到第2反應器中，在第2反應器內進一步進行反應。將第1反應器及第2反應器都浸漬在溫度為1020。C的水浴中，控制溫度，使各反應器內部的液溫為15。C。開始運轉後第二天從各反應器的反應液中取樣，利用HPLC進行分析。結果為在第l反應器出口丙烯腈轉化為丙烯醯胺的轉化率為87%,並且在第二反應器出口相對於生成的丙烯醯胺的丙烯腈濃度在檢測限以下(100重量ppm以下)。在酸性條件下(PH-5)利用活性炭處理所得的反應液後，除去溼菌體。進而，將200ml預先使用1M-NaOH水溶液使其成為OH型的LewatitMP500填充在玻璃柱中，對其以SV-1(1/h)的速度通入液體，除去雜質。最後，用1M-硫酸進行中和，調節pH為7，得到約50重量％的丙烯醯胺水溶液。使用該丙烯醯胺水溶液，與實施例2相同地得到丙烯醯胺聚合物試樣。將所得的乾燥粉末狀丙烯醯胺聚合物過篩，分取3242目的試樣。用下述實施例5的丙烯醯胺聚合物試驗法評價該分取的丙烯醯胺聚合物。結果示於表-1[實施例5]<丙烯醯胺聚合物試驗法〉根據以下方法進行上述實施例2、3、4、比較例l中得到的聚合物試樣的水溶性評價、標準粘度的測定及色調的評價。水溶性在lL燒杯中加入600ml水，一邊用規定形狀的攪拌翼在25。C下攪拌，一邊添加0.66g(純品0.6g)聚合物試樣，以400rpm攪拌2小時，將所得溶液用150目金屬網過濾，由不溶解部分的多少和過濾性判斷水溶性。即，完全溶解時的水溶性表示為，接近完全溶解時的水溶性表示為O，存在不溶解部分，但能夠過濾除去不溶解部分時的水溶性表示為A，濾液通過緩慢、實際上不能過濾不溶解部分時的水溶性表示為x。標準粘度由上述水溶性試驗得到的濾液為濃度O.1重量。/。的聚合物水溶液，向其中加入相當於1M濃度的氯化鈉，利用BL型粘度計，用BL適配器在25。C、轉子旋轉數60rpm的條件下測定粘度(標準粘度)。利用上述方法得到的標準粘度常用作與分子量相關的值。評價結果示於表-1。[表1]tableseeoriginaldocumentpage16*)因為濾液通過緩慢，實際上不能過濾，所以不能測定濾液的粘度權利要求1、一種製造丙烯醯胺的方法，所述方法在存在至少一種具有活性亞甲基的化合物、及/或至少一種所述化合物的鹽的條件下，通過含有腈水合酶的微生物菌體、或其菌體處理物使丙烯腈進行水合反應，製造丙烯醯胺。2、如權利要求1所述的製造丙烯醯胺的方法，其中，具有活性亞曱基的化合物及/或所述化合物的鹽為選自雙曱酮、巴比土酸、乙內醯脲及它們的鹽中的至少一種化合物及/或鹽。全文摘要本發明的課題在於提供通過含有腈水合酶的微生物催化劑等更有效地製造更高品質的丙烯醯胺的方法。根據本發明，可以在存在至少一種具有活性亞甲基的化合物、及/或至少一種該化合物的鹽的條件下，通過含有腈水合酶的微生物菌體、或其菌體處理物使丙烯腈進行水合反應，製造上述丙烯醯胺。文檔編號C08F20/56GK101410527SQ20078001146公開日2009年4月15日申請日期2007年3月30日優先權日2006年4月6日發明者村本正則,福田偉志,羽間宗一,阿部剛也申請人:三井化學株式會社