４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存方法
【課題】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含む溶液を安定に保存する方法を提供すること
【解決手段】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含有する溶液のｐＨを７以下に調整することを特徴とする、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存方法。
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含む溶液を安定に保存する方法を提供すること
【解決手段】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含有する溶液のｐＨを７以下に調整することを特徴とする、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチルニトリルの保存方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルは、種々の医薬品や生理活性物質の原料（中間体）として有用であり、特にそのＲ体はＬ−カルニチン等の原料として有用である。
【０００３】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法としては、（ｉ）エピハロヒドリンと青酸のアルカリ金属塩を反応させる方法（特許文献１参照）、（ｉｉ）エピハロヒドリンと青酸を反応させる方法（特許文献２参照）、（ｉｉｉ）１，３−ジハロ−２−プロパノールに青酸又は青酸のアルカリ金属塩を反応させる方法（特許文献３参照）、（ｉｖ）エピハロヒドリンと青酸のアルカリ金属塩とを酵素触媒下で反応させる方法（特許文献４参照）、（ｖ）１，３−ジハロ−２−プロパノールと青酸又は青酸のアルカリ金属塩とを酵素触媒下で反応させる方法（特許文献５〜８参照）が知られている。
【０００４】
このようにして製造された４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルは、必要に応じて、精製工程を経て次の反応に利用される。しかしながら、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルは、不安定な化合物であるために、次の反応に供するまでに長時間保存した場合、純度の低下及び／又は不純物の増加が認められる。純度の低下した４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを原料として用いて製品を製造すると、純度が低い製品が得られるだけでなく、不純物及び不純物に起因する副反応による副生物により製品品質も低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−３１６７５８号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１３５７号公報
【特許文献３】特開平５−２１９９６５号公報
【特許文献４】特開平０３−０５３８９０号公報
【特許文献５】特開平０３−０５３８８９号公報
【特許文献６】特開２００１−０２５３９７号公報
【特許文献７】特開２００８−０１７８３８号公報
【特許文献８】特開２００８−１３１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを安定に保存する際に、安定化させる方法が望まれていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを安定に保存する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含む溶液を特定のｐＨに調整することにより、安定に４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを保存することができることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含有する溶液のｐＨを７以下に調整することを特徴とする、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定に４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを保存することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１２】
（１）４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル
本発明で使用する４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルは、市販されているものを使用することもできるし、公知又は新規な方法で製造したものを使用することもできる。
【００１３】
公知の方法としては、例えば、（イ）特許文献１に示されるような、エピハロヒドリンと青酸のアルカリ金属塩を反応させる方法；（ロ）特許文献２に示されるような、エピハロヒドリンと青酸を反応させる方法；（ハ）特許文献３に示されるような、１，３−ジハロ−２−プロパノールに青酸または青酸のアルカリ金属塩を反応させる方法；（ニ）特許文献４に示されるような、エピハロヒドリンと青酸のアルカリ金属塩とを酵素触媒下で反応させる方法；（ホ）特許文献５〜７に示されるような、１，３−ジハロ−２−プロパノールと青酸または青酸のアルカリ金属塩とを酵素触媒下で反応させる方法を挙げることができる。
【００１４】
これらの中でも、（ハ）で得られる４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを好適に使用することができる。当該方法によれば、収率が高く、不純物も抑制された４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを使用することができるからである。
【００１５】
上記４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの光学活性の種類は限定されない。例えば、光学的に純粋なＬ体又はＲ体の４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、ラセミ体の４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、光学活性に偏りがある（Ｌ体又はＲ体のどちらかがもう一方よりも多く含まれる）４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを使用することができる。好ましくは、（Ｒ）−４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルである。
【００１６】
更に、本発明においては、上記４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルだけでなく、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの誘導体も使用することができる。当該誘導体の種類は限定されず、例えば、水酸基がエステルを形成したものを挙げることができる。
【００１７】
ここで、本明細書において、エピハロヒドリン、１，３−ジハロ−２−プロパノール、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル及び４−ハロ−３−ヒドロキシブチルアミドの「ハロ」とは、ハロゲン元素を示す。より詳細にはフッ素原子（Ｆ）、塩素原子（Ｃｌ）、臭素原子（Ｂｒ）、ヨウ素原子（Ｉ）を示す。好ましくは塩素、臭素であり、より好ましくは塩素である。
【００１８】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルとしては、（Ｒ）−４−フルオロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−フルオロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｒ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｒ）−４−ブロモ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−ブロモ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｒ）−４−ヨード−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−ヨード−３−ヒドロキシブチロニトリルが挙げられる。好ましくは、（Ｒ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｒ）−４−ブロモ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−ブロモ−３−ヒドロキシブチロニトリルであり、より好ましくは（Ｒ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリルである。
【００１９】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルが酵素反応により製造されたものである場合、溶媒（溶液）中には使用した酵素由来の固形物が存在する。この場合は、当該固形物が残存したまま保存しても良いし、除去してから保存してもよい。当該固形物を除去する場合には、常法によって行えば良く、ろ過や遠心分離といった方法が例示される。
【００２０】
（２）４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存
（２−１）溶媒
本発明において、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを保存する際の溶媒の種類は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルが十分に溶解し、且つ、安定に保存できれば限定されない。水、有機溶媒又はこれらの混合物を使用することができる。好ましくは水である。
【００２１】
有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、メタクリル酸メチルなどのエステル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルムなどの塩素系溶媒、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、テロラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド等の有機溶媒が挙げられる。
【００２２】
有機溶媒は単一のものを単独で用いることもできるし、複数のものを混合して用いることもできる。複数の溶媒を混合して用いる場合、その種類や混合比は限定されず、適宜選択することができる。水と有機溶媒の混合物を溶媒として使用する場合も、その混合比等は限定されない。
【００２３】
例えば、公知の方法により製造した４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含む水溶液を、精製することなくそのまま使用することができる（このときの溶媒は水）。また、水溶液から抽出したり、カラムクロマトグラフィー等の常法の精製法により精製したりした４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを、溶媒と混合して使用することができる。
【００２４】
（２−２）濃度
本発明において保存する４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの濃度は限定されない。製造した４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル水溶液を、抽出や精製を行わずに使用する場合には、そのままの濃度で保存することもできる。また、溶媒を添加することにより希釈したり、減圧下で濃縮することにより濃度を高くしたりすることにより、任意の濃度に調整して保存することもできる。
【００２５】
例えば、０．１〜３０質量％の濃度とすることが好ましく、１〜２５質量％とするのがより好ましい。０．１質量％以上とするのは、低い濃度で保存することにより大量の溶媒を必要としなくなるからである。また、３０質量％以下とするのは、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの合成反応条件によっては、ハロゲン化水素の塩などが析出して取り扱いが困難となるのを防ぐためである。
【００２６】
（２−３）ｐＨ調整
本発明において、保存する４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル溶液のｐＨは、７以下とする。好ましくは１〜６であり、より好ましくは１．７〜５である。ｐＨを７以下とすることにより、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの分解による不純物の生成を抑えることができる。
【００２７】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル水溶液のｐＨを調整する方法は限定されない。例えば、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル水溶液のｐＨが７を超えている場合、酸を添加したり、反応液を３０℃以上、沸点以下に加熱したりすることで、ｐＨを７以下に下げることできるが、酸を添加することが好ましい。これは、加熱を行った場合、ｐＨが下がるまでに、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの分解と不純物である４−ヒドロキシクロトノニトリルが生成することがあるからである。
【００２８】
使用できる酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、クエン酸、安息香酸、トルイル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸等の有機酸や、塩酸、亜硝酸、硝酸、亜硫酸、硫酸、次亜燐酸、亜燐酸、燐酸等の無機酸が例示される。これらの中でも、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸が好ましい。これらの塩の使用形態（方法）は限定されないが、取り扱いの容易さから水溶液として添加するのが好ましい。
【００２９】
酸の添加量は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの製造条件、保存する際の濃度、温度、時間、雰囲気により異なるが、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含有する溶液のｐＨを７以下とすることができれば限定されない。
【００３０】
また、ｐＨを所望の値よりも下げすぎた場合には、アルカリを添加することにより所望のｐＨに調整することができる。使用するアルカリの種類は限定されない。例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニアの、水酸化物又は弱酸との塩が例示され、これらの中でも水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。アルカリの使用形態としては限定されないが、取り扱いの容易さから水溶液が好ましい。なお、アルカリを添加することによるｐＨ調整は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの分解と、不純物である４−ヒドロキシクロトノニトリルの生成を誘発するため、ｐＨ調整時の温度を３０℃以下とすることが好ましい。
【００３１】
ｐＨの調整を容易にするために、添加物として緩衝液を使用することもできる。緩衝液としては、例えば、リン酸、ホウ酸、クエン酸、グルタル酸、リンゴ酸、マロン酸、ｏ−フタル酸、コハク酸又は酢酸等の塩等によって構成される緩衝液、トリス緩衝液あるいはグッド緩衝液等が例示される。緩衝液の添加量も限定されず、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの濃度等に応じて当業者が適宜選択することができる。
【００３２】
（２−４）その他
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを保存する際の温度は、水溶液の凝固点から沸点までの温度範囲で特に限定されない。例えば、０〜１００℃が好ましく、１℃〜９０℃がより好ましく、５〜３５℃の室温程度が更に好ましい。
【００３３】
保存する際の圧力については、水溶液の状態が保持されていれば特には限定されない。加圧、減圧、常圧条件下のいずれも選択できる。保存する際の雰囲気についても特に限定されなし。空気（大気）雰囲気下でもよく、酸素雰囲気下でもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。
【００３４】
また、保存場所は明所でも暗所でもどちらでもよいが、暗所の方が好ましい。光により４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの分解が進む可能性があるからである。暗所での保存は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル溶液を含む透明（光を通す）容器を暗い（光の当たらない）場所に保存することも含むし、褐色ビンのような光を通さない容器に４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル溶液を入れて保存することも含む。
【００３５】
保存する期間は限定されない。例えば、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの溶液のｐＨを７以下に調整してから１分〜５年の範囲とすればよく、５分〜３年が好ましく、１０分〜２年がより好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例及び比較例を示して本発明の詳細に説明する。
［分析方法］
本実施例における各成分の分析は、以下に示す方法により行った。
【００３７】
（ＨＰＬＣ分析（１））
４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル（以下、「ＣＨＢＮ」という）及び４−ヒドロキシクロトノニトリル（以下、「ＨＣ−ＣＮ」という）の定量は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて以下に示す分析条件で行った。
【００３８】
試料調製方法： 反応液を移動相に溶解
カラム： Ｉｎｅｒｔｓｉｌ ＯＤＳー３Ｖ（ＧＬサイエンス製）
（４．６ｍｍＩ．Ｄ．×２５０ｍｍ、粒径５μｍ）
カラムオーブン温度： ４０℃
移動相： ０．０５％ トリフルオロ酢酸水溶液
流速： １ｍＬ／分
検出： 至差屈折計（ＲＩ）
リテンションタイム： ＣＨＢＮ 約１５分
ＨＣ−ＣＮ 約１０分。
【００３９】
前記ＨＰＬＣ定量分析においては、予め、濃度既知のＣＨＢＮ及びＨＣ−ＣＮの溶液を用いて検量線を作成し、該検量線を用いて反応液中のＣＨＢＮ及びＨＣ−ＣＮの濃度を算出した。
ＣＨＢＮの標品については、（Ｒ）−ＣＨＢＮはアヅマックス（株）製であり、ラセミ体のＣＨＢＮは特公平５−６９８１８号公報の記載に従って製造した。
【００４０】
ＨＣ−ＣＮの標品については、次のようにして製造した。２０％（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液１００ｇに、３０％水酸化ナトリウム水溶液２５ｇを、２〜５℃に保ちながら、ゆっくりと滴下した。滴下を開始してから３時間後、ＨＰＬＣによって（Ｒ）−ＣＨＢＮが消失したことを確認した。これを酢酸エチルによって抽出し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。シリカゲルショートカラムによって疎精製を行った後、減圧蒸留によって精製した。製造したヒドロキシクロトノニトリルの同定は、１Ｈ−ＮＭＲ、ガスクロマトグラフィーによって行い、ガスクロマトグラフィーによる分析により純度は９９．９％であることを確認した。
【００４１】
（ＨＰＬＣ分析（２））
（Ｒ）−ＣＨＢＮの光学純度は、次のようにして測定した。
【００４２】
（Ｒ）−ＣＨＢＮを含む水溶液を約３ｍＬ採取し、等量の酢酸エチル加えて抽出を行った。ついで、酢酸エチル層を分取し、少量の無水硫酸ナトリウムを加えて撹拌した後、上清をエバポレーター（バス温度４０℃、３０Ｔｏｒｒ）にて濃縮し酢酸エチルを留去し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ及び／又は（Ｒ）−ＣＨＢＡを主成分とするオイルを回収した。ついで、１．５ｍＬのマイクロチューブに前記オイルを２μＬ採取し、ジクロロメタン２０μＬ、ピリジン２０μＬを加えた後、（Ｒ）−α−メトキシ−α−（トリフルオロメチル）フェニルアセチルクロライド（以下、（Ｒ）−ＭＴＰＡという）２μＬを添加し、１０秒程度振り混ぜた後にそのまま室温で５時間〜２４時間静置してエステル化反応を行った。反応終了後、その反応液にジイソプロピルエーテル（以下、ＩＰＥという）約３００μＬを添加し、続いて１Ｎ塩酸水溶液を約３００μＬ用いて洗浄して、ＩＰＥ層を回収した。さらに、そのＩＰＥ層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液約３００μＬで洗浄し、回収したＩＰＥ層をアスピレーターにより減圧濃縮して、残渣をｎ−ヘキサンと２−プロパノールの混合液（混合比４：１）に溶解させ、これをＨＰＬＣにより以下に示す分析条件で分析した。
【００４３】
試料調製方法： 反応液を移動相に溶解
カラム： Ｐａｒｔｉｓｉｌ−５（ＧＬサイエンス製）
（４．６ｍｍＩ．Ｄ．×２５０ｍｍ、粒径５μｍ）
カラムオーブン温度： ４０℃
移動相： ｎ−ヘキサン：２−プロパノール＝９９：１
流速： １ｍＬ／ｍｉｎ
検出： ＵＶ ２５４ｎｍ
リテンションタイム： （Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）ＭＴＰＡエステル 約２０分
（Ｓ）ーＣＨＢＮー（Ｒ）ＭＴＰＡエステル 約２４分。
【００４４】
（Ｒ）−ＣＨＢＮの光学純度は、（Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステル及び（Ｓ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積比から下記式により算出した。
【００４５】
（（Ｒ）体の光学純度）（単位：％ｅｅ）＝１００×（［Ｒ］−［Ｓ］×ｒ）／（［Ｒ］＋［Ｓ］×ｒ）
式中、［Ｒ］は被測定試料における（Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルの、［Ｓ］は被測定試料における（Ｓ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積を示す。また、ｒはｒ＝［Ｒ］ｒａｃ／［Ｓ］ｒａｃで定義して算出される補正係数であり、［Ｒ］ｒａｃはラセミ体のＣＨＢＮにおける（Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積を、［Ｓ］ｒａｃはラセミ体のＣＨＢＮ（又はＣＨＢＡ）における（Ｓ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積を示す。
【００４６】
なお、前記エリア面積については、事前にラセミ体のＣＨＢＮの（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルについて前記ＨＰＬＣ分析（２）に示したＨＰＬＣ分析条件にて分析しておき、その分析条件で得られた（Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステル及び（Ｓ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積の比により補正を行った。
【００４７】
［調製例１］ハロヒドリンエポキシダーゼの調製
大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ） ＪＭ１０９／ｐＳＴ１１１（ＦＥＲＭ Ｐ−１２０６５、特開平５−３１７０６６号参照）を、ＬＢ培地（１％バクトトリプトン、０．５％バクトイーストエキス、０．５％ＮａＣｌ、１ｍＭ ＩＰＴＧ、５０μｇ／ｍＬアンピシリン）を １００ｍＬ入れた５００ｍＬ容三角フラスコに植菌し、３７℃で２０時間振盪培養した。前記培養菌体を遠心分離により集菌し、集菌した菌体を５０ｍＭ トリス−硫酸緩衝液（ｐＨ ８．０）で洗浄し、５０ｍＭ トリス−硫酸緩衝液（ｐＨ ８．０）で懸濁することで保存菌体液とした。
【００４８】
［調製例２］（Ｒ）−４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの製造
ｐＨ電極及びｐＨコントローラーにより制御されたアルカリ投入配管を装着した３００ｍＬの４つ口フラスコに、水１２７．５５ｇ、ＨＣＮ４．４１ｇ（０．１６３２ｍｏｌ）を入れ、３０％ＮａＯＨ ０．６５ｇ（０．００４９ｍｏｌ）で、ｐＨ７．５に調整した。１，３−ジクロロ−２−プロパノール１０．００ｇ（０．０７７５ｍｏｌ）を入れ、均一に溶解するまで攪拌した。
【００４９】
調製例１で調製した菌体液２０．０ｇを加え、２０℃で反応を開始した。系内のｐＨを７．５〜７．６に維持するよう、３０％ＮａＯＨを投入するようにｐＨコントローラーを設定し、投入されたＮａＯＨとほぼ等モルの割合で１，３−ジクロロ−２−プロパノール，ＨＣＮを追加していくことで、系内の１，３−ジクロロ−２−プロパノールの濃度が０．５ｍｏｌ／ｋｇを超えないよう、また、系内のシアンイオン濃度が１．１ｍｏｌ／ｋｇを超えないようにした。
【００５０】
２３時間後、４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを０．７５３ｍｏｌ／ｋｇ蓄積することができ、その光学純度は９４．８％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−体過剰であった。反応により消費された１，３−ジクロロ−２−プロパノールからの収率は９６．３％であった。この反応液を３５質量％塩酸を用いてｐＨ＝２．０に調整した後、釜内温６０℃、１４０ｔｏｒｒで濃縮することで、（Ｒ）−ＣＨＢＮの濃度が２０質量％の水溶液を取得した。
【００５１】
［調製例３］
調製例２に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液３２０ｇを酢酸エチル２００ｇで２回抽出した。有機層を減圧下に濃縮し、（Ｒ）−ＣＨＢＮの粗生成物を取得した。これを単蒸留にて精製を行い、精製（Ｒ）−ＣＨＢＮ ５５．２ｇを取得した。
【００５２】
＜実施例１，２＞
実施例１及び２では、調製例２に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液を、褐色ポリ瓶を保存容器として保存した。表１に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００５３】
実施例１
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液２００ｇ（ｐＨ２．１，２０℃）に対して、３５質量％塩酸１５２ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、当該水溶液のｐＨを１．７とした。当該水溶液を室温で６ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００５４】
実施例２
塩酸の添加量を１４６ｍｇとした以外は、実施例１と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを１．８に調製した。当該水溶液を室温で１８ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００５５】
＜実施例３，４、比較例１＞
実施例３、４及び比較例１では、調製例２に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液を用いて、２００ｍＭのＴｒｉｓ−硫酸バッファー存在下で、褐色ポリ瓶を保存容器として保存した。表に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００５６】
実施例３
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液５０ｇ（ｐＨ７．８，２０℃）に対して、３質量％塩酸４１７ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０とした。当該水溶液を室温で１ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００５７】
実施例４
塩酸の添加量を３０６ｍｇとした以外は、実施例３と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを５．０に調製した。当該水溶液を室温で１ヶ月保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００５８】
比較例１
３質量％塩酸の代わりに４質量％水酸化ナトリウム水溶液１３２ｍｇを添加した以外は、実施例３と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを９．０に調製した。当該水溶液を室温で１ヶ月保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下があった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮが増加していた。
【００５９】
＜実施例５，６、比較例２＞
調製例３に従って取得した精製（Ｒ）−ＣＨＢＮを用いて、２００ｍＭのＴｒｉｓ−硫酸バッファー存在下、（Ｒ）−ＣＨＢＮ濃度１４．０質量％となるように調製した（水溶液）。これを、褐色ポリ瓶を保存容器として保存した。表１に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００６０】
実施例５
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液５０ｇ（ｐＨ８．０，２０℃）に対して、３質量％塩酸４０１ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０とした。当該水溶液を室温で１ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６１】
実施例６
塩酸の添加量を２８５ｍｇとした以外は、実施例５と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを５．０に調製した。当該水溶液を室温で１ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６２】
比較例２
３質量％塩酸の代わりに４質量％水酸化ナトリウム水溶液１０２ｍｇを添加した以外は、実施例５と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを９．０に調製した。当該水溶液を室温で１ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下があった。また、分解性生物であるＨＣ−ＣＮが増加していた。
【００６３】
＜実施例７，８、比較例３＞
調製例２に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液を用いて、２００ｍＭのＴｒｉｓ−硫酸バッファー存在下で、ガラス製フラスコを保存容器として、９０℃での保存安定性について試験を実施した。表１に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００６４】
実施例７
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液５０ｇ（ｐＨ７．８，２０℃）に対して、３質量％塩酸４０８ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０とした。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６５】
実施例８
塩酸の添加量を２９７ｍｇとした以外は、実施例７と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを５．０に調製した。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６６】
比較例３
３質量％塩酸の代わりに４質量％水酸化ナトリウム水溶液１３４ｍｇを添加した以外は、実施例７と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを９．０に調製した。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下があった。また、分解性生物であるＨＣ−ＣＮが増加していた。
【００６７】
＜実施例９，１０、比較例４＞
調製例３に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液を用いて、２００ｍＭのＴｒｉｓ−硫酸バッファー存在下で、ガラス製フラスコを保存容器として、９０℃での保存安定性について試験を実施した。表に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００６８】
実施例９
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液５０ｇ（ｐＨ８．０，２０℃）に対して、３質量％塩酸３８４ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０とした。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６９】
実施例１０
３質量％塩酸を３８４ｍｇ添加した以外は、実施例９と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０に調製した。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００７０】
比較例４
塩酸の代わりに４質量％水酸化ナトリウム水溶液１３４ｍｇを添加した以外は、実施例９と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを９．０に調製した。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下があった。また、分解性生物であるＨＣ−ＣＮが増加していた。
【００７１】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチルニトリルの保存方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルは、種々の医薬品や生理活性物質の原料（中間体）として有用であり、特にそのＲ体はＬ−カルニチン等の原料として有用である。
【０００３】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法としては、（ｉ）エピハロヒドリンと青酸のアルカリ金属塩を反応させる方法（特許文献１参照）、（ｉｉ）エピハロヒドリンと青酸を反応させる方法（特許文献２参照）、（ｉｉｉ）１，３−ジハロ−２−プロパノールに青酸又は青酸のアルカリ金属塩を反応させる方法（特許文献３参照）、（ｉｖ）エピハロヒドリンと青酸のアルカリ金属塩とを酵素触媒下で反応させる方法（特許文献４参照）、（ｖ）１，３−ジハロ−２−プロパノールと青酸又は青酸のアルカリ金属塩とを酵素触媒下で反応させる方法（特許文献５〜８参照）が知られている。
【０００４】
このようにして製造された４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルは、必要に応じて、精製工程を経て次の反応に利用される。しかしながら、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルは、不安定な化合物であるために、次の反応に供するまでに長時間保存した場合、純度の低下及び／又は不純物の増加が認められる。純度の低下した４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを原料として用いて製品を製造すると、純度が低い製品が得られるだけでなく、不純物及び不純物に起因する副反応による副生物により製品品質も低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−３１６７５８号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１３５７号公報
【特許文献３】特開平５−２１９９６５号公報
【特許文献４】特開平０３−０５３８９０号公報
【特許文献５】特開平０３−０５３８８９号公報
【特許文献６】特開２００１−０２５３９７号公報
【特許文献７】特開２００８−０１７８３８号公報
【特許文献８】特開２００８−１３１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを安定に保存する際に、安定化させる方法が望まれていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを安定に保存する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含む溶液を特定のｐＨに調整することにより、安定に４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを保存することができることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含有する溶液のｐＨを７以下に調整することを特徴とする、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定に４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを保存することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１２】
（１）４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル
本発明で使用する４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルは、市販されているものを使用することもできるし、公知又は新規な方法で製造したものを使用することもできる。
【００１３】
公知の方法としては、例えば、（イ）特許文献１に示されるような、エピハロヒドリンと青酸のアルカリ金属塩を反応させる方法；（ロ）特許文献２に示されるような、エピハロヒドリンと青酸を反応させる方法；（ハ）特許文献３に示されるような、１，３−ジハロ−２−プロパノールに青酸または青酸のアルカリ金属塩を反応させる方法；（ニ）特許文献４に示されるような、エピハロヒドリンと青酸のアルカリ金属塩とを酵素触媒下で反応させる方法；（ホ）特許文献５〜７に示されるような、１，３−ジハロ−２−プロパノールと青酸または青酸のアルカリ金属塩とを酵素触媒下で反応させる方法を挙げることができる。
【００１４】
これらの中でも、（ハ）で得られる４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを好適に使用することができる。当該方法によれば、収率が高く、不純物も抑制された４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを使用することができるからである。
【００１５】
上記４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの光学活性の種類は限定されない。例えば、光学的に純粋なＬ体又はＲ体の４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、ラセミ体の４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、光学活性に偏りがある（Ｌ体又はＲ体のどちらかがもう一方よりも多く含まれる）４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを使用することができる。好ましくは、（Ｒ）−４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルである。
【００１６】
更に、本発明においては、上記４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルだけでなく、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの誘導体も使用することができる。当該誘導体の種類は限定されず、例えば、水酸基がエステルを形成したものを挙げることができる。
【００１７】
ここで、本明細書において、エピハロヒドリン、１，３−ジハロ−２−プロパノール、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル及び４−ハロ−３−ヒドロキシブチルアミドの「ハロ」とは、ハロゲン元素を示す。より詳細にはフッ素原子（Ｆ）、塩素原子（Ｃｌ）、臭素原子（Ｂｒ）、ヨウ素原子（Ｉ）を示す。好ましくは塩素、臭素であり、より好ましくは塩素である。
【００１８】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルとしては、（Ｒ）−４−フルオロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−フルオロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｒ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｒ）−４−ブロモ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−ブロモ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｒ）−４−ヨード−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−ヨード−３−ヒドロキシブチロニトリルが挙げられる。好ましくは、（Ｒ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｒ）−４−ブロモ−３−ヒドロキシブチロニトリル、（Ｓ）−４−ブロモ−３−ヒドロキシブチロニトリルであり、より好ましくは（Ｒ）−４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリルである。
【００１９】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルが酵素反応により製造されたものである場合、溶媒（溶液）中には使用した酵素由来の固形物が存在する。この場合は、当該固形物が残存したまま保存しても良いし、除去してから保存してもよい。当該固形物を除去する場合には、常法によって行えば良く、ろ過や遠心分離といった方法が例示される。
【００２０】
（２）４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存
（２−１）溶媒
本発明において、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを保存する際の溶媒の種類は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルが十分に溶解し、且つ、安定に保存できれば限定されない。水、有機溶媒又はこれらの混合物を使用することができる。好ましくは水である。
【００２１】
有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、メタクリル酸メチルなどのエステル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルムなどの塩素系溶媒、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、テロラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド等の有機溶媒が挙げられる。
【００２２】
有機溶媒は単一のものを単独で用いることもできるし、複数のものを混合して用いることもできる。複数の溶媒を混合して用いる場合、その種類や混合比は限定されず、適宜選択することができる。水と有機溶媒の混合物を溶媒として使用する場合も、その混合比等は限定されない。
【００２３】
例えば、公知の方法により製造した４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含む水溶液を、精製することなくそのまま使用することができる（このときの溶媒は水）。また、水溶液から抽出したり、カラムクロマトグラフィー等の常法の精製法により精製したりした４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを、溶媒と混合して使用することができる。
【００２４】
（２−２）濃度
本発明において保存する４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの濃度は限定されない。製造した４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル水溶液を、抽出や精製を行わずに使用する場合には、そのままの濃度で保存することもできる。また、溶媒を添加することにより希釈したり、減圧下で濃縮することにより濃度を高くしたりすることにより、任意の濃度に調整して保存することもできる。
【００２５】
例えば、０．１〜３０質量％の濃度とすることが好ましく、１〜２５質量％とするのがより好ましい。０．１質量％以上とするのは、低い濃度で保存することにより大量の溶媒を必要としなくなるからである。また、３０質量％以下とするのは、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの合成反応条件によっては、ハロゲン化水素の塩などが析出して取り扱いが困難となるのを防ぐためである。
【００２６】
（２−３）ｐＨ調整
本発明において、保存する４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル溶液のｐＨは、７以下とする。好ましくは１〜６であり、より好ましくは１．７〜５である。ｐＨを７以下とすることにより、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの分解による不純物の生成を抑えることができる。
【００２７】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル水溶液のｐＨを調整する方法は限定されない。例えば、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル水溶液のｐＨが７を超えている場合、酸を添加したり、反応液を３０℃以上、沸点以下に加熱したりすることで、ｐＨを７以下に下げることできるが、酸を添加することが好ましい。これは、加熱を行った場合、ｐＨが下がるまでに、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの分解と不純物である４−ヒドロキシクロトノニトリルが生成することがあるからである。
【００２８】
使用できる酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、クエン酸、安息香酸、トルイル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸等の有機酸や、塩酸、亜硝酸、硝酸、亜硫酸、硫酸、次亜燐酸、亜燐酸、燐酸等の無機酸が例示される。これらの中でも、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸が好ましい。これらの塩の使用形態（方法）は限定されないが、取り扱いの容易さから水溶液として添加するのが好ましい。
【００２９】
酸の添加量は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの製造条件、保存する際の濃度、温度、時間、雰囲気により異なるが、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含有する溶液のｐＨを７以下とすることができれば限定されない。
【００３０】
また、ｐＨを所望の値よりも下げすぎた場合には、アルカリを添加することにより所望のｐＨに調整することができる。使用するアルカリの種類は限定されない。例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニアの、水酸化物又は弱酸との塩が例示され、これらの中でも水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。アルカリの使用形態としては限定されないが、取り扱いの容易さから水溶液が好ましい。なお、アルカリを添加することによるｐＨ調整は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの分解と、不純物である４−ヒドロキシクロトノニトリルの生成を誘発するため、ｐＨ調整時の温度を３０℃以下とすることが好ましい。
【００３１】
ｐＨの調整を容易にするために、添加物として緩衝液を使用することもできる。緩衝液としては、例えば、リン酸、ホウ酸、クエン酸、グルタル酸、リンゴ酸、マロン酸、ｏ−フタル酸、コハク酸又は酢酸等の塩等によって構成される緩衝液、トリス緩衝液あるいはグッド緩衝液等が例示される。緩衝液の添加量も限定されず、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの濃度等に応じて当業者が適宜選択することができる。
【００３２】
（２−４）その他
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを保存する際の温度は、水溶液の凝固点から沸点までの温度範囲で特に限定されない。例えば、０〜１００℃が好ましく、１℃〜９０℃がより好ましく、５〜３５℃の室温程度が更に好ましい。
【００３３】
保存する際の圧力については、水溶液の状態が保持されていれば特には限定されない。加圧、減圧、常圧条件下のいずれも選択できる。保存する際の雰囲気についても特に限定されなし。空気（大気）雰囲気下でもよく、酸素雰囲気下でもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。
【００３４】
また、保存場所は明所でも暗所でもどちらでもよいが、暗所の方が好ましい。光により４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの分解が進む可能性があるからである。暗所での保存は、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル溶液を含む透明（光を通す）容器を暗い（光の当たらない）場所に保存することも含むし、褐色ビンのような光を通さない容器に４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリル溶液を入れて保存することも含む。
【００３５】
保存する期間は限定されない。例えば、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの溶液のｐＨを７以下に調整してから１分〜５年の範囲とすればよく、５分〜３年が好ましく、１０分〜２年がより好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例及び比較例を示して本発明の詳細に説明する。
［分析方法］
本実施例における各成分の分析は、以下に示す方法により行った。
【００３７】
（ＨＰＬＣ分析（１））
４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリル（以下、「ＣＨＢＮ」という）及び４−ヒドロキシクロトノニトリル（以下、「ＨＣ−ＣＮ」という）の定量は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて以下に示す分析条件で行った。
【００３８】
試料調製方法： 反応液を移動相に溶解
カラム： Ｉｎｅｒｔｓｉｌ ＯＤＳー３Ｖ（ＧＬサイエンス製）
（４．６ｍｍＩ．Ｄ．×２５０ｍｍ、粒径５μｍ）
カラムオーブン温度： ４０℃
移動相： ０．０５％ トリフルオロ酢酸水溶液
流速： １ｍＬ／分
検出： 至差屈折計（ＲＩ）
リテンションタイム： ＣＨＢＮ 約１５分
ＨＣ−ＣＮ 約１０分。
【００３９】
前記ＨＰＬＣ定量分析においては、予め、濃度既知のＣＨＢＮ及びＨＣ−ＣＮの溶液を用いて検量線を作成し、該検量線を用いて反応液中のＣＨＢＮ及びＨＣ−ＣＮの濃度を算出した。
ＣＨＢＮの標品については、（Ｒ）−ＣＨＢＮはアヅマックス（株）製であり、ラセミ体のＣＨＢＮは特公平５−６９８１８号公報の記載に従って製造した。
【００４０】
ＨＣ−ＣＮの標品については、次のようにして製造した。２０％（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液１００ｇに、３０％水酸化ナトリウム水溶液２５ｇを、２〜５℃に保ちながら、ゆっくりと滴下した。滴下を開始してから３時間後、ＨＰＬＣによって（Ｒ）−ＣＨＢＮが消失したことを確認した。これを酢酸エチルによって抽出し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。シリカゲルショートカラムによって疎精製を行った後、減圧蒸留によって精製した。製造したヒドロキシクロトノニトリルの同定は、１Ｈ−ＮＭＲ、ガスクロマトグラフィーによって行い、ガスクロマトグラフィーによる分析により純度は９９．９％であることを確認した。
【００４１】
（ＨＰＬＣ分析（２））
（Ｒ）−ＣＨＢＮの光学純度は、次のようにして測定した。
【００４２】
（Ｒ）−ＣＨＢＮを含む水溶液を約３ｍＬ採取し、等量の酢酸エチル加えて抽出を行った。ついで、酢酸エチル層を分取し、少量の無水硫酸ナトリウムを加えて撹拌した後、上清をエバポレーター（バス温度４０℃、３０Ｔｏｒｒ）にて濃縮し酢酸エチルを留去し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ及び／又は（Ｒ）−ＣＨＢＡを主成分とするオイルを回収した。ついで、１．５ｍＬのマイクロチューブに前記オイルを２μＬ採取し、ジクロロメタン２０μＬ、ピリジン２０μＬを加えた後、（Ｒ）−α−メトキシ−α−（トリフルオロメチル）フェニルアセチルクロライド（以下、（Ｒ）−ＭＴＰＡという）２μＬを添加し、１０秒程度振り混ぜた後にそのまま室温で５時間〜２４時間静置してエステル化反応を行った。反応終了後、その反応液にジイソプロピルエーテル（以下、ＩＰＥという）約３００μＬを添加し、続いて１Ｎ塩酸水溶液を約３００μＬ用いて洗浄して、ＩＰＥ層を回収した。さらに、そのＩＰＥ層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液約３００μＬで洗浄し、回収したＩＰＥ層をアスピレーターにより減圧濃縮して、残渣をｎ−ヘキサンと２−プロパノールの混合液（混合比４：１）に溶解させ、これをＨＰＬＣにより以下に示す分析条件で分析した。
【００４３】
試料調製方法： 反応液を移動相に溶解
カラム： Ｐａｒｔｉｓｉｌ−５（ＧＬサイエンス製）
（４．６ｍｍＩ．Ｄ．×２５０ｍｍ、粒径５μｍ）
カラムオーブン温度： ４０℃
移動相： ｎ−ヘキサン：２−プロパノール＝９９：１
流速： １ｍＬ／ｍｉｎ
検出： ＵＶ ２５４ｎｍ
リテンションタイム： （Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）ＭＴＰＡエステル 約２０分
（Ｓ）ーＣＨＢＮー（Ｒ）ＭＴＰＡエステル 約２４分。
【００４４】
（Ｒ）−ＣＨＢＮの光学純度は、（Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステル及び（Ｓ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積比から下記式により算出した。
【００４５】
（（Ｒ）体の光学純度）（単位：％ｅｅ）＝１００×（［Ｒ］−［Ｓ］×ｒ）／（［Ｒ］＋［Ｓ］×ｒ）
式中、［Ｒ］は被測定試料における（Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルの、［Ｓ］は被測定試料における（Ｓ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積を示す。また、ｒはｒ＝［Ｒ］ｒａｃ／［Ｓ］ｒａｃで定義して算出される補正係数であり、［Ｒ］ｒａｃはラセミ体のＣＨＢＮにおける（Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積を、［Ｓ］ｒａｃはラセミ体のＣＨＢＮ（又はＣＨＢＡ）における（Ｓ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積を示す。
【００４６】
なお、前記エリア面積については、事前にラセミ体のＣＨＢＮの（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルについて前記ＨＰＬＣ分析（２）に示したＨＰＬＣ分析条件にて分析しておき、その分析条件で得られた（Ｒ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステル及び（Ｓ）−ＣＨＢＮ−（Ｒ）−ＭＴＰＡエステルのエリア面積の比により補正を行った。
【００４７】
［調製例１］ハロヒドリンエポキシダーゼの調製
大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ） ＪＭ１０９／ｐＳＴ１１１（ＦＥＲＭ Ｐ−１２０６５、特開平５−３１７０６６号参照）を、ＬＢ培地（１％バクトトリプトン、０．５％バクトイーストエキス、０．５％ＮａＣｌ、１ｍＭ ＩＰＴＧ、５０μｇ／ｍＬアンピシリン）を １００ｍＬ入れた５００ｍＬ容三角フラスコに植菌し、３７℃で２０時間振盪培養した。前記培養菌体を遠心分離により集菌し、集菌した菌体を５０ｍＭ トリス−硫酸緩衝液（ｐＨ ８．０）で洗浄し、５０ｍＭ トリス−硫酸緩衝液（ｐＨ ８．０）で懸濁することで保存菌体液とした。
【００４８】
［調製例２］（Ｒ）−４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの製造
ｐＨ電極及びｐＨコントローラーにより制御されたアルカリ投入配管を装着した３００ｍＬの４つ口フラスコに、水１２７．５５ｇ、ＨＣＮ４．４１ｇ（０．１６３２ｍｏｌ）を入れ、３０％ＮａＯＨ ０．６５ｇ（０．００４９ｍｏｌ）で、ｐＨ７．５に調整した。１，３−ジクロロ−２−プロパノール１０．００ｇ（０．０７７５ｍｏｌ）を入れ、均一に溶解するまで攪拌した。
【００４９】
調製例１で調製した菌体液２０．０ｇを加え、２０℃で反応を開始した。系内のｐＨを７．５〜７．６に維持するよう、３０％ＮａＯＨを投入するようにｐＨコントローラーを設定し、投入されたＮａＯＨとほぼ等モルの割合で１，３−ジクロロ−２−プロパノール，ＨＣＮを追加していくことで、系内の１，３−ジクロロ−２−プロパノールの濃度が０．５ｍｏｌ／ｋｇを超えないよう、また、系内のシアンイオン濃度が１．１ｍｏｌ／ｋｇを超えないようにした。
【００５０】
２３時間後、４−クロロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを０．７５３ｍｏｌ／ｋｇ蓄積することができ、その光学純度は９４．８％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−体過剰であった。反応により消費された１，３−ジクロロ−２−プロパノールからの収率は９６．３％であった。この反応液を３５質量％塩酸を用いてｐＨ＝２．０に調整した後、釜内温６０℃、１４０ｔｏｒｒで濃縮することで、（Ｒ）−ＣＨＢＮの濃度が２０質量％の水溶液を取得した。
【００５１】
［調製例３］
調製例２に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液３２０ｇを酢酸エチル２００ｇで２回抽出した。有機層を減圧下に濃縮し、（Ｒ）−ＣＨＢＮの粗生成物を取得した。これを単蒸留にて精製を行い、精製（Ｒ）−ＣＨＢＮ ５５．２ｇを取得した。
【００５２】
＜実施例１，２＞
実施例１及び２では、調製例２に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液を、褐色ポリ瓶を保存容器として保存した。表１に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００５３】
実施例１
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液２００ｇ（ｐＨ２．１，２０℃）に対して、３５質量％塩酸１５２ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、当該水溶液のｐＨを１．７とした。当該水溶液を室温で６ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００５４】
実施例２
塩酸の添加量を１４６ｍｇとした以外は、実施例１と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを１．８に調製した。当該水溶液を室温で１８ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００５５】
＜実施例３，４、比較例１＞
実施例３、４及び比較例１では、調製例２に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液を用いて、２００ｍＭのＴｒｉｓ−硫酸バッファー存在下で、褐色ポリ瓶を保存容器として保存した。表に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００５６】
実施例３
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液５０ｇ（ｐＨ７．８，２０℃）に対して、３質量％塩酸４１７ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０とした。当該水溶液を室温で１ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００５７】
実施例４
塩酸の添加量を３０６ｍｇとした以外は、実施例３と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを５．０に調製した。当該水溶液を室温で１ヶ月保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００５８】
比較例１
３質量％塩酸の代わりに４質量％水酸化ナトリウム水溶液１３２ｍｇを添加した以外は、実施例３と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを９．０に調製した。当該水溶液を室温で１ヶ月保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下があった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮが増加していた。
【００５９】
＜実施例５，６、比較例２＞
調製例３に従って取得した精製（Ｒ）−ＣＨＢＮを用いて、２００ｍＭのＴｒｉｓ−硫酸バッファー存在下、（Ｒ）−ＣＨＢＮ濃度１４．０質量％となるように調製した（水溶液）。これを、褐色ポリ瓶を保存容器として保存した。表１に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００６０】
実施例５
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液５０ｇ（ｐＨ８．０，２０℃）に対して、３質量％塩酸４０１ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０とした。当該水溶液を室温で１ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６１】
実施例６
塩酸の添加量を２８５ｍｇとした以外は、実施例５と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを５．０に調製した。当該水溶液を室温で１ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６２】
比較例２
３質量％塩酸の代わりに４質量％水酸化ナトリウム水溶液１０２ｍｇを添加した以外は、実施例５と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを９．０に調製した。当該水溶液を室温で１ヶ月間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下があった。また、分解性生物であるＨＣ−ＣＮが増加していた。
【００６３】
＜実施例７，８、比較例３＞
調製例２に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液を用いて、２００ｍＭのＴｒｉｓ−硫酸バッファー存在下で、ガラス製フラスコを保存容器として、９０℃での保存安定性について試験を実施した。表１に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００６４】
実施例７
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液５０ｇ（ｐＨ７．８，２０℃）に対して、３質量％塩酸４０８ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０とした。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６５】
実施例８
塩酸の添加量を２９７ｍｇとした以外は、実施例７と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを５．０に調製した。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６６】
比較例３
３質量％塩酸の代わりに４質量％水酸化ナトリウム水溶液１３４ｍｇを添加した以外は、実施例７と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを９．０に調製した。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下があった。また、分解性生物であるＨＣ−ＣＮが増加していた。
【００６７】
＜実施例９，１０、比較例４＞
調製例３に従って製造した（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液を用いて、２００ｍＭのＴｒｉｓ−硫酸バッファー存在下で、ガラス製フラスコを保存容器として、９０℃での保存安定性について試験を実施した。表に保存条件、保存前後のＣＨＢＮ濃度、（Ｒ）−ＣＨＢＮ光学純度及びＨＣ−ＣＮ濃度を示す。
【００６８】
実施例９
（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液５０ｇ（ｐＨ８．０，２０℃）に対して、３質量％塩酸３８４ｍｇを攪拌しながら３分間かけて滴下し、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０とした。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００６９】
実施例１０
３質量％塩酸を３８４ｍｇ添加した以外は、実施例９と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを２．０に調製した。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下は見られなかった。また、ＣＨＢＮの分解生成物であるＨＣ−ＣＮの増加は見られなかった。
【００７０】
比較例４
塩酸の代わりに４質量％水酸化ナトリウム水溶液１３４ｍｇを添加した以外は、実施例９と同様に実験を行い、（Ｒ）−ＣＨＢＮ水溶液のｐＨを９．０に調製した。当該水溶液を９０℃で９時間保存したところ、ＣＨＢＮ濃度の低下があった。また、分解性生物であるＨＣ−ＣＮが増加していた。
【００７１】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含有する溶液のｐＨを７以下に調整することを特徴とする、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存方法。
【請求項２】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルが、エピハロヒドリン又は１，３−ジハロ−２−プロパノールとシアニドドナーとから製造されたものである、請求項１記載の方法。
【請求項１】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルを含有する溶液のｐＨを７以下に調整することを特徴とする、４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルの保存方法。
【請求項２】
４−ハロ−３−ヒドロキシブチロニトリルが、エピハロヒドリン又は１，３−ジハロ−２−プロパノールとシアニドドナーとから製造されたものである、請求項１記載の方法。
【公開番号】特開２０１１−２４６３７０（Ｐ２０１１−２４６３７０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１９７００（Ｐ２０１０−１１９７００）
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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