α-羟酸的制造方法

专利名称：α-羟酸的制造方法
技术领域：
本发明涉及由α-羟酸铵盐制造α-羟酸的实用的工业方法，尤其涉及由通过 α -羟基腈的水解而得到的α -羟酸铵盐制造α _羟酸的方法。通过该方法而得到的α -羟 酸作为用于制造聚α-羟酸的原料具有合适的品质。
背景技术：
聚α-羟酸为生物降解性聚合物，在生物体内被水解，在自然环境下被微生物代 谢、分解为水和二氧化碳。因此，近年来，聚α-羟酸作为环境友好的聚合物材料而备受瞩 目。其中，聚乳酸或聚乙醇酸作为代替医疗用材料或通用树脂的环境友好的聚合物材料备 受瞩目，另外聚乙醇酸由于其一大特性即阻气性而作为阻气用途的聚合物材料备受瞩目。由于高分子量的聚α-羟酸难以通过α-羟酸的脱水缩合而直接获得，因而已知 有经由环状二聚体酯、并通过开环聚合而获得高分子量聚α-羟酸的方法。例如，在聚乳酸 或聚乙醇酸的情况下，已知有如下所述的方法合成作为环状二聚体酯的丙交酯或乙交酯， 在催化剂的存在下将该丙交酯或乙交酯开环聚合，从而制造出高分子量聚α-羟酸。但是， 为了通过丙交酯或乙交酯的开环聚合而获得高分子量的聚乳酸或聚乙醇酸，需要使用高纯 度的丙交酯或乙交酯。作为由乳酸或乙醇酸获得高纯度的丙交酯或乙交酯的方法，有文献 公开了一种暂且合成乳酸或乙醇酸低聚物、并在高沸点的极性有机溶剂中解聚的方法(专 利文献1)。另外，在将乙醇酸低聚物解聚而制造乙交酯的方法中，低聚物中所含的微量碱金 属离子会引起解聚反应体系不稳定，有文献公开了通过向该反应体系中添加二价以上的阳 离子的硫酸盐或有机酸盐，即使存在碱金属离子也能够获得解聚反应的长期稳定性(专利 文献2)。这样，作为聚α -羟酸的原料的α -羟酸能够通过将α _羟酸铵盐转换为α -羟 酸而获得。作为用于将羧酸铵盐转换为羧酸的最一般的方法，据认为是通过添加硫酸等强酸 而与副产物硫酸铵一起获得游离酸的方法。然而，考虑到近来的环境问题，不优选生成硫酸 铵那样的大量废弃物的工艺。另外，作为将羧酸铵盐转换为羧酸的方法，有文献公开了以下方法等通过进行铵 盐的加热水解，与惰性气体一起将作为产物的氨以气体的形式排出到体系外，从而使平衡 向加热水解反应产物侧移动，由此制造α -羟基羧酸(专利文献幻；或者，通过加压加热， 促进平衡向加热水解反应产物侧移动，使氨与水一起蒸发，从而由2-羟基-4-甲基硫代丁 酸铵制造2-羟基-4-甲基硫代丁酸(专利文献4)。然而，由于羧酸铵的加热水解需要大量的能量，而且为了转化为100%游离酸还需 要花费时间，因而无法称之为实用的方法。原本，若想要仅通过加热水解从羧酸铵中除去 氨，则需要拆开羧酸阴离子与铵阳离子的结合所需的能量，铵阳离子越不足则该能量越大， 因而变得越发困难。此外，若对羧酸铵进行加热处理，则会存在生成羧酸酰胺的问题，在最终产品的品质上存在很大问题。因此，不仅仅通过加热水解、还使用某些反应物的方法被提出。例如，有文献公开 了以下方法使琥珀酸铵与醇或水反应而使氨脱离，在获得琥珀酸或其衍生物的同时，回收 脱离的氨(专利文献5)。然而，若与醇反应，则生成琥珀酸的酯，因此需要再次进行水解，工 序变得复杂。另外，有文献公开了以下方法在水中在非混合性的有机胺的存在下将乳酸铵加 热而使其分解，从而生成含有乳酸和有机胺的反应产物(专利文献6)。通过该方法，能够确 实地从铵盐中除去氨。然而，容易预测的是，为了从所得到的与有机胺的混合物中以高纯度 获得游离酸，需要进一步的精制，工序变得复杂。另外，有文献公开了以下方法以生物学方式将α -羟基-4-甲基硫代丁腈水解 后，进行浓缩而得到α -羟基-4-甲基硫代丁酸铵盐，将所得到的α -羟基-4-甲基硫代丁 酸铵盐在具有2个以上醚键的醚溶剂中加热，使氨游离并将其蒸馏除去，从而制造α -羟 基-4-甲基硫代丁酸(专利文献7)。通过该方法，虽然能够从铵盐中除去氨，使得氨的残存 率达到0. 12%左右，但存在生成羧酸酰胺的问题，在最终产品的品质上存在很大问题。此外，不添加外来的反应物、而利用羟基羧酸自身的脱水缩合反应而除去氨的方 法被提出。例如，有文献公开了以下方法在第1工序中，通过加热α-羟基-4-甲基硫代 丁酸铵盐而制成低分子量聚α-羟基-4-甲基硫代丁酸，同时除去水和氨，在第2工序中， 通过添加水并加热，使低分子量聚合物水解，而获得游离酸(专利文献8)。然而，由于没有 避免第1工序中的副产物酰胺的生成，其一部分通过第2工序中的水解而再次形成α -羟 基-4-甲基硫代丁酸铵盐，因而无法高纯度地除去氨。另外，第2工序中的水解反应转化率 未达到100%，一部分的低分子量聚α-羟基-4-甲基硫代丁酸残存，品质上存在问题。事 实上，在专利文献8中还有以下记载为了获得纯度为80%左右、进而更高纯度的α-羟 酸，需要提取等精制。此外，作为其他方法，提出了利用离子交换树脂的方法。例如，有文献公开了以下 方法使用阳离子交换树脂从甲基丙烯酸铵水溶液中吸附铵阳离子，接着使用有机溶剂将 吸附的铵阳离子以氨的形式回收，从而得到羧酸(专利文献9)。然而，氨分解率并非令人满 意的水平，无法称之为非常实用的方法。此外，作为其他方法，有文献公开了以下方法通过利用双极性膜-阴离子膜-双 极性膜的系统的电渗析法，从羧酸铵中回收羧酸和氨(专利文献10)。然而，若含有作为杂 质的羧酸酰胺，则存在无法通过电渗析进行精制、或者即使能够精制也在循环液中蓄积的 问题。除此之外，有文献公开了以下方法该方法包括，从二羧酸、三羧酸或氨基酸等羧 酸的铵盐中，通过使用了比这些酸的酸电离指数低的挥发性的羧酸的反应晶析，得到目标 游离酸，从而由母液中所含的挥发性酸的铵盐中回收该挥发性酸(专利文献11)。然而，难 以完全除去所得到的游离酸的结晶中的氨，以2 3%左右残存，品质上存在问题。另一方面，α-羟酸铵盐例如能够由α-羟基腈化合物合成。由α -羟基腈化合 物合成羧酸化合物可以利用具有腈水解活性的生物催化剂进行。作为具有腈水解活性、能 够将腈化合物转换为羧酸化合物的生物催化剂的例子，可列举出腈水解酶；腈水合酶与酰 胺酶的组合。
该方法具有以下等优点反应条件温和，因而能够简化反应工艺；副产物较少，能 够获得高纯度的反应产物。因而，近年来，该方法在各种羧酸化合物的制造中的应用正在被 研究。然而，虽说很少，但在α-羟基腈化合物的水解中，会生成α-氨基腈或亚氨基二烷 基腈等腈类、它们的水解产物即酰胺类、羧酸类等杂质。另外，无论使用哪种生物催化剂，反应产物均以羧酸铵盐的形式获得，因而需要利 用上述方法将其转换为羧酸，该工序中也残存有α-羟基酰胺等杂质。作为利用腈化合物的例子，提出了以下方法使用生物催化剂由α-羟基腈制备 α-羟基羧酸铵盐，并由α-羟基羧酸铵盐制造α-羟基羧酸钙。具体而言，有文献公开了 以下方法以生物学方式将2-羟基-4-甲基硫代丁腈水解，使所得到的2-羟基-4-甲基硫 代丁酸铵盐与钙源接触，从而制造2-羟基-4-甲基硫代丁酸钙盐(专利文献1 。然而， 该文献中，假定了将2-羟基-4-甲基硫代丁酸钙盐直接作为饲料添加剂使用，关于将2-羟 基-4-甲基硫代丁酸钙盐脱盐而得到2-羟基-4-甲基硫代丁酸以及以2-羟基-4-甲基硫 代丁酸作为原料而制造聚α-羟酸，并没有进行公开。因此，当然也没有涉及α-羟酸中的 杂质如何影响聚α-羟酸，关于在何种条件下可得到最合适的α-羟酸作为聚合物原料，也 没有记载。另外，有文献公开了以下方法使具有水合腈的能力的微生物或其处理物与 α-羟基腈发生作用，生成对应的α-羟基酰胺和/或α-羟酸铵盐，在碱的存在下将所生 成的α-羟基酰胺水解，同时对α-羟酸铵盐进行盐交换，生成对应的α-羟酸的盐和氨， 在除去氨后，利用电渗析生成α-羟酸和碱(专利文献13)。然而，在该文献中，仅仅在实施 例中示出了直接用于饲料等的2-羟基-4-甲基硫代丁酸的制造例，关于由所得到的2-羟 基-4-甲基硫代丁酸钙盐制造聚α-羟酸，完全没有记载。因此，关于用于获得最合适的 α -羟酸作为聚合物原料的条件，也没有记载。可以充分认为，即使使用专利文献12或13的方法，在最终得到的α -羟酸中也会 残存α-羟基酰胺、被认为是α-羟基腈的水解中的副产物的α-氨基腈或亚氨基二烷基 腈等腈类、它们的水解产物即酰胺类、羧酸类等杂质。这些杂质对作为聚合物原料的品质具 有很大影响，但所有文献中均没有涉及充分除去这些杂质的条件。专利文献1 日本特开平9-328481号公报专利文献2 日本特开2004-519485号公报专利文献3 :W0200059847A1专利文献4 日本特开2000-119214号公报专利文献5 日本特开2005-132836号公报专利文献6 日本特开2004-532855号公报专利文献7 :W0199900350A1专利文献8 :W0199730962A1专利文献9 日本特开昭62-23823号公报专利文献10 :US581449 Al专利文献11 日本特开2004-196768号公报专利文献12 日本特开平11-75885号公报专利文献13 日本特开平10-179183号公报

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种不会大量副产废弃物、在成本上有利、作为聚合 物原料具有充分的品质的α-羟酸的制造方法。更具体而言，本发明的课题在于提供一种 以α-羟酸铵盐作为原料而制造α-羟酸的方法，该方法为残存氨非常少、能够极限地降低 副产物α-羟基酰胺等杂质、且可获得理想的α-羟酸作为聚α-羟酸的原料的工业方法。本发明人进行了深入研究，结果发现，若α-羟酸中残存有α-羟基酰胺，则在以 该α-羟酸作为原料而制造了聚α-羟酸的情况下，会产生着色等不良影响。并且发现，在 使碱性金属类与α-羟酸铵盐水溶液接触而得到α-羟酸金属盐的工序中，α-羟基酰胺 发生水解，而在某些条件下发生该水解的逆反应而产生副产物。此外，确认到在通过α -羟基腈的水解而得到α _羟酸铵盐的情况下，即使进行 碱性金属作用下的水解工序，也会残存被认为是α-羟基腈的水解中的副产物的α-氨基 腈或亚氨基二烷基腈等腈类、作为它们的水解产物的酰胺类、羧酸类等杂质，这些杂质对于 α-羟酸作为聚合物原料的品质也具有重大的影响。并且，还发现了以下等情况若使在碱性金属作用下的水解反应充分进行，则能够 充分减少上述杂质，能够制造具有充分的品质的α-羟酸作为聚合物原料；关于通过碱性 金属类的添加所致的杂质发生水解反应的进行程度，最适合以α-羟基酰胺的残存量作为 指标而进行定量；尤其是，在使碱性金属类与α-羟酸铵盐水溶液接触而得到α-羟酸金属 盐的工序中，若使溶液中残存的α-羟基酰胺为500[重量ppm/α-羟酸]以下，则可获得品 质充分高的α-羟酸作为聚合物原料；若将这样得到的α-羟酸作为原料，则在合成α-羟 酸低聚物的工序和通过该α-羟酸低聚物的解聚而合成环状二聚体酯的工序中，能够不着 色而合成高品质的环状二聚体酯；由此完成了本发明。S卩，本发明涉及以下方案。〔1〕一种α -羟酸的制造方法，其包括以下工序工序(1)，该工序为使碱性金属类与α -羟酸铵盐水溶液接触而制造α -羟酸金属 盐的工序，其中，使溶液中残存的α-羟基酰胺为500 [重量ppm/α-羟酸]以下；和工序0)，将所述α-羟酸金属盐脱盐而制造α-羟酸。〔2〕如上述〔1〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，在所述工序(1)中，使溶液中残 存的氨浓度为3 [重量％/α-羟酸]以下。〔3〕如上述〔1〕或〔2〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，在所述工序(1)中，将产 生的氨回收至气相部。〔4〕如上述〔3〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，使将所述氨回收至气相部时的 温度为60°C以上。〔5〕如上述〔1〕至〔4〕中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述α -羟酸 铵盐水溶液通过α-羟基腈的水解反应而获得。〔6〕如上述〔5〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，通过腈水解酶、和/或腈水合酶 与酰胺酶的组合以酶催化的方式进行所述α-羟基腈的水解。〔7〕如上述〔5〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述α-羟基腈的水解通过腈 水解酶进行。
〔8〕如上述〔6〕或〔7〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述腈水解酶来源于不 动杆菌(Acinetobacter)属。〔9〕如上述〔8〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述腈水解酶来源于不动杆菌 属 ΑΚ226(Acinetobacter sp. AK226)。〔 10〕如上述〔1〕至〔9〕中任一项所述的α -羟酸的制造方法，其中，所述碱性金属 类为选自由碱金属类、铍或镁的氢氧化物、氧化物和碳酸盐构成的组中的一种以上，在所述 工序O)中，通过离子交换法将所述α-羟酸金属盐脱盐。〔 11〕如上述〔1〕至〔9〕中任一项所述的α -羟酸的制造方法，其中，所述碱性金属 类为选自由碱金属类、铍或镁的氢氧化物、氧化物和碳酸盐构成的组中的一种以上，且在所 述工序O)中，通过电渗析法将所述α-羟酸金属盐脱盐。〔 12〕如上述〔1〕至〔9〕中任一项所述的α -羟酸的制造方法，其中，所述碱性金属 类为选自由钙、锶、钡或镭的氢氧化物、氧化物和碳酸盐构成的组中的一种以上，在所述工 序O)中，通过添加硫酸而将所述α-羟酸金属盐脱盐。〔13〕如上述〔12〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，在所述工序(1)后，通过固液 分离而回收固体的α-羟酸金属盐并进行清洗，在所述工序( 中，在该固体的α-羟酸金 属盐中或在其中加水而成的α-羟酸金属盐浆料中添加硫酸。〔 14〕如上述〔12〕或〔13〕所述的α -羟酸的制造方法，其中，所述碱性金属类为选 自由氢氧化钙、氧化钙和碳酸钙构成的组中的一种以上。〔15〕如上述〔1〕至〔14〕中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，在所述工序 (2)后，进一步包括以下工序通过阴离子交换树脂除去杂质阴离子的工序；和通过阳离子 交换树脂除去杂质阳离子的工序。〔16〕如上述〔15〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述杂质阳离子包含副产的
α-氨基酸或亚氨基二烷基酸。〔17〕如上述〔1〕至〔16〕中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述α-羟 酸为乳酸或乙醇酸。〔18〕如上述〔17〕所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述α-羟酸为乙醇酸。〔19〕一种环状二聚体酯的制造方法，其包括以下工序将利用上述〔1〕至〔18〕中 任一项所述的方法而得到的α-羟酸的水溶液作为原料，合成α -羟酸低聚物的工序；和使 所述α-羟酸低聚物解聚而得到其环状二聚体酯的工序。以及，〔20〕一种聚α-羟酸的制造方法，其包括以下工序将利用上述〔19〕所述的方法 而得到的环状二聚体酯作为原料，通过开环聚合反应而得到聚α -羟酸。通过本发明所述的α-羟酸的制造方法，在使碱性金属类与α-羟酸铵盐水溶液 接触而制造α-羟酸金属盐的工序中，通过使溶液中残存的α-羟基酰胺为500 [重量ppm/ α-羟酸]以下，杂质被充分降低，能够得到品质充分高的α-羟酸作为聚α-羟酸的原料。 若将利用本发明的方法而得到的α-羟酸作为原料，则在合成α-羟酸低聚物的工序和通 过α-羟酸低聚物的解聚而合成环状二聚体酯的工序中，能够不着色而合成高品质的环状 二聚体酯。


图1为本发明中使用的二室式水分解电渗析装置的示意图。图2所示为在乙醇酸铵盐中加入氢氧化钙而得到乙醇酸钙的反应的反应时间与 乙醇酰胺浓度的关系。图3所示为在利用现有的方法从乙醇酸铵中除去了氨的情况下的氨和乙醇酰胺 的经时变化。
具体实施例方式本发明所述的α -羟酸的制造方法中使用的α -羟酸铵盐可以为通过任何制法而 得的α-羟酸铵盐，例如，将由氢氰酸和醛类或由氢氰酸和酮类合成的α-羟基腈以酶催化 的方式水解而制造的α-羟酸铵盐非常有用。α-羟基腈的水解中使用的酶催化剂只要具有水解腈的能力，则可以为任何形态， 优选单独使用腈水解酶，或组合使用腈水合酶和酰胺酶，或组合使用腈水解酶和腈水合酶 和酰胺酶。腈水解酶、腈水合酶或酰胺酶能够使用来源于微生物和动植物细胞等的酶， 从每单位重量的酶表达量或操作的容易性出发，优选使用来源于微生物菌体的酶。作 为微生物菌种，已知许多菌种，例如作为具有腈水解酶高活性的菌种，可列举出红球菌 (Rhodococcus)属、不动杆菌属、产碱菌(Alcaligenes)属、假单胞菌(Pseudomonas)属、棒 杆菌(Corynebacterium)属等。另外，作为具有腈水合酶和酰胺酶高活性的菌种，可列举出 红球菌属、假单胞菌属等。在本发明所述的α-羟酸铵盐的制造中，尤其优选具有腈水解酶 高活性的菌种，尤其优选作为革兰氏阴性菌的不动杆菌属、产碱菌属，进一步优选不动杆菌 属。具体而言，为不动杆菌属AK2^(FERM BP-08590)、不动杆菌属AK227(FERM BP-08591)。[关于所保藏的生物材料的说明1]1)保藏机构的名称和地址独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心日本国茨城县筑波市东1 丁目1番地1中央第6 (邮编305-8566)2)保藏日2004年1月7日(原保藏日)3)保藏号FERM BP-08590另外，例如，也可以是通过基因工程学的方法重组了天然的或人工改良的腈水解 酶基因的微生物，或者由该微生物中提取的腈水解酶。另外，为了通过少量使用腈水解酶的 表达量较少的微生物、或表达了从腈化合物向羧酸铵盐的转换活性较低的腈水解酶的微生 物来制造α-羟酸铵盐，需要更多的反应时间。因此，期望尽可能使用高度表达腈水解酶的 微生物、表达了转换活性高的腈水解酶的微生物、或从中提取的腈水解酶。作为酶催化剂的形态，可以直接使用微生物和动植物细胞等，也可以使用对微生 物和动植物细胞等进行破碎等处理而得的物质、或从微生物和动植物细胞等中提取必要的 腈水解酶而得的物质。这些酶催化剂可以直接使用，也可以利用通常的包埋法、交联法、载 体结合法等进行固定而使用。另外，作为固定时的固定载体的例子，可列举出玻璃珠、硅胶、聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、角叉菜胶、海藻酸、光交联树脂等，但不限于这些载体。在直接使用微生物和动植物细胞等的情况下，可以仅悬浮在水(蒸馏水和/或离 子交换水)中，但通常从渗透压的关系出发，悬浮在缓冲液中使用。作为该情况下的缓冲 液，可以是磷酸缓冲液等一般性的无机盐，但为了极力降低杂质的混入，最优选为使用了作 为反应产物的α-羟酸铵盐的缓冲液。另外，关于酶催化剂，在其固定的情况下，从渗透压 的关系出发通常也悬浮在缓冲液中使用。从降低反应液中的杂质的观点出发，此时的缓冲 液浓度越低越好，但从酶的稳定性、活性的维持的观点出发，缓冲液浓度通常小于0. 1Μ，优 选为0. 01 0. 08Μ,更优选为0. 02 0. 06Μ。α-羟基腈的水解反应优选在ρΗ6 8下进行，进一步优选为ρΗ6. 5 7。由于 α -羟基腈为非常不稳定的物质，因而通常加入硫酸、磷酸、有机酸等酸成分作为稳定剂。因 此，为了调整反应体系中的ΡΗ，必须在反应体系中添加碱。该情况下所使用的碱只要不对反 应产生影响，则没有特别限定，优选使用作为产物之一的氨。氨的形态可以是气体，也可以 是氨水，通常，从操作的容易性出发，优选为氨水。另外，反应温度优选为30 60°C，进一步 优选为40 50°C。若反应温度过低，则反应活性降低，在制造高浓度的α-羟酸铵盐的情 况下需要更多的反应时间。另一方面，若反应温度过高，则酶热劣化，在作为目标的α-羟 酸铵盐的浓度较高的情况下，则难以达到该浓度，结果需要追加新的酶等处置，催化剂成本 升高。另外，若温度过高，则还关系到促进底物α-羟基腈向氢氰酸和醛类或向氢氰酸和酮 类分解，这些会引起反应被抑制或失活等进一步的反应活性的降低。α-羟基腈的水解反应可以通过固定床、移动床、流化床、搅拌槽等中任一种进行， 另外可以是连续反应、也可以是半间歇式反应，但在使用未固定的微生物菌体的情况下，从 反应的容易性出发，优选为使用搅拌槽的半间歇式反应。该情况下，从反应效率的观点出 发，优选进行适当的搅拌。在进行半间歇式反应的情况下，酶催化剂可以使用1批后丢弃， 也可以进行重复反应。在进行重复反应的情况下，由于会使α-羟酸铵从高浓度向低浓度 急剧地变化，因而由于渗透压的影响等，存在酶催化剂比活性降低的情况，因此需要注意。关于作为反应底物的α -羟基腈的稳态浓度，优选控制为2重量％以下，更优选为 0. 1 1. 5重量％，进一步优选为0. 1 1. 0重量％，最优选为0. 2 0. 5重量％。若α -羟基 腈的浓度过高，则在与从作为产物的乙醇酸铵盐中游离出来的氨之间产生的副反应变得明显， 对在高产物蓄积浓度下才变得明显的底物抑制或酶失活的影响急剧增大，进行至此的反应可 能会停止。另外，若α _羟基腈的浓度过低，则会降低反应速度，无法有效地制造α _羟酸铵盐， 因此是不利的。从以上原因出发，对反应中的α-羟基腈稳态浓度进行管理是非常重要的。相对于所制造的α -羟酸铵盐，使用干燥酶催化剂重量可以为1/100以下，优选为 1/100 1/500，更优选为1/200 1/500，进一步优选为1/300 1/500。若相对于所制造 的α-羟酸铵盐的使用干燥酶催化剂重量过多，则反应液中多伴随有来源于酶催化剂悬浮 液的杂质，因此精制成本提高，产品品质降低，故不优选。相反地，若相对于所制造的α-羟 酸铵盐的使用干燥酶催化剂重量过少，则每单位反应器体积的生产率降低，需要较大的反 应器尺寸，在经济上不利。利用过滤、离心分离、MF处理等方法，从通过以上方法得到的α-羟基腈的水解反 应物中除去菌体或其处理物，得到α-羟酸铵盐水溶液。此外，为了除去着色物质和/或着 色成因物质，也可以适时进行活性炭处理。作为所使用的活性炭，可列举出通常的椰子壳活性炭、合成活性炭，但不限于此。活性炭用量只要是能够将着色物质和/或着色成因物质降 低至目标规格的量即可。作为α -羟酸铵盐，具体而言可列举出乙醇酸、乳酸、扁桃酸、α -羟基丁酸、α -羟 基异丁酸、α -羟基-4-甲基硫代丁酸、α -羟基-2-甲基丙酸、α -羟基_2_苯基丙酸、α， β - 二羟基_3，3- 二甲基丁酸、α -羟基-3- 丁烯酸、α -羟基-3-甲基_3_ 丁烯酸、2_吡啶 基-α-羟基乙酸等的铵盐。接着，对于在α -羟酸铵盐水溶液中添加碱性金属盐而制造α -羟酸金属盐的工 序⑴进行说明。本发明中使用的碱性金属类为比氨的碱性更强的金属，只要是在与α -羟酸铵盐 水溶液接触时，可有效地得到α-羟酸金属盐而不产生不利的副产物，并且能够通过加热 处理而将氨排除到气相部的碱性金属类，则可以使用任何物质，例如，具体而言可列举出氧 化锂、氢氧化锂、碳酸锂、氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、氧化钾、氢氧化钾、碳酸钾、氧化铷、氢 氧化铷、碳酸铷、氧化铯、氢氧化铯、碳酸铯、氧化钫、氢氧化钫、碳酸钫、氧化铍、氢氧化铍、 碳酸铍、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、 氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、氧化镭、氢氧化镭、碳酸镭等。可以将碱性金属类以固体的状态直接混合在上述α -羟酸铵盐水溶液中，或者将 其制成水溶液而混合在上述α -羟酸铵盐水溶液中，或者将其以与水混合成的浆料状态混 合在上述α-羟酸铵盐水溶液中。从操作的容易性的观点出发，在室温下该碱性金属类在 水中的溶解度充分高的情况下，优选制成水溶液使用，在溶解度低的情况下，优选以浆料状 态使用。在以浆料状态使用的情况下，从其流动性出发，或从一边搅拌一边以均勻状态处理 的观点出发，优选使固体成分重量浓度为10 50重量％，更优选为20 40重量％，进一 步优选为25 35重量％。相对于α -羟酸铵盐，碱性金属类的添加量可以从0. 8 1. 5当量的范围中任意 选择，优选为1. 0 1. 2当量的范围。本发明中，在产品品质上，期望尽可能除去所生成的 氨，由于氨在水中的溶解度较高，因而需要想办法除去氨。该情况下，反应液的PH处于碱性 区域时，氨的溶解度降低，因此优选以比α-羟酸铵的当量多的添加量使用碱性金属类。然 而，若过量添加碱性金属类，则所得到的α-羟酸金属盐中的杂质增多。从这些观点出发， 确定碱性金属类的添加量的最佳值。另外，对工序(1)中使用的α-羟酸铵盐水溶液的浓度没有特别限定，如后所述， 在工序(2)中，在通过离子交换法或电渗析法脱盐的情况下，需要工序⑴中得到的α-羟 酸金属盐不析出而完全溶解。因此，优选预先使α-羟酸铵盐水溶液的浓度降低至α-羟 酸金属盐不析出的程度。除此之外，为了降低氨的溶解度，提高反应液的温度也是有效的。另一方面，若在 开放体系中提高反应液的温度，则不久还会产生水的蒸发，伴随着蒸发的水，氨也容易被排
出ο本发明中所述的将氨回收至气相部时的温度是指，在α -羟酸铵盐中添加碱性金 属类时的反应液的温度、或添加后的反应液的温度，由以上分析可知，该温度为超过60°C至 约100°C为止的范围，优选为约70 约100°C，更优选为约80 约100°C。若在该范围，则 能够将氨与水一起回收至气相部。另外，从缩短除去氨和降低α-羟基酰胺所花费的时间的观点出发，期望为100°C左右。另外，工序(1)能够在大气压下进行，也能够在减压条件下进行。在减压条件下进 行的情况下，期望在各设定减压度下的水的沸腾温度下进行。另外，工序(1)中，通过在液 体中导入氮气或氦气等惰性气体，能够容易地将氨排出到气相部。这样，能够获得氨被除去 到在品质上没有问题的程度的α-羟酸金属盐的水溶液或浆料。工序(1)中，将由α-羟酸铵盐的热分解而副产的α-羟基酰胺(为α _羟基酰 胺水解的逆反应，两者为平衡反应)或作为前工序(α-羟基腈水解反应)的杂质而含有的 α-羟基酰胺进行水解，能够经由α-羟酸铵盐而转换为α-羟酸金属盐和游离氨。工序
(I)中无法充分除去α-羟基酰胺的情况下，该α-羟基酰胺一直残存至后工序的低聚物化 工序，通过低聚物化工序中的热分解，再次由逆反应而生成氨，成为着色的原因，引起重大 的问题。另外，工序(1)中，在作为原料使用的α -羟酸铵盐由α -羟基腈的水解反应而得 到的情况下，能够将作为该水解的副产物而含有的α-氨基腈或亚氨基二烷基腈等腈类、 作为它们的水解产物的酰胺类、羧酸类等，利用碱性金属类作用下的水解而转换为羧酸。这 些腈类、酰胺类、羧酸类也会降低α -羟酸作为聚合物原料的品质。然而，工序(1)中，通过将水解反应进行至溶液中的残存α-羟基酰胺浓度为 500 [重量ppm/α-羟酸]以下，除了包含α -羟基酰胺在内的酰胺类以外，还能够充分分解 腈类、羧酸类等杂质。溶液中的残存α-羟基酰胺浓度优选为200 [重量ppm/α-羟酸]以 下，进一步优选为100 [重量ppm/α-羟酸]以下，最优选为1 [重量ppm/α -羟酸]以下。只要是本领域技术人员，则能够根据公知的方法测定溶液中的α -羟基酰胺浓度 [重量ppm/α-羟酸]，例如，可以通过液相色谱法测定α-羟基酰胺浓度和α-羟酸浓度， 并将前者除以后者，从而求得。另外，本发明中，作为在碱性金属类作用下的水解反应的进行的指标，还优选测定 溶液中残存的氨浓度。为了获得品质充分高的α-羟酸，优选使工序(1)中溶液中的残存 氨浓度为3 [重量％/ α -羟酸]以下，进一步优选为1 [重量％/ α -羟酸]以下，更优选为 0. 1[重量％/α-羟酸]以下。接着，对于将工序(1)中得到的α-羟酸铵盐脱盐而获得 α-羟酸的工序( 进行说明。对工序( 中的α-羟酸金属盐的脱盐方法没有特别限定， 可以使用任何方法，优选的是，根据所得到的α-羟酸金属盐的状态而从(I)离子交换法、
(II)电渗析法、(III)固液分离法中选择。在所使用的碱性金属类为选自由从铍、镁和碱金属类中选出的一种以上的金属的 氢氧化物、氧化物和碳酸盐构成的组中的一种以上物质的情况下，作为脱盐方法，选择(I) 离子交换法或(II)电渗析法。作为该情况下的碱性金属类，例如，具体而言可列举出氧化 锂、氢氧化锂、碳酸锂、氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、氧化钾、氢氧化钾、碳酸钾、氧化铷、氢氧 化铷、碳酸铷、氧化铯、氢氧化铯、碳酸铯、氧化钫、氢氧化钫、碳酸钫、氧化铍、氢氧化铍、碳 酸铍、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁等，优选为氢氧化钠或氢氧化钾。另外，在利用(I)离子交换法和(II)电渗析法进行脱盐的情况下，α-羟酸金属 盐必须为水溶液。在工序(1)中固体发生析出的情况下，需要加入水进行稀释直至完全溶解。利用离子交换法将α-羟酸金属盐水溶液进行脱盐的方法大致分为两种。一种为使用阳离子交换树脂的方法，另一种为使用阴离子交换树脂的方法。在使用阳离子交换 树脂的方法的情况下，所使用的树脂可以是强酸性阳离子交换树脂，也可以是弱酸性阳离 子交换树脂，但优选为强酸性阳离子交换树脂。具体而言，例如，可列举出DIAION SK1B、 DIAION SK104,DIAION SK110,DIAION SK112,DIAION SK116,DIAION PK208,DIAION PK212、 DIAION PK216、DIAION PK220、DIAION PK228、DIAION UBK530、DIAION UBK550、DIAION UBK535,DIAION UBK555 (以上三菱化学公司制造)，Lewatit S100、Lewatit S109、Lewatit SP112、Lewatit STV40、Lewatit MSD 1368(以上 Bayer 公司制造)，AMBERLITE IR120B、 AMBERLITE 120BN、AMBERLITE IR124、AMBERLITE 1006F、AMBERLITE 200CT、AMBERLITE 252(以上 ORGANO 公司制造)，DOWEX M0N0SPHERE 650C、DOWEX MARATHON C、DOWEX HCR-S, DOffEX MARATHON MSC(以上The Dow Chemical Company制造)等，但未必限定于此。这些 阳离子交换树脂利用通常的方法预先再生处理为质子(H+)型后使用。作为本发明中的阳离子交换树脂的使用方法，采用通常的方法。即，可以是在 α-羟酸金属盐水溶液中添加规定量的阳离子交换树脂的间歇式，或者，也可以采用在树脂 塔中填充阳离子交换树脂然后通入α-羟酸金属盐水溶液的柱法。在间歇式的情况下，为 了达到金属阳离子在阳离子交换树脂上的平衡吸附而进行了充分时间的搅拌，然后若回收 上清，则能够获得α-羟酸水溶液。另外，在柱法的情况下，到从柱下部发生金属阳离子的 漏出为止的树脂通过液为α-羟酸水溶液。作为阳离子交换树脂的用量，树脂的总交换容量必须为相当于金属阳离子的当量 以上的量，为了更确实地除去金属阳离子，通常优选使用1.2倍当量以上的树脂。另外，在 柱法的情况下，为了使进行树脂的穿透(破過)、树脂的再生为止的时间延长，通常进行更 过量的树脂的使用。树脂处理时的温度可以为常温，但根据需要也可以在保证树脂的耐热性的范围内 加热。通常在70°C以下进行。另外，在柱法的情况下，通液速度以空间速度(L/L-树脂/小 时)计为1 20的范围，优选为2 10的范围。在柱法的情况下，将确认到树脂通过液中混入了规格以上的金属阳离子的点作为 穿透点，只要从此处进行通常的清洗、再生操作(利用例如稀盐酸、稀硫酸等无机酸的再 生)，则树脂能够重复使用。另外，在使用阴离子交换树脂的方法的情况下，所使用的树脂可以是强碱性阴离 子交换树脂，也可以是中碱性阴离子交换树脂，还可以是弱碱性阴离子交换树脂，优选为弱 碱性或中碱性阴离子交换树脂。具体而言，例如，可列举出AMBERLITE IRA-93 (0RGAN0公司 制造)、DIAION WA20、DIAION WA30 (以上三菱化学公司制造)、Lewatit MP64 (Bayer 公司 制造)等。作为本发明中的阴离子交换树脂的使用方法，采用通常的方法。即，可以是在 α-羟酸金属盐水溶液中添加规定量的阴离子交换树脂的间歇式，或者，也可以采用在树脂 塔中填充阴离子交换树脂然后通入α-羟酸金属盐水溶液的柱法。在间歇式的情况下，为 了达到α-羟酸阴离子在该阴离子交换树脂上的平衡吸附而进行了充分时间的搅拌，然后 将该树脂回收、清洗后，若利用无机酸(盐酸、硫酸、硝酸等)处理，则能够获得α-羟酸水 溶液。另外，在柱法的情况下，在从柱下部发生α-羟酸阴离子的漏出后，进一步通入充分 量的α-羟基金属盐水溶液，继续通入液体直至出口液体与入口液体的组成相同，由此使最大量的α-羟酸阴离子吸附到树脂上。然后，进行充分的清洗后，通入无机酸(盐酸、硫 酸、硝酸等)，从而将α -羟酸阴离子解吸，由此能够获得α -羟酸水溶液。树脂处理时的温度可以为常温，但根据需要也可以在保证树脂的耐热性的范围内 加热。通常在70°C以下进行。另外，在柱法的情况下，通液速度以空间速度(L/L-树脂/小 时)计为1 20的范围，优选为2 10的范围。在柱法的情况下，将确认到利用无机酸进行的α -羟酸阴离子的解吸操作时的树 脂通过液中混入了规格以上的无机酸阴离子的点作为穿透点，进而继续通入液体直至出口 液体与入口液体的组成相同，然后若从此处进行通常的清洗、再生操作(利用例如氢氧化 钠水溶液、氢氧化钾水溶液等强碱水溶液的再生)，则树脂能够重复使用。接着，利用电渗析法将所得到的α -羟酸金属盐水溶液脱盐的方法大致分为3种。 一种方法为，交替排列双极性膜和阳离子交换膜，利用形成了酸室和碱室的二室式水分解 电渗析装置，使α-羟基金属盐水溶液中的金属阳离子在阳离子交换膜中移动。另一种方 法为，交替排列双极性膜和阴离子交换膜，利用形成了酸室和碱室的二室式水分解电渗析 装置，使α-羟基金属盐水溶液中的α-羟酸阴离子在阴离子交换膜中移动。再一种方法 为，依次排列双极性膜、阳离子交换膜和阴离子交换膜，利用形成了原料室、酸室和碱室的 三室式水分解电渗析装置，使α-羟酸金属盐水溶液中的金属阳离子在阳离子交换膜中移 动，使α-羟酸阴离子在阴离子交换膜中移动。这些方法中的哪种方法均可，但从所得到的 α_羟酸水溶液的品质和电气效率的观点出发，优选以下方法交替排列双极性膜和阳离 子交换膜，利用形成了酸室和碱室的二室式水分解电渗析装置，使α-羟基金属盐水溶液 中的金属阳离子在阳离子交换膜中移动。作为本发明中的双极性膜，能够使用现有公知的双极性膜，即具有将阳离子交 换膜和阴离子交换膜贴合而成的结构的双极性膜。具体而言，例如，可列举出NE0SEPTA BP-I (ASTOM Corporation制造)。作为阳离子交换膜，可列举出NEOSEPTA CMB (AST0M Corporation制造)，作为阴离子交换膜，可列举出NEOSEPTA AHA (ASTOM Corporation制 造)。作为本发明中的电渗析工序的一个例子，对由双极性膜和阳离子交换膜构成的二 室法进行说明。本方法中，由酸室回收α-羟酸水溶液，由碱室回收碱性金属水溶液。图1示出了本方法中使用的水分解电渗析装置的代表方式的示意图。图1中，水 分解电渗析装置在阳电极1和阴电极2之间交替排列有两种作为膜的双极性膜(B) 3、阳离 子交换膜(C) 4，形成了酸室7和碱室8的二室。双极性膜(B) 3与阳电极1的空隙5、以及 双极性膜(Β)3与阴电极2的空隙6中充满了电极液。这里，双极性膜(Β)3的阴离子交换 体侧与阳离子交换膜(C)4之间的室为碱室8，双极性膜(B) 3的阳离子交换体侧与阳离子交 换膜(C)4之间的室为酸室7。本发明中，使用了上述公知的水分解电渗析装置的水分解电渗析工序优选使用以 下方法设置供给至酸室7、碱室8各室的液体的外部罐，一边使液体在各室与外部罐之间 循环，一边进行电渗析。将作为原料的α-羟酸金属盐水溶液供给至酸室7，进行通电，从而金属阳离子通 过阳离子交换膜(C)4而移动至碱室8，此时与由双极性膜(B) 3生成的0H—离子结合，形成 碱性金属水溶液。另外，在酸室7中，由双极性膜生成的质子与α-羟酸阴离子结合而形成非离解性的α-羟酸，其以该状态存留在酸室7中，能够进行回收。关于水分解电渗析时的 温度，通常在5 70°C下进行，优选在20 50°C下进行。另外，分离后的碱性金属盐水溶 液能够在浓缩后或不进行浓缩而用于前工序的α-羟酸铵盐水溶液的碱处理中。另一方面，α-羟酸铵盐的水解中使用的碱性金属类为选自由从钙、锶、钡和镭构 成的组中选出的一种以上的氢氧化物、氧化物和碳酸盐构成的组中的一种以上物质的情况 下，作为脱盐方法，选择固液分离法。作为该情况下的碱性金属类，例如，可列举出氧化钙、 氢氧化钙、碳酸钙、氧化锶、氢氧化锶、碳酸锶、氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、氧化镭、氢氧化 镭、碳酸镭等，优选为氢氧化钙或氧化钙。该情况下，所得到的α -羟酸金属盐为浆料，通过在该α -羟酸金属盐浆料中直接 添加硫酸，也能够生成α -羟酸水溶液和硫酸金属盐；还能够在利用离心分离等方法先将 α -羟酸金属盐进行固液分离后，使用水或α -羟酸金属盐饱和水溶液清洗α-羟酸金属盐 结晶，进行杂质的除去，然后添加硫酸。通过清洗，能够降低有可能混入产品中的各种杂质， 能够提高α-羟酸的品质。本工序中使用的硫酸的浓度可以是任意的范围，从不降低最终获得的α-羟酸水 溶液的浓度的观点出发，优选为50重量％以上。另外，从防止与硫酸接触的部分的腐蚀的 观点出发，与稀硫酸相比更优选为浓硫酸，优选为一般市售的浓硫酸的浓度即95 98重
量％左右。另外，添加硫酸时的温度能够为任意的温度，通常，优选为α-羟酸金属盐浆料的 流动状态，若考虑将有效进行α-羟酸金属盐和硫酸的反应的温度作为下限，并将不会由 该反应所产生的反应热引起暴沸现象的温度作为上限，则期望为50 80°C左右。另外， 相对于α-羟酸金属盐，硫酸的添加量可以在0.8 1.2当量的范围内任意选择，优选为 0. 9 1. 1当量，越无限接近1当量越优选。若添加硫酸，则由于硫酸金属盐在α-羟酸水溶液中的溶解度较低，因而得到固 体的硫酸金属盐和α-羟酸水溶液。对于在本工序中得到的硫酸金属盐，可以为各种水合 物的形态，但也可以是任何形态的结晶。从这样获得的α -羟酸水溶液与硫酸金属盐的混合物中通过进行离心分离等固 液分离而能够得到α-羟酸水溶液。α-羟酸的一部分以附着水的形式存在于硫酸金属盐 结晶中，通过清洗硫酸金属盐结晶，能够回收该α-羟酸。硫酸金属盐的清洗中通常使用 水。清洗水的温度没有特别限定，通常在常温下进行即可。但是，在结晶中存在α-羟酸金 属盐的情况下，从提高所得到的硫酸金属盐结晶的品质的观点出发，优选使用温水。硫酸金 属盐在水中的溶解度对温度基本上没有依赖性，与此相对，α-羟酸金属盐在水中的溶解度 对温度的依赖性很高，因此通过利用温水进行结晶清洗，能够选择性地清洗除去α -羟酸 金属盐。该情况下的温水的温度可以为50 100°C，优选为50 80°C。清洗方法可列举出在离心分离机中的喷嘴清洗、或浆料的对流接触清洗等。为了 不降低所得到的α -羟酸水溶液浓度，优选以较少的清洗水的量有效清洗。根据本发明所述的α -羟酸的制造方法，能够以水溶液的形式获得α -羟酸，但该 α -羟酸水溶液中含有各种杂质。例如，在脱盐方法为离子交换的情况下，含有在阳离子交 换中部分漏出的金属阳离子、铵阳离子、未被完全吸附的阴离子成分等作为杂质，另外，含 有在阴离子交换中未清洗尽的金属阳离子、铵阳离子、显示出与α-羟酸同样的特性的阴离子成分等作为杂质。另一方面，在脱盐方法为电渗析的情况下，难以使脱盐率达到100 %，部分金属阳 离子、铵阳离子混入，含有显示出与α-羟酸同样的特性的阴离子成分等作为杂质。另外，在脱盐方法为固液分离法的情况下，作为杂质，含有硫酸金属盐的溶解度程 度的金属阳离子和硫酸阴离子、源于前工序中使用的碱性金属类的其他金属阳离子、脱NH3 工序中的残存铵阳离子、作为酶反应副产物的氨基酸类、作为源于菌体的培养基成分的微 量成分、或硫酸阴离子。在所得到的α-羟酸水溶液中含有大量的金属阳离子类或杂质阴离子成分的情 况下，将下一工序中的环状二聚体酯合成反应以间歇反应的重复反应进行时，为了避免这 些阳离子类或阴离子类蓄积所产生的影响，需要降低为适当的浓度。另外，铵阳离子或氨基 酸类成为着色的原因，对产品聚合物的物性造成不良影响，因此期望将其尽可能降低。溶液中的金属阳离子类、铵阳离子等阳离子性杂质能够利用一般的阳离子交换法 的操作而精制、除去。另外，即使是中性的氨基酸类，在高浓度的乙醇酸水溶液中平衡状态 偏向于阳离子性物质，因而同样能够通过阳离子交换而精制、除去。另外，硫酸阴离子之类 的阴离子性杂质也能够通过一般的阴离子交换法的操作而精制、除去。本发明还包括包含以下工序的环状二聚体酯的制造法以通过上述本发明所述的 α-羟酸的制造方法而得到的α-羟酸的水溶液作为原料，合成α-羟酸低聚物的工序；和 使α-羟酸低聚物解聚而得到环状二聚体酯的工序。此外，本发明还包括包含如下工序的 聚α-羟酸的制造方法使该环状二聚体酯开环聚合而得到聚α-羟酸。若将利用本发明 的方法得到的α -羟酸用作原料，则能够获得不产生着色的、高品质的环状二聚体酯。以下，作为α -羟酸的例子，举出乙醇酸的情况，对至聚合物合成为止的制造方法 进行说明，但α-羟酸不限于乙醇酸。在合成乙醇酸低聚物的工序中，根据需要在脱水缩合催化剂的存在下，在减压或 加压下将原料乙醇酸通常加热至100 250°C、优选为140 230°C的温度，进行缩合反应 直至实质上无水的馏出。缩合反应结束后，所生成的乙醇酸低聚物能够直接作为下一工序 的原料使用。另外，还可以将所得到的乙醇酸低聚物从反应体系中取出，利用苯或甲苯等非 水溶剂清洗，除去未反应物、低聚物或催化剂等，然后进行使用。乙醇酸低聚物可以是环状， 也可以是直链状。对聚合度没有特别限定，从进行解聚反应时的乙交酯收率的观点出发，期 望熔点(Tm)通常为140°C以上、优选为160°C以上、更优选为180°C以上的低聚物。这里，Tm 为使用差示扫描量热计(DSC)在惰性气体气氛下、以10°C /分钟的速度升温而检测的乙醇 酸低聚物的熔点。在将乙醇酸低聚物解聚而得到乙交酯的工序中，解聚方法没有特别限定，能够采 用一般的熔融解聚法或固相解聚法等。该情况下的解聚反应体系对应于所采用的解聚法可 以大致分为以下两种体系实质上仅由乙醇酸低聚物构成的体系、和含有乙醇酸低聚物和 极性有机溶剂的体系。若在常压下或减压下对实质上仅由乙醇酸低聚物构成的解聚反应体系进行加热， 则由解聚反应生成的乙交酯升华或蒸发。因此，利用吹入惰性气体等方法，将该乙交酯排出 到解聚反应体系外，从而能够得到乙交酯。另外，若对由含有乙醇酸低聚物和极性有机溶剂的混合物构成的解聚反应体系加热，则由解聚反应生成的乙交酯与极性有机溶剂一起馏出。利用晶析等方法从馏出物中分 离出乙交酯，能够回收乙交酯。该情况下，也可以通过在常压下或减压下将解聚反应体系加 热来进行解聚反应。作为解聚法，从防止作为原料使用的乙醇酸低聚物的重质物化或乙交酯的生成效 率的观点出发，优选为使乙醇酸低聚物以溶液相的状态解聚的溶液解聚法。此外，本发明中得到的乙交酯能够通过开环聚合法制成聚乙醇酸。开环聚合在催 化剂的存在下、通常100°c以上的温度下进行，优选为160 180°C左右。作为催化剂，只 要是作为各种环状酯的开环聚合催化剂使用的物质，则没有特别限定，作为具体的例子，例 如，可列举出锡(Sn)、钛(Ti)、铝(Al)、锑(Sb)、锆⑶、锌(Zn)等金属化合物的氧化物、 卤化物、羧酸盐、醇盐等。催化剂的用量通常比环状酯少即可，以环状酯为基准计，通常在 0. 0001 0. 5重量％、优选在0. 001 0. 1重量％的范围内即可。实施例在以下实施例中，作为α-羟酸，以乙醇酸和乳酸为例，对本发明内容进行更具体 的说明，但本发明未必限定于这些例子。<干燥菌体催化剂重量测定法>菌体悬浮液中的干燥菌体催化剂重量的测定如下实施。首先，取适量的适当浓度 的菌体催化剂悬浮液，冷却至-80°C后，使用冷冻干燥机完全干燥，从其重量值算出所述菌 体催化剂悬浮液的浓度。将已知浓度的菌体催化剂悬浮液稀释为适当的多个浓度，利用分 光光度计在室温下测定透射光度(600nm)，制作该分光光度计中的该菌体催化剂的标准曲 线。然后，由该分光光度计的指示值算出任意的该菌体催化剂悬浮液的干燥菌体催化剂浓 度。〈反应液分析法〉反应液和处理液的分析如下实施。作为底物的乙醇腈、作为产物的乙醇酸(铵) 和乳酸(铵)、以及作为副产物的乙醇酰胺和乳酸酰胺利用高效液相色谱法测定。柱为离子 排阻柱(岛津Shim-pack SCR-IO1H)，柱温度为40°C，移动相为磷酸水溶液(pH = 2. 3)，流 速为0. 7cc/分钟，检测器为UV (岛津SPD-IOAV vp,210nm)和RI (岛津RID-6A)，以该条件实施。关于其他副产物即甘氨酸、亚氨基二乙酸、丙氨酸、亚氨基二异丙酸，通过利用了 离子对试剂的离子对色谱系统(日立D-7000)测定。柱为0DS-80TS(Tosoh Corporation), 柱温度为40°C，移动相为50mM磷酸水溶液+IOmM戊烷磺酸钠( > 夕；于、>酸少卜'J ,K )溶液，流速为0. 5cc/分钟，检测器为RI (岛津RID-6A)，注入量为10 μ L，以该条件实施。另外，反应液和处理液中的钠离子、钙离子和铵离子的分析利用离子色谱法实施。 柱为阳离子交换柱(Tosoh Corporation Tsk gel IC-Caion)，柱温度为40°C，移动相为2mM 硝酸水溶液，流速为0. 5cc/分钟，检测器为导电率计(Tosoh Corporation CM-8020)，以该 条件实施。此外，反应液和处理液中的硫酸离子的分析利用离子色谱法实施。柱为阴离子 交换柱(Tosoh Corporation Tsk gel IC-AnionSW)，柱温度为40°C，移动相为阴离子分 析用洗脱液(Tosoh Corporation制造)，流速为1. 2cc/分钟，检测器为导电率计(TosohCorporation CM-8020)，以该条件实施。合成乙交酯和丙交酯的分析利用气相色谱法实施。检测器为FID，柱为中极性毛 细管柱(J&W SCIENTIFIC制造DB-1701，长度60m，内径0. 25mm，膜厚1μπι)，以载气氦 气(300kPa)、进样温度200°C、检测器温度200°C、操作温度100°C X 5分钟、20°C /分钟、 2700C X 10分钟的条件进行。〈酶催化剂的制备〉将含有氯化钠0. 1重量％、磷酸二氢钾0. 1重量％、硫酸镁七水合物0.05重量％、 硫酸亚铁七水合物0. 005重量％、硫酸铵0. 1重量％、硝酸钾0. 1重量％、硫酸锰五水合物 0. 005重量％的培养液250ml装入锥形瓶中，用氢氧化钠调整使得pH为7，在121°C下灭菌 20分钟后，添加乙腈0.5重量％。在其中接种不动杆菌属AK226，在30°C下振荡培养(前 培养)。将含有酵母粉(U卜々夕'一)0. 3重量％、谷氨酸钠0.5重量％、硫酸铵0.5 重量％、磷酸氢二钾0. 2重量％、磷酸二氢钾0. 15重量％、氯化钠0. 1重量％、硫酸镁七水 合物0. 18重量％、氯化锰4水合物0. 02重量％、氯化钙二水合物0. 01重量％、硫酸铁7水 合物0. 003重量％、硫酸锌7水合物0. 002重量％、硫酸铜5水合物0. 002重量％、大豆油2 重量％的培养液3L装入5L小型发酵罐(”弋一” 7—大 > 夕一)中，在121°C下灭菌20 分钟后，接种所述的前培养液，并在30°C下进行通气搅拌。培养开始10小时后开始大豆油 的进料。用磷酸和氨水控制使得PH为7，最终得到约5重量％的不动杆菌属悬浮液。 进而用0. 06M磷酸缓冲液进行2次清洗，最终得到悬浮在磷酸缓冲液中的不动杆菌属 悬浮液(干燥菌体浓度5重量％)。<乙醇酸铵盐水溶液的制备>将如上所述得到的不动杆菌属悬浮液(5. 1重量％ ) 1. 8g和蒸馏水225g装 入IL四口烧瓶中，并使其悬浮。在该烧瓶中设置pH计和温度计以能够监控反应液的pH和 温度，放入50°C恒温水槽中实施搅拌器搅拌，保持一段时间直至内部温度为50°C。接着， 使用液相色谱法用泵，以0. 33g/分钟供给作为原料的55重量％乙醇腈水溶液(东京化成 制造)。为了中和在原料乙醇腈中作为稳定剂而含有的硫酸，利用管式泵供给1. 5重量％ 氨水。另外，氨水供给泵设定成通过PH计的控制而使内液pH为6.9 士 0.1。在反应中定期 进行取样，利用高效液相色谱测定乙醇腈和乙醇酸铵浓度，调节原料的添加量使得稳态乙 醇腈浓度为2重量％以下。最终的乙醇酸铵蓄积浓度为52重量％，没有检测到作为底物 的乙醇腈。接着，使用离心分离机(Kubota Corporation制造高速离心机7700)，以转速 10000pm、处理时间20分钟、处理温度4°C对所得到的乙醇酸铵盐水溶液进行处理，回收 上清后，利用MF (Asahi Kasei Corporation制造PSP-003)以流速^il/分钟、处理温度 30°C进行处理，得到52重量％的乙醇酸铵盐水溶液1065g。由于本溶液产生了少许着色， 因而加入0. 83g的市售活性炭(白鹭A Japan EnviroChemicals. Ltd制造)，在室温下搅 拌45分钟后，通过倾析回收处理液，从而除去着色成分。乙醇酸铵浓度为52重量％，副产 物乙醇酰胺浓度为0. 33重量％。<乳酸铵盐水溶液的制备>本实施例中使用的乳酸铵盐水溶液通过在市售的40%乳酸铵(和光纯药制造)中 添加市售的97%乳酸酰胺(和光纯药制)而制备。乳酸铵浓度为40重量％，乳酸酰胺浓度 为0. 35重量％。
[实施例1]将52重量％乙醇酸铵盐水溶液400g装入IL四口烧瓶中，在侧管安装温度计、回 流器和N2鼓泡用毛细管，在中央安装三一搅拌机(Three-One Motor)的搅拌叶片，将整体 浸渍到恒温水槽中。一边进行队鼓泡，一边将内液升温至70°C，缓缓滴加40重量％氢氧化 钠水溶液225g。进行常压下的操作20分钟后，利用真空泵缓缓进行减压操作，最终减压至 140mmHgo在这期间，继续队鼓泡，内部温度为63°C。在本条件下继续脱氨操作2小时，得到36. 9重量％粗乙醇酸钠水溶液582g。最终 的氨浓度为0. 241 [重量％ /乙醇酸]以下，甘氨酸浓度为1. 78 [重量％ /乙醇酸]，亚氨基 二乙酸浓度为0.080[重量％ /乙醇酸]，脱氨率为98. 8%以上。另外，没有检测到乙醇酰胺。接着，使预先将市售的强酸性阳离子交换树脂(AMBERLITE IR120B)再生处理为质 子型的树脂70mL在纯水中悬浮，填充到直径1. 4cm的玻璃制柱中，充分清洗后，以4. 7mL/ 分钟的流速流通上述脱氨操作后溶液(乙醇酸钠水溶液)。利用馏分收集器以IOmL/根分 别对回收液进行回收，根据分析结果将即将产生钠阳离子的漏出之前的馏分为止的溶液混 合，以此作为回收液。回收液中没有检测到铵阳离子、钠阳离子、甘氨酸、亚氨基二乙酸。接着，使预先将市售的弱碱性阴离子交换树脂(AMBERLITE IRA96SB)再生处理为 OH型的树脂70mL在纯水中悬浮，填充到直径1. 4cm的玻璃制柱中，充分清洗后，以4. 7mL/ 分钟的流速流通上述阳离子交换处理后的乙醇酸水溶液。利用馏分收集器以IOmL/根分别 对回收液进行回收，根据分析结果将即将产生杂质阴离子成分(来源于培养基的硫酸阴离 子、磷酸阴离子等)的漏出之前的馏分为止的溶液混合，以此作为回收液。回收液中没有检 测到硫酸阴离子和磷酸阴离子。将所得到的乙醇酸水溶液的一部分装入50mL茄形烧瓶中，进行氮气置换后，在氮 气气流下开始加热，一边在常压下进行搅拌器搅拌，一边从170°C升温加热至20(TC，一边 蒸馏除去所生成的水，一边使其发生缩合反应。接着，利用真空泵减压至40mmHg，在200°C 下加热2小时而蒸馏除去未反应乙醇酸等低沸物。所得到的预聚物几乎为无色透明。此外，升温至260°C，将减压度提高至3 5mmHg，进行解聚反应。利用冰水将馏出 液冷却捕集回收，由气相色谱法分析的结果可知，没有确认到除乙交酯以外的峰。烧瓶内的 残液淡淡着色，但所捕集的乙交酯几乎无色。[实施例2]与实施例1同样地进行乙醇酸铵的脱氨操作，得到氨浓度0.225[重量％ /乙醇 酸]、乙醇酰胺在检测界限(1重量ppm)以下的37. 2重量％粗乙醇酸钠水溶液583g。接着，使用ACILY^R EX3B (ASTOM Corporation制造)作为电渗析装置，将阳离子 交换膜NE0SEPTA CMB(图 1 的4) (ASTOM Corporation制造)和双极性膜NE0SEPTA BP-1 (图 1的3) (ASTOM Corporation制造)交替配置10对(有效膜面积550cm2)，形成酸室(图1 的7)、碱室(图1的8)、电极室(图1的5、6)。在酸室中设置与上述粗乙醇酸钠水溶液对 应的罐，在碱室中设置与0. 4重量％氢氧化钠水溶液对应的罐，在电极室中设置与2. 0重 量％氢氧化钠水溶液对应的罐，并进行供给和循环。对原料室设置冷却用夹套，在处理温度 40°C以下、以恒定电压30V(电流按其发展)进行电渗析2小时。其结果，由酸室得到乙醇 酸浓度33. 1重量％、氨浓度12重量ppm、钠浓度480重量ppm的乙醇酸水溶液439g。
接着，使预先将市售的弱碱性阴离子交换树脂(AMBERLITE IRA96SB)再生处理为 OH型的树脂70mL在纯水中悬浮，填充到直径1. 4cm的玻璃制柱中，充分清洗后，以4. 7mL/ 分钟的流速流通上述电渗析处理后的乙醇酸水溶液。利用馏分收集器以IOmL/根分别对回 收液进行回收，根据分析结果将即将产生杂质阴离子成分(来源于培养基的硫酸阴离子、 磷酸阴离子等)的漏出之前的馏分为止的溶液混合，以此作为回收液。回收液中没有检测 到硫酸阴离子和磷酸阴离子。接着，使预先将市售的强酸性阳离子交换树脂(AMBERLITE IR120B)再生处理为质 子型的树脂70mL在纯水中悬浮，填充到直径1. 4cm的玻璃制柱中，充分清洗后，以4. 7mL/ 分钟的流速流通上述阴离子交换处理后的乙醇酸水溶液。利用馏分收集器以IOmL/根分 别对回收液进行回收，根据分析结果将即将产生钠阳离子的漏出之前的馏分为止的溶液混 合，以此作为回收液。回收液中没有检测到铵阳离子、钠阳离子、甘氨酸、亚氨基二乙酸。将所得到的乙醇酸水溶液的一部分装入50mL茄形烧瓶中，进行氮气置换后，在氮 气气流下开始加热，一边在常压下进行搅拌器搅拌，一边从170°C升温加热至20(TC，一边 蒸馏除去所生成的水，一边使其发生缩合反应。接着，利用真空泵减压至40mmHg，在200°C 下加热2小时而蒸馏除去未反应乙醇酸等低沸物。所得到的预聚物几乎为无色透明。此 外，升温至260°C，将减压度提高至3 5mmHg，进行解聚反应。利用冰水将馏出液冷却捕集 回收，由气相色谱法分析的结果可知，没有确认到除乙交酯以外的峰。烧瓶内的残液淡淡着 色，但所捕集的乙交酯几乎无色。[比较例1 2、实施例3 4]将52重量％乙醇酸铵盐水溶液50g装入IOOmL四口烧瓶中，在侧管安装温度计 和回流器，在中央安装三一搅拌机的搅拌叶片，将整体浸渍到恒温水槽中，使内液升温至 40°C、60°C、8(TC或100°C，以15分钟滴加30重量％的氢氧化钙浆料37. 9g。由此，相对于 Imol的乙醇酸铵盐使用0. 55mol的氢氧化钙。处理表1所示的时间后，对所得到的乙醇酸钙浆料进行取样，用蒸馏水稀释到适 当的浓度后，通过高效液相色谱法测定乙醇酸浓度和乙醇酰胺浓度，通过离子色谱法测定 氨浓度，求出乙醇酸单位重量的氨重量％和乙醇酰胺浓度。结果示于表1和图2中。[表1]
权利要求
1.一种α-羟酸的制造方法，其包括以下工序工序(1)，该工序为使碱性金属类与α -羟酸铵盐水溶液接触而制造α -羟酸金属盐的 工序，在该工序中，使溶液中残存的α-羟基酰胺为500 [重量ppm/α-羟酸]以下；和工序O)，在该工序中，将所述α-羟酸金属盐脱盐而制造α-羟酸。
2.如权利要求1所述的α-羟酸的制造方法，其中，在所述工序(1)中，使溶液中残存 的氨浓度为3 [重量％/α-羟酸]以下。
3.如权利要求1或2所述的α-羟酸的制造方法，其中，在所述工序(1)中，将产生的 氨回收至气相部。
4.如权利要求3所述的α-羟酸的制造方法，其中，使将所述氨回收至气相部时的温度 为60°C以上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述α-羟酸铵盐水 溶液是通过α-羟基腈的水解反应而得到的。
6.如权利要求5所述的α-羟酸的制造方法，其中，通过腈水解酶、和/或腈水合酶与 酰胺酶的组合以酶催化的方式进行所述α-羟基腈的水解。
7.如权利要求5所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述α-羟基腈的水解通过腈水解 酶进行。
8.如权利要求6或7所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述腈水解酶来源于不动杆菌属。
9.如权利要求8所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述腈水解酶来源于不动杆菌属 ΑΚ2260
10.如权利要求1至9中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述碱性金属类为 选自由碱金属类、铍或镁的氢氧化物、氧化物和碳酸盐构成的组中的一种以上，在所述工序 (2)中，通过离子交换法将所述α-羟酸金属盐脱盐。
11.如权利要求1至9中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述碱性金属类为 选自由碱金属类、铍或镁的氢氧化物、氧化物和碳酸盐构成的组中的一种以上，并且，在所 述工序O)中，通过电渗析法将所述α-羟酸金属盐脱盐。
12.如权利要求1至9中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述碱性金属类为 选自由钙、锶、钡或镭的氢氧化物、氧化物和碳酸盐构成的组中的一种以上，在所述工序(2) 中，通过添加硫酸而将所述α-羟酸金属盐脱盐。
13.如权利要求12所述的α-羟酸的制造方法，其中，在所述工序(1)后，通过固液分 离而回收固体的α-羟酸金属盐并对其进行清洗，在所述工序( 中，在所述固体的α-羟 酸金属盐中或在将水加入到所述固体的α-羟酸金属盐中所形成的α-羟酸金属盐浆料中 添加硫酸。
14.如权利要求12或13所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述碱性金属类为选自由 氢氧化钙、氧化钙和碳酸钙构成的组中的一种以上。
15.如权利要求1至14中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，在所述工序(2)后， 进一步包括以下工序利用阴离子交换树脂除去杂质阴离子的工序和利用阳离子交换树脂 除去杂质阳离子的工序。
16.如权利要求15所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述杂质阳离子包含副产的α-氨基酸或亚氨基二烷基酸。
17.如权利要求1至16中任一项所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述α-羟酸为乳 酸或乙醇酸。
18.如权利要求17所述的α-羟酸的制造方法，其中，所述α-羟酸为乙醇酸。
19.一种环状二聚体酯的制造方法，其包括以下工序将利用权利要求1至18中任一 项所述的方法得到的α-羟酸的水溶液作为原料，合成α-羟酸低聚物的工序；和使所述 α-羟酸低聚物解聚而得到所述α-羟酸的环状二聚体酯的工序。
20.一种聚α-羟酸的制造方法，其包括以下工序将利用权利要求19所述的方法得 到的环状二聚体酯作为原料，通过开环聚合反应而得到聚α -羟酸。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种作为聚合物原料具有令人满意的品质的α-羟酸的制造方法，该方法不会大量副产废弃物、在经济上有利。本发明提供一种α-羟酸的制造方法，该方法包括以下工序在α-羟酸铵盐中添加碱性金属类而制造α-羟酸金属盐的工序；和将所述α-羟酸金属盐脱盐而制造α-羟酸的工序。
文档编号C08G63/06GK102066305SQ20088012992
公开日2011年5月18日 申请日期2008年6月20日 优先权日2008年6月20日
发明者伊达英城, 冈本诚 申请人:旭化成化学株式会社