JPH0812631A - イミノジコハク酸とそのアルカリ金属塩の製造法およびそれらを含む生分解性キレート剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来法に比べ、高収率しかも短反応時間で高
純度のイミノジコハク酸とそのアルカリ金属塩の製造
法、（Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノジコハク酸とその
アルカリ金属塩の製造法、およびそれらの少なくとも一
種を有効成分とする生分解性キレート剤の提供。 【構成】 マレイン酸半エステルをアルカリ性条件下で
アスパラギン酸またはアンモニアに付加し、次いで加水
分解、蒸発乾固することによるイミノジコハク酸四アル
カリ金属塩の製造法。あるいは、加水分解後、蒸発乾固
せずに硫酸を添加することによるイミノジコハク酸の製
造方法。更に、（Ｌ）−アスパラギン酸に特に付加する
ことによる（Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノジコハク酸
とその四アルカリ金属塩の製造方法。また、イミノジコ
ハク酸あるいは四アルカリ金属塩の（Ｌ，Ｌ）−体およ
び（Ｄ，Ｌ）−体混合物の優先晶析や洗浄による（Ｌ，
Ｌ）−イミノジコハク酸の選択的取得方法。そして、
（Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノジコハク酸およびその
アルカリ金属塩の少なくとも一種類を有効成分とする生
分解性キレート剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マレイン酸半エステル
とアンモニア、あるいはマレイン酸半エステルとアスパ
ラギン酸から、イミノジコハク酸およびそのアルカリ金
属塩を製造する方法に関する。

【０００２】また、本発明は、（Ｌ）−アスパラギン酸
とマレイン酸半エステルから（Ｄ，Ｄ）−体を含まない
イミノジコハク酸およびそのアルカリ金属塩を製造する
方法に関する。

【０００３】さらにまた、本発明は、（Ｄ，Ｄ）−体を
含まないイミノジコハク酸およびそのアルカリ金属塩の
生分解性キレート剤としての利用に関する。イミノジコ
ハク酸およびそのアルカリ金属塩は、生分解性キレート
剤として洗浄剤組成物、洗剤ビルダー、重金属封鎖剤、
過酸化物安定剤などに広く用いられる。

【０００４】

【従来の技術】イミノジコハク酸を製造する方法は、従
来から種々知られている。例えば、アンモニア一分子に
二分子のマレイン酸を付加する方法（英国特許明細書第
１３０６３３１号）、アスパラギン酸一分子に一分子の
マレイン酸を付加する方法（特開平５−３２０１０９号
公報）などがある。

【０００５】これら従来技術の最大の問題点は、マレイ
ン酸の低反応性にある。イミノジコハク酸の製造におい
て、実用的な反応収率を得るためには、反応混合物を長
時間還流する必要がある。しかしながら、そのような製
造条件ではマレイン酸のフマル酸への異性化、マレイン
酸のリンゴ酸への水和、あるいは、イミノジコハク酸の
アスパラギン酸への分解等の副反応を伴う。マレイン酸
の異性化や水和は、目的物の収率を低下させるのみでは
なく、しばしば反応液に着色を与える原因となる。また
イミノジコハク酸の分解は、逆マイケル付加反応による
ものであり、しばしば目的物のラセミ化の原因となる。

【０００６】従来技術のもう一つの問題点は、目的とす
るイミノジコハク酸が立体異性体の混合物として得られ
ることである。すなわち、アンモニア一分子に二分子の
マレイン酸を付加する従来技術によって得られるイミノ
ジコハク酸が、（Ｄ，Ｌ）−体７５％、（Ｄ，Ｄ）−体
２５％、（Ｌ，Ｌ）−体２５％の立体異性体混合物とし
て得られることは、その反応機構から自明である。また
同様に、アスパラギン酸一分子に一分子のマレイン酸を
付加する従来技術も、原料に（Ｌ）−アスパラギン酸を
用いない限り、得られるイミノジコハク酸の立体異性体
混合物は、生分解性に極めて乏しい（Ｄ，Ｄ）−体を２
５％含有する。

【０００７】従来技術の更にもう一つの問題点は、
（Ｄ，Ｌ）−イミノジコハク酸と（Ｄ，Ｄ）−あるいは
（Ｌ，Ｌ）−イミノジコハク酸とは、化学的に性質の異
なるジアステレオマーの関係にあるにもかかわらず、こ
れらのキレート力や水溶性の差には全く言及がなされて
いないことである。すなわち、生分解性、水溶性、キレ
ート力、のいずれの見地からも特にすぐれた（Ｌ，Ｌ）
−イミノジコハク酸およびそのアルカリ金属塩を分離し
て利用する可能性は、未だ検討が試みられていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術の問題点を解決すべくなされたもので、イミノジコ
ハク酸およびそのアルカリ金属塩の工業的に有利な製造
方法を提供することを目的としており、具体的には、ア
ンモニアまたはアスパラギン酸を原料とし、反応性に優
れたマレイン酸半エステルを付加反応に用いることによ
り、目的とするイミノジコハク酸およびそのアルカリ金
属塩を、短反応時間かつ、高収率、高純度で提供するこ
とを課題とする。

【０００９】また本発明は、生分解性に優れる（Ｌ，
Ｌ）あるいは（Ｄ，Ｌ）−イミノジコハク酸およびその
アルカリ金属塩の工業的に有利な選択的製造方法を提供
することを目的としており、具体的には、（Ｌ）−アス
パラギン酸を原料とし、反応性に優れたマレイン酸半エ
ステルを付加反応に用いることにより、目的とする
（Ｌ，Ｌ）あるいは（Ｄ，Ｌ）−イミノジコハク酸およ
びそのアルカリ金属塩を、（Ｄ，Ｄ）−体の副生を伴わ
ず、短反応時間かつ、高収率、高純度で提供することを
課題とする。

【００１０】さらに本発明は、（Ｌ，Ｌ）および（Ｄ，
Ｌ）−イミノジコハク酸の立体異性体混合物から、生分
解性、キレート力、水溶性に特にすぐれる（Ｌ，Ｌ）−
イミノジコハク酸およびそのアルカリ金属塩の工業的に
有利な分離方法を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究の結果、アスパラギン酸またはア
ンモニアをアルカリ性条件下で付加反応に供する際、従
来用いられていたマレイン酸に代えてマレイン酸半エス
テルを用いることで、短い反応時間にもかかわらず、目
的とするイミノジコハク酸のアルカリ金属塩が、高反応
収率で得られることを見いだした。同様に、（Ｌ）−ア
スパラギン酸をアルカリ性条件下で付加反応に供する
際、マレイン酸半エステルを用いることで、短い反応時
間にもかかわらず、目的とする（Ｌ，Ｌ）および（Ｄ，
Ｌ）−イミノジコハク酸アルカリ金属塩の１：１立体異
性体混合物が、高反応収率で得られることを見いだし
た。また、これら反応生成物中におけるフマル酸、リン
ゴ酸、マレイン酸等の副生成物の含量が極めて低濃度で
あることに加え、（Ｌ）−アスパラギン酸を原料とした
場合、（Ｄ，Ｄ）−イミノジコハク酸が全く生成してい
ないことから、反応生成物を単に蒸発乾固するのみで、
（Ｌ，Ｌ）および（Ｄ，Ｌ）−イミノジコハク酸の四ア
ルカリ金属塩が高収率、高純度で得られることを見いだ
した。

【００１２】さらに本発明者らは、これら反応生成物を
適宜濃縮後、鉱酸を添加することでイミノジコハク酸の
結晶が得られることを見いだすとともに、特に（Ｌ）−
アスパラギン酸を原料とした場合、酸析後、優先晶析に
よる（Ｄ，Ｌ）−体の除去、または水を用いた洗浄によ
る（Ｌ，Ｌ）−体の溶出等により、（Ｌ，Ｌ）−イミノ
ジコハク酸あるいはそのアルカリ金属塩を選択的に取得
できることを見いだした。しかも、これらの方法で得ら
れる（Ｌ，Ｌ）および（Ｄ，Ｌ）−イミノジコハク酸、
およびそのアルカリ金属塩が極めて生分解性に優れるキ
レート剤であることを見いだした。その上、（Ｌ，Ｌ）
−イミノジコハク酸あるいはそのアルカリ金属塩が、生
分解性、水溶性、キレート力のいずれの見地からも特に
優れるキレート剤であること等を見いだして本発明に到
達したものである。

【００１３】すなわち、本発明は、マレイン酸半エステ
ルをアルカリ性条件下、アスパラギン酸またはアンモニ
アに付加することを特徴とするイミノジコハク酸のアル
カリ金属塩の製造方法、また、マレイン酸半エステルを
アルカリ性条件下、アンモニアまたはアスパラギン酸に
付加し、次いで鉱酸で酸析結晶化することを特徴とする
イミノジコハク酸の製造方法に関する。

【００１４】同様に本発明は、（Ｌ）−アスパラギン酸
に、アルカリ性条件下マレイン酸半エステルを付加する
ことを特徴とする（Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノジコ
ハク酸のアルカリ金属塩の製造方法、また、（Ｌ）−ア
スパラギン酸に、アルカリ性条件下マレイン酸半エステ
ルを付加し、次いで鉱酸で酸析結晶化することを特徴と
する（Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノジコハク酸の製造
方法に関する。

【００１５】さらに本発明は、イミノジコハク酸あるい
はそのアルカリ金属塩の（Ｌ，Ｌ）−体および（Ｄ，
Ｌ）−体の混合物中から、優先晶析による（Ｄ，Ｌ）−
体の選択的除去、または洗浄による（Ｌ，Ｌ）−体の選
択的溶出を特徴とする（Ｌ，Ｌ）−イミノジコハク酸あ
るいはそのアルカリ金属塩の取得方法、そして、（Ｄ，
Ｄ）−体を含まないイミノジコハク酸およびそのアルカ
リ金属塩の少なくとも一種類を有効成分として含有する
生分解性キレートに関する。

【００１６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
方法は、マレイン酸半エステルをアルカリ性条件下、ア
スパラギン酸またはアンモニアに作用させる付加反応工
程と、その反応生成物にアルカリ金属水酸化物を添加す
る加水分解反応工程、さらにその反応生成物を完全に濃
縮して目的とするイミノジコハク酸四アルカリ金属塩を
単離する蒸発乾固工程からなる。あるいは、マレイン酸
半エステルをアルカリ性条件下、アスパラギン酸または
アンモニアに作用させる付加反応工程と、その反応生成
物にアルカリ金属水酸化物を添加する加水分解反応工
程、さらにその反応生成物に鉱酸を添加してイミノジコ
ハク酸を単離する酸析結晶化工程からなる。

【００１７】また、（Ｌ）−アスパラギン酸を付加反応
工程に用いた場合、本発明の方法は、酸析工程によって
得られる（Ｌ，Ｌ）−および（Ｄ，Ｌ）−イミノジコハ
ク酸の立体異性体混合物から（Ｄ，Ｌ）−体の結晶を濾
別して（Ｌ，Ｌ）−イミノジコハク酸を選択的に取得す
る優先晶析除去工程からなる。あるいは、蒸発乾固工程
によって得られる（Ｌ，Ｌ）−および（Ｄ，Ｌ）−イミ
ノジコハク酸四アルカリ金属塩の立体異性体混合物を水
で洗浄して（Ｌ，Ｌ）−イミノジコハク酸四アルカリ金
属塩を選択的に取得する洗浄工程からなる。

【００１８】本発明の原料として用いられるマレイン酸
半エステルは、炭素数１〜５個程度の低分子アルコール
との半エステルから選択することが可能であるが、調製
の容易さ、反応性、水溶性、コストの見地から、好まし
くはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル
のアルコールとの半エステルが、特に、メチルアルコー
ルとの半エステルが好ましい。

【００１９】マレイン酸半エステルは、いかなる製法に
よって合成されたものでも使用可能であるが、本発明の
反応に先だって以下のように調製してもよい。すなわ
ち、マレイン酸半エステルは、無水マレイン酸に対し１
〜５倍モル、好ましくは１．０〜１．５倍モルの低分子
アルコールとの共存下、低分子アルコールの沸点付近に
て０．１〜３．２時間、好ましくは、０．２〜０．７時
間加熱還流することによって合成される。通常、マレイ
ン酸半エステルは、過剰低分子アルコールを常圧あるい
は減圧条件下にて留去することにより、無色透明な液体
として無水マレイン酸に対し定量的に得られる。

【００２０】得られたマレイン酸半エステルは、一旦単
離しても、反応槽内にてそのまま次工程に用いてもよ
い。過剰の低分子アルコールの留去は必ずしも必要では
ないが、残存量が多いと次工程における反応温度の低下
等の悪影響を及ぼす場合がある。マレイン酸半エステル
は、原液あるいはその優れた水溶性を利用して希釈して
使用できる。あるいは、等モル倍のアルカリ金属水酸化
物によって中和し、マレイン酸半エステル一アルカリ金
属塩水溶液として用いるのも有効な手段である。

【００２１】付加反応工程において用いられるアルパラ
ギン酸は、Ｄ体、Ｌ体およびラセミ体が使用できるが、
生成物の生分解性の観点からＬ体が好ましく選択され
る。生分解性上不利な（Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノ
ジコハク酸を得ようとする場合は、原料として（Ｌ）−
アスパラギン酸を選択し、マレイン酸半エステルとの付
加反応に供することが好ましい。付加反応工程において
用いられるアルパラギン酸は、工業的に入手できる純度
７０％以上、好ましくは８５％以上の固体が使用できる
が、その製造途中で得られるアルカリ金属塩またはその
アルカリ金属塩の水溶液を直接用いることもできる。

【００２２】付加反応工程において用いられるアルパラ
ギン酸の使用量は、マレイン酸半エステルに対し０．６
〜１．４倍モル、好ましくは０．８〜１．２倍モル、特
に好ましくは０．９〜１．１倍モルの範囲で選択され
る。

【００２３】付加反応工程においてアンモニアを原料に
用いる場合、気体、液体および水溶液など種々形態での
使用が可能であり、使用量は、マレイン酸半エステルに
対し０．３〜０．８倍モル、好ましくは０．４〜０．６
倍モルの範囲で適宜選択される。

【００２４】付加反応工程におけるアルカリ条件は、ア
ルカリ金属水酸化物あるいはその水溶液の添加によって
達成される。加えて、アスパラギン酸アルカリ金属塩、
マレイン酸半エステルアルカリ金属塩、およびこれらの
水溶液を用いてもよい。用いるアルカリ金属の種類とし
ては、Ｌｉ，ＮａまたはＫ，好ましくはＫおよびＮａが
用いられる。付加反応工程におけるアルカリ性条件のｐ
Ｈは、１０〜１３、好ましくは１０．５〜１２．５の範
囲で選択される。ｐＨ１３以上では、反応液中のカルボ
キシル基の合計を上回るモル量のアルカリ金属水酸化物
が存在するため、マレイン酸半エステル一アルカリ金属
塩からマレイン酸二アルカリ金属塩への加水分解が進行
する。マレイン酸二アルカリ金属塩の副生割合が増大す
ると全体としての付加反応速度の低下につながるので、
過度のアルカリ性条件は避けなければならない。

【００２５】付加反応工程に先立ちアスパラギン酸また
はアンモニア、マレイン酸半エステル、およびアルカリ
性条件を達成するためのアルカリ金属塩の三者が水中に
混合される。マレイン酸半エステルを用いる本発明の方
法が従来技術と比べて優れている点の一つは、その混合
順序および方法に幅広い組み合わせが可能なことであ
る。すなわち、従来技術では、マレイン酸無水物を予め
水溶液中でマレイン酸に水和する工程が必要であった
が、この水和が充分に行われないうちにアスパラギン酸
またはアンモニアを混合すると、アミノ基に対するアミ
ド化が優先的に進行してしまうという欠点があった。こ
れに対してマレイン酸半エステル用いる本発明の方法に
よれば、いかなる条件下でも副反応のアミド化が進行す
る心配がない。さらに有利な点は、マレイン酸やマレイ
ン酸無水物は取扱いに不便な固体であるのに対し、マレ
イン酸半エステルは水溶性と流動性に富む不揮発性の液
体である点にある。

【００２６】付加反応工程における温度は、８０〜１５
０℃、好ましくは１００〜１２０℃の範囲で実施するの
がよい。反応は、通常常圧で実施されるが、オ−トクレ
ーブ中加圧条件下で実施するのも有効な手段である。加
圧反応は、特に原料にアンモニアを用いる場合に有利で
ある。

【００２７】付加反応工程における反応時間は、０．５
〜２４時間、好ましくは１〜８時間、さらに好ましくは
２〜５時間の範囲で実施するのが良い。本発明方法にお
いて従来技術と比較して最も改善された点の一つは、付
加反応が驚くべき短時間内に終結することである。マレ
イン酸半エステル一アルカリ金属塩の反応性がマレイン
酸二アルカリ金属塩と比較して増大する原因は、共役二
重結合上の電子密度が低下するために求核剤としてのア
ミノ基の付加をより受け易いためと推測される。一方、
マレイン酸ジメチルのようなジエステル体について同様
に付加反応を検討したが、ジエステル体は、水溶性に乏
しく、反応は全く進行しなかった。すなわち、本発明に
おいて用いられるマレイン酸半エステルは、高い求電子
性と高い水溶性とを合わせもつ反応性に優れた原料であ
ると結論付けられる。

【００２８】加水分解工程は、付加反応工程で用いたマ
レイン酸半エステルに対し０．９〜１．３倍モル、好ま
しくは１．０〜１．０５倍モルの金属水酸化物あるいは
その水溶液を反応液中に添加することにより、付加反応
工程で用いたマレイン酸半エステルと等モル量の低分子
アルコールが遊離し、イミノジコハク酸の四アルカリ金
属塩が反応液中に生成する。

【００２９】加水分解工程における温度は、８０〜１５
０℃、好ましくは１００〜１２０℃の範囲で実施され、
反応時間は、０．１〜３．０時間、好ましくは０．５〜
１．５時間の範囲で実施するのが良い。反応液を必要以
上の高温にて長時間処理することは、逆マイケル付加に
よる目的物の分解およびラセミ化につながるので避ける
べきである。

【００３０】本発明の方法において、加水分解工程の後
の反応液は常に無色透明であり、しかも、通常不純物は
ほとんど検出されない。これは、従来技術において粗反
応液がしばしば着色を帯び、フマル酸、マレイン酸、リ
ンゴ酸、およびアスパラギン酸等の不純物を含む事実と
極めて対照的である。

【００３１】さらに本発明の方法において重要な点は、
付加反応工程において（Ｌ）−アスパラギン酸とマレイ
ン酸半エステルを原料として用いて加水分解工程に至っ
た場合に得られるイミノジコハク酸の四アルカリ金属塩
が、（Ｄ，Ｌ）−体と（Ｌ，Ｌ）−体の１：１混合物で
あり、（Ｄ，Ｄ）−体は全く検出されないことである。
これは、従来技術において（Ｌ）−アスパラギン酸とマ
レイン酸を原料として用いた場合でも、ラセミ化により
（Ｄ，Ｄ）−体が副生してしまう事実と極めて対照的で
ある。すなわち、（Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノジコ
ハク酸の四アルカリ金属塩の製造は、本発明方法におけ
る（Ｌ）−アスパラギン酸とマレイン酸半エステルとの
組合によってのみ実現が可能である。

【００３２】本発明の方法における（Ｄ，Ｄ）−体を含
まないイミノジコハク酸の四アルカリ金属塩の製造方法
は、生分解性に優れたキレート剤を供給する見地から極
めて意義の大きいものである。なぜなら、分子の二箇所
に非天然型の立体構造を持つ（Ｄ，Ｄ）−体は、（Ｌ，
Ｌ）−体や（Ｄ，Ｌ）−体と比較して生分解性に極めて
乏しいため、環境中に蓄積してしまうからである。すな
わち、製造工程において（Ｄ，Ｄ）−体が混入すること
は、キレート剤の生分解性の低下に深刻な影響を及ぼ
す。

【００３３】蒸発乾固工程は、加水分解工程によって得
られた反応液の水分を留去することによって蒸発乾固す
るか、あるいは反応液をそのまま半濃縮してからスプレ
ードライに供することによって達成されるが、いずれの
場合でも高純度、高収率でイミノジコハク酸の四アルカ
リ金属塩が純白の結晶として得られる。また、蒸発乾固
工程における目的物の異性化や分解は認められない。

【００３４】洗浄工程は、蒸発乾固工程によって得られ
たイミノジコハク酸の四アルカリ金属塩を吸引濾過装置
上にて適量の水を用いて洗浄するか、あるいは、イミノ
ジコハク酸の四アルカリ金属塩を適量の水に部分溶解さ
せ、上澄み液と残査と濾別することによって達成され
る。洗浄工程において用いられる水の量は、イミノジコ
ハク酸の四アルカリ金属塩に対して５０〜９５０重量
％、好ましくは２００〜５００重量％、また水温は、０
〜１００℃、好ましくは１０〜７０℃の範囲で適宜実施
される。

【００３５】本発明法において驚くべきことは、本来
１：１である（Ｄ，Ｌ）−体と（Ｌ，Ｌ）−体の生成比
が、洗浄工程で回収される濾液では、（Ｌ，Ｌ）−体が
はるかに優先的なことであり、この事実は、（Ｌ，Ｌ）
−体の水溶性が（Ｄ，Ｌ）−体と比較してはるかに優れ
ることを意味する。洗浄工程で得られる濾液を濃縮する
ことにより、（Ｌ，Ｌ）−イミノジコハク酸の四アルカ
リ金属塩を選択的に取得することが可能である。

【００３６】しかし、（Ｄ，Ｌ）−体の分離が完全に行
われない場合でも、（Ｌ，Ｌ）−体の組成比が５５％以
上、好ましくは６０％以上である異性体混合物の水溶液
は、従来技術による１：１異性体混合物の同濃度水溶液
と比較した場合、明らかに透明度が高く数カ月の放置の
後もスラリー化や変色の兆候すら示さないため、ビルダ
ー用水溶液等に用いる際、取扱いに極めて有利である。

【００３７】本発明の方法によって選択的に取得された
サンプルを用いた試験結果によれば、（Ｌ，Ｌ）−イミ
ノジコハク酸の四アルカリ金属塩は、生分解性、水溶
性、キレート力いずれの見地からも特に優れるキレート
剤である。このことは、（Ｄ，Ｌ）−体の場合に二つの
コハク酸単位が分子平面に対しそれぞれ前後に突出する
のに対し、（Ｌ，Ｌ）−体の場合は、二つのコハク酸単
位が分子平面に対し同一方向に突出することに起因する
と示唆される。すなわち、（Ｌ，Ｌ）−体は、水分子や
カチオンに対し分子構造構造的に無理なく五座配位が可
能であると考えられる。

【００３８】付加反応工程において（±）−アスパラギ
ン酸やアンモニアを用いた場合でも、洗浄工程において
（Ｄ，Ｌ）−体、あるいは（Ｌ，Ｌ）と（Ｄ，Ｄ）−体
からなるラセミ混合物のそれぞれを選択的に取得するこ
とが可能である。

【００３９】酸析結晶化工程において用いられる鉱酸と
しては、塩酸、硝酸、硫酸などが挙げられるが、特に硫
酸が好ましく用いられる。硫酸は、工業的に入手可能な
純度６０〜９８％のものから選択され、加水分解工程に
よって得られた反応液をｐＨ１．０〜３．０、好ましく
はｐＨ１．５〜２．５に調節するための必要量が用いら
れる。硫酸滴下時の温度は、１０〜１００℃、好ましく
は４０〜８０℃の範囲で実施するのが良く、滴下時間
は、０．５〜６時間、好ましくは１〜５時間の範囲が良
い。

【００４０】目的物であるイミノジコハク酸は、硫酸添
加後の反応物を０〜５０℃、好ましくは１０〜４０℃に
て、０〜７２時間、好ましくは１〜５時間熟成した後、
析出する結晶を吸引濾過により回収することによって得
られる。得られる結晶は、付加反応工程にて（Ｌ）−ア
スパラギン酸を用いた場合、イミノジコハク酸の（Ｄ，
Ｌ）−体と（Ｌ，Ｌ）−体の混合物から構成される。副
生成物はほとんど存在しない。

【００４１】本発明の方法において驚くべきことは、加
水分解工程後（Ｄ，Ｌ）−体と（Ｌ，Ｌ）−体の生成比
が１：１であるのが、酸析結晶化工程によって得られる
結晶では、（Ｄ，Ｌ）−体がはるかに優先的なことであ
る。これは、結晶性に優れる（Ｄ，Ｌ）−体が優先的に
回収されるのに対し、水溶性に優れる（Ｌ，Ｌ）−体
は、濾液中に溶離することを意味する。

【００４２】酸析結晶化工程では、目的とするイミノジ
コハク酸の（Ｄ，Ｌ）−体と（Ｌ，Ｌ）−体を、単に等
量混合物の結晶として取得するのみではなく、酸析後の
反応液から優先晶析の原理を利用して、結晶中の（Ｄ，
Ｌ）−体および濾液中の（Ｌ，Ｌ）−体の比を高めるこ
とができる。このように、酸析結晶化工程を優先晶析除
去工程として実施することにより、硫酸ナトリウムと
（Ｄ，Ｌ）−体を除去し、（Ｌ，Ｌ）−イミノジコハク
酸を選択的に取得することが可能である。

【００４３】優先晶析除去工程における酸析液中のイミ
ノジコハク酸の濃度は、立体異性体混合物の酸換算濃度
で５〜８５重量％、好ましくは２０〜６５％の範囲から
選ばれる。優先晶析除去工程における熟成温度および熟
成時間は、酸析結晶化工程と同様の条件で実施される。

【００４４】イミノジコハク酸の（Ｌ，Ｌ）−体および
（Ｄ，Ｌ）−体の分別は、優先晶析除去工程の他、蒸発
乾固工程によって、一旦単離された（Ｌ，Ｌ）および
（Ｄ，Ｌ）−体の四アルカリ金属塩の立体異性体混合物
を水で洗浄して、（Ｌ，Ｌ）−体の四アルカリ金属塩を
選択的に溶出して取得する洗浄工程によっても達成され
る。

【００４５】洗浄工程における水の量は、イミノジコハ
ク酸四アルカリ金属塩の立体異性体混合物に対し、１〜
１００重量倍、好ましくは２〜２０重量倍用いるのが良
く、ブフナー漏斗等の濾過装置上で洗浄に用いる他、反
応槽中で用い、一旦、懸濁液として部分溶解させた後に
濾過してもよい。洗浄工程における熟成温度および熟成
時間は、酸析結晶化工程と同様の条件で実施される。

【００４６】優先晶析除去工程や洗浄工程にて、（Ｄ，
Ｌ）−体を部分除去することは、イミノジコハク酸およ
びその四アルカリ金属塩水溶液のスラリー化や着色を防
ぎ、水溶液の保存性を向上させるためにも有効な手段で
ある。

【００４７】また、付加反応工程において（±）−アス
パラギン酸やアンモニアを用いた場合でも、優先晶析除
去工程や洗浄工程において（Ｄ，Ｌ）−体、あるいは
（Ｌ，Ｌ）と（Ｄ，Ｄ）−体からなるラセミ混合物のそ
れぞれを選択的に取得することが可能である。この場
合、ラセミ体は、水溶性およびキレート力においては
（Ｄ，Ｌ）−体をしのぐが、生分解性キレート剤として
の利用には適さない。

【００４８】本発明の方法によって選択的に取得された
サンプルを用いた試験結果により、（Ｌ，Ｌ）−イミノ
ジコハク酸が生分解性、水溶性、キレート力いずれの見
地からも特に優れるキレート剤であることが明らかとな
った。

【００４９】

【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【００５０】実施例１ 攪拌機、温度計、滴下漏斗および蒸留装置を付した反応
器に、無水マレイン酸100g (1.02 モル) を仕込み、55
℃から65℃にて溶解させた後、無水メタノール32.6g
(1.02モル) を30分にて滴下した。温度を65℃に保持し
たまま、更に30分攪拌を続けた。このようにして得られ
たマレイン酸モノメチルエステルに35重量% の (L)- ア
スパラギン酸二ナトリウム水溶液 389g (1.02 モル) 、
続いて45重量% の水酸化ナトリウム水溶液 90.7g (1.02
モル) を加えた。反応液を105 ℃の還流下にて4 時間
攪拌した後、再び45重量% の水酸化ナトリウム水溶液 9
0.7g(1.02 モル) を加え、還流下0.5 時間攪拌を続け
た。この反応液を更に0.5 時間かけて水分留去すること
によって得られるスラリーを、スプレードライ方式によ
り120 ℃で乾燥粉末化し、イミノジコハク酸四ナトリウ
ム塩 361g (粗収率105%) を純白の結晶として得た。キ
ラルカラムを用いたHPLC分析の結果、このイミノジコハ
ク酸四ナトリウム塩は、(L,L)-体50% と(D,L)-体50% と
からなる立体異性体混合物であり、(D,D)-体の副生は認
められなかった。このイミノジコハク酸四ナトリウム塩
の詳細な成分分析を表１に示す。

【００５１】実施例２〜４ 付加反応時間を表１に示した条件に変更した以外、実施
例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。

【００５２】実施例５ 原料を（Ｄ）−アスパラギン酸に変更した以外、実施例
４と同様の操作を行った。結果を表１に示す。

【００５３】実施例６ 攪拌機、温度計、滴下漏斗および蒸留装置を付した反応
器に、無水マレイン酸100g (1.02 モル) と無水メタノ
ール 100g を仕込み、攪拌下30分間還流した後、過剰量
メタノールを留去した。このようにして得られたマレイ
ン酸モノメチルエルテルに水200gを加え希釈した後、45
重量% の水酸化ナトリウム水溶液 90.7g(1.02 モル)
次いで、35重量% の (L)- アスパラギン酸二ナトリウム
水溶液 389g (1.02 モル) を加えた。反応液を105 ℃の
還流下にて４時間攪拌した後、再び45重量% の水酸化ナ
トリウム水溶液 90.7g (1.02 モル) を加え、還流下0.
5時間攪拌を続けた。この反応液を更に0.5 時間かけて
水分留去することによって得られるスラリーを、スプレ
ードライ方式により120 ℃で乾燥粉末化し、イミノジコ
ハク酸の四ナトリウム塩 361g (粗収率105%) を純白な
結晶として得た。キラルカラムを用いたHPLC分析の結
果、このイミノジコハク酸の四ナトリウム塩は、(L,L)-
体50% と(D,L)-体50% とからなる立体異性体混合物であ
り、(D,D)-体の副生は認められなかった。このイミノジ
コハク酸の四ナトリウム塩の詳細な成分分析を表1 に示
す。

【００５４】実施例７〜８ 付加反応時間を表１に示した条件に変更した以外、実施
例６と同様の操作を行った。結果を表１に示す。

【００５５】比較例１ 無水マレイン酸 49.0g (0.5 モル) を水 105g に溶解し
マレイン酸に変換した。これに(L)-アスパラギン酸 66.
6g (0.5 モル) を加えた後、溶液を冷却しながら48重
量% の水酸化ナトリウム水溶液を添加した。この反応液
を還流下20時間攪拌して反応を行った。得られた反応液
中のイミノジコハク酸の四ナトリウム塩を、キラルカラ
ムを用いたHPLCにて分析した結果、(L,L)-体41% と(D,
L)-体50%の他、(D,D)-体9%の副生が認められた。このイ
ミノジコハク酸の四ナトリウム塩の詳細な成分分析を表
1 に示す。

【００５６】比較例２〜３ 付加反応時間を表１に示した条件に変更した以外、比較
例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。

【００５７】比較例４ 原料を（Ｄ）−アスパラギン酸に変更した以外、比較例
１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。

【００５８】

【表１】

【００５９】ただし、表１における略称および分析条件
は以下の通りである。 （略称） IDSA：イミノジコハク酸塩 Asp ：アスパラギン酸 Fa ：フマル酸 （分析条件） 成分分析比：Inertsil ODS-2 カラムを使用し 207 nm
にて検出 IDSAの立体異性体組成比：MCL GEL CRSIOW カラムを使
用し 254 nmにて検出

【００６０】実施例９ 実施例１と同様な方法で得られた(L,L)-体50% と(D,L)-
体50% とからなるイミノジコハク酸四ナトリウム塩の立
体異性体混合物 337g (10 モル) を水150gに懸濁し、50
℃で1 時間攪拌した後、濾過した。水溶性分画として得
られた無色透明の濾液は、3 カ月放置後も変色やスラリ
ー化の兆しもなく、ビルダー等としての利用に最適であ
った。この濾液を濃縮した後、120 ℃で蒸発乾固すると
(L,L)-体57%と(D,L)-体 43%とからなるイミノジコハク
酸四ナトリウム塩の立体異性体混合物 286g (8.5モル、
回収率 85%) が得られた。一方、難溶性分画として得ら
れた残査を120 ℃で蒸発乾固すると(L,L)-体 7% と(D,
L)-体 93%とからなるイミノジコハク酸四ナトリウム塩
の立体異性体混合物 51g (1.5 モル、回収率 15%) が得
られた。

【００６１】実施例１０〜１５ 用いた水の質量および温度を表２に示すように変更した
以外、実施例９と同様の操作を行った。結果を表２に示
す。

【００６２】

【表２】

【００６３】実施例１６ 実施例１で得た加水分解反応液を50℃まで放冷した後、
98% 硫酸 225g (2.25モル) を毎分5.0 g の滴下速度で
添加した。この間、反応液温度は80℃に上昇した。この
反応液を20℃にて8 時間放冷すると、結晶が析出したの
で濾別した。難溶性分画として得られた湿結晶を105 ℃
で蒸発乾固するとイミノジコハク酸の立体異性体混合物
および硫酸ナトリウムからなる結晶 508g を得た。一
方、水溶性分画として得られた無色透明な濾液を濃縮し
た後、105 ℃で蒸発乾固するとイミノジコハク酸の立体
異性体混合物および硫酸ナトリウムからなる結晶 265g
を得た。それぞれの区分の組成を、表３に示す。

【００６４】実施例１７〜２２ 放冷温度と時間を表３に示した条件に変更した以外、実
施例１６と同様に操作を行った。結果を表３に示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】実施例２３ 実施例１５で得られた（Ｌ，Ｌ）−イミノジコハク酸四
ナトリウム塩の生分解性試験をＯＥＣＤテストガイドラ
イン３０１修正ＭＩＴＩ試験に準じて下記条件にて行っ
た。結果を表４に示す。 （試験条件） 試験サンプル濃度：30mg/l 活性汚泥: 標準活性汚泥 活性汚泥濃度: 100mg/l 試験温度: 25±1 ℃ 試験期間: 28日

【００６７】比較例５〜８ 実施例２３と同様の条件で、（Ｄ，Ｄ）−，（Ｄ，Ｌ）
−イミノジコハク酸四ナトリウム塩およびこれらの異性
体混合物について生分性解試験を行った。結果を表４に
示す。

【００６８】

【表４】

【００６９】実施例２４ 実施例１５で得られた（Ｌ，Ｌ）−イミノジコハク酸四
ナトリウム塩のカルシウムイオンに対する捕捉能を、J.
Am. Oil. Chem. Soc., 1970年、48巻、682 頁記載の方
法に準じて測定した。結果を表５に示す。

【００７０】比較例９〜１２ 実施例２４と同様の条件で、（Ｄ，Ｌ）−イミノジコハ
ク酸四ナトリウム塩および異性体混合物についても捕捉
能試験を行った。結果を表５に示す。

【００７１】

【表５】

【００７２】本発明の方法によれば、無水マレイン酸か
ら容易に調製されるマレイン酸半エステルを用い、高収
率しかも短反応時間で高純度のイミノジコハク酸および
そのアルカリ金属塩を得ることができる。また、本発明
は次のような利点もある。 （１）工業原料として入手できるアスパラギン酸、アス
パラギン酸アルカリ金属塩、アンモニア、およびこれら
水溶液を用いることができる。 （２）付加反応工程、加水分解反応工程、蒸発乾固工
程、あるいは酸析結晶化工程を通じて不純物の副生がほ
とんど無いため、中間体を単離することなく一槽反応と
しての実施が可能である。 （３）マレイン酸半エステルは、従来技術で用いられて
いた無水マレイン酸やマレイン酸と異なり水溶性と流動
性に富む不揮発性の液体であり、取扱上極めて有利であ
る。 （４）アミド化反応等、好ましくない副反応の進行の恐
れがないので、付加反応工程において他原料との混合順
序に様々な組み合わせが可能である。 （５）短時間内に付加反応が終結するので、生産性の高
い工業生産が可能である。 （６）従来技術とは異なり、工程を通じて目的物のラセ
ミ化が全く進行しないため、（Ｌ）−アスパラギン酸を
原料に用いることによって難生分解性の（Ｄ，Ｄ）−体
を含まない目的物が得られるので、生分解性キレート剤
として用いる場合に極めて有利である。 （７）（Ｌ）−アスパラギン酸を原料に用いると、得ら
れる目的物の（Ｌ，Ｌ）−体および（Ｄ，Ｌ）−体の混
合物中から、優先晶析による（Ｄ，Ｌ）−体の除去や洗
浄による（Ｌ，Ｌ）−体の溶出により、生分解性、キレ
ート力、水溶性に特に優れた（Ｌ，Ｌ）−体を選択的に
取得できる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マレイン酸半エステルをアルカリ性条件
   下、アスパラギン酸またはアンモニアに付加することを
   特徴とするイミノジコハク酸のアルカリ金属塩の製造方
   法。
2. 【請求項２】 マレイン酸半エステルをアルカリ性条件
   下、アスパラギン酸またはアンモニアに付加し、次いで
   鉱酸で酸析結晶化することを特徴とするイミノジコハク
   酸の製造方法。
3. 【請求項３】 （Ｌ）−アスパラギン酸にアルカリ性条
   件下、マレイン酸半エステルを付加することを特徴とす
   る（Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノジコハク酸のアルカ
   リ金属塩の製造方法。
4. 【請求項４】 （Ｌ）−アスパラギン酸にアルカリ性条
   件下、マレイン酸半エステルを付加し、次いで鉱酸で酸
   析結晶化することを特徴とする（Ｄ，Ｄ）−体を含まな
   いイミノジコハク酸の製造方法。
5. 【請求項５】 イミノジコハク酸あるいはそのアルカリ
   金属塩の（Ｌ，Ｌ）−体および（Ｄ，Ｌ）−体の混合物
   中から、優先晶析による（Ｄ，Ｌ）−体の除去、または
   水洗浄による（Ｌ，Ｌ）−体の溶出を特徴とする（Ｌ，
   Ｌ）−イミノジコハク酸あるいはそのアルカリ金属塩の
   選択的取得方法。
6. 【請求項６】 （Ｄ，Ｄ）−体を含まないイミノジコハ
   ク酸およびそのアルカリ金属塩の少なくとも一種を有効
   成分として含有する生分解性キレート剤。