精製ペンタメチレンジアミンの製造方法及びポリアミド樹脂の製造方法
【課題】単純な製造工程で高い収率が得られる精製ペンタメチレンジアミンの製造方法等を提供する。
【解決手段】ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、前記粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上であることを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法、及び該精製ペンタメチレンジアミンを原料とするポリアミド樹脂の製造方法。
【解決手段】ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、前記粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上であることを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法、及び該精製ペンタメチレンジアミンを原料とするポリアミド樹脂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精製ペンタメチレンジアミンの製造方法等に関し、より詳しくは、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解処理を含む精製ペンタメチレンジアミンの製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック原料として、その殆どがいわゆる化石原料が用いられている。再生利用する場合を除き、プラスチックを廃棄する場合、燃焼等による廃棄は炭酸ガスの放出を招くことから近年問題となりつつある。そこで、地球温暖化防止及び循環型社会の形成に向けて、プラスチックの製造原料をバイオマス由来の原料に置き換えることが嘱望されている。このようなニーズは、フィルム、自動車部品、電気・電子部品、機械部品等の射出成形品、繊維、モノフィラメント等、多岐にわたる。
このような背景の下、リジンから得られたペンタメチレンジアミン（以下、カダベリンと称する場合がある）を原料として用いる５６ナイロンや５６／６６ナイロン等は植物由来ポリマーとしての期待が大きい。ポリアミド樹脂は、機械的強度、耐熱性、耐薬品性等に優れており、所謂エンジニアリングプラスチックスの１つとして多くの分野で使用されている。
【０００３】
従来、ペンタメチレンジアミンの製造方法として、以下の報告（特許文献１〜特許文献４）が挙げられる。
特許文献１には、リジン溶液のｐＨが酵素的脱炭酸反応に適したｐＨ４．０〜８．０に維持されるように、炭素数４〜１０のジカルボン酸を加えながら、リジンの酵素的脱炭酸反応を行うことにより、カダベリン・ジカルボン酸塩を生成させる方法が記載されている。
特許文献２には、Ｌ−リジン・ジカルボン酸塩水溶液に、Ｌ−リジン脱炭酸酵素遺伝子を導入した大腸菌もしくはＬ−リジン脱炭酸酵素を細胞表面に局在化させた大腸菌を接触させ、ジカルボン酸によりｐＨを制御しながら行ったＬ−リジン発酵液を用いＬ−リジン脱炭酸酵素を調製することによりカダベリン・ジカルボン酸塩を製造する方法が記載されている。
【０００４】
特許文献３には、高濃度のＬ−リジン一塩酸塩に、Ｎ末端アミノ酸配列に６個のヒスチジンを付与したＬ−リジン脱炭酸酵素遺伝子を導入した大腸菌の細胞破砕液もしくはＬ−リジン脱炭酸酵素を細胞表面に局在化させた大腸菌を接触させることにより、ｐＨを制御する必要がなく、カダベリンを高濃度、高反応収率、高生産速度で生成させ、この反応液をｐＨ１３以上にし、極性有機溶媒で抽出し、蒸留することによりカダベリンを製造する方法が記載されている。
特許文献４には、リジン炭酸塩を基質として、二酸化炭素添加によるｐＨ調整後にリジンの酵素的脱炭酸反応により生成したカダベリン炭酸塩にジカルボン酸塩を添加し、炭酸との塩交換反応後、単離工程を経てカダベリン・ジカルボン酸塩を製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−００６６５０号公報
【特許文献２】特開２００４−２０８６４６号公報
【特許文献３】特開２００４−０００１１４号公報
【特許文献４】国際公開第２００６／１２３７７８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、リジンの酵素的脱炭素反応（以下、ＬＤＣ反応と称する場合がある。）から得られたカダベリン・ジカルボン酸塩は、反応液から公知の方法を組み合わせることによって単離、生成することができる。例えば、カダベリン・ジカルボン酸塩の結晶は、濃縮した反応液を冷却することによりカダベリン・ジカルボン酸塩を析出させ、その後、遠心分離等、通常の固液分離方法によって単離される。
しかし、晶析法では、高収率でカダベリン・ジカルボン酸塩を得ることは困難であるだけでなく、不純物の除去が完全に行われないために、これを原料として得られたポリアミドが着色するという問題があった。
【０００７】
また、ＬＤＣ反応により生成したカダベリンを反応液から採取する方法として、反応終了液に水酸化ナトリウム等のアルカリを添加し、反応液のｐＨを１２〜１４に調整後、クロロホルム等の極性有機溶媒でカダベリンを抽出する方法が知られている。しかし、有機溶媒は有害性があるものが多く、特に、クロロホルムには急性毒性があるため、その取り扱いは好ましくない。また、抽出に有機溶媒を使用すると、有機溶媒を回収しない場合はコストに大きく影響し、有機溶媒を回収する場合は製造工程が複雑になるという問題がある。又、有機溶剤を回収する場合は、回収する工程が必要となり、プロセスが複雑になるだけでなく、エネルギー的にも不利になるという問題がある。
さらに、カダベリン炭酸塩水溶液を４０℃程度で減圧濃縮し、炭酸イオン等を二酸化炭素として放出することによりカダベリンを得る方法も考えられる。しかし、カダベリン炭酸塩から炭酸イオン等を分離するのに長時間を要する場合がある。
【０００８】
また、バイオマス由来のペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液には、リジン等の３個以上の官能基を有する不純物やタンパク質等の高分子不純物が存在することが知られている。このため、このような不純物が含まれるペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の蒸留を行うと、蒸留塔の塔底に、不純物による反応生成物または不純物の濃縮物のような高粘度物質が堆積し、トラブルを招く原因となる。このような高粘度物質や前記リジン等の３個以上の官能基を有する不純物が蒸留によって得られたペンタメチレンジアミンに混入すると、ペンタメチレンジアミンを原料とする５６ナイロン等のポリアミドフィルムに外観不良が生じる可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、単純な製造工程で高い収率が得られる精製ペンタメチレンジアミンの製造方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討を行った結果、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液に高温で分解処理を施すことにより、高収率でペンタメチレンジアミンが得られることを見出し、又、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を熱分解させて特定濃度のペンタメチレンジアミンを得、蒸留精製することにより、高品質のペンタメチレンジアミンが高収率で得られることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成した。
【００１１】
本発明によれば、下記請求項に係る精製ペンタメチレンジアミンの製造方法及びポリアミド樹脂の製造方法が提供される。
請求項１に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、前記粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上であることを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項２に係る発明は、前記熱分解工程において、加熱の最高温度が４０℃〜３００℃であることを特徴とする請求項１に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項３に係る発明は、前記蒸留工程の条件が下記（１）及び（２）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
（１）蒸留温度：４０℃〜３００℃
（２）蒸留圧力：０．２ｋＰａ〜１２００ｋＰａ
請求項４に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、前記熱分解工程における加熱の最高温度が１１０℃〜３００℃であることを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項５に係る発明は、前記熱分解工程において、ペンタメチレンジアミン炭酸塩は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液であり、加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素と水を得ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項６に係る発明は、前記熱分解工程における圧力が２ｋＰａ〜１２００ｋＰａであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項７に係る発明は、前記熱分解工程において、ガスを吹込みながらペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項８に係る発明は、前記ガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項７に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項９に係る発明は、前記熱分解工程に先立って、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／又はリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１０に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程において、前記リジン及び／又はリジン炭酸塩が当該リジンの水溶液及び／又は当該リジン炭酸塩の水溶液であることを特徴とする請求項９に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１１に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程を二酸化炭素雰囲気下で行うことを特徴とする請求項９又は１０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１２に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程に先立って、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１３に係る発明は、前記リジン炭酸塩生成工程において、リジンが水溶液であることを特徴とする請求項１２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１４に係る発明は、前記熱分解工程で生成する二酸化炭素を、酵素的脱炭酸反応工程の二酸化炭素として回収し、再使用することを特徴とする請求項１１に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１５に係る発明は、前記熱分解工程で生成する二酸化炭素を、前記リジン炭酸塩生成工程に用いる二酸化炭素として回収・再使用することを特徴とする請求項１２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１６に係る発明は、前記熱分解工程で生成する水を、前記酵素的脱炭酸反応工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項１０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１７に係る発明は、前記熱分解工程で生成する水を、前記リジン炭酸塩生成工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項１３に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１８に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量が、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の前記水溶液に含まれるペンタメチレンジアミンに対する重量比率で０．０１以下であることを特徴とする請求項５乃至１７のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１９に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の前記水溶液中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物がリジンであることを特徴とする請求項１８に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項２０に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる高分子不純物を除去した上で加熱することを特徴とする請求項５乃至１９のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項２１に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる高分子不純物を、限外濾過膜を用いて除去することを特徴とする請求項２０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
【００１２】
請求項２２に係る発明は、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／またはリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程と、前記酵素的脱炭酸反応工程により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、前記蒸留工程により得られたペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として重縮合反応を行う重縮合反応工程と、を含み、前記熱分解工程において得られた粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上であることを特徴とするポリアミド樹脂の製造方法である。
【００１３】
請求項２３に係る発明は、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／またはリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程と、前記酵素的脱炭酸反応工程により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、前記蒸留工程により得られたペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として重縮合反応を行う重縮合反応工程と、を含み、前記熱分解工程における加熱の最高温度が１１０℃〜３００℃であることを特徴とするポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２４に係る発明は、前記重縮合反応工程に先立って、前記ペンタメチレンジアミン、ジカルボン酸及び水によりペンタメチレンジアミン・ジカルボン酸塩水溶液とした後、水を留去する濃縮工程を有することを特徴とする請求項２２又は２３に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２５に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程において、前記リジン及び／又はリジン炭酸塩が当該リジンの水溶液及び／又は当該リジン炭酸塩の水溶液であることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２６に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程に先立って、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程を有することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２７に係る発明は、前記リジン炭酸塩生成工程において、リジンが水溶液であることを特徴とする請求項２６に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２８に係る発明は、前記重縮合反応工程及び／又は濃縮工程で生成する水を、前記酵素的脱炭酸反応工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項２５に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２９に係る発明は、前記重縮合反応工程及び／又は濃縮工程で生成する水を、前記リジン炭酸塩生成工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項２７に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来と比較して、単純な製造工程により、高い収率でペンタメチレンジアミンを製造することができる。さらに、熱分解工程において生成された二酸化炭素の一部あるいは全量を回収し、これを再使用することにより、二酸化炭素の製造に伴うエネルギー消費、及びエネルギー消費に伴う二酸化炭素の排出を低減できる。加えて、熱分解工程、重縮合工程及び／又は濃縮工程において生成された水の一部あるいは全量を回収し、これを再使用することにより、水の調達に伴うエネルギー消費、及び水の排出を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】自動滴定装置による測定結果の一例である。
【図２】自動滴定装置による測定結果の一例である。
【図３】ｃａｄＡのクローニングの手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１７】
（ペンタメチレンジアミン炭酸塩）
本実施の形態で使用するペンタメチレンジアミン炭酸塩は、リジンの酵素的脱炭素反応（ＬＤＣ反応）により得られるものであることが好ましい。リジンのＬＤＣ反応は、リジンまたはリジン炭酸塩と、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用して行われる。リジンのＬＤＣ反応については後述する。
本実施の形態では、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩は、通常、水溶液として得られる。尚、ペンタメチレンジアミン炭酸塩は固体状態であってもよいが、水溶液または他の溶媒に溶解した溶液の状態が好ましい。水溶液または他の溶媒に溶解した溶液のペンタメチレンジアミン炭酸塩の濃度は、通常、１重量％〜８０重量％、好ましくは３０重量％〜７０重量％である。
尚、リジンのＬＤＣ反応後、得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩の濃度が上述した範囲より低い場合は、必要に応じて濃縮操作を行うことが好ましい。
【００１８】
リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩は、通常、３個以上の官能基を有する有機物やタンパク質等の高分子物質を含む不純物が含まれている。
ここで、３個以上の官能基を有する有機物とは、分子内に架橋ゲルの原因となり得る官能基を３個以上有する有機物が挙げられる。このような官能基としては、例えば、アミノ基、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基、水酸基、ヒドラジド基、エポキシ基、メルカプト基、ニトロ基、アルコキシル基等が挙げられる。
３個以上の官能基を有する有機物としては、アミノ酸、オリゴ糖、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられる。アミノ酸の具体例としては、例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、リジン、オルニチン、ヒドロキシリジン、アルギニン、ヒスチジン等が挙げられる。中でもリジンが多く存在する。尚、これらのアミノ酸はＬ体でもＤ体でも構わない。
【００１９】
（熱分解工程）
本実施の形態において、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱し、予め定めた温度で不純物を含む粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに熱分解し、次いで、粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、不純物が除去された精製ペンタメチレンジアミンを得る。初めに、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を熱分解する工程について説明する。
ペンタメチレンジアミン炭酸塩は、加熱することにより熱分解する。そのため、熱分解は加熱を伴う濃縮、還流、脱水蒸留等のいずれの行程においても発生する。従って、本願における熱分解温度の最高温度とは、加熱を伴う全行程における最高温度と等しい。
【００２０】
リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解温度の最高温度は、通常４０℃以上、好ましくは１１０℃以上、より好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１３０℃以上、特に好ましくは１５０℃以上である。また、通常３００℃以下、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２３０℃以下、さらに好ましくは２２０℃以下、とりわけ好ましくは２１０以下、特に好ましくは２００℃以下である。
【００２１】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱する温度が過度に低いと、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解が進行せず、その後に行われる蒸留操作による収率が低下したり、ペンタメチレン炭酸塩の析出が起こる傾向がある。また、加熱する温度が過度に高いと、ペンタメチレンジアミンが分解する可能性がある。
ペンタメチレンジアミン炭酸塩の加熱時間は、特に限定されないが、通常１時間以上、好ましくは２時間以上、さらに好ましくは３時間以上である。
【００２２】
前述したように、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩は、通常、水溶液として得られる。この場合、加熱処理により蒸発する水の蒸発潜熱のため、そのまま加熱した場合、水溶液の温度が上昇しにくい。このため、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解が進行せずに、脱水後にペンタメチレンジアミン炭酸塩が析出する可能性がある。
【００２３】
このため、本実施の形態では、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を、必要に応じて濃縮操作を施し、予め定めた濃度に調製した後、水溶液を還流等の操作により、水溶液中に含まれる大部分のペンタメチレンジアミン炭酸塩を分解し、その後、脱水蒸留等を行うことが好ましい。
【００２４】
還流の温度は水溶液中の水分により異なり、水分濃度が低い場合はより高温での還流が可能である。還流温度は通常、４０℃〜３００℃、好ましくは、１００℃〜１８０℃の範囲であり、又還流時間は通常１時間以上、好ましくは２時間以上、さらに好ましくは３時間以上である。
【００２５】
また、同様な効果が得られる操作として、水溶液に含まれるペンタメチレンジアミン炭酸塩が析出しない条件で、脱水蒸留を行いながら大部分のペンタメチレンジアミン炭酸塩を分解することが好ましい。この場合、バッチ式では、先ず、１００℃〜１２０℃で脱水蒸留を行う。水分量の減少と共に内温が上昇し、１６０℃〜１８０℃付近になるとペンタメチレンジアミンが留去し始め、脱水はほぼ完了する。また、その時の温度はペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解に十分な温度に到達しており、粗ペンタメチレンジアミンが得られる。他の方法としては、脱水蒸留と分解を加圧で行う方法がある。加圧にすることにより、水の沸点が上昇し、分解が効率よく進む。
【００２６】
尚、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の熱分解を、連続運転装置を使用して行う場合、熱分解に必要な温度に保たれた反応槽に、所定量のペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を供給し、脱水を行いながら分解する方法が好ましい。
【００２７】
また、連続運転装置を使用する場合は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解を効率よく行うために、次のような２つのステージが考えられる。
第１ステージとして、先ず、蒸留塔にて減圧下、加熱により、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の脱水を行う。水分が少なく、さらに脱水条件下での加熱によりペンタメチレンジアミン炭酸塩の一部が分解した塔底の溶液を、次の第２ステージへ移送する。
第２ステージとして、第１ステージから移送された溶液を、各種条件を制御して加熱分解させる。このとき、ペンタメチレンジアミン炭酸塩をほぼ完全に分解することが好ましい。次に、塔底より得られた粗ペンタメチレンジアミンを、好ましくは減圧下、蒸留してペンタメチレンジアミンを得る。
【００２８】
さらに、上記の方法とは別に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の脱水、分解、ペンタメチレンジアミンの蒸留の一連の操作を１つの装置で行うことも考えられる。例えば、多段蒸留塔等を使用し、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を蒸留塔の中央付近より供給し、蒸留塔の塔底を高温にすることにより、ペンタメチレンジアミン炭酸塩がほぼ完全に分解する。蒸留塔の塔頂からは、水と二酸化炭素を回収し、蒸留塔中段からは蒸留したペンタメチレンジアミンを回収し、塔底から釜残を取り出す。
【００２９】
本実施の形態では、上述した熱分解工程により、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液中のペンタメチレンジアミン炭酸塩が、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解する。前記粗ペンタメチレンジアミンに含まれるペンタメチレンジアミンの濃度は、ペンタメチレンジアミンと分解せずに残存するペンタメチレンジアミン炭酸塩との合計を１００ｍｏｌ％として、通常、３０ｍｏｌ％以上、好ましくは７５ｍｏｌ％以上、より好ましくは８５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは９０ｍｏｌ％以上、とりわけ好ましくは９５ｍｏｌ％以上、特に好ましくは９９ｍｏｌ％以上である。
【００３０】
尚、熱分解工程を連続式で行う場合は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を供給しながら熱分解を行うため、ペンタメチレンジアミン炭酸塩が完全に分解した粗ペンタメチレンジアミンを得ることは難しく、通常９９．９ｍｏｌ％以下、好ましくは９９．５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは９９．０ｍｏｌ％以下である。
水溶液中に分解せずに残存するペンタメチレンジアミン炭酸塩量が過度に多いと、後工程である蒸留によりペンタメチレンジアミンを単離する際、蒸留塔の塔底に炭酸塩として析出し、収率が低下したり、リボイラーの閉塞、熱効率の低下を招いたりする場合がある。
【００３１】
熱分解の際の圧力は、通常２ｋＰａ以上、好ましくは１０ｋＰａ以上、特に好ましくは１００ｋＰａ以上である。又、通常１２００ｋＰａ以下、好ましくは８００ｋＰａ以下、特に好ましくは５００ｋＰａ以下である。圧力が過度に低いと、内温が上昇しないためペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解が進行せず、その後に行われる蒸留操作での収率が低下したり、蒸留塔の塔底に炭酸塩が析出してトラブルの原因となったりする。又、圧力が過度に高いと、二酸化炭素分圧が大きく、分解を進行させるには高温にする必要があり、過度に高温にすることでペンタメチレンジアミンが分解する可能性がある。
【００３２】
尚、ここでの圧力とは絶対圧力であり、他に記載した圧力に関してもｋＰａのように表した場合は、全て絶対圧力を表すものとする。また、それと区別してｋＰａＧのように圧力単位にＧを付加して表した場合は、ゲージ圧力を表すものとする。
【００３３】
熱分解工程では、ガスを吹き込ながらペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解を行ってもよい。ガスの種類としては不活性ガスが好ましく、通常、窒素やアルゴンを使用する。ガスを吹き込むことにより二酸化炭素の分圧が低下し、より分解が進行する。
【００３４】
更に、熱分解工程において得られる粗ペンタメチレンジアミン中には、ペンタメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン炭酸塩、水以外にリジン由来、もしくは酵素的脱炭酸反応で生成した不純物等が含まれている。使用するリジンの種類には、精製された医薬グレードのリジンや、グルコースの醗酵により得られたリジン水溶液があり、含まれる不純物量が異なる。そのため、使用するリジンの種類により粗ペンタメチレンジアミン中に含まれる不純物量が異なり、粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度は通常９９重量％以下であり、リジンの種類によっては不純物量が多いため、９５重量％以下の場合もある。ここでの、全ペンタメチレンジアミンとは、ペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩中のペンタメチレンジアミン成分の両方を含むペンタメチレンジアミンを表す。また、通常、ペンタメチレンジアミンと表記した場合は、遊離のペンタメチレンジアミンを表し、全ペンタメチレンジアミンとは区別して使用する。
【００３５】
（水溶液中の不純物の低減方法）
前述したように、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩は、通常、３個以上の官能基を有する有機物やタンパク質等の高分子物質を含む不純物が含まれている。このような不純物が残存した状態で、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の加熱、蒸留操作を行うと、蒸留塔の塔底等に不純物が原因と考えられる高粘度物質が堆積する等、トラブルの原因となる。
このため、本実施の形態では、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液中の不純物を、少なくとも後述する蒸留工程の前に、好ましくは熱分解工程において熱分解処理を行う前に、予め低減させることが好ましい。
【００３６】
（３個以上の官能基を有する有機物の低減方法）
ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液中に存在する３個以上の官能基を有する有機物のなかでも、リジン等のアミノ酸は、リジン脱炭酸酵素（以下、ＬＤＣと称する場合がある）の使用に伴う微生物（菌体）に由来する。このため、リジンのＬＤＣ反応時に使用する菌体の量を所定範囲内に抑えることにより低減することができる。さらにリジンは、ＬＤＣ反応の転化率が約１００％になるまでＬＤＣ反応を行うことにより、リジン濃度を検出限界以下にすることが可能である。
上述した操作により、本実施の形態では、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量は、水溶液に含まれるペンタメチレンジアミンに対する重量比率で、通常０．０１以下、好ましくは０．００９以下、さらに好ましくは０．００８以下、特に好ましくは０．００７以下に低減する。
【００３７】
（高分子不純物の除去処理）
本実施の形態で使用するペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液は、加熱による熱分解処理に先立ち、予め、水溶液中に含まれる高分子不純物を除去することが好ましい。特に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩が、後述するリジン脱炭酸酵素を使用しリジンまたはリジン炭酸塩から産出されたものである場合、水溶液中には、高分子不純物としては、例えば、タンパク質、核酸、多糖類等が含まれる。このような高分子不純物が水溶液中に含まれた状態で加熱処理を行うと、加熱処理装置の伝熱低下等の原因になり得る。
高分子不純物を除去する方法は、通常、水溶液中に添加した吸着剤に高分子不純物を吸着させる方法、水溶液を予め定めたサイズの膜により濾過する方法等が挙げられる。中でも簡便性と除去効果の観点から、水溶液を限外濾過膜（ＵＦ膜）を用いて処理する方法が好ましい。
【００３８】
水溶液を、ＵＦ膜を用いて処理することにより、水溶液中に含まれる分子量１２，０００以上、好ましくは分子量５，０００以上、特に好ましくは分子量１，０００以上の高分子不純物を除去する。
ＵＦ膜の材質は、例えば、酢酸セルロース、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、アクリロニトリル共重合体、ポリアミド１２等が挙げられる。中でもアクリロニトリル共重合体が好ましい。
ＵＦ膜の膜形状は、平膜、中空糸、板、管、スパイラル巻き等が挙げられる。中でも中空糸が好ましい。また、種々のＵＦ膜モジュールが各社から販売されており、操作のしやすさからモジュール化したものが好ましい。
【００３９】
（蒸留工程）
次に、蒸留工程について説明する。
蒸留工程では、前述した熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミン（ペンタメチレンジアミンと不純物を含む）を蒸留することにより、粗ペンタメチレンジアミンに含まれるペンタメチレンジアミンが得られる。
蒸留工程に先立って、熱分解工程で発生した二酸化炭素を、反応槽もしくは蒸留塔内から除外しておくことが好ましい。二酸化炭素を除外しない場合、反応槽や蒸留塔上部に二酸化炭素が存在するために、二酸化炭素と蒸留されたペンタメチレンジアミンとが反応してペンタメチレンジアミン炭酸塩を生成し、塔内壁に付着して閉塞等の原因となる。
【００４０】
さらに、蒸留により単離されたペンタメチレンジアミン中にペンタメチレンジアミン炭酸塩が含まれ、ペンタメチレンジアミンの融点以上の温度においても凝固し、抜出しが困難となる可能性がある。その場合、蒸留した精製ペンタメチレンジアミンに水を加えることにより、ペンタメチレンジアミンを凝固させずに水溶液として得ることができる。その際、水溶液中の全ペンタメチレンジアミン濃度は通常２０重量％以上、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上であり、通常９９重量％以下、好ましくは９５重量％以下、さらに好ましくは９０重量％以下である。
【００４１】
二酸化炭素を除外する方法としては、不活性ガスを吹き込むことにより、塔内を不活性ガス雰囲気とする方法がある。不活性ガスの種類としては、窒素やアルゴンを用いることができる。また、熱分解工程で使用する反応槽や蒸留塔と、蒸留工程で使用する蒸留塔を別に設けることで、蒸留工程でのペンタメチレンジアミン炭酸塩の生成を防ぐことができる。
【００４２】
また、蒸留工程における温度や圧力の条件は、熱分解工程の条件と比較してペンタメチレンジアミン炭酸塩が分解しにくい条件が好ましい。熱分解工程において分解せずに残ったペンタメチレンジアミン炭酸塩が、蒸留工程において分解した場合、前述のとおり、蒸留塔上部に二酸化炭素が存在するためにペンタメチレンジアミン炭酸塩が生成し、閉塞や蒸留により得たペンタメチレンジアミンの凝固の原因となる。
【００４３】
蒸留に際し、水溶液中に含まれるペンタメチレンジアミンの濃度は、前述したようにペンタメチレンジアミンと分解せずに残存するペンタメチレンジアミン炭酸塩との合計を１００ｍｏｌ％として、通常、３０ｍｏｌ％以上、好ましくは７５ｍｏｌ％以上、より好ましくは８５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは９０ｍｏｌ％以上、とりわけ好ましくは９５ｍｏｌ％以上、特に好ましくは９９ｍｏｌ％以上である。
【００４４】
蒸留の際、蒸留温度は、通常、４０℃〜３００℃、好ましくは５０℃〜２００℃、より好ましくは６０℃〜１８０℃、さらに好ましくは７０℃〜１５０℃、特に好ましくは７０℃〜１２０℃である。蒸留圧は、通常０．２ｋＰａ〜１２００ｋＰａ、好ましくは０．５ｋＰａ〜８００ｋＰａ、さらに好ましくは１．０ｋＰａ〜５００ｋＰａである。
尚、蒸留により得られた精製ペンタメチレンジアミンには、一部、ペンタメチレンジアミン炭酸塩が含まれる可能性がある。しかし、この炭酸塩は容易にジカルボン酸と塩交換をするため、ポリアミド樹脂の重合に供する単量体として問題なく使用することができる。
【００４５】
また、蒸留で得られる精製ペンタメチレンジアミンの重量は、使用するリジンの種類によるが、バッチ式の場合は粗ペンタメチレンジアミンの重量に対して、連続式の場合は単位時間当たりに蒸留装置に供給される粗ペンタメチレンジアミンの重量に対して、通常９９重量％以下、好ましくは９７重量％以下、さらに好ましくは９５重量％以下である。また通常４０重量％以上、好ましくは４５重量％以上、さらに好ましくは５０重量％以上である。蒸留量が過度に多いと、蒸留塔の塔底で、不純物による反応生成物または不純物の濃縮物のような高粘度物質が堆積し、トラブルを招く原因となる。また、蒸留量が過度に少ないと、バッチ式の場合は収率の低下に繋がり、連続式の場合は生産効率が低下するため好ましくない。
【００４６】
（二酸化炭素の回収・再使用）
次に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解工程にて生成された二酸化炭素の回収・再使用について説明する。二酸化炭素は、出発原料からペンタメチレンジアミンを製造する間のいずれの工程においても使用することができ、特に限定されない。特に、本実施の形態では、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程、リジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を生成する酵素的脱炭酸反応工程が好ましい。後者は、酵素的脱炭酸反応が進むとｐＨが高くなるので、中性になるようにｐＨ調整することが好ましく、そのｐＨ調整に二酸化炭素を使用する。
【００４７】
二酸化炭素の回収・再使用の方法は特に限定されないが、熱分解工程にて回収される水を冷却器により分離した後、排出される二酸化炭素をそのままリジン炭酸塩生成工程、あるいは酵素的脱炭酸反応工程にて再使用してもよい。その際、圧縮機を使用して二酸化炭素を圧縮して使用してもよい。
【００４８】
（水の回収・再使用）
更に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の濃縮や、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解工程にて回収された水と、後述するペンタメチレンジアミンとジカルボン酸の濃縮工程及び重縮合反応工程にて回収された水の再使用について説明する。水は、出発原料からペンタメチレンジアミンを製造する間のいずれの工程においても使用することができ、特に限定されない。特に、本実施の形態では、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程、リジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程が好ましい。
【００４９】
更に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の濃縮、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸の濃縮工程及び／又は重縮合反応工程では加熱が伴うため、回収された水にはペンタメチレンジアミンの一部が分解して生成した不純物が含まれる可能性がある。回収された水をそのまま再使用してもよいが、ペンタメチレンジアミンが分解して生成した不純物を除去してから再使用することが好ましい。不純物の除去の方法は特に限定されないが、イオン交換樹脂法、活性炭処理法などの吸着法、逆浸透膜などの膜処理、蒸留により除去する方法が挙げられる。
【００５０】
（リジン炭酸塩生成、リジンの酵素的脱炭酸反応）
次に、本実施の形態において使用するペンタメチレンジアミン炭酸塩を調製するためのリジン炭酸塩生成及びリジンの酵素的脱炭酸反応について説明する。
本実施の形態において、リジンの酵素的脱炭酸反応は、例えば、リジンを水に溶解したリジン溶液に、同溶液のｐＨがリジンの酵素的脱炭酸反応（ＬＤＣ反応）に適したｐＨに維持されるように二酸化炭素を加えながら、あるいは、二酸化炭素雰囲気下にて行われる。
以下、詳細に説明する。
【００５１】
原料として使用するリジンは、通常、遊離塩基（リジンベース、即ち、遊離リジン）であることが好ましい。また、リジンの炭酸塩であってもよい。リジンは、Ｌ−リジン、Ｄ−リジンが挙げられる。通常、入手の容易性からＬ−リジンが好ましい。また、リジンは、精製されたリジンであってもよく、リジンを含む発酵液であってもよい。
リジン溶液を調製する溶媒は、好適には水が使用される。ＬＤＣ反応が行われる反応液のｐＨは、二酸化炭素によって調節され、通常、他のｐＨ調節剤や緩衝剤は使用されない。尚、リジンを溶解する溶媒に、例えば酢酸ナトリウム緩衝液等を使用する場合、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を形成させるという点から、リジン濃度は低濃度に抑えることが好ましい。
【００５２】
遊離リジンを使用する場合、例えば水に溶解したリジン溶液に二酸化炭素を加えながら、あるいは二酸化炭素雰囲気下にて、反応液のｐＨをＬＤＣ反応に適したｐＨとなるように調節する。具体的なｐＨは、通常４．０以上、好ましくは５．０以上であり、通常１２．０以下、好ましくは９．０以下である。以下、このように、反応液のｐＨをＬＤＣ反応に適したｐＨに調節することを「中和」と称する場合がある。なお、本発明における二酸化炭素雰囲気下とは、気相部分を二酸化炭素でほぼ満たされた状態のことを意味する。
ＬＤＣ反応の際、生産速度および反応収率向上のため、ビタミンＢ６を添加することが好ましい。ビタミンＢ６としては、ピリドキシン、ピリドキサミン、ピリドキサール、ピリドキサルリン酸等が挙げられる。中でもピリドキサルリン酸が好ましい。ビタミンＢ６の添加方法、添加時期は特に制限されず、ＬＤＣ反応中に適宜添加すればよい。
【００５３】
ＬＤＣ反応は、上述したように中和されたリジン溶液にリジン脱炭酸酵素（ＬＤＣ）を添加することによって行われる。ＬＤＣとしては、リジンに作用しペンタメチレンジアミンを生成させるものであれば特に制限はない。ＬＤＣとしては、精製酵素、ＬＤＣを産生する微生物、植物細胞または動物細胞等の細胞が挙げられる。ＬＤＣ又はＬＤＣを産生する細胞は２種以上を併用してもよい。また、細胞をそのまま使用してもよく、ＬＤＣを含む細胞処理物を使用してもよい。細胞処理物としては、細胞破砕液やその分画物が挙げられる。
【００５４】
ＬＤＣを産生する微生物としては、エシェリヒア・コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）等のエシェリヒア属細菌、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｌａｃｔｏｆｅｒｍｅｎｔｕｍ）等のコリネ型細菌、バチルス・サチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）等のバチルス属細菌、セラチア・マルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）等のセラチア属細菌等の細菌、サッカロマイセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）等の真核細胞が挙げられる。これらの中では細菌が好ましく、Ｅ．ｃｏｌｉが特に好ましい。
【００５５】
前記の微生物は、ＬＤＣを産生する限り、野生株でもよく、変異株であってもよい。また、ＬＤＣ活性が上昇するように改変された組換え株であってもよい。植物細胞または動物細胞も、ＬＤＣ活性が上昇するように改変された組換え細胞を使用することができる。詳細については、例えば、特願２００８−４７５９号に記載されている。
【００５６】
ＬＤＣ反応は、リジン溶液にＬＤＣを添加し反応を開始する。反応開始後は、反応の進行に伴い、リジンから遊離される二酸化炭素が反応液から放出されｐＨが上昇する。このため、反応液のｐＨがＬＤＣ反応に適したｐＨの範囲となるように、二酸化炭素を反応液に添加する（吹き込む）。二酸化炭素は反応液中に連続的に添加してもよく、分割添加してもよい。また、二酸化炭素雰囲気下や密閉系にする等して、リジンから遊離される二酸化炭素をｐＨ調整に使用してもよい。ＬＤＣ反応の反応温度は特に制限されず、通常２０℃以上、好ましくは３０℃以上であり、通常６０℃以下、好ましくは４０℃以下である。
尚、原料のリジンは、反応開始時に反応液に全量添加してもよく、ＬＤＣ反応の進行に応じ、分割して添加してもよい。
【００５７】
ＬＤＣ反応がバッチ式により行われる場合、反応液中に二酸化炭素を容易に添加することができる。また、ＬＤＣ、ＬＤＣを産生する細胞またはその処理物を固定化した担体を含む移動床カラムクロマトグラフィーにより反応を行うこともできる。その場合、反応系のｐＨが予め定めた範囲に維持されたまま反応が進行するように、リジン及び二酸化炭素をカラムの適当な部位に注入する。
【００５８】
また、二酸化炭素の添加を行わず、ＬＤＣ反応により放出される二酸化炭素の全量若しくは一部を中和のために使用しても良い。
ＬＤＣ反応は、上述したようにペンタメチレンジアミンの生成に伴って上昇するｐＨを、二酸化炭素を使用して逐次中和することにより、良好に進行する。ＬＤＣ反応により生成したペンタメチレンジアミンは二価の炭酸塩または一価の炭酸水素塩として反応液中に蓄積する。
【００５９】
（ポリアミド樹脂）
次に、前述したペンタメチレンジアミン炭酸塩から得られた、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として用いる、ポリアミド樹脂の製造方法について説明する。
本実施の形態では、ペンタメチレンジアミン炭酸塩から得られた、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分とし、重縮合触媒を用い重縮合反応によりポリアミド樹脂を製造する。
【００６０】
ペンタメチレンジアミンとの重縮合反応に用いる、単量体成分としてのジカルボン酸の具体例は、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカンニ酸、ヘプタデカンニ酸、オクタデカン二酸、ノナデカンニ酸、エイコサンニ酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
これらのジカルボン酸の中でも、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、アジピン酸が特に好ましい。また、ジカルボン酸としてアジピン酸を用いる場合、ジカルボン酸中のアジピン酸の濃度は、通常、９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上、さらに好ましくは１００重量％である。
【００６１】
さらに、本発明により得られる効果を損なわない程度において、他の単量体成分を用いることができる。このような他の単量体成分としては、例えば、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸等のアミノ酸；ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム等のラクタム；エチレンジアミン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカン、１，１３−ジアミノトリデカン、１，１４−ジアミノテトラデカン、１，１５−ジアミノペンタデカン、１，１６−ジアミノヘキサデカン、１，１７−ジアミノヘプタデカン、１，１８−ジアミノオクタデカン、１，１９−ジアミノノナデカン、１，２０−ジアミノエイコサン、２−メチル−１，５−ジアミノペンタン等の脂肪族ジアミン；シクロヘキサンジアミン、ビス−（４−アミノヘキシル）メタン等の脂環式ジアミン；キシリレンジアミン等の芳香族ジアミンが挙げられる。これらの単量体成分は２種以上を併用しても良い。
【００６２】
（重縮合反応方法）
本実施の形態において、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸との重縮合反応方法は特に限定されず、従来公知の方法から適宜選択することができる。また、重縮合触媒は、従来公知のものの中から適宜選択して使用することができ、特に限定されない。一般的なポリアミド樹脂の製造方法としては、例えば、「ポリアミド樹脂ハンドブック」（日刊工業新聞社：福本修編、昭和６３年１月３０日初版）等に開示されている。
【００６３】
重縮合反応方法の一例としては、例えば、ペンタメチレンジアミン及びジカルボン酸を含む水溶液を高温高圧下で、脱水反応を進行させる加熱重縮合法が挙げられる。ここで、加熱重縮合法において、重縮合反応の最高温度は２００℃以上、好ましくは２２０℃以上、通常３００℃以下である。重縮合方式には、特に制限は無く、バッチ式または連続方式が採用できる。
【００６４】
尚、加熱重縮合法により得られたポリアミド樹脂を、例えば、真空中または不活性ガス中で１００℃以上、融点以下の温度で加熱することにより、ポリアミド樹脂の分子量を高くすることができる（固相重合）。
また、ペンタメチレンジアミン及びジカルボン酸を高温高圧下で重縮合して得られた低次縮合物（オリゴマー）を高分子量化する方法、ペンタメチレンジアミンを溶解した水溶液と、ジカルボン酸塩やジカルボン酸ジハライドを水性溶媒又は有機溶媒に溶解させた溶液とを接触させ、これらの界面で重縮合反応させる界面重縮合法等が挙げられる。
尚、本実施の形態では、重縮合反応に先立ち、ペンタメチレンジアミン及びジカルボン酸を含む水溶液の濃縮工程を組み入れても良い。濃縮工程を組み入れることにより、前記重縮合反応時間の短縮を図ることができる。濃縮工程では、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸の塩が析出しないように通常１４０℃〜１６０℃、好ましくは加圧下で、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸の塩の濃度が７０重量％〜９０重量％になるまで濃縮する。
【００６５】
本実施の形態において、ペンタメチレンジアミン及びジカルボン酸の重縮合により得られるポリアミド樹脂の分子量は特に限定されず、目的に応じて適宜選択される。実用性の観点から、通常、ポリアミド樹脂の２５℃における９８％硫酸溶液（ポリアミド樹脂濃度：０．０１ｇ／ｍＬ）の相対粘度の下限が、通常、１．５、好ましくは１．８、特に好ましくは２．２であり、上限は、通常、８．０、好ましくは５．５、特に好ましくは３．５である。相対粘度が過度に小さいと実用的強度が得られない傾向がある。相対粘度が過度に大きいと、ポリアミド樹脂の流動性が低下し、成形加工性が損なわれる傾向がある。
【００６６】
（添加剤）
本実施の形態が適用されるポリアミド樹脂には、必要に応じて、各種の添加剤が配合される。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、耐候剤、離型剤、滑剤、顔料、染料、結晶核剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、他の重縮合体等が挙げられる。
【００６７】
具体的には、酸化防止剤又は熱安定剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキノン系化合物、ホスファイト系化合物及びこれらの置換体等が挙げられる。耐候剤としては、レゾルシノール系化合物、サリシレート系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ヒンダードアミン系化合物等が挙げられる。離型剤又は滑剤としては、脂肪族アルコール、脂肪族アミド、脂肪族ビスアミド、ビス尿素、ポリエチレンワックス等が挙げられる。顔料としては、硫化カドミウム、フタロシアニン、カーボンブラック等が挙げられる。染料としては、ニグロシン、アニリンブラック等が挙げられる。結晶核剤としては、タルク、シリカ、カオリン、クレー等が挙げられる。可塑剤としては、ｐ−オキシ安息香酸オクチル、Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド等が挙げられる。
【００６８】
帯電防止剤としては、アルキルサルフェート型アニオン系帯電防止剤、４級アンモニウム塩型カチオン系帯電防止剤、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等の非イオン系帯電防止剤、ベタイン系両性帯電防止剤等が挙げられる。難燃剤としては、メラミンシアヌレート、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、ポリリン酸アンモニウム、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリフェニレンオキシド、臭素化ポリカーボネート、臭素化エポキシ樹脂あるいはこれらの臭素系難燃剤と三酸化アンチモンとの組み合わせ等が挙げられる。
【００６９】
充填剤としては、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンブラック、グラファイト、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、硫化亜鉛、亜鉛、鉛、ニッケル、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、ベントナイト、モンモリロナイト、合成雲母等の粒子状、針状、板状充填材が挙げられる。他の重合体としては、他のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリスチレン等が挙げられる。これらは、ポリアミド樹脂を製造する工程において、添加量、添加工程等が適宜選択され、添加すればよい。
【００７０】
本実施の形態において、ポリアミド樹脂の重縮合から成形までの任意の段階で、ポリアミド樹脂に添加剤、強化材を配合することができる。中でも、ポリアミド樹脂と添加剤、強化材とを押出機中に投入し、これらを溶融混練することにより、ポリアミド樹脂組成物を調製することが好ましい。
【００７１】
また、本実施の形態のポリアミド樹脂は、射出成形、フィルム成形、溶融紡糸、ブロー成形、真空成形等の任意の成形方法により、所望の形状に成形することができる。成形品としては、例えば、射出成形品、フィルム、シート、フィラメント、テーパードフィラメント、繊維等が挙げられる。また、ポリアミド樹脂は、接着剤、塗料等にも使用することができる。
【００７２】
さらに、本実施の形態のポリアミド樹脂の具体的な用途例としては、自動車・車両関連部品として、例えば、インテークマニホールド、ヒンジ付きクリップ（ヒンジ付き成形品）、結束バンド、レゾネーター、エアークリーナー、エンジンカバー、ロッカーカバー、シリンダーヘッドカバー、タイミングベルトカバー、ガソリンタンク、ガソリンサブタンク、ラジエータータンク、インタークーラータンク、オイルリザーバータンク、オイルパン、電動パワステギヤ、オイルストレーナー、キャニスター、エンジンマウント、ジャンクションブロック、リレーブロック、コネクタ、コルゲートチューブ、プロテクター等の自動車用アンダーフード部品；ドアハンドル、フェンダー、フードバルジ、ルーフレールレグ、ドアミラーステー、バンパー、スポイラー、ホイールカバー等の自動車用外装部品；カップホルダー、コンソールボックス、アクセルペダル、クラッチペダル、シフトレバー台座、シフトレバーノブ等の自動車用内装部品が挙げられる。
【００７３】
また、本実施の形態のポリアミド樹脂は、釣り糸、漁網等の漁業関連資材、スイッチ類、超小型スライドスイッチ、ＤＩＰスイッチ、スイッチのハウジング、ランプソケット、結束バンド、コネクタ、コネクタのハウジング、コネクタのシェル、ＩＣソケット類、コイルボビン、ボビンカバー、リレー、リレーボックス、コンデンサーケース、モーターの内部部品、小型モーターケース、ギヤ・カム、ダンシングプーリー、スペーサー、インシュレーター、キャスター、端子台、電動工具のハウジング、スターターの絶縁部分、ヒューズボックス、ターミナルのハウジング、ベアリングリテーナー、スピーカー振動板、耐熱容器、電子レンジ部品、炊飯器部品、プリンタリボンガイド等に代表される電気・電子関連部品、家庭・事務電気製品部品、コンピューター関連部品、ファクシミリ・複写機関連部品、機械関連部品等各種用途に使用することができる。
【実施例】
【００７４】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の記載に限定されるものではない。実施例及び比較例において使用する試料等の物性測定方法、試料の調製方法は下記の通りである。
【００７５】
（１）ペンタメチレンジアミン濃度の測定方法
各試料中の全ペンタメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の各濃度は、自動滴定装置（三菱化学株式会社製ＧＴ−１００）を使用し、滴定により測定した。
測定に際し、試料中の全ペンタメチレンジアミンの量が０．２ｇ〜１．０ｇになるように試料を測りとり、脱塩水で希釈した後、１ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ水溶液（キシダ化学株式会社製）にて滴定を行った。
測定結果に基づき、以下の計算方法によりペンタメチレンジアミン濃度を求めた。
【００７６】
滴定測定の結果、当量点が３点存在する場合（図１参照）、この当量点は表１に示したイオンの中和、塩交換による当量点である。２番目の当量点でのＨＣｌの滴定量をｘｍＬ、３番目の当量点でのＨＣｌの滴定量をｙｍＬとすると、それぞれのイオン濃度は（式１）〜（式３）のように表される。なお、ペンタメチレンジアミンの分子量を１０２．１８、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の分子量を１６４．２１、試料の重量をａｇ、１ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ水溶液のファクターをｆとする。ここで、ＨＣｌは和光純薬工業株式会社製容量分析用試薬を用いた。また、ファクターｆは、試薬に記載された補正値であって、試薬調製時の重量から算出した規定度に対する逆滴定等により算出した真の規定度の比である。
【００７７】
全ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）
｛ｙ÷１０００×ｆ｝÷２×１０２．１８÷ａ×１００ （式１）
ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）
［｛ｘ−（ｙ−ｘ）｝÷１０００×ｆ］÷２×１０２．１８÷ａ×１００ （式２）
ペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度（重量％）：
｛（ｙ−ｘ）÷１０００×ｆ｝×１６４．２１÷ａ×１００ （式３）
【００７８】
【表１】
【００７９】
滴定測定の結果、当量点が１点である場合（図２参照）、この当量点はペンタメチレンジアミンによるものであり、試料中に炭酸塩は含まれていない。当量点におけるＨＣｌの滴定量をｚｍＬとすると、ペンタメチレンジアミン濃度は（式４）のように表される。尚、ペンタメチレンジアミンの分子量を１０２．１８、試料の重量をａｇ、１ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌのファクターをｆとした。
全ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）：
｛ｚ÷１０００×ｆ｝÷２×１０２．１８÷ａ×１００ （式４）
【００８０】
（２）アミノ酸分析
日立アミノ酸分析計（日立高速アミノ酸分析計Ｌ−８９００）を用いて、リジン、オルニチン等のアミノ酸分析を行った。先ず、試料溶液を適量秤量し水で希釈後、限外濾過（マイクロコンＹＭ−１０）して、濾液を分析試料とした。分析条件は生体アミノ酸分離条件、分析法はニンヒドリン発色法（５７０ｎｍ、４４０ｎｍ）とした。標準品には和光純薬社製アミノ酸混合標準液ＡＮＩＩ型及びＢ型を希釈したものを用い、試料注入量は１０μＬとした。定量計算として、プロリンは４４０ｎｍ、他のアミノ酸は５７０ｎｍのピーク面積から一点外部標準法にてアミノ酸含量を算出した。
【００８１】
（３）ＹＩ（Ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ Ｉｎｄｅｘ）値の測定方法
精製ペンタメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン炭酸塩をそれぞれサンプリングした。前記精製ペンタメチレンジアミンに脱塩水及びアジピン酸を添加し、５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸水溶液を調整した。前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩には脱塩水及びアジピン酸を添加し、塩交換により脱炭酸を行いながら５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸水溶液を調整した。続いて、ＭＩＮＯＬＴＡ ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ ＣＭ−３７００ｄを用いて、光源Ｃ、視野２゜にて測定機器のゼロ校正、白色校正を行った。次に、Ｃｅｌｌ ＣＭ−Ａ９８（光路長１０ｍｍ）に前記５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸塩水溶液を入れて、Ｘ，Ｙ，Ｚの測定を行い、測定値からＪＩＳ Ｋ ７３７３規格に従って、ＹＩ値を測定した。
【００８２】
（４）ポリアミド樹脂の相対粘度（ηｒｅｌ）の測定方法
ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液から回収したペンタメチレンジアミンとアジピン酸との重縮合反応により得られたポリアミド樹脂の試料を９８％濃硫酸に溶解し、濃度０．０１ｇ／ｍＬの試料溶液を調製した。次に、オストワルド式粘度計を使用し、２５℃における試料溶液の落下時間ｔと濃硫酸の落下時間ｔ０とをそれぞれ測定し、（ｔ／ｔ０）を相対粘度（ηｒｅｌ）とした。
【００８３】
（５）ポリアミド樹脂の融点（Ｔｍ）の測定方法
ポリアミド樹脂の融点（Ｔｍ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ：セイコー電子工業株式会社製ロボットＤＳＣ）を使用して、窒素雰囲気下にて測定した。ポリアミド樹脂試料約５ｍｇを完全に融解させ３分間保持した後、降温速度２０℃／分で３０℃まで降温した。続いて、ポリアミド樹脂試料を３０℃で３分間保持した後、３０℃から昇温速度２０℃／分で昇温したときに観測される吸熱ピークの温度を融点Ｔｍとして測定した。吸熱ピークが複数の場合は、最も高い温度を融点Ｔｍとした。
【００８４】
（６）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の調製
（Ａ）ＬＤＣ遺伝子（ｃａｄＡ）増強株の作製
（ａ）大腸菌ＤＮＡ抽出：
ＬＢ（Ｌｕｒｉａ−Ｂｅｒｔａｎｉ）培地（組成：トリプトン１０ｇ、イーストエキストラクト５ｇ、ＮａＣｌ ５ｇを蒸留水１Ｌに溶解）１０ｍＬに、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｉａ ｃｏｌｉ）ＪＭ１０９株を対数増殖期後期まで培養し、得られた菌体を、１０ｍｇ／ｍＬのリゾチームを含む１０ｍＭ ＮａＣｌ／２０ｍＭ トリス緩衝液（ｐＨ８．０）／１ｍＭ ＥＤＴＡ・２Ｎａ溶液０．１５ｍＬに懸濁した。
【００８５】
次いで、上記の懸濁液にプロテナーゼＫを最終濃度が１００μｇ／ｍＬになるように添加し、３７℃で１時間保温した。さらに、ドデシル硫酸ナトリウムを最終濃度が０．５重量％になるように添加し、５０℃で６時間保温して溶菌液を調製した。
次に、この溶菌液に等量の（フェノール／クロロホルム）溶液を添加し、室温で１０分間ゆるやかに振盪した後、全量を遠心分離（５，０００×ｇ、２０分間、１０〜１２℃）し、上清画分を分取し、酢酸ナトリウムを０．３Ｍとなるように添加した後、２倍量のエタノールを加えて混合した。次いで、遠心分離（１５，０００×ｇ、２分間）により回収した沈殿物は７０％エタノールで洗浄後、風乾した。得られたＤＮＡに、１０ｍＭトリス緩衝液（ｐＨ７．５）／１ｍＭ ＥＤＴＡ・２Ｎａ溶液５ｍＬを加え、４℃で一晩静置し、以後に述べるＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）の鋳型ＤＮＡに使用した。
【００８６】
（ｂ）ｃａｄＡのクローニング：
大腸菌ｃａｄＡの取得は、上記（ａ）で調製したＤＮＡを鋳型とし、全ゲノム配列が報告されている大腸菌Ｋ１２−ＭＧ１６５５株の当該遺伝子の配列（Ｇｅｎｂａｎｋ Ｄａｔａｂａｓｅ Ａｃｃｅｓｓｉｏｎ Ｎｏ．Ｕ０００９６）を基に設計した合成ＤＮＡ（配列番号１（配列；ＧＴＴＧＣＧＴＧＴＴＣＴＧＣＴＴＣＡＴＣＧＣＧＣＴＧＡＴＧ）及び配列番号２（配列；ＡＣＣＡＡＧＣＴＧＡＴＧＧＧＴＧＡＧＡＴＡＧＡＧＡＡＴＧＡＧＴＡＡＧ））を用いたＰＣＲによって行った。
【００８７】
（反応液組成）
鋳型ＤＮＡの１μＬ、ＰｆｘＤＮＡポリメラーゼ（インビトロジェン株式会社製）０．２μＬ、１倍濃度添付バッファー、０．３μＭの前記合成ＤＮＡ、１ｍＭ ＭｇＳＯ４及び０．２５μＭのデオキシヌクレオシド三リン酸（ｄＡＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＴＴＰ）を混合し、全量を２０μＬとした。
【００８８】
（反応温度条件）
ＤＮＡサーマルサイクラーとして、ＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ株式会社製「ＰＴＣ−２００」を使用し、９４℃で２０秒間、６０℃で２０秒間、７２℃で２．５分間からなるサイクルを３５回繰り返した。但し、１サイクル目の９４℃での保温は１分２０秒間、最終サイクルの７２℃での保温は１０分間とした。
【００８９】
図３は、ｃａｄＡのクローニングの手順を説明する図である。
図３に示すように、ＰＣＲ終了後、増幅産物をエタノール沈殿により精製した後、制限酵素Ｋｐｎ Ｉおよび制限酵素Ｓｐｈ Ｉで切断した。このＤＮＡ標品を、０．７５重量％アガロース（ＳｅａＫｅｍ ＧＴＧ ａｇａｒｏｓｅ：ＦＭＣ ＢｉｏＰｒｏｄｕｃｔｓ製）ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することによりｃａｄＡを含む約２．６ｋｂの断片を検出し、ＱＩＡＱｕｉｃｋ Ｇｅｌ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｋｉｔ（ＱＩＡＧＥＮ製）を使用して目的ＤＮＡ断片の回収を行った。
【００９０】
回収したＤＮＡ断片を、大腸菌プラスミドベクターｐＵＣ１８（宝酒造株式会社製）を制限酵素Ｋｐｎ Ｉおよび制限酵素Ｓｐｈ Ｉで切断して調節したＤＮＡ断片と混合し、ライゲーションキットｖｅｒ．２（宝酒造株式会社製）を使用して連結後、得られたプラスミドＤＮＡを使用し、大腸菌（ＪＭ１０９株）を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を、５０μｇ／ｍＬ アンピシリン、０．２ｍＭ ＩＰＴＧ（イソプロピル−β−Ｄ−チオガラクトピラノシド）及び５０μｇ／ｍＬ Ｘ−Ｇａｌを含むＬＢ寒天培地に塗抹した。
【００９１】
この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドＤＮＡを精製した。得られたプラスミドＤＮＡを制限酵素Ｋｐｎ Ｉおよび制限酵素Ｓｐｈ Ｉで切断することにより、約２．５ｋｂの挿入断片が認められることを確認し、これをｐＣＡＤ１、ｐＣＡＤ１を含む大腸菌株をＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１とそれぞれ命名した。
【００９２】
（Ｂ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の調製
実施例で使用するペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液は、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１を用い、リジン炭酸塩水溶液を原料とし、以下の方法で調製した。
【００９３】
（ａ）ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の培養：
ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１をＬＢ培地入りフラスコで前培養した後、３ｍＬの培養液を１００ｍＬの２倍濃度のＬＢ培地が入った１Ｌ容フラスコに接種し、３５℃、２５０ｒｐｍで撹拌培養を行った。培養開始４時間目に、滅菌したＩＰＴＧ（イソプロピル−β−Ｄ−チオガラクトピラノシド）を、終濃度で０．５ｍＭになるように添加し、その後１４時間培養を継続した。
【００９４】
（ｂ）菌体の分離および保存：
培養液を８０００ｒｐｍ、１０分間で遠心分離して上清を廃棄し、菌体を回収した。得られた湿菌体は、培養液体積の１／２０になるように５０ｍＭ酢酸ナトリウムバッファーで懸濁して反応に必要となるまで４℃で保存した。
【００９５】
（ｃ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）
５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液（協和発酵バイオ株式会社製）４８ｋｇと脱塩水３０Ｌを２００Ｌ容反応槽内に準備し、二酸化炭素を１５Ｌ／ｍｉｎで通気して加えて、リジン炭酸塩水溶液を調製した。リジン溶液のｐＨは、最初１０．３付近であり、二酸化炭素の供給に伴い酸性側へと低下した。二酸化炭素の供給は、ｐＨ変化がほぼなくなったところで停止した。このときのｐＨは約７．５であった。
ピリドキサルリン酸を０．１ｍＭの濃度となるように上記基質溶液に加え、さらに、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体を、ＯＤ６６０（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ６６０）が０．５になるように加えて反応を開始した。
【００９６】
反応時の条件は、温度３７℃、通気なし（０ｖｖｍ）、撹拌回転数１４８ｒｐｍとした。反応時、反応槽を密閉系とし、発生する二酸化炭素を封じ込め、ｐＨを制御した。反応開始５時間後には、ほぼ１００％のリジンがペンタメチレンジアミンに変換された。反応後の溶液（約７２Ｌ）は、菌体の不活化処理（７０℃、２０分）を行った。以上の操作により、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）を調製した。
ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）中に不純物として含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量はペンタメチレンジアミンに対する重量比率で０．００６３（リジン０．００５３，オルニチン０．０００４、その他０．０００６）であった。
【００９７】
（ｄ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）
前述した操作により調製したペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）を、ＵＦ膜モジュール（旭化成工業株式会社製ＡＣＰ−００１３）を用いて処理し、分子量１２，０００以上の高分子量体の不純物が除去されたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）を調製した。ＵＦ膜処理による回収率は９９．４％であった。ＵＦ膜処理による回収率はペンタメチレンジアミンの収率を表す。
ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）中に不純物として含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量はペンタメチレンジアミンに対する重量比率で０．００６３（リジン０．００５３、オルニチン０．０００４、その他０．０００６）であった。
【００９８】
（ｅ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉｉ）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、内温１０２℃（オイルバス温度１３９℃）、常圧の条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解する熱分解工程を開始した。分解開始後は、圧力を常圧に保ち、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１８０℃（オイルバス温度１９１℃）に到達した時点で分解を終了した。
５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液０．６０ｋｇと、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の分解工程により回収した水０．４０Ｌを３Ｌ容反応槽内に準備した。続いて、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の分解工程により回収した二酸化炭素を通気して加え、リジン炭酸塩水溶液を調製した。リジン水溶液のｐＨは、最初１０．２付近であり、二酸化炭素の供給に伴い酸性側へと低下した。二酸化炭素の供給は、ｐＨ変化がほぼなくなったところで停止した。このときのｐＨは約７．５であった。
【００９９】
ピリドキサルリン酸を０．１ｍＭの濃度となるように上記基質溶液に加え、さらに、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体を、ＯＤ６６０が０．５になるように加えて反応を開始した。反応時の条件は、温度３７℃、撹拌回転数５００ｒｐｍとし、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の分解工程により回収した二酸化炭素により、反応槽内を二酸化炭素雰囲気としてｐＨをほぼ一定に保持した。反応中、５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液０．６０ｋｇ、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の分解工程により回収した水０．３５Ｌ、ピリドキサルリン酸０．１ｍＭ、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体をＯＤ６６０（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ６６０）が０．５になるように加えて反応を継続した。リジン水溶液追加５時間後には、ほぼ１００％のリジンがペンタメチレンジアミンに変換された。
反応後の溶液は、菌体の不活化処理（７０℃、２０分）を行い、さらにＵＦ膜モジュールを用いて処理し、分子量１２，０００以上の高分子量体の不純物が除去されたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉｉ）を調製した。ＵＦ膜処理により回収された水溶液のペンタメチレンジアミンの収率は９９．４％であった。
【０１００】
（ｆ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｖ）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉｉ）の調製の際に、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）の分解により得られた粗ペンタメチレジアミンを、内温８０℃（オイルバス温度１１０℃）、圧力２．６７ｋＰａにて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミンを単離した。
【０１０１】
得られた精製ペンタメチレンジアミン（ペンタメチレンジアミン濃度９９．２重量％）３３１．８ｇに脱塩水７９７．３ｇを添加した後、アジピン酸（本州化学工業株式会社製）４７０．８ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、精製ペンタメチレンジアミンを少量添加し、ｐＨを８．４に調整した。ｐＨ調整後、重縮合触媒として予め調製した０．２重量％亜燐酸水溶液２０．０ｇ（亜燐酸（和光純薬工業株式会社製試薬特級）を使用）を添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４２℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６８℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、６１．３ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
【０１０２】
５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液０．６０ｋｇと、前記原料水溶液の濃縮及び前記ペンタメチレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応で回収した水０．４０Ｌを３Ｌ容反応槽内に準備し、二酸化炭素を２Ｌ／ｍｉｎで通気して加えて、リジン炭酸塩水溶液を調製した。リジン水溶液のｐＨは、最初１０．０付近であり、二酸化炭素の供給に伴い酸性側へと低下した。二酸化炭素の供給は、ｐＨ変化がほぼなくなったところで停止した。このときのｐＨは約７．５であった。
【０１０３】
ピリドキサルリン酸を０．１ｍＭの濃度となるように基質溶液に加え、さらに、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体を、ＯＤ６６０（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ６６０）が０．５になるように加えて反応を開始した。反応時の条件は、温度３７℃、通気なし（０ｖｖｍ）、撹拌回転数５００ｒｐｍとした。反応中、５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液０．６０ｋｇ、前記原料水溶液の濃縮及び前記ペンタメチレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応で回収した水０．３５Ｌ、ピリドキサルリン酸０．１ｍＭ、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体を、ＯＤ６６０（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ６６０）が０．５になるように加えて反応を継続した。反応開始５時間後には、ほぼ１００％のリジンがペンタメチレンジアミンに変換された。反応時、反応槽を閉め切り、反応により発生する二酸化炭素を封じ込めることによりｐＨを制御した。リジン水溶液追加５時間後には、ほぼ１００％のリジンがペンタメチレンジアミンに変換された。
【０１０４】
反応後の溶液は、菌体の不活化処理（７０℃、２０分）を行い、さらにＵＦ膜モジュールを用いて処理し、分子量１２，０００以上の高分子量体の不純物が除去されたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｖ）を調製した。ＵＦ膜処理により回収された水溶液のペンタメチレンジアミンの収率は９９．４％であった。
【０１０５】
（実施例１）
＜ペンタメチレンジアミンの精製・単離＞
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、内温１０２℃（オイルバス温度１３９℃）、常圧の条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。分解開始後、常圧に保ちながら徐々に温度を上げ、最終的に内温が１８０℃（オイルバス温度１９１℃）に到達した時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程の最高温度は１８０℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９５．５重量％、９３．５重量％、３．２重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は９８．０ｍｏｌ％であった。
【０１０６】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを内温８０℃（オイルバス温度１１０℃）、圧力２．６７ｋＰａにて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン９２４ｇ（純度：９９．２重量％）を得た。収率は８７．６％であった。また後述の濃縮工程と同様な方法により、５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸塩水溶液を調製し、前記ＹＩの測定方法に従い、ＹＩを測定した結果、ＹＩ値は０．２であった。
尚、収率は、表２の数値を使用し、以下の（式５）により算出した。また、表２、３の熱分解工程条件におけるペンタメチレンジアミンの濃度（ｍｏｌ％）は、前述した滴定により測定したペンタメチレンジアミン濃度（重量％）とペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度（重量％）を用いて、以下の（式６）によりペンタメチレンジアミンとペンタメチレンジアミン炭酸塩との合計を１００ｍｏｌ％としペンタメチレンジアミンの濃度を算出したものである。
【０１０７】
（精製ペンタメチレンジアミン全重量×全ペンタメチレンジアミン濃度÷１００）÷（原料全重量×全ペンタメチレンジアミン濃度÷１００）×１００ （式５）
【０１０８】
（ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）÷１０２．１８）÷（ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）÷１０２．１８＋ペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度（重量％）÷１６４．２１）×１００ （式６）
【０１０９】
（濃縮工程）
上記の操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン３３１．８ｇ（純度：９９．２重量％）に脱塩水７９７．３ｇを添加した後、アジピン酸４７０．８ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、精製ペンタメチレンジアミンを少量添加し、ｐＨを８．４に調整した。ｐＨ調整後、重縮合触媒として予め調製した０．２重量％亜燐酸水溶液２０．０ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４２℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。
【０１１０】
（重縮合反応工程）
次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６８℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、６１．３ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
重縮合反応終了後、内容物をストランド状とし、水槽で冷却した後、回転式カッターでペレットとした。得られたペレットを１２０℃、０．１３ｋＰａの条件で含水率が０．１重量％以下となるまで乾燥し、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）３．３、融点（Ｔｍ）２５５℃であった。結果を表２に示す。
表２及び表３に実施例１〜１０、比較例１及び比較例２のそれぞれの各工程における反応条件、その結果、及びポリアミド樹脂などの評価結果をまとめて示す。
尚、第２表及び第３表の「＼」は実施していない、あるいは測定していないことを示す。
又、表２及び表３の「ポリアミド樹脂の種類」の「５６」とは５６ナイロンを、「５１０」とは５１０ナイロンを「５１２」とは５１２ナイロンを示す。
【０１１１】
（実施例２）
（熱分解工程・蒸留工程）
熱分解工程において、気相に窒素を吹込みながら、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）の分解を行ったこと以外は、実施例１と同様の操作を行い、精製ペンタメチレンジアミン９５９ｇ（純度：９９．４重量％）を得た。収率は９１．０％であった。尚、熱分解工程の内温の最高温度は１８０℃であった。
得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．８重量％、９６．８重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミン濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１１２】
（濃縮工程・重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン３３１．２ｇ（純度９９．４重量％）、脱塩水７９８．０ｇを用いた以外は、実施例１と同様の条件により濃縮及び重縮合反応を行い、ポリアミド樹脂を得た。結果を表２に示す。
【０１１３】
（実施例３）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、内温１０２℃（オイルバス温度１３７℃）、常圧の条件にて加熱・還流を行い、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解した。
前記粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ２１．１重量％、１４．９重量％、１０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は７０．５ｍｏｌ％であった。
【０１１４】
続いて、水を回収しながら、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１８０℃（オイルバス温度１９１℃）となった時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程において、内温の最高温度は１８０℃であった。上記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．７重量％、９６．７重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１１５】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを内温８０℃（オイルバス温度１１０℃）、圧力２．６７ｋＰａにて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン９３９ｇ（純度：９９．２重量％）を得た。収率は８８．９％であった。
【０１１６】
（濃縮工程・重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミンを用いて、実施例１と同様の条件により濃縮及び重縮合反応を行い、ポリアミド樹脂を得た。結果を表２に示す。
【０１１７】
（実施例４）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、内温７７℃（オイルバス温度９９℃）、４０．０ｋＰａの条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。分解開始後、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１３４℃（オイルバス温度１５６℃）となった時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程の最高温度は１３４℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９１．８重量％、７９．４重量％、１９．９重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は８６．５ｍｏｌ％であった。
【０１１８】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを実施例１と同様の条件で蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン７７２ｇ（純度：９６．７重量％）を得た。収率は７１．３％であった。
【０１１９】
（濃縮工程）
上記の操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン２９１．１ｇ（純度：９６．７重量％）に脱塩水７９０．４ｇを添加した後、アゼライン酸（ＣＯＧＮＩＳ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）５１８．５ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、ｐＨが７．８であることを確認した。ｐＨ確認後、精製ペンタメチレンジアミン３．５ｇ（純度：９６．７重量％）、酢酸（和光純薬工業株式会社製）２．５ｇ、重縮合触媒として予め調製した０．１３５重量％亜燐酸水素二ナトリウム水溶液２２．７ｇ（亜燐酸水素二ナトリウム５水和物（キシダ化学株式会社製）を使用）を添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４２℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。
【０１２０】
（重縮合反応工程）
次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６０℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、２０．０ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとアゼライン酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
重縮合反応終了後、内容物をストランド状とし、水槽で冷却した後、回転式カッターでペレットとした。得られたペレットを１２０℃、０．１３ｋＰａの条件で含水率が０．１重量％以下となるまで乾燥し、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）２．５、融点（Ｔｍ）２１０℃であった。結果を表２に示す。
【０１２１】
（実施例５）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、水を回収しながら、内温５２℃（オイルバス温度７８℃）、１３．３ｋＰａの条件にて、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。分解開始後、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１１３℃（オイルバス温度１２９℃）となった時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程の最高温度は１１３℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ８５．４重量％、６７．２重量％、２９．３重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は７８．７ｍｏｌ％であった。
【０１２２】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを、実施例１と同様の条件にて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン、５４７ｇ（純度：８９．２重量％）を得た。収率は４６．６％であった。
【０１２３】
（濃縮工程）
上記の操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン３０１．０ｇ（純度：８９．２重量％）に脱塩水７６７．５ｇを添加した後、セバシン酸（小倉合成工業株式会社製）５３１．５ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、ｐＨが７．７であることを確認した。ｐＨ確認後、精製ペンタメチレンジアミン４．８ｇ（純度：８９．２重量％）、酢酸３．０ｇ、重縮合触媒として予め調製した０．１３５重量％亜燐酸水素二ナトリウム水溶液２２．７ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４３℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。
【０１２４】
（重縮合反応工程）
次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６０℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、３３．３ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとセバシン酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
重縮合反応終了後、内容物をストランド状とし、水槽で冷却した後、回転式カッターでペレットとした。得られたペレットを１２０℃、０．１３ｋＰａの条件で含水率が０．１重量％以下となるまで乾燥し、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）２．５、融点（Ｔｍ）２１８℃であった。結果を表２に示す。
【０１２５】
【表２】
【０１２６】
（実施例６）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）５６００ｇをフラスコに入れ、内温３９℃（オイルバス温度６０℃）、６．６７ｋＰａの条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解した。分解開始後、徐々に温度を上げ、最終的に内温が８９℃（オイルバス温度９８℃）となった時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程において、内温の最高温度は８９℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ７５．７重量％、４６．５重量％、４６．９重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は６１．４ｍｏｌ％であった。
【０１２７】
（蒸留工程）
続いて、粗ペンタメチレンジアミンを、実施例１と同様の蒸留条件で蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン５２２ｇ（純度：４４．０重量％）を得た。収率は２２．０％であった。
【０１２８】
（実施例７）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をオートクレーブに入れ、内温１２４℃（オイルバス温度１６０℃）、２００ｋＰａの条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。徐々に温度を上げ、最終的に内温が２０４℃（ジャケット温度２１２℃）に到達した時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程において、内温の最高温度は２０４℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．６重量％、９６．６重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１２９】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンをフラスコに入れ、実施例１と同様の条件で蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン９４５ｇ（純度：９９．１重量％）を得た。収率は８９．４％であった。
【０１３０】
（濃縮工程）
上記の操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン２４８．１ｇ（純度：９９．１重量％）に脱塩水９７５．５ｇを添加した後、ドデカン二酸（宇部興産株式会社製）５５４．１ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、ｐＨが７．７であることを確認した。ｐＨ確認後、精製ペンタメチレンジアミン４．４ｇ（純度：９９．１重量％）、酢酸３．０ｇ、重縮合触媒として予め調製した０．１３５重量％亜燐酸水素二ナトリウム水溶液２２．７ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４４℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。
【０１３１】
（重縮合反応工程）
次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６０℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、３３．３ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとドデカン二酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
重縮合反応終了後、内容物をストランド状とし、水槽で冷却した後、回転式カッターでペレットとした。得られたペレットを１２０℃、０．１３ｋＰａの条件で含水率が０．１重量％以下となるまで乾燥し、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）２．５、融点（Ｔｍ）２１１℃であった。結果を表２に示す。
【０１３２】
（実施例８）
（熱分解工程・蒸留工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）を使用した以外は、実施例１と同様の条件により、精製ペンタメチレンジアミン、８２７ｇ（純度：９８．４重量％）を得た。収率は７７．７％であった。尚、熱分解工程の最高温度は１８０℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタペチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．２重量％、９６．２重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１３３】
（重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン１０．４５ｇ（純度：９８．４重量％）に脱塩水２４．８３ｇを添加した後、アジピン酸１４．７１ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、精製ペンタメチレンジアミンを少量添加し、ｐＨを８．４に調整した。ｐＨ調整後、重縮合触媒として予め調製した０．２重量％亜燐酸水溶液０．６２５ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液４０ｇを専用ガラス容器に入れた後、専用ガラス容器をオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブを１００℃のオイルバスに浸し、約１時間かけてオイルバスの温度を２７０℃まで加温し、重縮合反応を開始した。
重縮合反応の開始後、オートクレーブの内圧を１．５７ＭＰａＧで２時間保持し、次いで、圧力を徐々に放圧した後、さらに、６１．３ｋＰａまで減圧し、１時間保持して重縮合反応を終了した。
重縮合反応終了後、オートクレーブの内圧を減圧状態のまま放冷し、放冷後に重縮合反応により得られたポリアミド樹脂を取り出した。ポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）３．３、融点（Ｔｍ）２５５℃であった。結果を表３に示す。
【０１３４】
（実施例９）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉｉ）９００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．８重量％）をフラスコに入れ、内温１０２℃（オイルバス温度１３９℃）、常圧の条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。常圧に保ちながら、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１８０℃（ジャケット温度１９０℃）に到達した時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程において、内温の最高温度は１８０℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．０重量％、９６．０重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１３５】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを、実施例１と同様の条件にて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン１５４ｇ（純度：９８．３重量％）を得た。収率は８９．３％であった。
【０１３６】
（重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン１０．４７ｇ（純度：９８．３重量％）、脱塩水２４．８２ｇを用いた以外は、実施例８と同様の条件により重縮合反応を行い、ポリアミド樹脂を得た。結果を表３に示す。
【０１３７】
（実施例１０）
（熱分解工程・蒸留工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｖ）９００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．８重量％）を使用した以外は、実施例８と同様の条件により、精製ペンタメチレンジアミン１５２ｇ（純度：９９．２重量％）を得た。収率は８９．３％であった。
尚、熱分解工程の最高温度は１８０℃であった。
得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９５．８重量％、９５．８重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１３８】
（重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン（純度：９９．２重量％）１０．３７ｇ、脱塩水２４．９２ｇを用いた以外は、実施例７と同様の条件により重縮合反応を行い、ポリアミド樹脂を得た。結果を表３に示す。
【０１３９】
（比較例１）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）を、フラスコに入れ、内温７１℃（オイルバス温度７４℃）、常圧の条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を行い、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程の最高温度は７１℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ１９．６重量％、４．７重量％、２４．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は２４．０ｍｏｌ％であった。
【０１４０】
（蒸留工程）
次いで、上記操作により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を内温４０℃（オイルバス温度１００℃）、６．７ｋＰａの条件にて、脱水させながらペンタメチレンジアミンの蒸留を行った。精製されたペンタメチレンジアミンは水溶液（全ペンタメチレンジアミン濃度：２．０重量％）であり、３２１７ｇを得た。収率は６．１％であった。
【０１４１】
（比較例２）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）を、フラスコに入れ、活性炭５０ｇ（三菱化学カルゴン株式会社製ＭＭ−１１）を加えて、３０℃で３０分間撹拌した。次に、活性炭を濾過にて除去し、得られた水溶液をフラスコに入れ、内温４０℃（オイルバス温度６５℃）、６．６７ｋＰａの条件にて、エバポレーターにより濃縮を行った。濃縮後、固化したペンタメチレンジアミン炭酸塩１２６ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度６４．３重量％）が得られ、収率が８６．２％であった。全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ６４．３重量％、１３．８重量％、８１．１重量％であった。この測定結果より、固化したペンタメチレンジアミン炭酸塩中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は２１．５ｍｏｌ％であった。また後述の重縮合反応工程と同様な方法により、５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸塩水溶液を調製し、前記ＹＩの測定方法に従い、ＹＩを測定した結果、ＹＩ値は１４１であった。
【０１４２】
（重縮合反応工程）
上記操作により得られた固化したペンタメチレンジアミン炭酸塩１６．００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度：６４．３重量％）に脱塩水２２．７７ｇを添加して、固化したペンタメチレンジアミン炭酸塩を溶解させた。次に、アジピン酸１４．７１ｇを加えて、７０℃に加温し、混合物を完全に溶解させた後、実施例１で得られた精製ペンタメチレンジアミン（純度：９９．２重量％）を少量添加し、ｐＨを８．４に調整した。ｐＨ調整後、重縮合触媒として予め調製した０．２重量％亜燐酸水溶液０．６２５ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
【０１４３】
続いて、前記原料水溶液４０ｇを専用ガラス容器に入れた後、専用ガラス容器をオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブを１００℃のオイルバスに浸し、約１時間かけてオイルバスの温度を２７０℃まで加温し、重縮合反応を開始した。
重縮合反応の開始後、オートクレーブの内圧を１．５７ＭＰａＧで２時間保持し、次いで、圧力を徐々に放圧した後、さらに、６１．３ｋＰａまで減圧し、１時間保持して重縮合反応を終了した。
重縮合反応終了後、オートクレーブの内圧を減圧状態のまま放冷し、放冷後に重縮合反応により得られたポリアミド樹脂を取り出した。ポリアミド樹脂は、茶色に着色しており脆かった。
【０１４４】
【表３】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精製ペンタメチレンジアミンの製造方法等に関し、より詳しくは、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解処理を含む精製ペンタメチレンジアミンの製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック原料として、その殆どがいわゆる化石原料が用いられている。再生利用する場合を除き、プラスチックを廃棄する場合、燃焼等による廃棄は炭酸ガスの放出を招くことから近年問題となりつつある。そこで、地球温暖化防止及び循環型社会の形成に向けて、プラスチックの製造原料をバイオマス由来の原料に置き換えることが嘱望されている。このようなニーズは、フィルム、自動車部品、電気・電子部品、機械部品等の射出成形品、繊維、モノフィラメント等、多岐にわたる。
このような背景の下、リジンから得られたペンタメチレンジアミン（以下、カダベリンと称する場合がある）を原料として用いる５６ナイロンや５６／６６ナイロン等は植物由来ポリマーとしての期待が大きい。ポリアミド樹脂は、機械的強度、耐熱性、耐薬品性等に優れており、所謂エンジニアリングプラスチックスの１つとして多くの分野で使用されている。
【０００３】
従来、ペンタメチレンジアミンの製造方法として、以下の報告（特許文献１〜特許文献４）が挙げられる。
特許文献１には、リジン溶液のｐＨが酵素的脱炭酸反応に適したｐＨ４．０〜８．０に維持されるように、炭素数４〜１０のジカルボン酸を加えながら、リジンの酵素的脱炭酸反応を行うことにより、カダベリン・ジカルボン酸塩を生成させる方法が記載されている。
特許文献２には、Ｌ−リジン・ジカルボン酸塩水溶液に、Ｌ−リジン脱炭酸酵素遺伝子を導入した大腸菌もしくはＬ−リジン脱炭酸酵素を細胞表面に局在化させた大腸菌を接触させ、ジカルボン酸によりｐＨを制御しながら行ったＬ−リジン発酵液を用いＬ−リジン脱炭酸酵素を調製することによりカダベリン・ジカルボン酸塩を製造する方法が記載されている。
【０００４】
特許文献３には、高濃度のＬ−リジン一塩酸塩に、Ｎ末端アミノ酸配列に６個のヒスチジンを付与したＬ−リジン脱炭酸酵素遺伝子を導入した大腸菌の細胞破砕液もしくはＬ−リジン脱炭酸酵素を細胞表面に局在化させた大腸菌を接触させることにより、ｐＨを制御する必要がなく、カダベリンを高濃度、高反応収率、高生産速度で生成させ、この反応液をｐＨ１３以上にし、極性有機溶媒で抽出し、蒸留することによりカダベリンを製造する方法が記載されている。
特許文献４には、リジン炭酸塩を基質として、二酸化炭素添加によるｐＨ調整後にリジンの酵素的脱炭酸反応により生成したカダベリン炭酸塩にジカルボン酸塩を添加し、炭酸との塩交換反応後、単離工程を経てカダベリン・ジカルボン酸塩を製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−００６６５０号公報
【特許文献２】特開２００４−２０８６４６号公報
【特許文献３】特開２００４−０００１１４号公報
【特許文献４】国際公開第２００６／１２３７７８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、リジンの酵素的脱炭素反応（以下、ＬＤＣ反応と称する場合がある。）から得られたカダベリン・ジカルボン酸塩は、反応液から公知の方法を組み合わせることによって単離、生成することができる。例えば、カダベリン・ジカルボン酸塩の結晶は、濃縮した反応液を冷却することによりカダベリン・ジカルボン酸塩を析出させ、その後、遠心分離等、通常の固液分離方法によって単離される。
しかし、晶析法では、高収率でカダベリン・ジカルボン酸塩を得ることは困難であるだけでなく、不純物の除去が完全に行われないために、これを原料として得られたポリアミドが着色するという問題があった。
【０００７】
また、ＬＤＣ反応により生成したカダベリンを反応液から採取する方法として、反応終了液に水酸化ナトリウム等のアルカリを添加し、反応液のｐＨを１２〜１４に調整後、クロロホルム等の極性有機溶媒でカダベリンを抽出する方法が知られている。しかし、有機溶媒は有害性があるものが多く、特に、クロロホルムには急性毒性があるため、その取り扱いは好ましくない。また、抽出に有機溶媒を使用すると、有機溶媒を回収しない場合はコストに大きく影響し、有機溶媒を回収する場合は製造工程が複雑になるという問題がある。又、有機溶剤を回収する場合は、回収する工程が必要となり、プロセスが複雑になるだけでなく、エネルギー的にも不利になるという問題がある。
さらに、カダベリン炭酸塩水溶液を４０℃程度で減圧濃縮し、炭酸イオン等を二酸化炭素として放出することによりカダベリンを得る方法も考えられる。しかし、カダベリン炭酸塩から炭酸イオン等を分離するのに長時間を要する場合がある。
【０００８】
また、バイオマス由来のペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液には、リジン等の３個以上の官能基を有する不純物やタンパク質等の高分子不純物が存在することが知られている。このため、このような不純物が含まれるペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の蒸留を行うと、蒸留塔の塔底に、不純物による反応生成物または不純物の濃縮物のような高粘度物質が堆積し、トラブルを招く原因となる。このような高粘度物質や前記リジン等の３個以上の官能基を有する不純物が蒸留によって得られたペンタメチレンジアミンに混入すると、ペンタメチレンジアミンを原料とする５６ナイロン等のポリアミドフィルムに外観不良が生じる可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、単純な製造工程で高い収率が得られる精製ペンタメチレンジアミンの製造方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討を行った結果、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液に高温で分解処理を施すことにより、高収率でペンタメチレンジアミンが得られることを見出し、又、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を熱分解させて特定濃度のペンタメチレンジアミンを得、蒸留精製することにより、高品質のペンタメチレンジアミンが高収率で得られることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成した。
【００１１】
本発明によれば、下記請求項に係る精製ペンタメチレンジアミンの製造方法及びポリアミド樹脂の製造方法が提供される。
請求項１に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、前記粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上であることを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項２に係る発明は、前記熱分解工程において、加熱の最高温度が４０℃〜３００℃であることを特徴とする請求項１に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項３に係る発明は、前記蒸留工程の条件が下記（１）及び（２）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
（１）蒸留温度：４０℃〜３００℃
（２）蒸留圧力：０．２ｋＰａ〜１２００ｋＰａ
請求項４に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、前記熱分解工程における加熱の最高温度が１１０℃〜３００℃であることを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項５に係る発明は、前記熱分解工程において、ペンタメチレンジアミン炭酸塩は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液であり、加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素と水を得ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項６に係る発明は、前記熱分解工程における圧力が２ｋＰａ〜１２００ｋＰａであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項７に係る発明は、前記熱分解工程において、ガスを吹込みながらペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項８に係る発明は、前記ガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項７に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項９に係る発明は、前記熱分解工程に先立って、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／又はリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１０に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程において、前記リジン及び／又はリジン炭酸塩が当該リジンの水溶液及び／又は当該リジン炭酸塩の水溶液であることを特徴とする請求項９に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１１に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程を二酸化炭素雰囲気下で行うことを特徴とする請求項９又は１０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１２に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程に先立って、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１３に係る発明は、前記リジン炭酸塩生成工程において、リジンが水溶液であることを特徴とする請求項１２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１４に係る発明は、前記熱分解工程で生成する二酸化炭素を、酵素的脱炭酸反応工程の二酸化炭素として回収し、再使用することを特徴とする請求項１１に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１５に係る発明は、前記熱分解工程で生成する二酸化炭素を、前記リジン炭酸塩生成工程に用いる二酸化炭素として回収・再使用することを特徴とする請求項１２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１６に係る発明は、前記熱分解工程で生成する水を、前記酵素的脱炭酸反応工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項１０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１７に係る発明は、前記熱分解工程で生成する水を、前記リジン炭酸塩生成工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項１３に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１８に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量が、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の前記水溶液に含まれるペンタメチレンジアミンに対する重量比率で０．０１以下であることを特徴とする請求項５乃至１７のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項１９に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の前記水溶液中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物がリジンであることを特徴とする請求項１８に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項２０に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる高分子不純物を除去した上で加熱することを特徴とする請求項５乃至１９のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
請求項２１に係る発明は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる高分子不純物を、限外濾過膜を用いて除去することを特徴とする請求項２０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法である。
【００１２】
請求項２２に係る発明は、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／またはリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程と、前記酵素的脱炭酸反応工程により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、前記蒸留工程により得られたペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として重縮合反応を行う重縮合反応工程と、を含み、前記熱分解工程において得られた粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上であることを特徴とするポリアミド樹脂の製造方法である。
【００１３】
請求項２３に係る発明は、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／またはリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程と、前記酵素的脱炭酸反応工程により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、前記蒸留工程により得られたペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として重縮合反応を行う重縮合反応工程と、を含み、前記熱分解工程における加熱の最高温度が１１０℃〜３００℃であることを特徴とするポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２４に係る発明は、前記重縮合反応工程に先立って、前記ペンタメチレンジアミン、ジカルボン酸及び水によりペンタメチレンジアミン・ジカルボン酸塩水溶液とした後、水を留去する濃縮工程を有することを特徴とする請求項２２又は２３に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２５に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程において、前記リジン及び／又はリジン炭酸塩が当該リジンの水溶液及び／又は当該リジン炭酸塩の水溶液であることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２６に係る発明は、前記酵素的脱炭酸反応工程に先立って、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程を有することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２７に係る発明は、前記リジン炭酸塩生成工程において、リジンが水溶液であることを特徴とする請求項２６に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２８に係る発明は、前記重縮合反応工程及び／又は濃縮工程で生成する水を、前記酵素的脱炭酸反応工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項２５に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
請求項２９に係る発明は、前記重縮合反応工程及び／又は濃縮工程で生成する水を、前記リジン炭酸塩生成工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項２７に記載のポリアミド樹脂の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来と比較して、単純な製造工程により、高い収率でペンタメチレンジアミンを製造することができる。さらに、熱分解工程において生成された二酸化炭素の一部あるいは全量を回収し、これを再使用することにより、二酸化炭素の製造に伴うエネルギー消費、及びエネルギー消費に伴う二酸化炭素の排出を低減できる。加えて、熱分解工程、重縮合工程及び／又は濃縮工程において生成された水の一部あるいは全量を回収し、これを再使用することにより、水の調達に伴うエネルギー消費、及び水の排出を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】自動滴定装置による測定結果の一例である。
【図２】自動滴定装置による測定結果の一例である。
【図３】ｃａｄＡのクローニングの手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１７】
（ペンタメチレンジアミン炭酸塩）
本実施の形態で使用するペンタメチレンジアミン炭酸塩は、リジンの酵素的脱炭素反応（ＬＤＣ反応）により得られるものであることが好ましい。リジンのＬＤＣ反応は、リジンまたはリジン炭酸塩と、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用して行われる。リジンのＬＤＣ反応については後述する。
本実施の形態では、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩は、通常、水溶液として得られる。尚、ペンタメチレンジアミン炭酸塩は固体状態であってもよいが、水溶液または他の溶媒に溶解した溶液の状態が好ましい。水溶液または他の溶媒に溶解した溶液のペンタメチレンジアミン炭酸塩の濃度は、通常、１重量％〜８０重量％、好ましくは３０重量％〜７０重量％である。
尚、リジンのＬＤＣ反応後、得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩の濃度が上述した範囲より低い場合は、必要に応じて濃縮操作を行うことが好ましい。
【００１８】
リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩は、通常、３個以上の官能基を有する有機物やタンパク質等の高分子物質を含む不純物が含まれている。
ここで、３個以上の官能基を有する有機物とは、分子内に架橋ゲルの原因となり得る官能基を３個以上有する有機物が挙げられる。このような官能基としては、例えば、アミノ基、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基、水酸基、ヒドラジド基、エポキシ基、メルカプト基、ニトロ基、アルコキシル基等が挙げられる。
３個以上の官能基を有する有機物としては、アミノ酸、オリゴ糖、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられる。アミノ酸の具体例としては、例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、リジン、オルニチン、ヒドロキシリジン、アルギニン、ヒスチジン等が挙げられる。中でもリジンが多く存在する。尚、これらのアミノ酸はＬ体でもＤ体でも構わない。
【００１９】
（熱分解工程）
本実施の形態において、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱し、予め定めた温度で不純物を含む粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに熱分解し、次いで、粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、不純物が除去された精製ペンタメチレンジアミンを得る。初めに、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を熱分解する工程について説明する。
ペンタメチレンジアミン炭酸塩は、加熱することにより熱分解する。そのため、熱分解は加熱を伴う濃縮、還流、脱水蒸留等のいずれの行程においても発生する。従って、本願における熱分解温度の最高温度とは、加熱を伴う全行程における最高温度と等しい。
【００２０】
リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解温度の最高温度は、通常４０℃以上、好ましくは１１０℃以上、より好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１３０℃以上、特に好ましくは１５０℃以上である。また、通常３００℃以下、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２３０℃以下、さらに好ましくは２２０℃以下、とりわけ好ましくは２１０以下、特に好ましくは２００℃以下である。
【００２１】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱する温度が過度に低いと、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解が進行せず、その後に行われる蒸留操作による収率が低下したり、ペンタメチレン炭酸塩の析出が起こる傾向がある。また、加熱する温度が過度に高いと、ペンタメチレンジアミンが分解する可能性がある。
ペンタメチレンジアミン炭酸塩の加熱時間は、特に限定されないが、通常１時間以上、好ましくは２時間以上、さらに好ましくは３時間以上である。
【００２２】
前述したように、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩は、通常、水溶液として得られる。この場合、加熱処理により蒸発する水の蒸発潜熱のため、そのまま加熱した場合、水溶液の温度が上昇しにくい。このため、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解が進行せずに、脱水後にペンタメチレンジアミン炭酸塩が析出する可能性がある。
【００２３】
このため、本実施の形態では、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を、必要に応じて濃縮操作を施し、予め定めた濃度に調製した後、水溶液を還流等の操作により、水溶液中に含まれる大部分のペンタメチレンジアミン炭酸塩を分解し、その後、脱水蒸留等を行うことが好ましい。
【００２４】
還流の温度は水溶液中の水分により異なり、水分濃度が低い場合はより高温での還流が可能である。還流温度は通常、４０℃〜３００℃、好ましくは、１００℃〜１８０℃の範囲であり、又還流時間は通常１時間以上、好ましくは２時間以上、さらに好ましくは３時間以上である。
【００２５】
また、同様な効果が得られる操作として、水溶液に含まれるペンタメチレンジアミン炭酸塩が析出しない条件で、脱水蒸留を行いながら大部分のペンタメチレンジアミン炭酸塩を分解することが好ましい。この場合、バッチ式では、先ず、１００℃〜１２０℃で脱水蒸留を行う。水分量の減少と共に内温が上昇し、１６０℃〜１８０℃付近になるとペンタメチレンジアミンが留去し始め、脱水はほぼ完了する。また、その時の温度はペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解に十分な温度に到達しており、粗ペンタメチレンジアミンが得られる。他の方法としては、脱水蒸留と分解を加圧で行う方法がある。加圧にすることにより、水の沸点が上昇し、分解が効率よく進む。
【００２６】
尚、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の熱分解を、連続運転装置を使用して行う場合、熱分解に必要な温度に保たれた反応槽に、所定量のペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を供給し、脱水を行いながら分解する方法が好ましい。
【００２７】
また、連続運転装置を使用する場合は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解を効率よく行うために、次のような２つのステージが考えられる。
第１ステージとして、先ず、蒸留塔にて減圧下、加熱により、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の脱水を行う。水分が少なく、さらに脱水条件下での加熱によりペンタメチレンジアミン炭酸塩の一部が分解した塔底の溶液を、次の第２ステージへ移送する。
第２ステージとして、第１ステージから移送された溶液を、各種条件を制御して加熱分解させる。このとき、ペンタメチレンジアミン炭酸塩をほぼ完全に分解することが好ましい。次に、塔底より得られた粗ペンタメチレンジアミンを、好ましくは減圧下、蒸留してペンタメチレンジアミンを得る。
【００２８】
さらに、上記の方法とは別に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の脱水、分解、ペンタメチレンジアミンの蒸留の一連の操作を１つの装置で行うことも考えられる。例えば、多段蒸留塔等を使用し、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を蒸留塔の中央付近より供給し、蒸留塔の塔底を高温にすることにより、ペンタメチレンジアミン炭酸塩がほぼ完全に分解する。蒸留塔の塔頂からは、水と二酸化炭素を回収し、蒸留塔中段からは蒸留したペンタメチレンジアミンを回収し、塔底から釜残を取り出す。
【００２９】
本実施の形態では、上述した熱分解工程により、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液中のペンタメチレンジアミン炭酸塩が、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解する。前記粗ペンタメチレンジアミンに含まれるペンタメチレンジアミンの濃度は、ペンタメチレンジアミンと分解せずに残存するペンタメチレンジアミン炭酸塩との合計を１００ｍｏｌ％として、通常、３０ｍｏｌ％以上、好ましくは７５ｍｏｌ％以上、より好ましくは８５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは９０ｍｏｌ％以上、とりわけ好ましくは９５ｍｏｌ％以上、特に好ましくは９９ｍｏｌ％以上である。
【００３０】
尚、熱分解工程を連続式で行う場合は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を供給しながら熱分解を行うため、ペンタメチレンジアミン炭酸塩が完全に分解した粗ペンタメチレンジアミンを得ることは難しく、通常９９．９ｍｏｌ％以下、好ましくは９９．５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは９９．０ｍｏｌ％以下である。
水溶液中に分解せずに残存するペンタメチレンジアミン炭酸塩量が過度に多いと、後工程である蒸留によりペンタメチレンジアミンを単離する際、蒸留塔の塔底に炭酸塩として析出し、収率が低下したり、リボイラーの閉塞、熱効率の低下を招いたりする場合がある。
【００３１】
熱分解の際の圧力は、通常２ｋＰａ以上、好ましくは１０ｋＰａ以上、特に好ましくは１００ｋＰａ以上である。又、通常１２００ｋＰａ以下、好ましくは８００ｋＰａ以下、特に好ましくは５００ｋＰａ以下である。圧力が過度に低いと、内温が上昇しないためペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解が進行せず、その後に行われる蒸留操作での収率が低下したり、蒸留塔の塔底に炭酸塩が析出してトラブルの原因となったりする。又、圧力が過度に高いと、二酸化炭素分圧が大きく、分解を進行させるには高温にする必要があり、過度に高温にすることでペンタメチレンジアミンが分解する可能性がある。
【００３２】
尚、ここでの圧力とは絶対圧力であり、他に記載した圧力に関してもｋＰａのように表した場合は、全て絶対圧力を表すものとする。また、それと区別してｋＰａＧのように圧力単位にＧを付加して表した場合は、ゲージ圧力を表すものとする。
【００３３】
熱分解工程では、ガスを吹き込ながらペンタメチレンジアミン炭酸塩の分解を行ってもよい。ガスの種類としては不活性ガスが好ましく、通常、窒素やアルゴンを使用する。ガスを吹き込むことにより二酸化炭素の分圧が低下し、より分解が進行する。
【００３４】
更に、熱分解工程において得られる粗ペンタメチレンジアミン中には、ペンタメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン炭酸塩、水以外にリジン由来、もしくは酵素的脱炭酸反応で生成した不純物等が含まれている。使用するリジンの種類には、精製された医薬グレードのリジンや、グルコースの醗酵により得られたリジン水溶液があり、含まれる不純物量が異なる。そのため、使用するリジンの種類により粗ペンタメチレンジアミン中に含まれる不純物量が異なり、粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度は通常９９重量％以下であり、リジンの種類によっては不純物量が多いため、９５重量％以下の場合もある。ここでの、全ペンタメチレンジアミンとは、ペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩中のペンタメチレンジアミン成分の両方を含むペンタメチレンジアミンを表す。また、通常、ペンタメチレンジアミンと表記した場合は、遊離のペンタメチレンジアミンを表し、全ペンタメチレンジアミンとは区別して使用する。
【００３５】
（水溶液中の不純物の低減方法）
前述したように、リジンのＬＤＣ反応により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩は、通常、３個以上の官能基を有する有機物やタンパク質等の高分子物質を含む不純物が含まれている。このような不純物が残存した状態で、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の加熱、蒸留操作を行うと、蒸留塔の塔底等に不純物が原因と考えられる高粘度物質が堆積する等、トラブルの原因となる。
このため、本実施の形態では、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液中の不純物を、少なくとも後述する蒸留工程の前に、好ましくは熱分解工程において熱分解処理を行う前に、予め低減させることが好ましい。
【００３６】
（３個以上の官能基を有する有機物の低減方法）
ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液中に存在する３個以上の官能基を有する有機物のなかでも、リジン等のアミノ酸は、リジン脱炭酸酵素（以下、ＬＤＣと称する場合がある）の使用に伴う微生物（菌体）に由来する。このため、リジンのＬＤＣ反応時に使用する菌体の量を所定範囲内に抑えることにより低減することができる。さらにリジンは、ＬＤＣ反応の転化率が約１００％になるまでＬＤＣ反応を行うことにより、リジン濃度を検出限界以下にすることが可能である。
上述した操作により、本実施の形態では、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量は、水溶液に含まれるペンタメチレンジアミンに対する重量比率で、通常０．０１以下、好ましくは０．００９以下、さらに好ましくは０．００８以下、特に好ましくは０．００７以下に低減する。
【００３７】
（高分子不純物の除去処理）
本実施の形態で使用するペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液は、加熱による熱分解処理に先立ち、予め、水溶液中に含まれる高分子不純物を除去することが好ましい。特に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩が、後述するリジン脱炭酸酵素を使用しリジンまたはリジン炭酸塩から産出されたものである場合、水溶液中には、高分子不純物としては、例えば、タンパク質、核酸、多糖類等が含まれる。このような高分子不純物が水溶液中に含まれた状態で加熱処理を行うと、加熱処理装置の伝熱低下等の原因になり得る。
高分子不純物を除去する方法は、通常、水溶液中に添加した吸着剤に高分子不純物を吸着させる方法、水溶液を予め定めたサイズの膜により濾過する方法等が挙げられる。中でも簡便性と除去効果の観点から、水溶液を限外濾過膜（ＵＦ膜）を用いて処理する方法が好ましい。
【００３８】
水溶液を、ＵＦ膜を用いて処理することにより、水溶液中に含まれる分子量１２，０００以上、好ましくは分子量５，０００以上、特に好ましくは分子量１，０００以上の高分子不純物を除去する。
ＵＦ膜の材質は、例えば、酢酸セルロース、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、アクリロニトリル共重合体、ポリアミド１２等が挙げられる。中でもアクリロニトリル共重合体が好ましい。
ＵＦ膜の膜形状は、平膜、中空糸、板、管、スパイラル巻き等が挙げられる。中でも中空糸が好ましい。また、種々のＵＦ膜モジュールが各社から販売されており、操作のしやすさからモジュール化したものが好ましい。
【００３９】
（蒸留工程）
次に、蒸留工程について説明する。
蒸留工程では、前述した熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミン（ペンタメチレンジアミンと不純物を含む）を蒸留することにより、粗ペンタメチレンジアミンに含まれるペンタメチレンジアミンが得られる。
蒸留工程に先立って、熱分解工程で発生した二酸化炭素を、反応槽もしくは蒸留塔内から除外しておくことが好ましい。二酸化炭素を除外しない場合、反応槽や蒸留塔上部に二酸化炭素が存在するために、二酸化炭素と蒸留されたペンタメチレンジアミンとが反応してペンタメチレンジアミン炭酸塩を生成し、塔内壁に付着して閉塞等の原因となる。
【００４０】
さらに、蒸留により単離されたペンタメチレンジアミン中にペンタメチレンジアミン炭酸塩が含まれ、ペンタメチレンジアミンの融点以上の温度においても凝固し、抜出しが困難となる可能性がある。その場合、蒸留した精製ペンタメチレンジアミンに水を加えることにより、ペンタメチレンジアミンを凝固させずに水溶液として得ることができる。その際、水溶液中の全ペンタメチレンジアミン濃度は通常２０重量％以上、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上であり、通常９９重量％以下、好ましくは９５重量％以下、さらに好ましくは９０重量％以下である。
【００４１】
二酸化炭素を除外する方法としては、不活性ガスを吹き込むことにより、塔内を不活性ガス雰囲気とする方法がある。不活性ガスの種類としては、窒素やアルゴンを用いることができる。また、熱分解工程で使用する反応槽や蒸留塔と、蒸留工程で使用する蒸留塔を別に設けることで、蒸留工程でのペンタメチレンジアミン炭酸塩の生成を防ぐことができる。
【００４２】
また、蒸留工程における温度や圧力の条件は、熱分解工程の条件と比較してペンタメチレンジアミン炭酸塩が分解しにくい条件が好ましい。熱分解工程において分解せずに残ったペンタメチレンジアミン炭酸塩が、蒸留工程において分解した場合、前述のとおり、蒸留塔上部に二酸化炭素が存在するためにペンタメチレンジアミン炭酸塩が生成し、閉塞や蒸留により得たペンタメチレンジアミンの凝固の原因となる。
【００４３】
蒸留に際し、水溶液中に含まれるペンタメチレンジアミンの濃度は、前述したようにペンタメチレンジアミンと分解せずに残存するペンタメチレンジアミン炭酸塩との合計を１００ｍｏｌ％として、通常、３０ｍｏｌ％以上、好ましくは７５ｍｏｌ％以上、より好ましくは８５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは９０ｍｏｌ％以上、とりわけ好ましくは９５ｍｏｌ％以上、特に好ましくは９９ｍｏｌ％以上である。
【００４４】
蒸留の際、蒸留温度は、通常、４０℃〜３００℃、好ましくは５０℃〜２００℃、より好ましくは６０℃〜１８０℃、さらに好ましくは７０℃〜１５０℃、特に好ましくは７０℃〜１２０℃である。蒸留圧は、通常０．２ｋＰａ〜１２００ｋＰａ、好ましくは０．５ｋＰａ〜８００ｋＰａ、さらに好ましくは１．０ｋＰａ〜５００ｋＰａである。
尚、蒸留により得られた精製ペンタメチレンジアミンには、一部、ペンタメチレンジアミン炭酸塩が含まれる可能性がある。しかし、この炭酸塩は容易にジカルボン酸と塩交換をするため、ポリアミド樹脂の重合に供する単量体として問題なく使用することができる。
【００４５】
また、蒸留で得られる精製ペンタメチレンジアミンの重量は、使用するリジンの種類によるが、バッチ式の場合は粗ペンタメチレンジアミンの重量に対して、連続式の場合は単位時間当たりに蒸留装置に供給される粗ペンタメチレンジアミンの重量に対して、通常９９重量％以下、好ましくは９７重量％以下、さらに好ましくは９５重量％以下である。また通常４０重量％以上、好ましくは４５重量％以上、さらに好ましくは５０重量％以上である。蒸留量が過度に多いと、蒸留塔の塔底で、不純物による反応生成物または不純物の濃縮物のような高粘度物質が堆積し、トラブルを招く原因となる。また、蒸留量が過度に少ないと、バッチ式の場合は収率の低下に繋がり、連続式の場合は生産効率が低下するため好ましくない。
【００４６】
（二酸化炭素の回収・再使用）
次に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解工程にて生成された二酸化炭素の回収・再使用について説明する。二酸化炭素は、出発原料からペンタメチレンジアミンを製造する間のいずれの工程においても使用することができ、特に限定されない。特に、本実施の形態では、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程、リジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を生成する酵素的脱炭酸反応工程が好ましい。後者は、酵素的脱炭酸反応が進むとｐＨが高くなるので、中性になるようにｐＨ調整することが好ましく、そのｐＨ調整に二酸化炭素を使用する。
【００４７】
二酸化炭素の回収・再使用の方法は特に限定されないが、熱分解工程にて回収される水を冷却器により分離した後、排出される二酸化炭素をそのままリジン炭酸塩生成工程、あるいは酵素的脱炭酸反応工程にて再使用してもよい。その際、圧縮機を使用して二酸化炭素を圧縮して使用してもよい。
【００４８】
（水の回収・再使用）
更に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の濃縮や、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解工程にて回収された水と、後述するペンタメチレンジアミンとジカルボン酸の濃縮工程及び重縮合反応工程にて回収された水の再使用について説明する。水は、出発原料からペンタメチレンジアミンを製造する間のいずれの工程においても使用することができ、特に限定されない。特に、本実施の形態では、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程、リジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程が好ましい。
【００４９】
更に、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の濃縮、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の熱分解、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸の濃縮工程及び／又は重縮合反応工程では加熱が伴うため、回収された水にはペンタメチレンジアミンの一部が分解して生成した不純物が含まれる可能性がある。回収された水をそのまま再使用してもよいが、ペンタメチレンジアミンが分解して生成した不純物を除去してから再使用することが好ましい。不純物の除去の方法は特に限定されないが、イオン交換樹脂法、活性炭処理法などの吸着法、逆浸透膜などの膜処理、蒸留により除去する方法が挙げられる。
【００５０】
（リジン炭酸塩生成、リジンの酵素的脱炭酸反応）
次に、本実施の形態において使用するペンタメチレンジアミン炭酸塩を調製するためのリジン炭酸塩生成及びリジンの酵素的脱炭酸反応について説明する。
本実施の形態において、リジンの酵素的脱炭酸反応は、例えば、リジンを水に溶解したリジン溶液に、同溶液のｐＨがリジンの酵素的脱炭酸反応（ＬＤＣ反応）に適したｐＨに維持されるように二酸化炭素を加えながら、あるいは、二酸化炭素雰囲気下にて行われる。
以下、詳細に説明する。
【００５１】
原料として使用するリジンは、通常、遊離塩基（リジンベース、即ち、遊離リジン）であることが好ましい。また、リジンの炭酸塩であってもよい。リジンは、Ｌ−リジン、Ｄ−リジンが挙げられる。通常、入手の容易性からＬ−リジンが好ましい。また、リジンは、精製されたリジンであってもよく、リジンを含む発酵液であってもよい。
リジン溶液を調製する溶媒は、好適には水が使用される。ＬＤＣ反応が行われる反応液のｐＨは、二酸化炭素によって調節され、通常、他のｐＨ調節剤や緩衝剤は使用されない。尚、リジンを溶解する溶媒に、例えば酢酸ナトリウム緩衝液等を使用する場合、ペンタメチレンジアミン炭酸塩を形成させるという点から、リジン濃度は低濃度に抑えることが好ましい。
【００５２】
遊離リジンを使用する場合、例えば水に溶解したリジン溶液に二酸化炭素を加えながら、あるいは二酸化炭素雰囲気下にて、反応液のｐＨをＬＤＣ反応に適したｐＨとなるように調節する。具体的なｐＨは、通常４．０以上、好ましくは５．０以上であり、通常１２．０以下、好ましくは９．０以下である。以下、このように、反応液のｐＨをＬＤＣ反応に適したｐＨに調節することを「中和」と称する場合がある。なお、本発明における二酸化炭素雰囲気下とは、気相部分を二酸化炭素でほぼ満たされた状態のことを意味する。
ＬＤＣ反応の際、生産速度および反応収率向上のため、ビタミンＢ６を添加することが好ましい。ビタミンＢ６としては、ピリドキシン、ピリドキサミン、ピリドキサール、ピリドキサルリン酸等が挙げられる。中でもピリドキサルリン酸が好ましい。ビタミンＢ６の添加方法、添加時期は特に制限されず、ＬＤＣ反応中に適宜添加すればよい。
【００５３】
ＬＤＣ反応は、上述したように中和されたリジン溶液にリジン脱炭酸酵素（ＬＤＣ）を添加することによって行われる。ＬＤＣとしては、リジンに作用しペンタメチレンジアミンを生成させるものであれば特に制限はない。ＬＤＣとしては、精製酵素、ＬＤＣを産生する微生物、植物細胞または動物細胞等の細胞が挙げられる。ＬＤＣ又はＬＤＣを産生する細胞は２種以上を併用してもよい。また、細胞をそのまま使用してもよく、ＬＤＣを含む細胞処理物を使用してもよい。細胞処理物としては、細胞破砕液やその分画物が挙げられる。
【００５４】
ＬＤＣを産生する微生物としては、エシェリヒア・コリ（Ｅ．ｃｏｌｉ）等のエシェリヒア属細菌、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｌａｃｔｏｆｅｒｍｅｎｔｕｍ）等のコリネ型細菌、バチルス・サチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）等のバチルス属細菌、セラチア・マルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）等のセラチア属細菌等の細菌、サッカロマイセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）等の真核細胞が挙げられる。これらの中では細菌が好ましく、Ｅ．ｃｏｌｉが特に好ましい。
【００５５】
前記の微生物は、ＬＤＣを産生する限り、野生株でもよく、変異株であってもよい。また、ＬＤＣ活性が上昇するように改変された組換え株であってもよい。植物細胞または動物細胞も、ＬＤＣ活性が上昇するように改変された組換え細胞を使用することができる。詳細については、例えば、特願２００８−４７５９号に記載されている。
【００５６】
ＬＤＣ反応は、リジン溶液にＬＤＣを添加し反応を開始する。反応開始後は、反応の進行に伴い、リジンから遊離される二酸化炭素が反応液から放出されｐＨが上昇する。このため、反応液のｐＨがＬＤＣ反応に適したｐＨの範囲となるように、二酸化炭素を反応液に添加する（吹き込む）。二酸化炭素は反応液中に連続的に添加してもよく、分割添加してもよい。また、二酸化炭素雰囲気下や密閉系にする等して、リジンから遊離される二酸化炭素をｐＨ調整に使用してもよい。ＬＤＣ反応の反応温度は特に制限されず、通常２０℃以上、好ましくは３０℃以上であり、通常６０℃以下、好ましくは４０℃以下である。
尚、原料のリジンは、反応開始時に反応液に全量添加してもよく、ＬＤＣ反応の進行に応じ、分割して添加してもよい。
【００５７】
ＬＤＣ反応がバッチ式により行われる場合、反応液中に二酸化炭素を容易に添加することができる。また、ＬＤＣ、ＬＤＣを産生する細胞またはその処理物を固定化した担体を含む移動床カラムクロマトグラフィーにより反応を行うこともできる。その場合、反応系のｐＨが予め定めた範囲に維持されたまま反応が進行するように、リジン及び二酸化炭素をカラムの適当な部位に注入する。
【００５８】
また、二酸化炭素の添加を行わず、ＬＤＣ反応により放出される二酸化炭素の全量若しくは一部を中和のために使用しても良い。
ＬＤＣ反応は、上述したようにペンタメチレンジアミンの生成に伴って上昇するｐＨを、二酸化炭素を使用して逐次中和することにより、良好に進行する。ＬＤＣ反応により生成したペンタメチレンジアミンは二価の炭酸塩または一価の炭酸水素塩として反応液中に蓄積する。
【００５９】
（ポリアミド樹脂）
次に、前述したペンタメチレンジアミン炭酸塩から得られた、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として用いる、ポリアミド樹脂の製造方法について説明する。
本実施の形態では、ペンタメチレンジアミン炭酸塩から得られた、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分とし、重縮合触媒を用い重縮合反応によりポリアミド樹脂を製造する。
【００６０】
ペンタメチレンジアミンとの重縮合反応に用いる、単量体成分としてのジカルボン酸の具体例は、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカンニ酸、ヘプタデカンニ酸、オクタデカン二酸、ノナデカンニ酸、エイコサンニ酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
これらのジカルボン酸の中でも、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、アジピン酸が特に好ましい。また、ジカルボン酸としてアジピン酸を用いる場合、ジカルボン酸中のアジピン酸の濃度は、通常、９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上、さらに好ましくは１００重量％である。
【００６１】
さらに、本発明により得られる効果を損なわない程度において、他の単量体成分を用いることができる。このような他の単量体成分としては、例えば、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸等のアミノ酸；ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム等のラクタム；エチレンジアミン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカン、１，１３−ジアミノトリデカン、１，１４−ジアミノテトラデカン、１，１５−ジアミノペンタデカン、１，１６−ジアミノヘキサデカン、１，１７−ジアミノヘプタデカン、１，１８−ジアミノオクタデカン、１，１９−ジアミノノナデカン、１，２０−ジアミノエイコサン、２−メチル−１，５−ジアミノペンタン等の脂肪族ジアミン；シクロヘキサンジアミン、ビス−（４−アミノヘキシル）メタン等の脂環式ジアミン；キシリレンジアミン等の芳香族ジアミンが挙げられる。これらの単量体成分は２種以上を併用しても良い。
【００６２】
（重縮合反応方法）
本実施の形態において、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸との重縮合反応方法は特に限定されず、従来公知の方法から適宜選択することができる。また、重縮合触媒は、従来公知のものの中から適宜選択して使用することができ、特に限定されない。一般的なポリアミド樹脂の製造方法としては、例えば、「ポリアミド樹脂ハンドブック」（日刊工業新聞社：福本修編、昭和６３年１月３０日初版）等に開示されている。
【００６３】
重縮合反応方法の一例としては、例えば、ペンタメチレンジアミン及びジカルボン酸を含む水溶液を高温高圧下で、脱水反応を進行させる加熱重縮合法が挙げられる。ここで、加熱重縮合法において、重縮合反応の最高温度は２００℃以上、好ましくは２２０℃以上、通常３００℃以下である。重縮合方式には、特に制限は無く、バッチ式または連続方式が採用できる。
【００６４】
尚、加熱重縮合法により得られたポリアミド樹脂を、例えば、真空中または不活性ガス中で１００℃以上、融点以下の温度で加熱することにより、ポリアミド樹脂の分子量を高くすることができる（固相重合）。
また、ペンタメチレンジアミン及びジカルボン酸を高温高圧下で重縮合して得られた低次縮合物（オリゴマー）を高分子量化する方法、ペンタメチレンジアミンを溶解した水溶液と、ジカルボン酸塩やジカルボン酸ジハライドを水性溶媒又は有機溶媒に溶解させた溶液とを接触させ、これらの界面で重縮合反応させる界面重縮合法等が挙げられる。
尚、本実施の形態では、重縮合反応に先立ち、ペンタメチレンジアミン及びジカルボン酸を含む水溶液の濃縮工程を組み入れても良い。濃縮工程を組み入れることにより、前記重縮合反応時間の短縮を図ることができる。濃縮工程では、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸の塩が析出しないように通常１４０℃〜１６０℃、好ましくは加圧下で、ペンタメチレンジアミンとジカルボン酸の塩の濃度が７０重量％〜９０重量％になるまで濃縮する。
【００６５】
本実施の形態において、ペンタメチレンジアミン及びジカルボン酸の重縮合により得られるポリアミド樹脂の分子量は特に限定されず、目的に応じて適宜選択される。実用性の観点から、通常、ポリアミド樹脂の２５℃における９８％硫酸溶液（ポリアミド樹脂濃度：０．０１ｇ／ｍＬ）の相対粘度の下限が、通常、１．５、好ましくは１．８、特に好ましくは２．２であり、上限は、通常、８．０、好ましくは５．５、特に好ましくは３．５である。相対粘度が過度に小さいと実用的強度が得られない傾向がある。相対粘度が過度に大きいと、ポリアミド樹脂の流動性が低下し、成形加工性が損なわれる傾向がある。
【００６６】
（添加剤）
本実施の形態が適用されるポリアミド樹脂には、必要に応じて、各種の添加剤が配合される。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、耐候剤、離型剤、滑剤、顔料、染料、結晶核剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、他の重縮合体等が挙げられる。
【００６７】
具体的には、酸化防止剤又は熱安定剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキノン系化合物、ホスファイト系化合物及びこれらの置換体等が挙げられる。耐候剤としては、レゾルシノール系化合物、サリシレート系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ヒンダードアミン系化合物等が挙げられる。離型剤又は滑剤としては、脂肪族アルコール、脂肪族アミド、脂肪族ビスアミド、ビス尿素、ポリエチレンワックス等が挙げられる。顔料としては、硫化カドミウム、フタロシアニン、カーボンブラック等が挙げられる。染料としては、ニグロシン、アニリンブラック等が挙げられる。結晶核剤としては、タルク、シリカ、カオリン、クレー等が挙げられる。可塑剤としては、ｐ−オキシ安息香酸オクチル、Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド等が挙げられる。
【００６８】
帯電防止剤としては、アルキルサルフェート型アニオン系帯電防止剤、４級アンモニウム塩型カチオン系帯電防止剤、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等の非イオン系帯電防止剤、ベタイン系両性帯電防止剤等が挙げられる。難燃剤としては、メラミンシアヌレート、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、ポリリン酸アンモニウム、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリフェニレンオキシド、臭素化ポリカーボネート、臭素化エポキシ樹脂あるいはこれらの臭素系難燃剤と三酸化アンチモンとの組み合わせ等が挙げられる。
【００６９】
充填剤としては、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンブラック、グラファイト、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、硫化亜鉛、亜鉛、鉛、ニッケル、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、ベントナイト、モンモリロナイト、合成雲母等の粒子状、針状、板状充填材が挙げられる。他の重合体としては、他のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリスチレン等が挙げられる。これらは、ポリアミド樹脂を製造する工程において、添加量、添加工程等が適宜選択され、添加すればよい。
【００７０】
本実施の形態において、ポリアミド樹脂の重縮合から成形までの任意の段階で、ポリアミド樹脂に添加剤、強化材を配合することができる。中でも、ポリアミド樹脂と添加剤、強化材とを押出機中に投入し、これらを溶融混練することにより、ポリアミド樹脂組成物を調製することが好ましい。
【００７１】
また、本実施の形態のポリアミド樹脂は、射出成形、フィルム成形、溶融紡糸、ブロー成形、真空成形等の任意の成形方法により、所望の形状に成形することができる。成形品としては、例えば、射出成形品、フィルム、シート、フィラメント、テーパードフィラメント、繊維等が挙げられる。また、ポリアミド樹脂は、接着剤、塗料等にも使用することができる。
【００７２】
さらに、本実施の形態のポリアミド樹脂の具体的な用途例としては、自動車・車両関連部品として、例えば、インテークマニホールド、ヒンジ付きクリップ（ヒンジ付き成形品）、結束バンド、レゾネーター、エアークリーナー、エンジンカバー、ロッカーカバー、シリンダーヘッドカバー、タイミングベルトカバー、ガソリンタンク、ガソリンサブタンク、ラジエータータンク、インタークーラータンク、オイルリザーバータンク、オイルパン、電動パワステギヤ、オイルストレーナー、キャニスター、エンジンマウント、ジャンクションブロック、リレーブロック、コネクタ、コルゲートチューブ、プロテクター等の自動車用アンダーフード部品；ドアハンドル、フェンダー、フードバルジ、ルーフレールレグ、ドアミラーステー、バンパー、スポイラー、ホイールカバー等の自動車用外装部品；カップホルダー、コンソールボックス、アクセルペダル、クラッチペダル、シフトレバー台座、シフトレバーノブ等の自動車用内装部品が挙げられる。
【００７３】
また、本実施の形態のポリアミド樹脂は、釣り糸、漁網等の漁業関連資材、スイッチ類、超小型スライドスイッチ、ＤＩＰスイッチ、スイッチのハウジング、ランプソケット、結束バンド、コネクタ、コネクタのハウジング、コネクタのシェル、ＩＣソケット類、コイルボビン、ボビンカバー、リレー、リレーボックス、コンデンサーケース、モーターの内部部品、小型モーターケース、ギヤ・カム、ダンシングプーリー、スペーサー、インシュレーター、キャスター、端子台、電動工具のハウジング、スターターの絶縁部分、ヒューズボックス、ターミナルのハウジング、ベアリングリテーナー、スピーカー振動板、耐熱容器、電子レンジ部品、炊飯器部品、プリンタリボンガイド等に代表される電気・電子関連部品、家庭・事務電気製品部品、コンピューター関連部品、ファクシミリ・複写機関連部品、機械関連部品等各種用途に使用することができる。
【実施例】
【００７４】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の記載に限定されるものではない。実施例及び比較例において使用する試料等の物性測定方法、試料の調製方法は下記の通りである。
【００７５】
（１）ペンタメチレンジアミン濃度の測定方法
各試料中の全ペンタメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の各濃度は、自動滴定装置（三菱化学株式会社製ＧＴ−１００）を使用し、滴定により測定した。
測定に際し、試料中の全ペンタメチレンジアミンの量が０．２ｇ〜１．０ｇになるように試料を測りとり、脱塩水で希釈した後、１ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ水溶液（キシダ化学株式会社製）にて滴定を行った。
測定結果に基づき、以下の計算方法によりペンタメチレンジアミン濃度を求めた。
【００７６】
滴定測定の結果、当量点が３点存在する場合（図１参照）、この当量点は表１に示したイオンの中和、塩交換による当量点である。２番目の当量点でのＨＣｌの滴定量をｘｍＬ、３番目の当量点でのＨＣｌの滴定量をｙｍＬとすると、それぞれのイオン濃度は（式１）〜（式３）のように表される。なお、ペンタメチレンジアミンの分子量を１０２．１８、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の分子量を１６４．２１、試料の重量をａｇ、１ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ水溶液のファクターをｆとする。ここで、ＨＣｌは和光純薬工業株式会社製容量分析用試薬を用いた。また、ファクターｆは、試薬に記載された補正値であって、試薬調製時の重量から算出した規定度に対する逆滴定等により算出した真の規定度の比である。
【００７７】
全ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）
｛ｙ÷１０００×ｆ｝÷２×１０２．１８÷ａ×１００ （式１）
ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）
［｛ｘ−（ｙ−ｘ）｝÷１０００×ｆ］÷２×１０２．１８÷ａ×１００ （式２）
ペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度（重量％）：
｛（ｙ−ｘ）÷１０００×ｆ｝×１６４．２１÷ａ×１００ （式３）
【００７８】
【表１】
【００７９】
滴定測定の結果、当量点が１点である場合（図２参照）、この当量点はペンタメチレンジアミンによるものであり、試料中に炭酸塩は含まれていない。当量点におけるＨＣｌの滴定量をｚｍＬとすると、ペンタメチレンジアミン濃度は（式４）のように表される。尚、ペンタメチレンジアミンの分子量を１０２．１８、試料の重量をａｇ、１ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌのファクターをｆとした。
全ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）：
｛ｚ÷１０００×ｆ｝÷２×１０２．１８÷ａ×１００ （式４）
【００８０】
（２）アミノ酸分析
日立アミノ酸分析計（日立高速アミノ酸分析計Ｌ−８９００）を用いて、リジン、オルニチン等のアミノ酸分析を行った。先ず、試料溶液を適量秤量し水で希釈後、限外濾過（マイクロコンＹＭ−１０）して、濾液を分析試料とした。分析条件は生体アミノ酸分離条件、分析法はニンヒドリン発色法（５７０ｎｍ、４４０ｎｍ）とした。標準品には和光純薬社製アミノ酸混合標準液ＡＮＩＩ型及びＢ型を希釈したものを用い、試料注入量は１０μＬとした。定量計算として、プロリンは４４０ｎｍ、他のアミノ酸は５７０ｎｍのピーク面積から一点外部標準法にてアミノ酸含量を算出した。
【００８１】
（３）ＹＩ（Ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ Ｉｎｄｅｘ）値の測定方法
精製ペンタメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン炭酸塩をそれぞれサンプリングした。前記精製ペンタメチレンジアミンに脱塩水及びアジピン酸を添加し、５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸水溶液を調整した。前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩には脱塩水及びアジピン酸を添加し、塩交換により脱炭酸を行いながら５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸水溶液を調整した。続いて、ＭＩＮＯＬＴＡ ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ ＣＭ−３７００ｄを用いて、光源Ｃ、視野２゜にて測定機器のゼロ校正、白色校正を行った。次に、Ｃｅｌｌ ＣＭ−Ａ９８（光路長１０ｍｍ）に前記５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸塩水溶液を入れて、Ｘ，Ｙ，Ｚの測定を行い、測定値からＪＩＳ Ｋ ７３７３規格に従って、ＹＩ値を測定した。
【００８２】
（４）ポリアミド樹脂の相対粘度（ηｒｅｌ）の測定方法
ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液から回収したペンタメチレンジアミンとアジピン酸との重縮合反応により得られたポリアミド樹脂の試料を９８％濃硫酸に溶解し、濃度０．０１ｇ／ｍＬの試料溶液を調製した。次に、オストワルド式粘度計を使用し、２５℃における試料溶液の落下時間ｔと濃硫酸の落下時間ｔ０とをそれぞれ測定し、（ｔ／ｔ０）を相対粘度（ηｒｅｌ）とした。
【００８３】
（５）ポリアミド樹脂の融点（Ｔｍ）の測定方法
ポリアミド樹脂の融点（Ｔｍ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ：セイコー電子工業株式会社製ロボットＤＳＣ）を使用して、窒素雰囲気下にて測定した。ポリアミド樹脂試料約５ｍｇを完全に融解させ３分間保持した後、降温速度２０℃／分で３０℃まで降温した。続いて、ポリアミド樹脂試料を３０℃で３分間保持した後、３０℃から昇温速度２０℃／分で昇温したときに観測される吸熱ピークの温度を融点Ｔｍとして測定した。吸熱ピークが複数の場合は、最も高い温度を融点Ｔｍとした。
【００８４】
（６）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の調製
（Ａ）ＬＤＣ遺伝子（ｃａｄＡ）増強株の作製
（ａ）大腸菌ＤＮＡ抽出：
ＬＢ（Ｌｕｒｉａ−Ｂｅｒｔａｎｉ）培地（組成：トリプトン１０ｇ、イーストエキストラクト５ｇ、ＮａＣｌ ５ｇを蒸留水１Ｌに溶解）１０ｍＬに、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｉａ ｃｏｌｉ）ＪＭ１０９株を対数増殖期後期まで培養し、得られた菌体を、１０ｍｇ／ｍＬのリゾチームを含む１０ｍＭ ＮａＣｌ／２０ｍＭ トリス緩衝液（ｐＨ８．０）／１ｍＭ ＥＤＴＡ・２Ｎａ溶液０．１５ｍＬに懸濁した。
【００８５】
次いで、上記の懸濁液にプロテナーゼＫを最終濃度が１００μｇ／ｍＬになるように添加し、３７℃で１時間保温した。さらに、ドデシル硫酸ナトリウムを最終濃度が０．５重量％になるように添加し、５０℃で６時間保温して溶菌液を調製した。
次に、この溶菌液に等量の（フェノール／クロロホルム）溶液を添加し、室温で１０分間ゆるやかに振盪した後、全量を遠心分離（５，０００×ｇ、２０分間、１０〜１２℃）し、上清画分を分取し、酢酸ナトリウムを０．３Ｍとなるように添加した後、２倍量のエタノールを加えて混合した。次いで、遠心分離（１５，０００×ｇ、２分間）により回収した沈殿物は７０％エタノールで洗浄後、風乾した。得られたＤＮＡに、１０ｍＭトリス緩衝液（ｐＨ７．５）／１ｍＭ ＥＤＴＡ・２Ｎａ溶液５ｍＬを加え、４℃で一晩静置し、以後に述べるＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）の鋳型ＤＮＡに使用した。
【００８６】
（ｂ）ｃａｄＡのクローニング：
大腸菌ｃａｄＡの取得は、上記（ａ）で調製したＤＮＡを鋳型とし、全ゲノム配列が報告されている大腸菌Ｋ１２−ＭＧ１６５５株の当該遺伝子の配列（Ｇｅｎｂａｎｋ Ｄａｔａｂａｓｅ Ａｃｃｅｓｓｉｏｎ Ｎｏ．Ｕ０００９６）を基に設計した合成ＤＮＡ（配列番号１（配列；ＧＴＴＧＣＧＴＧＴＴＣＴＧＣＴＴＣＡＴＣＧＣＧＣＴＧＡＴＧ）及び配列番号２（配列；ＡＣＣＡＡＧＣＴＧＡＴＧＧＧＴＧＡＧＡＴＡＧＡＧＡＡＴＧＡＧＴＡＡＧ））を用いたＰＣＲによって行った。
【００８７】
（反応液組成）
鋳型ＤＮＡの１μＬ、ＰｆｘＤＮＡポリメラーゼ（インビトロジェン株式会社製）０．２μＬ、１倍濃度添付バッファー、０．３μＭの前記合成ＤＮＡ、１ｍＭ ＭｇＳＯ４及び０．２５μＭのデオキシヌクレオシド三リン酸（ｄＡＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＴＴＰ）を混合し、全量を２０μＬとした。
【００８８】
（反応温度条件）
ＤＮＡサーマルサイクラーとして、ＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ株式会社製「ＰＴＣ−２００」を使用し、９４℃で２０秒間、６０℃で２０秒間、７２℃で２．５分間からなるサイクルを３５回繰り返した。但し、１サイクル目の９４℃での保温は１分２０秒間、最終サイクルの７２℃での保温は１０分間とした。
【００８９】
図３は、ｃａｄＡのクローニングの手順を説明する図である。
図３に示すように、ＰＣＲ終了後、増幅産物をエタノール沈殿により精製した後、制限酵素Ｋｐｎ Ｉおよび制限酵素Ｓｐｈ Ｉで切断した。このＤＮＡ標品を、０．７５重量％アガロース（ＳｅａＫｅｍ ＧＴＧ ａｇａｒｏｓｅ：ＦＭＣ ＢｉｏＰｒｏｄｕｃｔｓ製）ゲル電気泳動により分離後、臭化エチジウム染色により可視化することによりｃａｄＡを含む約２．６ｋｂの断片を検出し、ＱＩＡＱｕｉｃｋ Ｇｅｌ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｋｉｔ（ＱＩＡＧＥＮ製）を使用して目的ＤＮＡ断片の回収を行った。
【００９０】
回収したＤＮＡ断片を、大腸菌プラスミドベクターｐＵＣ１８（宝酒造株式会社製）を制限酵素Ｋｐｎ Ｉおよび制限酵素Ｓｐｈ Ｉで切断して調節したＤＮＡ断片と混合し、ライゲーションキットｖｅｒ．２（宝酒造株式会社製）を使用して連結後、得られたプラスミドＤＮＡを使用し、大腸菌（ＪＭ１０９株）を形質転換した。この様にして得られた組換え大腸菌を、５０μｇ／ｍＬ アンピシリン、０．２ｍＭ ＩＰＴＧ（イソプロピル−β−Ｄ−チオガラクトピラノシド）及び５０μｇ／ｍＬ Ｘ−Ｇａｌを含むＬＢ寒天培地に塗抹した。
【００９１】
この培地上で白色のコロニーを形成したクローンを、常法により液体培養した後、プラスミドＤＮＡを精製した。得られたプラスミドＤＮＡを制限酵素Ｋｐｎ Ｉおよび制限酵素Ｓｐｈ Ｉで切断することにより、約２．５ｋｂの挿入断片が認められることを確認し、これをｐＣＡＤ１、ｐＣＡＤ１を含む大腸菌株をＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１とそれぞれ命名した。
【００９２】
（Ｂ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の調製
実施例で使用するペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液は、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１を用い、リジン炭酸塩水溶液を原料とし、以下の方法で調製した。
【００９３】
（ａ）ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の培養：
ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１をＬＢ培地入りフラスコで前培養した後、３ｍＬの培養液を１００ｍＬの２倍濃度のＬＢ培地が入った１Ｌ容フラスコに接種し、３５℃、２５０ｒｐｍで撹拌培養を行った。培養開始４時間目に、滅菌したＩＰＴＧ（イソプロピル−β−Ｄ−チオガラクトピラノシド）を、終濃度で０．５ｍＭになるように添加し、その後１４時間培養を継続した。
【００９４】
（ｂ）菌体の分離および保存：
培養液を８０００ｒｐｍ、１０分間で遠心分離して上清を廃棄し、菌体を回収した。得られた湿菌体は、培養液体積の１／２０になるように５０ｍＭ酢酸ナトリウムバッファーで懸濁して反応に必要となるまで４℃で保存した。
【００９５】
（ｃ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）
５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液（協和発酵バイオ株式会社製）４８ｋｇと脱塩水３０Ｌを２００Ｌ容反応槽内に準備し、二酸化炭素を１５Ｌ／ｍｉｎで通気して加えて、リジン炭酸塩水溶液を調製した。リジン溶液のｐＨは、最初１０．３付近であり、二酸化炭素の供給に伴い酸性側へと低下した。二酸化炭素の供給は、ｐＨ変化がほぼなくなったところで停止した。このときのｐＨは約７．５であった。
ピリドキサルリン酸を０．１ｍＭの濃度となるように上記基質溶液に加え、さらに、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体を、ＯＤ６６０（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ６６０）が０．５になるように加えて反応を開始した。
【００９６】
反応時の条件は、温度３７℃、通気なし（０ｖｖｍ）、撹拌回転数１４８ｒｐｍとした。反応時、反応槽を密閉系とし、発生する二酸化炭素を封じ込め、ｐＨを制御した。反応開始５時間後には、ほぼ１００％のリジンがペンタメチレンジアミンに変換された。反応後の溶液（約７２Ｌ）は、菌体の不活化処理（７０℃、２０分）を行った。以上の操作により、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）を調製した。
ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）中に不純物として含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量はペンタメチレンジアミンに対する重量比率で０．００６３（リジン０．００５３，オルニチン０．０００４、その他０．０００６）であった。
【００９７】
（ｄ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）
前述した操作により調製したペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）を、ＵＦ膜モジュール（旭化成工業株式会社製ＡＣＰ−００１３）を用いて処理し、分子量１２，０００以上の高分子量体の不純物が除去されたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）を調製した。ＵＦ膜処理による回収率は９９．４％であった。ＵＦ膜処理による回収率はペンタメチレンジアミンの収率を表す。
ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）中に不純物として含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量はペンタメチレンジアミンに対する重量比率で０．００６３（リジン０．００５３、オルニチン０．０００４、その他０．０００６）であった。
【００９８】
（ｅ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉｉ）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、内温１０２℃（オイルバス温度１３９℃）、常圧の条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解する熱分解工程を開始した。分解開始後は、圧力を常圧に保ち、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１８０℃（オイルバス温度１９１℃）に到達した時点で分解を終了した。
５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液０．６０ｋｇと、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の分解工程により回収した水０．４０Ｌを３Ｌ容反応槽内に準備した。続いて、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の分解工程により回収した二酸化炭素を通気して加え、リジン炭酸塩水溶液を調製した。リジン水溶液のｐＨは、最初１０．２付近であり、二酸化炭素の供給に伴い酸性側へと低下した。二酸化炭素の供給は、ｐＨ変化がほぼなくなったところで停止した。このときのｐＨは約７．５であった。
【００９９】
ピリドキサルリン酸を０．１ｍＭの濃度となるように上記基質溶液に加え、さらに、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体を、ＯＤ６６０が０．５になるように加えて反応を開始した。反応時の条件は、温度３７℃、撹拌回転数５００ｒｐｍとし、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の分解工程により回収した二酸化炭素により、反応槽内を二酸化炭素雰囲気としてｐＨをほぼ一定に保持した。反応中、５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液０．６０ｋｇ、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液の分解工程により回収した水０．３５Ｌ、ピリドキサルリン酸０．１ｍＭ、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体をＯＤ６６０（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ６６０）が０．５になるように加えて反応を継続した。リジン水溶液追加５時間後には、ほぼ１００％のリジンがペンタメチレンジアミンに変換された。
反応後の溶液は、菌体の不活化処理（７０℃、２０分）を行い、さらにＵＦ膜モジュールを用いて処理し、分子量１２，０００以上の高分子量体の不純物が除去されたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉｉ）を調製した。ＵＦ膜処理により回収された水溶液のペンタメチレンジアミンの収率は９９．４％であった。
【０１００】
（ｆ）ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｖ）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉｉ）の調製の際に、前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）の分解により得られた粗ペンタメチレジアミンを、内温８０℃（オイルバス温度１１０℃）、圧力２．６７ｋＰａにて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミンを単離した。
【０１０１】
得られた精製ペンタメチレンジアミン（ペンタメチレンジアミン濃度９９．２重量％）３３１．８ｇに脱塩水７９７．３ｇを添加した後、アジピン酸（本州化学工業株式会社製）４７０．８ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、精製ペンタメチレンジアミンを少量添加し、ｐＨを８．４に調整した。ｐＨ調整後、重縮合触媒として予め調製した０．２重量％亜燐酸水溶液２０．０ｇ（亜燐酸（和光純薬工業株式会社製試薬特級）を使用）を添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４２℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６８℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、６１．３ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
【０１０２】
５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液０．６０ｋｇと、前記原料水溶液の濃縮及び前記ペンタメチレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応で回収した水０．４０Ｌを３Ｌ容反応槽内に準備し、二酸化炭素を２Ｌ／ｍｉｎで通気して加えて、リジン炭酸塩水溶液を調製した。リジン水溶液のｐＨは、最初１０．０付近であり、二酸化炭素の供給に伴い酸性側へと低下した。二酸化炭素の供給は、ｐＨ変化がほぼなくなったところで停止した。このときのｐＨは約７．５であった。
【０１０３】
ピリドキサルリン酸を０．１ｍＭの濃度となるように基質溶液に加え、さらに、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体を、ＯＤ６６０（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ６６０）が０．５になるように加えて反応を開始した。反応時の条件は、温度３７℃、通気なし（０ｖｖｍ）、撹拌回転数５００ｒｐｍとした。反応中、５０％（ｗ／ｖ）リジン水溶液０．６０ｋｇ、前記原料水溶液の濃縮及び前記ペンタメチレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応で回収した水０．３５Ｌ、ピリドキサルリン酸０．１ｍＭ、ＪＭ１０９／ｐＣＡＤ１の菌体を、ＯＤ６６０（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ６６０）が０．５になるように加えて反応を継続した。反応開始５時間後には、ほぼ１００％のリジンがペンタメチレンジアミンに変換された。反応時、反応槽を閉め切り、反応により発生する二酸化炭素を封じ込めることによりｐＨを制御した。リジン水溶液追加５時間後には、ほぼ１００％のリジンがペンタメチレンジアミンに変換された。
【０１０４】
反応後の溶液は、菌体の不活化処理（７０℃、２０分）を行い、さらにＵＦ膜モジュールを用いて処理し、分子量１２，０００以上の高分子量体の不純物が除去されたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｖ）を調製した。ＵＦ膜処理により回収された水溶液のペンタメチレンジアミンの収率は９９．４％であった。
【０１０５】
（実施例１）
＜ペンタメチレンジアミンの精製・単離＞
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、内温１０２℃（オイルバス温度１３９℃）、常圧の条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。分解開始後、常圧に保ちながら徐々に温度を上げ、最終的に内温が１８０℃（オイルバス温度１９１℃）に到達した時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程の最高温度は１８０℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９５．５重量％、９３．５重量％、３．２重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は９８．０ｍｏｌ％であった。
【０１０６】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを内温８０℃（オイルバス温度１１０℃）、圧力２．６７ｋＰａにて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン９２４ｇ（純度：９９．２重量％）を得た。収率は８７．６％であった。また後述の濃縮工程と同様な方法により、５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸塩水溶液を調製し、前記ＹＩの測定方法に従い、ＹＩを測定した結果、ＹＩ値は０．２であった。
尚、収率は、表２の数値を使用し、以下の（式５）により算出した。また、表２、３の熱分解工程条件におけるペンタメチレンジアミンの濃度（ｍｏｌ％）は、前述した滴定により測定したペンタメチレンジアミン濃度（重量％）とペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度（重量％）を用いて、以下の（式６）によりペンタメチレンジアミンとペンタメチレンジアミン炭酸塩との合計を１００ｍｏｌ％としペンタメチレンジアミンの濃度を算出したものである。
【０１０７】
（精製ペンタメチレンジアミン全重量×全ペンタメチレンジアミン濃度÷１００）÷（原料全重量×全ペンタメチレンジアミン濃度÷１００）×１００ （式５）
【０１０８】
（ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）÷１０２．１８）÷（ペンタメチレンジアミン濃度（重量％）÷１０２．１８＋ペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度（重量％）÷１６４．２１）×１００ （式６）
【０１０９】
（濃縮工程）
上記の操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン３３１．８ｇ（純度：９９．２重量％）に脱塩水７９７．３ｇを添加した後、アジピン酸４７０．８ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、精製ペンタメチレンジアミンを少量添加し、ｐＨを８．４に調整した。ｐＨ調整後、重縮合触媒として予め調製した０．２重量％亜燐酸水溶液２０．０ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４２℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。
【０１１０】
（重縮合反応工程）
次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６８℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、６１．３ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとアジピン酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
重縮合反応終了後、内容物をストランド状とし、水槽で冷却した後、回転式カッターでペレットとした。得られたペレットを１２０℃、０．１３ｋＰａの条件で含水率が０．１重量％以下となるまで乾燥し、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）３．３、融点（Ｔｍ）２５５℃であった。結果を表２に示す。
表２及び表３に実施例１〜１０、比較例１及び比較例２のそれぞれの各工程における反応条件、その結果、及びポリアミド樹脂などの評価結果をまとめて示す。
尚、第２表及び第３表の「＼」は実施していない、あるいは測定していないことを示す。
又、表２及び表３の「ポリアミド樹脂の種類」の「５６」とは５６ナイロンを、「５１０」とは５１０ナイロンを「５１２」とは５１２ナイロンを示す。
【０１１１】
（実施例２）
（熱分解工程・蒸留工程）
熱分解工程において、気相に窒素を吹込みながら、ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）の分解を行ったこと以外は、実施例１と同様の操作を行い、精製ペンタメチレンジアミン９５９ｇ（純度：９９．４重量％）を得た。収率は９１．０％であった。尚、熱分解工程の内温の最高温度は１８０℃であった。
得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．８重量％、９６．８重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミン濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１１２】
（濃縮工程・重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン３３１．２ｇ（純度９９．４重量％）、脱塩水７９８．０ｇを用いた以外は、実施例１と同様の条件により濃縮及び重縮合反応を行い、ポリアミド樹脂を得た。結果を表２に示す。
【０１１３】
（実施例３）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、内温１０２℃（オイルバス温度１３７℃）、常圧の条件にて加熱・還流を行い、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解した。
前記粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ２１．１重量％、１４．９重量％、１０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は７０．５ｍｏｌ％であった。
【０１１４】
続いて、水を回収しながら、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１８０℃（オイルバス温度１９１℃）となった時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程において、内温の最高温度は１８０℃であった。上記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．７重量％、９６．７重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１１５】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを内温８０℃（オイルバス温度１１０℃）、圧力２．６７ｋＰａにて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン９３９ｇ（純度：９９．２重量％）を得た。収率は８８．９％であった。
【０１１６】
（濃縮工程・重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミンを用いて、実施例１と同様の条件により濃縮及び重縮合反応を行い、ポリアミド樹脂を得た。結果を表２に示す。
【０１１７】
（実施例４）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、内温７７℃（オイルバス温度９９℃）、４０．０ｋＰａの条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。分解開始後、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１３４℃（オイルバス温度１５６℃）となった時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程の最高温度は１３４℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９１．８重量％、７９．４重量％、１９．９重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は８６．５ｍｏｌ％であった。
【０１１８】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを実施例１と同様の条件で蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン７７２ｇ（純度：９６．７重量％）を得た。収率は７１．３％であった。
【０１１９】
（濃縮工程）
上記の操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン２９１．１ｇ（純度：９６．７重量％）に脱塩水７９０．４ｇを添加した後、アゼライン酸（ＣＯＧＮＩＳ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）５１８．５ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、ｐＨが７．８であることを確認した。ｐＨ確認後、精製ペンタメチレンジアミン３．５ｇ（純度：９６．７重量％）、酢酸（和光純薬工業株式会社製）２．５ｇ、重縮合触媒として予め調製した０．１３５重量％亜燐酸水素二ナトリウム水溶液２２．７ｇ（亜燐酸水素二ナトリウム５水和物（キシダ化学株式会社製）を使用）を添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４２℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。
【０１２０】
（重縮合反応工程）
次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６０℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、２０．０ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとアゼライン酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
重縮合反応終了後、内容物をストランド状とし、水槽で冷却した後、回転式カッターでペレットとした。得られたペレットを１２０℃、０．１３ｋＰａの条件で含水率が０．１重量％以下となるまで乾燥し、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）２．５、融点（Ｔｍ）２１０℃であった。結果を表２に示す。
【０１２１】
（実施例５）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をフラスコに入れ、水を回収しながら、内温５２℃（オイルバス温度７８℃）、１３．３ｋＰａの条件にて、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。分解開始後、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１１３℃（オイルバス温度１２９℃）となった時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程の最高温度は１１３℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ８５．４重量％、６７．２重量％、２９．３重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は７８．７ｍｏｌ％であった。
【０１２２】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを、実施例１と同様の条件にて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン、５４７ｇ（純度：８９．２重量％）を得た。収率は４６．６％であった。
【０１２３】
（濃縮工程）
上記の操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン３０１．０ｇ（純度：８９．２重量％）に脱塩水７６７．５ｇを添加した後、セバシン酸（小倉合成工業株式会社製）５３１．５ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、ｐＨが７．７であることを確認した。ｐＨ確認後、精製ペンタメチレンジアミン４．８ｇ（純度：８９．２重量％）、酢酸３．０ｇ、重縮合触媒として予め調製した０．１３５重量％亜燐酸水素二ナトリウム水溶液２２．７ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４３℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。
【０１２４】
（重縮合反応工程）
次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６０℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、３３．３ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとセバシン酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
重縮合反応終了後、内容物をストランド状とし、水槽で冷却した後、回転式カッターでペレットとした。得られたペレットを１２０℃、０．１３ｋＰａの条件で含水率が０．１重量％以下となるまで乾燥し、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）２．５、融点（Ｔｍ）２１８℃であった。結果を表２に示す。
【０１２５】
【表２】
【０１２６】
（実施例６）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）５６００ｇをフラスコに入れ、内温３９℃（オイルバス温度６０℃）、６．６７ｋＰａの条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解した。分解開始後、徐々に温度を上げ、最終的に内温が８９℃（オイルバス温度９８℃）となった時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程において、内温の最高温度は８９℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ７５．７重量％、４６．５重量％、４６．９重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は６１．４ｍｏｌ％であった。
【０１２７】
（蒸留工程）
続いて、粗ペンタメチレンジアミンを、実施例１と同様の蒸留条件で蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン５２２ｇ（純度：４４．０重量％）を得た。収率は２２．０％であった。
【０１２８】
（実施例７）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）をオートクレーブに入れ、内温１２４℃（オイルバス温度１６０℃）、２００ｋＰａの条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。徐々に温度を上げ、最終的に内温が２０４℃（ジャケット温度２１２℃）に到達した時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程において、内温の最高温度は２０４℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．６重量％、９６．６重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１２９】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンをフラスコに入れ、実施例１と同様の条件で蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン９４５ｇ（純度：９９．１重量％）を得た。収率は８９．４％であった。
【０１３０】
（濃縮工程）
上記の操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン２４８．１ｇ（純度：９９．１重量％）に脱塩水９７５．５ｇを添加した後、ドデカン二酸（宇部興産株式会社製）５５４．１ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、ｐＨが７．７であることを確認した。ｐＨ確認後、精製ペンタメチレンジアミン４．４ｇ（純度：９９．１重量％）、酢酸３．０ｇ、重縮合触媒として予め調製した０．１３５重量％亜燐酸水素二ナトリウム水溶液２２．７ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液１５００ｇをオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブ内の温度を１４４℃、内圧０．２０ＭＰａＧの条件で濃縮を開始し、内温が１５２℃になるまで濃縮を続け、留出した水を回収した。
【０１３１】
（重縮合反応工程）
次いで、オートクレーブを閉め切り、内温を徐々に上昇させて、オートクレーブ内の温度を２６０℃、内圧を１．５７ＭＰａＧとした。続いて、圧力を徐々に放圧した後、３３．３ｋＰａまで徐々に減圧し、ペンタメチレンジアミンとドデカン二酸の重縮合反応を行った。又、留出した水を回収した。
重縮合反応終了後、内容物をストランド状とし、水槽で冷却した後、回転式カッターでペレットとした。得られたペレットを１２０℃、０．１３ｋＰａの条件で含水率が０．１重量％以下となるまで乾燥し、ポリアミド樹脂を得た。得られたポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）２．５、融点（Ｔｍ）２１１℃であった。結果を表２に示す。
【０１３２】
（実施例８）
（熱分解工程・蒸留工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉ）を使用した以外は、実施例１と同様の条件により、精製ペンタメチレンジアミン、８２７ｇ（純度：９８．４重量％）を得た。収率は７７．７％であった。尚、熱分解工程の最高温度は１８０℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタペチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．２重量％、９６．２重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１３３】
（重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン１０．４５ｇ（純度：９８．４重量％）に脱塩水２４．８３ｇを添加した後、アジピン酸１４．７１ｇを加えた。次に、７０℃に加温して混合物を完全に溶解させた後、精製ペンタメチレンジアミンを少量添加し、ｐＨを８．４に調整した。ｐＨ調整後、重縮合触媒として予め調製した０．２重量％亜燐酸水溶液０．６２５ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
続いて、前記原料水溶液４０ｇを専用ガラス容器に入れた後、専用ガラス容器をオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブを１００℃のオイルバスに浸し、約１時間かけてオイルバスの温度を２７０℃まで加温し、重縮合反応を開始した。
重縮合反応の開始後、オートクレーブの内圧を１．５７ＭＰａＧで２時間保持し、次いで、圧力を徐々に放圧した後、さらに、６１．３ｋＰａまで減圧し、１時間保持して重縮合反応を終了した。
重縮合反応終了後、オートクレーブの内圧を減圧状態のまま放冷し、放冷後に重縮合反応により得られたポリアミド樹脂を取り出した。ポリアミド樹脂は、相対粘度（ηｒｅｌ）３．３、融点（Ｔｍ）２５５℃であった。結果を表３に示す。
【０１３４】
（実施例９）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉｉ）９００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．８重量％）をフラスコに入れ、内温１０２℃（オイルバス温度１３９℃）、常圧の条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を開始した。常圧に保ちながら、徐々に温度を上げ、最終的に内温が１８０℃（ジャケット温度１９０℃）に到達した時点で分解を終了し、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程において、内温の最高温度は１８０℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９６．０重量％、９６．０重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１３５】
（蒸留工程）
続いて、上記の操作により得られた粗ペンタメチレンジアミンを、実施例１と同様の条件にて蒸留を行い、精製ペンタメチレンジアミン１５４ｇ（純度：９８．３重量％）を得た。収率は８９．３％であった。
【０１３６】
（重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン１０．４７ｇ（純度：９８．３重量％）、脱塩水２４．８２ｇを用いた以外は、実施例８と同様の条件により重縮合反応を行い、ポリアミド樹脂を得た。結果を表３に示す。
【０１３７】
（実施例１０）
（熱分解工程・蒸留工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｖ）９００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．８重量％）を使用した以外は、実施例８と同様の条件により、精製ペンタメチレンジアミン１５２ｇ（純度：９９．２重量％）を得た。収率は８９．３％であった。
尚、熱分解工程の最高温度は１８０℃であった。
得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ９５．８重量％、９５．８重量％、０．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は１００ｍｏｌ％であった。
【０１３８】
（重縮合反応工程）
上記操作により得られた精製ペンタメチレンジアミン（純度：９９．２重量％）１０．３７ｇ、脱塩水２４．９２ｇを用いた以外は、実施例７と同様の条件により重縮合反応を行い、ポリアミド樹脂を得た。結果を表３に示す。
【０１３９】
（比較例１）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５６００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）を、フラスコに入れ、内温７１℃（オイルバス温度７４℃）、常圧の条件にて、水を回収しながら、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素とに分解を行い、粗ペンタメチレンジアミンを得た。尚、熱分解工程の最高温度は７１℃であった。得られた粗ペンタメチレンジアミン中の全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ１９．６重量％、４．７重量％、２４．０重量％であった。この測定結果より、粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は２４．０ｍｏｌ％であった。
【０１４０】
（蒸留工程）
次いで、上記操作により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液を内温４０℃（オイルバス温度１００℃）、６．７ｋＰａの条件にて、脱水させながらペンタメチレンジアミンの蒸留を行った。精製されたペンタメチレンジアミンは水溶液（全ペンタメチレンジアミン濃度：２．０重量％）であり、３２１７ｇを得た。収率は６．１％であった。
【０１４１】
（比較例２）
（熱分解工程）
前記ペンタメチレンジアミン炭酸塩水溶液（ｉｉ）５００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度１８．７重量％）を、フラスコに入れ、活性炭５０ｇ（三菱化学カルゴン株式会社製ＭＭ−１１）を加えて、３０℃で３０分間撹拌した。次に、活性炭を濾過にて除去し、得られた水溶液をフラスコに入れ、内温４０℃（オイルバス温度６５℃）、６．６７ｋＰａの条件にて、エバポレーターにより濃縮を行った。濃縮後、固化したペンタメチレンジアミン炭酸塩１２６ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度６４．３重量％）が得られ、収率が８６．２％であった。全ペンタメチレンジアミン濃度、ペンタメチレンジアミン濃度、及びペンタメチレンジアミン炭酸塩濃度は、前記した測定方法に準じて測定し、それぞれ６４．３重量％、１３．８重量％、８１．１重量％であった。この測定結果より、固化したペンタメチレンジアミン炭酸塩中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩に対する、ペンタメチレンジアミンの濃度は２１．５ｍｏｌ％であった。また後述の重縮合反応工程と同様な方法により、５０重量％ペンタメチレンジアミンアジピン酸塩水溶液を調製し、前記ＹＩの測定方法に従い、ＹＩを測定した結果、ＹＩ値は１４１であった。
【０１４２】
（重縮合反応工程）
上記操作により得られた固化したペンタメチレンジアミン炭酸塩１６．００ｇ（全ペンタメチレンジアミン濃度：６４．３重量％）に脱塩水２２．７７ｇを添加して、固化したペンタメチレンジアミン炭酸塩を溶解させた。次に、アジピン酸１４．７１ｇを加えて、７０℃に加温し、混合物を完全に溶解させた後、実施例１で得られた精製ペンタメチレンジアミン（純度：９９．２重量％）を少量添加し、ｐＨを８．４に調整した。ｐＨ調整後、重縮合触媒として予め調製した０．２重量％亜燐酸水溶液０．６２５ｇを添加し、重縮合反応に使用する原料水溶液を調製した。
【０１４３】
続いて、前記原料水溶液４０ｇを専用ガラス容器に入れた後、専用ガラス容器をオートクレーブに入れ、窒素置換を行った。次に、オートクレーブを１００℃のオイルバスに浸し、約１時間かけてオイルバスの温度を２７０℃まで加温し、重縮合反応を開始した。
重縮合反応の開始後、オートクレーブの内圧を１．５７ＭＰａＧで２時間保持し、次いで、圧力を徐々に放圧した後、さらに、６１．３ｋＰａまで減圧し、１時間保持して重縮合反応を終了した。
重縮合反応終了後、オートクレーブの内圧を減圧状態のまま放冷し、放冷後に重縮合反応により得られたポリアミド樹脂を取り出した。ポリアミド樹脂は、茶色に着色しており脆かった。
【０１４４】
【表３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、
前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、
前記粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上である
ことを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項２】
前記熱分解工程において、加熱の最高温度が４０℃〜３００℃であることを特徴とする請求項１に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項３】
前記蒸留工程の条件が下記（１）及び（２）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
（１）蒸留温度：４０℃〜３００℃
（２）蒸留圧力：０．２ｋＰａ〜１２００ｋＰａ
【請求項４】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、
前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、
前記熱分解工程における加熱の最高温度が１１０℃〜３００℃である
ことを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項５】
前記熱分解工程において、ペンタメチレンジアミン炭酸塩は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液であり、加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素と水を得ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項６】
前記熱分解工程における圧力が２ｋＰａ〜１２００ｋＰａであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項７】
前記熱分解工程において、ガスを吹込みながらペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項８】
前記ガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項７に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項９】
前記熱分解工程に先立って、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／又はリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１０】
前記酵素的脱炭酸反応工程において、前記リジン及び／又はリジン炭酸塩が当該リジンの水溶液及び／又は当該リジン炭酸塩の水溶液であることを特徴とする請求項９に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１１】
前記酵素的脱炭酸反応工程を二酸化炭素雰囲気下で行うことを特徴とする請求項９又は１０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１２】
前記酵素的脱炭酸反応工程に先立って、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１３】
前記リジン炭酸塩生成工程において、リジンが水溶液であることを特徴とする請求項１２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１４】
前記熱分解工程で生成する二酸化炭素を、酵素的脱炭酸反応工程の二酸化炭素として回収し、再使用することを特徴とする請求項１１に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１５】
前記熱分解工程で生成する二酸化炭素を、前記リジン炭酸塩生成工程に用いる二酸化炭素として回収・再使用することを特徴とする請求項１２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１６】
前記熱分解工程で生成する水を、前記酵素的脱炭酸反応工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項１０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１７】
前記熱分解工程で生成する水を、前記リジン炭酸塩生成工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項１３に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１８】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量が、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の前記水溶液に含まれるペンタメチレンジアミンに対する重量比率で０．０１以下であることを特徴とする請求項５乃至１７のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１９】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩の前記水溶液中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物がリジンであることを特徴とする請求項１８に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項２０】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる高分子不純物を除去した上で加熱することを特徴とする請求項５乃至１９のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項２１】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる高分子不純物を、限外濾過膜を用いて除去することを特徴とする請求項２０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項２２】
リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／またはリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程と、
前記酵素的脱炭酸反応工程により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、
前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、
前記蒸留工程により得られたペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として重縮合反応を行う重縮合反応工程と、を含み、
前記熱分解工程において得られた粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上である
ことを特徴とするポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２３】
リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／またはリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程と、
前記酵素的脱炭酸反応工程により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、
前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、
前記蒸留工程により得られたペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として重縮合反応を行う重縮合反応工程と、を含み、
前記熱分解工程における加熱の最高温度が１１０℃〜３００℃である
ことを特徴とするポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２４】
前記重縮合反応工程に先立って、前記ペンタメチレンジアミン、ジカルボン酸及び水によりペンタメチレンジアミン・ジカルボン酸塩水溶液とした後、水を留去する濃縮工程を有することを特徴とする請求項２２又は２３に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２５】
前記酵素的脱炭酸反応工程において、前記リジン及び／又はリジン炭酸塩が当該リジンの水溶液及び／又は当該リジン炭酸塩の水溶液であることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２６】
前記酵素的脱炭酸反応工程に先立って、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程を有することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２７】
前記リジン炭酸塩生成工程において、リジンが水溶液であることを特徴とする請求項２６に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２８】
前記重縮合反応工程及び／又は濃縮工程で生成する水を、前記酵素的脱炭酸反応工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項２５に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２９】
前記重縮合反応工程及び／又は濃縮工程で生成する水を、前記リジン炭酸塩生成工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項２７に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項１】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、
前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、
前記粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上である
ことを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項２】
前記熱分解工程において、加熱の最高温度が４０℃〜３００℃であることを特徴とする請求項１に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項３】
前記蒸留工程の条件が下記（１）及び（２）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
（１）蒸留温度：４０℃〜３００℃
（２）蒸留圧力：０．２ｋＰａ〜１２００ｋＰａ
【請求項４】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、
前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、を含み、
前記熱分解工程における加熱の最高温度が１１０℃〜３００℃である
ことを特徴とする精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項５】
前記熱分解工程において、ペンタメチレンジアミン炭酸塩は、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液であり、加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素と水を得ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項６】
前記熱分解工程における圧力が２ｋＰａ〜１２００ｋＰａであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項７】
前記熱分解工程において、ガスを吹込みながらペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項８】
前記ガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項７に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項９】
前記熱分解工程に先立って、リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／又はリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１０】
前記酵素的脱炭酸反応工程において、前記リジン及び／又はリジン炭酸塩が当該リジンの水溶液及び／又は当該リジン炭酸塩の水溶液であることを特徴とする請求項９に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１１】
前記酵素的脱炭酸反応工程を二酸化炭素雰囲気下で行うことを特徴とする請求項９又は１０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１２】
前記酵素的脱炭酸反応工程に先立って、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１３】
前記リジン炭酸塩生成工程において、リジンが水溶液であることを特徴とする請求項１２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１４】
前記熱分解工程で生成する二酸化炭素を、酵素的脱炭酸反応工程の二酸化炭素として回収し、再使用することを特徴とする請求項１１に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１５】
前記熱分解工程で生成する二酸化炭素を、前記リジン炭酸塩生成工程に用いる二酸化炭素として回収・再使用することを特徴とする請求項１２に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１６】
前記熱分解工程で生成する水を、前記酵素的脱炭酸反応工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項１０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１７】
前記熱分解工程で生成する水を、前記リジン炭酸塩生成工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項１３に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１８】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物の合計含有量が、ペンタメチレンジアミン炭酸塩の前記水溶液に含まれるペンタメチレンジアミンに対する重量比率で０．０１以下であることを特徴とする請求項５乃至１７のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項１９】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩の前記水溶液中に含まれる３個以上の官能基を有する有機物がリジンであることを特徴とする請求項１８に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項２０】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる高分子不純物を除去した上で加熱することを特徴とする請求項５乃至１９のいずれか１項に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項２１】
ペンタメチレンジアミン炭酸塩の水溶液中に含まれる高分子不純物を、限外濾過膜を用いて除去することを特徴とする請求項２０に記載の精製ペンタメチレンジアミンの製造方法。
【請求項２２】
リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／またはリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程と、
前記酵素的脱炭酸反応工程により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、
前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、
前記蒸留工程により得られたペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として重縮合反応を行う重縮合反応工程と、を含み、
前記熱分解工程において得られた粗ペンタメチレンジアミン中におけるペンタメチレンジアミン及びペンタメチレンジアミン炭酸塩の合計１００ｍｏｌ％に対するペンタメチレンジアミンの濃度が３０ｍｏｌ％以上である
ことを特徴とするポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２３】
リジン脱炭酸酵素、リジン脱炭酸酵素活性の向上した組み換え微生物、リジン脱炭酸酵素を産生する細胞もしくは当該細胞の処理物からなる群の少なくとも１つを使用し、リジン及び／またはリジン炭酸塩からペンタメチレンジアミン炭酸塩を産出する酵素的脱炭酸反応工程と、
前記酵素的脱炭酸反応工程により得られたペンタメチレンジアミン炭酸塩を加熱することにより、粗ペンタメチレンジアミンと二酸化炭素を得る熱分解工程と、
前記熱分解工程により得られた粗ペンタメチレンジアミンを蒸留し、ペンタメチレンジアミンを得る蒸留工程と、
前記蒸留工程により得られたペンタメチレンジアミンとジカルボン酸とを単量体成分として重縮合反応を行う重縮合反応工程と、を含み、
前記熱分解工程における加熱の最高温度が１１０℃〜３００℃である
ことを特徴とするポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２４】
前記重縮合反応工程に先立って、前記ペンタメチレンジアミン、ジカルボン酸及び水によりペンタメチレンジアミン・ジカルボン酸塩水溶液とした後、水を留去する濃縮工程を有することを特徴とする請求項２２又は２３に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２５】
前記酵素的脱炭酸反応工程において、前記リジン及び／又はリジン炭酸塩が当該リジンの水溶液及び／又は当該リジン炭酸塩の水溶液であることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２６】
前記酵素的脱炭酸反応工程に先立って、リジンと二酸化炭素からリジン炭酸塩を得るリジン炭酸塩生成工程を有することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２７】
前記リジン炭酸塩生成工程において、リジンが水溶液であることを特徴とする請求項２６に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２８】
前記重縮合反応工程及び／又は濃縮工程で生成する水を、前記酵素的脱炭酸反応工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項２５に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【請求項２９】
前記重縮合反応工程及び／又は濃縮工程で生成する水を、前記リジン炭酸塩生成工程の水として回収・再使用することを特徴とする請求項２７に記載のポリアミド樹脂の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２７５５１６（Ｐ２０１０−２７５５１６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５８８０６（Ｐ２００９−１５８８０６）
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
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