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JP2016202030A - Methods for manufacturing (meth)acrylamide, (meth)acrylamide polymers and production methods thereof - Google Patents

Methods for manufacturing (meth)acrylamide, (meth)acrylamide polymers and production methods thereof Download PDF

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JP2016202030A
JP2016202030A JP2015084965A JP2015084965A JP2016202030A JP 2016202030 A JP2016202030 A JP 2016202030A JP 2015084965 A JP2015084965 A JP 2015084965A JP 2015084965 A JP2015084965 A JP 2015084965A JP 2016202030 A JP2016202030 A JP 2016202030A
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acrylamide
acrylonitrile
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nitrile hydratase
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石田 努
Tsutomu Ishida
努 石田
佐藤 新
Arata Sato
新 佐藤
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing high quality (meth)acrylamide by using microbial cells and/or processed microbial cells as a catalyst comprising a nitrile hydratase, and acrylamide polymers having both water-solubility and a higher molecular weight as well as an excellent hue by using the (meth)acrylamide.SOLUTION: Provided herein is a method for producing (meth)acrylamide comprising the steps of: culturing a host cell transformed with a vector comprising a gene encoding a nitrile hydratase; and carrying out hydration reaction of (meth)acrylonitrile of which crotononitrile concentration is 100 ppm or less by the using the microbial cells and/or processed cells of the microorganism comprising the nitrile hydratase. In one method for producing (meth)acrylamide, the nitrile hydratase is derived from the genus Pseudonocardia or Rhodococcus. Also provided is a (meth)acrylamide polymer obtained by homopolymerization of the (meth)acrylamide or copolymerization with an amide compound and at least one kind of copolymerizable unsaturated monomer.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、菌体および/またはその菌体処理物を触媒として用いて、効率よく(メタ)アクリロニトリルを水和して、品質の優れた(メタ)アクリルアミドを製造する方法、ならびに当該(メタ)アクリルアミドを重合して得られる(メタ)アクリルアミド系重合体およびその重合体の製造方法に関するものである。   The present invention provides a method for producing (meth) acrylamide having excellent quality by efficiently hydrating (meth) acrylonitrile using a bacterial cell and / or a treated product thereof as a catalyst, and the (meta) The present invention relates to a (meth) acrylamide polymer obtained by polymerizing acrylamide and a method for producing the polymer.

アミド化合物の主要な製造方法の一つとして、ニトリル化合物を原料とする水和法は多くの場合に用いられており、アクリルアミド等のアミド化合物の工業的製法としては、例えば、ラネー銅等などの金属銅触媒を用い、アクリロニトリル等のニトリル化合物を水和する方法、あるいは近年ではニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物等を触媒として用い、ニトリル化合物を水和する方法が知られている。   As one of the main production methods of amide compounds, a hydration method using a nitrile compound as a raw material is used in many cases, and as an industrial production method of amide compounds such as acrylamide, for example, Raney copper or the like A method of hydrating a nitrile compound such as acrylonitrile using a metal copper catalyst, or a method of hydrating a nitrile compound using a microbial body containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof as a catalyst in recent years. Are known.

菌体および/またはその菌体処理物を触媒として用いる方法は、アクリロニトリル等のニトリル化合物の転化率および選択率が高いことから工業的に注目を浴びている。   The method of using bacterial cells and / or treated products thereof as a catalyst has attracted industrial attention because of high conversion and selectivity of nitrile compounds such as acrylonitrile.

このニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物等を触媒として、より高品質なアクリルアミドを効率よく製造するためには、菌体および/またはその菌体処理物等の触媒作用を阻害する不純物をできる限り除去する必要がある。   In order to efficiently produce higher quality acrylamide using the nitrile hydratase-containing cells and / or treated cells thereof as a catalyst, catalytic action of the cells and / or treated cells thereof is effective. It is necessary to remove as much impurities as possible.

またアクリルアミドは、主としてアクリルアミド系重合体の原料として用いられるが、近年、アクリルアミド系重合体には、より一層の高品質化が求められている。例えば、アクリルアミド系重合体の用途には凝集剤があるが、凝集剤として用いられるアクリルアミド系重合体は、近年、性能向上の要求に伴い、水溶性を維持しながらより一層の高分子量化が求められている。またアクリルアミド系重合体には、製紙用添加剤等の用途があるが、この製紙用添加剤としては、得られる紙の品質をさらに向上させるために、より色相の優れた重合体が求められている。   Acrylamide is mainly used as a raw material for acrylamide polymers, but in recent years, acrylamide polymers have been required to have higher quality. For example, there are flocculants in the use of acrylamide polymers, but acrylamide polymers used as flocculants have recently been required to have higher molecular weight while maintaining water solubility in accordance with the demand for improved performance. It has been. In addition, acrylamide polymers have applications such as papermaking additives. However, in order to further improve the quality of the obtained paper, a polymer having a better hue is required as the papermaking additive. Yes.

ニトリルヒドラターゼを含む菌体および/またはその菌体処理物等を触媒として得られるアクリルアミドの品質、あるいはアクリルアミド系重合体の品質を改善する方法として、例えば、特許文献1には、ニトリル化合物中の青酸濃度を化学的方法により低減させた後、ニトリル化合物にニトリルヒドラターゼを作用させるアミド化合物の製造方法が提案されている。また、特許文献2には、オキサゾール濃度が5mg/kg以下、且つ青酸濃度が1mg/kg以下であるアクリロニトリルを、酵素法により水和してアクリルアミドとし、該アクリルアミドを含むモノマーを重合するアクリルアミド系ポリマーの製造方法が提案されている。さらに、特許文献3には、水性媒体中でニトリル化合物からアミド化合物を製造する方法において、水性媒体中のベンゼン濃度が4.0ppm以下であることを特徴とするアミド化合物の製造方法が提案されている。   As a method for improving the quality of acrylamide obtained by using a bacterial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof as a catalyst, or a method for improving the quality of an acrylamide polymer, for example, Patent Document 1 discloses that A method for producing an amide compound in which a nitrile hydratase is allowed to act on a nitrile compound after the concentration of hydrocyanic acid is reduced by a chemical method has been proposed. Patent Document 2 discloses an acrylamide polymer in which acrylonitrile having an oxazole concentration of 5 mg / kg or less and a hydrocyanic acid concentration of 1 mg / kg or less is hydrated by an enzymatic method to form acrylamide, and a monomer containing the acrylamide is polymerized. The manufacturing method of this is proposed. Further, Patent Document 3 proposes a method for producing an amide compound characterized in that, in the method for producing an amide compound from a nitrile compound in an aqueous medium, the benzene concentration in the aqueous medium is 4.0 ppm or less. Yes.

しかしながら、これら従来技術においては、ニトリルヒドラターゼを含む菌体等の触媒作用を阻害する因子を排除して効率良くアクリロニトリルの水和反応をするという観点からは、必ずしも十分な効果が得られていない。   However, in these conventional techniques, sufficient effects are not always obtained from the viewpoint of efficiently hydrating acrylonitrile by eliminating factors that inhibit the catalytic action of bacterial cells including nitrile hydratase. .

特開平11/123098号パンフレットJP 11/123098 pamphlet 国際公開第2004/090148号パンフレットInternational Publication No. 2004/090148 Pamphlet 特開2012/029695号パンフレットJP 2012/029695 pamphlet

ニトリルヒドラターゼを利用してアミド化合物を効率的に製造するにあたって、従来技術では解決できない別の要因によってもニトリルヒドラターゼのアミド化合物生産性低下の現象が存在しており、その要因の解決も望まれていた。また(メタ)アクリルアミド、および(メタ)アクリルアミド系重合体の品質向上という観点からも、いまだ改善の余地があった。   In the efficient production of amide compounds using nitrile hydratase, there is another phenomenon that the amide compound productivity of nitrile hydratase decreases due to other factors that cannot be solved by the prior art. It was rare. In addition, there is still room for improvement from the viewpoint of improving the quality of (meth) acrylamide and (meth) acrylamide polymers.

本発明の課題は、ニトリルヒドラターゼを含む菌体および/またはその菌体処理物等を触媒として、より効率良く、しかもより高品位な(メタ)アクリルアミドを製造する方法、およびこの(メタ)アクリルアミドを用いて、色相に優れ、水溶性と高分子量化が両立した、品質の優れた(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to produce a (meth) acrylamide having higher efficiency and higher quality using a microbial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof as a catalyst, and the (meth) acrylamide. Is to provide a method for producing a (meth) acrylamide polymer excellent in quality, excellent in hue, compatible with both water solubility and high molecular weight.

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究を行った。その結果、下記工程を有する(メタ)アクリルアミドの製造方法により上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。   The present inventors have conducted intensive research to solve the above problems. As a result, the inventors have found that the above problem can be solved by a method for producing (meth) acrylamide having the following steps, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔1〕クロトノニトリル濃度が100ppm以下である(メタ)アクリロニトリルを、ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物により水和反応させることを特徴とする(メタ)アクリルアミドの製造方法
〔2〕ニトリルヒドラターゼがシュードノカルディア属由来またはロドコッカス属由来ニトリルヒドラターゼである前記〔1〕に記載の製造方法
〔3〕前記〔1〕に記載の(メタ)アクリルアミドを単独重合、またはアミド化合物と共重合可能な少なくとも1種の不飽和単量体と共重合して得られる(メタ)アクリルアミド系重合体
〔4〕前記〔1〕に記載の(メタ)アクリルアミドを単独重合、またはアミド化合物と共重合可能な少なくとも1種の不飽和単量体と共重合することを特徴とする(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法
That is, the present invention is as follows.
[1] Production of (meth) acrylamide characterized by hydrating a (meth) acrylonitrile having a crotononitrile concentration of 100 ppm or less with a microbial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof. Method [2] The production method according to [1], wherein the nitrile hydratase is derived from Pseudonocardia or Rhodococcus, [3] The (meth) acrylamide according to [1] is homopolymerized, or (Meth) acrylamide polymer obtained by copolymerization with at least one unsaturated monomer copolymerizable with amide compound [4] (meth) acrylamide as described in [1] above, or amide (Meth) acrylic copolymerized with at least one unsaturated monomer copolymerizable with the compound Method for producing amide-based polymer

本願発明においては、ニトリルヒドラターゼを含む菌体および/またはその菌体処理物等を触媒とした反応において、(メタ)アクリロニトリル中のクロトノニトリル濃度を特定濃度以下に低減することにより、(メタ)アクリルアミドを効率的に製造することができる。また、上述の方法によりクロトノニトリル濃度を抑制した(メタ)アクリルアミドを用いてアミド系重合体を製造することにより、色相に優れ、水溶性と高分子量化が両立した、品質の優れたアクリルアミド系重合体を得ることができる。   In the present invention, in a reaction using a microbial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof as a catalyst, the concentration of crotononitrile in (meth) acrylonitrile is reduced to a specific concentration or less (meta ) Acrylamide can be produced efficiently. In addition, by producing an amide polymer using (meth) acrylamide whose crotononitrile concentration is suppressed by the above-mentioned method, it is excellent in hue, excellent in quality and compatible in water solubility and high molecular weight. A polymer can be obtained.

以下、本発明の(メタ)アクリルアミドの製造方法について説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of (meth) acrylamide of this invention is demonstrated.

〔(メタ)アクリルアミドの製造方法〕
本発明の(メタ)アクリルアミドの製造方法は、クロトノニトリル濃度が100ppm以下である(メタ)アクリロニトリルを、ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物により水和反応させる工程を有する。
[Production method of (meth) acrylamide]
The method for producing (meth) acrylamide of the present invention comprises a step of hydrating a (meth) acrylonitrile having a crotononitrile concentration of 100 ppm or less with a microbial cell containing nitrile hydratase and / or a treated product thereof. Have.

<ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物>
本発明では、ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物(以下、これらを単に「菌体触媒」ともいう。)を(メタ)アクリロニトリルの(メタ)アクリルアミドへの水和触媒として用いる。
<Bacteria and / or treated cells containing nitrile hydratase>
In the present invention, nitrile hydratase-containing cells and / or treated cells thereof (hereinafter also simply referred to as “cell catalysts”) are catalysts for hydration of (meth) acrylonitrile to (meth) acrylamide. Used as

ニトリルヒドラターゼとは、ニトリル化合物を加水分解して対応するアミド化合物を生成する能力(以下、「ニトリルヒドラターゼ活性」ともいう。)を有する酵素(たんぱく質)をいう。   Nitrile hydratase refers to an enzyme (protein) having the ability to hydrolyze a nitrile compound to produce a corresponding amide compound (hereinafter also referred to as “nitrile hydratase activity”).

ニトリルヒドラターゼを含有する菌体としては、ニトリルヒドラターゼを産出し、かつニトリル化合物およびアミド化合物の水溶液中でニトリルヒドラターゼ活性を保持している菌体であれば特に限定されない。ニトリルヒドラターゼを産生する菌体としては、ノカルディア(Nocardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、バチルス(Bacillus)属、好熱性のバチルス属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ロドクロウス(rhodochrous)種に代表されるロドコッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacter)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウム(Rhizobium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwinia)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Citrobacter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属またはサーモフィラ(thermophila)種に代表されるシュードノカルディア(Pseudonocardia)属、バクテリジューム(Bacteridium)属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属に属する菌体などが挙げられる。これらは一種で用いても二種以上を併用しても良い。
また、これら菌体よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で高発現させた形質転換体、および組換えDNA技術を用いて該ニトリルヒドラターゼの構成アミノ酸の一個または二個以上を他のアミノ酸で置換、欠失、削除もしくは挿入することにより、アミド化合物耐性やニトリル化合物耐性、温度耐性を更に向上させた変異型のニトリルヒドラターゼを発現させた形質転換体なども挙げられる。尚、ここでいう任意の宿主には、後述の実施例のように大腸菌(Escherichia coli)が代表例として挙げられるが、とくに大腸菌に限定されるものではなく枯草菌(Bacillus subtilis)等のバチルス属菌、酵母や放線菌等の他の菌株も含まれる。その様なものの例として、MT−10822〔本菌株は、1996年2月7日に茨城県つくば市東1丁目1番3号の通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(現 茨城県つくば市東1−1−1 つくばセンター 中央第6 独立行政法人 品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター)に受託番号FERMBP−5785として、特許手続き上の菌体の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に基づいて寄託されている。〕が挙げられる。
The microbial cell containing nitrile hydratase is not particularly limited as long as it produces nitrile hydratase and retains nitrile hydratase activity in an aqueous solution of a nitrile compound and an amide compound. The nitrile hydratase-producing cells include Nocardia, Corynebacterium, Bacillus, thermophilic Bacillus, Pseudomonas, and Micrococcus. , Rhodococcus genus represented by Rhodochrous species, Acinetobacter genus, Xanthobacter genus, Streptomyces genus, Rhizobium genus, Klebsiella genus, Klebsiella Representative of the genus Enterobacter, Erwinia, Aeromonas, Citrobacter, Achromobacter, Agrobacterium or thermophila Genus Pseudonocardia, Bacteridium, Brevibak Such as cells belonging to the helium (Brevibacterium) genus can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
In addition, a transformant in which a nitrile hydratase gene cloned from these bacterial cells is highly expressed in an arbitrary host, and one or more of the constituent amino acids of the nitrile hydratase using other DNA by using recombinant DNA technology And a transformant expressing a mutant nitrile hydratase with further improved amide compound resistance, nitrile compound resistance, and temperature resistance by substitution, deletion, deletion or insertion. In addition, as an arbitrary host mentioned here, Escherichia coli is exemplified as a representative example as described later, but is not particularly limited to Escherichia coli, and is not limited to Escherichia coli, and may belong to the genus Bacillus such as Bacillus subtilis. Other strains such as fungi, yeasts and actinomycetes are also included. As an example of such a case, MT-10822 [This strain is the Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Technology, Ministry of International Trade and Industry, 1-3 1-3 Higashi, Tsukuba, Ibaraki, on February 7, 1996 (currently Tsukuba, Ibaraki) City East 1-1-1 Tsukuba Center Chuo No. 6 (National Institute of Technology and Evaluation, Patent Biological Deposit Center) under the accession number FERMBP-5785, based on the Budapest Treaty on the international recognition of deposits of bacterial cells under patent procedures It has been deposited. ].

これら菌体の中でも、高活性、高安定性のニトリルヒドラターゼを有するという点で、シュードノカルディア(Pseudonocardia)属に属する菌体、および該菌体よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で高発現させた形質転換体、および変異型のニトリルヒドラターゼを発現させた形質転換体形質転換体が好ましい。なお、上記形質転換体は、ニトリルヒドラターゼの安定性をより高め、菌体当たりの活性がより高い点で好ましい。   Among these bacterial cells, in terms of having a highly active and highly stable nitrile hydratase, cells belonging to the genus Pseudonocardia and the nitrile hydratase gene cloned from the bacterial cells can be used in any host. Highly expressed transformants and transformant transformants expressing mutant nitrile hydratase are preferred. In addition, the said transformant is preferable at the point which raises the stability of nitrile hydratase more and the activity per microbial cell is higher.

また、菌体内にニトリルヒドラターゼを高発現できる、ロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous)J−1、該菌体よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で高発現させた形質転換体も同様に好ましい。上記ニトリルヒドラターゼを産生する菌体は、分子生物学・生物工学・遺伝子工学の分野において公知の一般的な方法により調製できる。   Also preferred are Rhodococcus rhodochrous J-1, which can highly express nitrile hydratase in the cells, and transformants in which the nitrile hydratase gene cloned from the cells is highly expressed in any host. . The microbial cells producing the nitrile hydratase can be prepared by a general method known in the fields of molecular biology, biotechnology, and genetic engineering.

本発明に係る組換えベクターは、ニトリルヒドラターゼをコードする遺伝子を含有するものであり、ベクターにニトリルヒドラターゼをコードする遺伝子を連結することにより得ることができる。ベクターとしては、特に限定されるものではなく、例えばpET-21a(+)、pKK223-3、pUC19、pBluescriptKS(+)およびpBR322等に代表される市販の発現プラスミドに、ニトリルヒドラターゼをコードする遺伝子を組み込むことにより、該ニトリルヒドラターゼの発現プラスミドを構築することができる。また、形質転換に使用する宿主生物としては、組換えベクターが安定、かつ自己増殖可能で、さらに外来のDNAの形質が発現できるものであれば良く、例えば大腸菌が好例として挙げられるが、大腸菌だけに限らず枯草菌、酵母等に導入することにより、ニトリルヒドラターゼの生産能を有する形質転換体を得ることができる。   The recombinant vector according to the present invention contains a gene encoding nitrile hydratase, and can be obtained by linking a gene encoding nitrile hydratase to the vector. The vector is not particularly limited. For example, a gene encoding nitrile hydratase in a commercially available expression plasmid represented by pET-21a (+), pKK223-3, pUC19, pBluescriptKS (+), pBR322, etc. Thus, the expression plasmid of nitrile hydratase can be constructed. The host organism to be used for transformation is not limited as long as the recombinant vector is stable and capable of self-propagation and can express foreign DNA traits. For example, E. coli is a good example. The transformant having the ability to produce nitrile hydratase can be obtained by introducing it into Bacillus subtilis, yeast or the like.

上述のようなニトリルヒドラターゼを生産する菌体は、公知の方法により、適宜培養し増殖させ、ニトリルヒドラターゼを生産させても良い。この場合使用される培地としては炭素源、窒素源、無機塩類およびその他の栄養素を適量含有する培地であれば合成培地または天然培地のいずれも使用可能である。例えば、LB培地、M9培地等の通常の液体培地に、菌体を植菌した後、適当な培養温度(一般的には20℃〜50℃であるが、好熱菌の場合は50℃以上でも良い。)で培養させることにより調製できる。培養は前記培養成分を含有する液体培地中で振とう培養、通気撹拌培養、連続培養、流加培養などの通常の培養方法を用いて行うことができる。形質転換体の培養温度としては、15〜37℃が好ましい。培養条件は、特に限定されるものではなく、培養の種類、培養方法により適宜選択すれば良く、菌株が生育しニトリルヒドラターゼを生産することが出来れば良い。   The microbial cells producing nitrile hydratase as described above may be appropriately cultured and grown by a known method to produce nitrile hydratase. As a medium used in this case, either a synthetic medium or a natural medium can be used as long as it contains a suitable amount of carbon source, nitrogen source, inorganic salts and other nutrients. For example, after inoculating the cells in a normal liquid medium such as LB medium or M9 medium, an appropriate culture temperature (generally 20 ° C. to 50 ° C., but in the case of thermophilic bacteria, 50 ° C. or higher) However, it can also be prepared by culturing. Culturing can be carried out in a liquid medium containing the above-mentioned culture components by using a usual culture method such as shaking culture, aeration and agitation culture, continuous culture or fed-batch culture. The culture temperature of the transformant is preferably 15 to 37 ° C. The culture conditions are not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the type of culture and the culture method, as long as the strain can grow and produce nitrile hydratase.

本発明では上述のニトリルヒドラターゼを生産する菌体を、ニトリル化合物と反応させるために、遠心等による集菌や、破砕し菌体破砕物を作製する等、さまざまな処理を行っても良く、これらのなんらかの処理を施した菌体を菌体処理物と総称する。   In the present invention, in order to react the microbial cells producing the above nitrile hydratase with the nitrile compound, various treatments such as collection of cells by centrifugation or the like, and crushing to produce crushed bacterial cells, The microbial cells that have been subjected to any of these treatments are collectively referred to as processed microbial cells.

破砕される菌体の形態としては、ニトリルヒドラターゼを産生する菌体を含む限り特に限定はされず、例えば、該菌体を含む培養液そのもの、その培養液を遠心分離して分離・回収された集菌体、さらにこの集菌体を生理食塩水等で洗浄したものなどが挙げられる。   The form of the disrupted cell is not particularly limited as long as it contains a nitrile hydratase-producing cell. For example, the culture solution containing the cell itself, the culture solution is centrifuged and separated and recovered. And those obtained by washing the collected cells with physiological saline or the like.

<(メタ)アクリロニトリル>
一般に市販されている(メタ)アクリロニトリルは、精製工程を経て製品となるが、製品中には微量の不純物が含まれている。例えば、アクリロニトリルは、一般的にはプロピレンのアンモ酸化法によって工業的に製造されているが、プロピレンに含有される微量のブテン由来のクロトノニトリルがアクリロニトリル製品中に持ち込まれるなどの理由により、市販のアクリロニトリル製品中に不純物としてクロトノニトリルが含まれている。
クロトノニトリルには、異性体としてシス体およびトランス体が存在するが本発明におけるクロトノニトリルとは、シス体およびトランス体を区別することなく両異性体を示す。
<(Meth) acrylonitrile>
In general, commercially available (meth) acrylonitrile becomes a product through a purification process, but the product contains a small amount of impurities. For example, acrylonitrile is generally produced industrially by an ammoxidation process of propylene, but it is commercially available because a small amount of butene-derived crotononitrile contained in propylene is brought into the acrylonitrile product. The acrylonitrile product contains crotononitrile as an impurity.
Although cis-isomer and trans-isomer exist as isomers in crotononitrile, crotononitrile in the present invention indicates both isomers without distinguishing cis-isomer and trans-isomer.

本発明で用いる(メタ)アクリロニトリルに含まれるクロトノニトリル濃度は100ppm以下であり、好ましくは80ppm以下であり、より好ましくは50ppm以下である。(メタ)アクリロニトリルに含まれるクロトノニトリル濃度が100ppm以下とは、(メタ)アクリロニトリルの1kg中に含まれるクロトノニトリルの量が100mg以下であることを意味している。(メタ)アクリロニトリル中のクロトノニトリルの含有量が100ppm以下である場合には、そのまま水和反応に用いることができる。(メタ)アクリロニトリル中のクロトノニトリルの含有量が100ppmより大きい場合には、(メタ)アクリロニトリルを精製し、クロトノニトリルを除去する。(メタ)アクリロニトリルからクロトノニトリルを除去する精製方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができ、好ましくは、蒸留である。
(メタ)アクリロニトリル中に含まれるクロトノニトリルの濃度は、ガスクロマトグラフ法、高速液体クロマトグラフ法などで定量することができる。
The crotononitrile concentration contained in (meth) acrylonitrile used in the present invention is 100 ppm or less, preferably 80 ppm or less, more preferably 50 ppm or less. The crotononitrile concentration contained in (meth) acrylonitrile being 100 ppm or less means that the amount of crotononitrile contained in 1 kg of (meth) acrylonitrile is 100 mg or less. When the content of crotononitrile in (meth) acrylonitrile is 100 ppm or less, it can be used for the hydration reaction as it is. When the content of crotononitrile in (meth) acrylonitrile is larger than 100 ppm, (meth) acrylonitrile is purified and crotononitrile is removed. The purification method for removing crotononitrile from (meth) acrylonitrile is not particularly limited, and a known method can be used, and distillation is preferred.
The concentration of crotononitrile contained in (meth) acrylonitrile can be quantified by gas chromatography, high performance liquid chromatography, or the like.

<水(原料水)>
原料水は特に限定されず、蒸留水、イオン交換水などの精製水を用いることができる。
<Water (raw water)>
The raw water is not particularly limited, and purified water such as distilled water or ion exchange water can be used.

<pH調節剤>
pH調節剤は、反応混合物のpHを菌体触媒の活性を良好に保つための好適な範囲にpHを調節するために用いられる。
反応に好適なpHが7よりも小さい場合には、pH調節剤として酸を用いることができる。
<PH regulator>
The pH adjusting agent is used to adjust the pH of the reaction mixture to a suitable range for keeping the activity of the cell catalyst good.
When the pH suitable for the reaction is less than 7, an acid can be used as a pH regulator.

pH調節剤として用いる酸としては、無機酸、有機酸のいずれも用いることができる。無機酸としては、例えば、塩化水素、臭化水素、沃化水素などのハロゲン化水素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、次亜臭素酸、亜臭素酸、臭素酸、過臭素酸、次亜沃素酸、亜沃素酸、沃素酸、過沃素酸などのハロゲン化オキソ酸、硫酸、硝酸、燐酸、硼酸などが挙げられる。有機酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、蓚酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸、クエン酸、乳酸、安息香酸などのカルボン酸やメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸などのスルホン酸が挙げられる。pH調節剤として用いる酸は、気体、固体、液体いずれの状態でも用いることができるが、反応槽への供給の容易性を考慮すると、液体の状態のものを用いることは好ましく、気体あるいは固体の状態の酸は水溶液として用いることはより好ましい。反応槽のpH調節の制御性を考慮すると、液体の状態の酸も水溶液として用いることはより好ましい。水溶液として用いる場合の酸の濃度は、特に制限はないが、高濃度の水溶液を用いるとpH調節が困難となるため、好ましくは0.1wt%以上99wt%以下、より好ましくは1wt%以上90wt%以下、さらに好ましくは1wt%以上50wt%以下である。
反応に好適なpHが7よりも大きい場合には、pH調節剤として塩基を用いることができる。
As the acid used as the pH regulator, either an inorganic acid or an organic acid can be used. Examples of the inorganic acid include hydrohalic acid such as hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide, hypochlorous acid, chlorous acid, chloric acid, perchloric acid, hypobromite, bromite, bromine Examples thereof include halogenated oxo acids such as acid, perbromic acid, hypoiodic acid, iodic acid, iodic acid, and periodic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, boric acid, and the like. Examples of the organic acid include carboxylic acid such as formic acid, acetic acid, propionic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, succinic acid, malonic acid, fumaric acid, maleic acid, citric acid, lactic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, Examples include sulfonic acids such as ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid. The acid used as the pH adjusting agent can be used in any state of gas, solid, and liquid, but considering the ease of supply to the reaction vessel, it is preferable to use the acid in the liquid state. The acid in the state is more preferably used as an aqueous solution. In consideration of controllability of pH adjustment of the reaction tank, it is more preferable to use a liquid acid as an aqueous solution. The concentration of the acid when used as an aqueous solution is not particularly limited, but pH adjustment becomes difficult when an aqueous solution with a high concentration is used. Therefore, it is preferably 0.1 wt% or more and 99 wt% or less, more preferably 1 wt% or more and 90 wt%. Hereinafter, it is more preferably 1 wt% or more and 50 wt% or less.
When the pH suitable for the reaction is larger than 7, a base can be used as a pH regulator.

pH調節剤として用いる塩基としては、無機塩基、有機塩基のいずれも用いることができる。無機塩基としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩、アンモニアなどが挙げられる。有機塩基としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、アニリン、ピリジンなどが挙げられる。pH調節剤として用いる塩基は、気体、固体、液体いずれの状態でも用いることができるが、反応槽への供給の容易性を考慮すると、液体の状態のものを用いることは好ましく、気体あるいは固体の状態の酸は水溶液として用いることはより好ましい。反応槽のpH調節の制御性を考慮すると、液体の状態の塩基も水溶液として用いることはより好ましい。水溶液として用いる場合の塩基の濃度は、特に制限はないが、高濃度の水溶液を用いるとpH調節が困難となるため、好ましくは0.1wt%以上99wt%以下、より好ましくは1wt%以上90wt%以下、さらに好ましくは1wt%以上50wt%以下である。   As the base used as the pH regulator, either an inorganic base or an organic base can be used. Examples of the inorganic base include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide, lithium carbonate, and sodium carbonate. Alkali metal carbonates such as potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, alkali metal hydrogen carbonates such as potassium hydrogen carbonate, ammonia and the like. Examples of the organic base include trimethylamine, triethylamine, aniline, pyridine and the like. The base used as the pH regulator can be used in any state of gas, solid, and liquid, but considering the ease of supply to the reaction vessel, it is preferable to use a base in the liquid state. The acid in the state is more preferably used as an aqueous solution. In consideration of controllability of pH adjustment of the reaction tank, it is more preferable to use a liquid base as an aqueous solution. The concentration of the base when used as an aqueous solution is not particularly limited, but pH adjustment becomes difficult when an aqueous solution with a high concentration is used. Therefore, it is preferably 0.1 wt% or more and 99 wt% or less, more preferably 1 wt% or more and 90 wt%. Hereinafter, it is more preferably 1 wt% or more and 50 wt% or less.

<反応槽>
反応槽としては、一つの反応器から構成される単段の反応槽を用いても良く、複数の反応器から構成される多段の反応槽を用いても良い。反応器としては、槽型反応器を用いても良く、管型反応器を用いても良い。槽型反応器としては、撹拌機を備える反応器が好ましい。槽型反応器が攪拌機を有する場合の攪拌機の攪拌翼は任意の形状のものを選択でき、例えば、プロペラ翼、フラットパドル翼、ピッチドパドル翼、フラットタービン翼、ピッチドタービン翼、リボン翼、アンカー翼、フルゾーン翼などが挙げられる。攪拌翼は、1枚であっても良く、複数枚備えていても良い。
反応槽には反応混合物の一部を反応槽へ戻すための循環ポンプを備えた外部循環ラインを設置しても良い。
<Reaction tank>
As the reaction tank, a single-stage reaction tank composed of one reactor may be used, or a multi-stage reaction tank composed of a plurality of reactors may be used. As the reactor, a tank reactor or a tube reactor may be used. As the tank reactor, a reactor equipped with a stirrer is preferable. When the tank reactor has a stirrer, the stirrer blade of the stirrer can be of any shape, for example, propeller blade, flat paddle blade, pitched paddle blade, flat turbine blade, pitched turbine blade, ribbon blade, anchor blade And full zone wings. One stirring blade may be provided, or a plurality of stirring blades may be provided.
An external circulation line equipped with a circulation pump for returning a part of the reaction mixture to the reaction tank may be installed in the reaction tank.

反応槽にポンプを備えた外部循環ラインを設置する場合の、外部循環ラインに備えられたポンプは、特に限定されるものではなく、例えば、遠心ポンプ、傾斜ポンプあるいは軸流ポンプなどのターボ式ポンプや、往復ポンプや回転ポンプなどの容積型ポンプなどが挙げられる。   When an external circulation line having a pump is installed in the reaction tank, the pump provided in the external circulation line is not particularly limited. For example, a turbo pump such as a centrifugal pump, a tilt pump, or an axial flow pump And positive displacement pumps such as reciprocating pumps and rotary pumps.

反応槽にポンプを備えた外部循環ラインを設置する場合には、外部循環ラインに備えられたポンプを用いて、反応混合物の一部が反応槽内から取り出され、外部循環ラインを経由して反応槽へ戻される。反応槽に設置された外部循環ラインには、温度制御装置が設置されていることは好ましい。温度制御装置としては、好ましくは熱交換器が挙げられる。熱交換器としては、例えば、多管円筒式、渦巻管式、渦巻板式、プレート式、二重管式などの形態のものが挙げられる。   When installing an external circulation line equipped with a pump in the reaction tank, a part of the reaction mixture is taken out from the reaction tank using the pump provided in the external circulation line and reacted via the external circulation line. Returned to the tank. It is preferable that a temperature control device is installed in the external circulation line installed in the reaction tank. As the temperature control device, a heat exchanger is preferably used. Examples of the heat exchanger include multi-tubular cylindrical, spiral tube, spiral plate, plate, and double tube types.

複数の反応器から構成される多段の反応槽にポンプを備えた外部循環ラインを設置する場合には、ポンプを備えた外部循環ラインは各々の反応器に全て設置されていても良く、いずれか一つの反応器にのみ設置されていても良い。複数の反応槽から構成される場合において、ポンプを備えた外部循環ラインがいずれか一つの反応器にのみ設置される場合には、一段目の反応器(最も上流に位置する反応器)に設置されることが好ましい。   When installing an external circulation line equipped with a pump in a multistage reaction tank composed of a plurality of reactors, all of the external circulation lines equipped with a pump may be installed in each reactor. It may be installed in only one reactor. In the case of multiple reactors, if the external circulation line equipped with a pump is installed in only one of the reactors, it is installed in the first-stage reactor (the most upstream reactor) It is preferred that

一段目の槽型反応器と二段目の管型反応器とから構成される反応槽を用い、槽型反応器から取り出される反応液を管型反応器で更に反応させる形態とし、槽型反応器にポンプを備えた外部循環ラインを設置する反応槽は、転化率を向上できるのでより好ましい。   Using a reaction tank composed of a first-stage tank reactor and a second-stage tube reactor, the reaction liquid taken out from the tank reactor is further reacted in the tube reactor, and the tank reaction A reaction tank in which an external circulation line equipped with a pump is installed in the vessel is more preferable because the conversion rate can be improved.

槽型反応器および管型反応器は、菌体触媒のニトリルヒドラターゼ活性が維持される温度に保たれる限り、熱交換器を備えていてもいなくても良いが、後述する反応槽温度を制御するため、前記反応器は熱交換器を備えることが好ましい。熱交換器としては、例えば、多管円筒式、渦巻管式、渦巻板式、プレート式、二重管式などの形態のものを外部循環ライン上に設置することは好ましく、それ以外にも、ジャケット式、コイル式など反応器に直接設置する形態のものが挙げられる。反応器が管型反応器である場合は、反応器自体を多管円筒式あるいは二重管式の熱交換器で構成することが可能である。   The tank reactor and the tube reactor may or may not be equipped with a heat exchanger as long as the nitrile hydratase activity of the bacterial cell catalyst is maintained. In order to control, the reactor preferably comprises a heat exchanger. As the heat exchanger, for example, a multi-tubular cylindrical type, a spiral tube type, a spiral plate type, a plate type, a double pipe type or the like is preferably installed on the external circulation line. The thing of the form directly installed in a reactor, such as a formula and a coil type, is mentioned. When the reactor is a tubular reactor, the reactor itself can be composed of a multi-tubular cylindrical or double-tube heat exchanger.

反応方法としては、例えば、(1)菌体触媒、反応原料〔(メタ)アクリロニトリルおよび原料水〕およびpH調節剤を反応槽に一度に全量仕込んでから反応を行う方法(回分反応)、(2)菌体触媒、反応原料〔(メタ)アクリロニトリルおよび原料水〕およびpH調節剤の一部を反応槽に仕込んだ後、連続的または間欠的に残りの菌体触媒、反応原料〔(メタ)アクリロニトリルおよび原料水〕およびpH調節剤を供給して反応を行う方法(半回分反応)、(3)菌体触媒、反応原料〔(メタ)アクリロニトリルおよび原料水〕およびpH調節剤の連続的または間欠的な供給と、反応液〔菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成した(メタ)アクリルアミドなどを含む。〕の連続的または間欠的な取り出しを行いながら、反応槽内の反応液を全量取り出すことなく連続的に反応を行う方法(連続反応)が挙げられる。これらの中でも、工業的にアミド化合物を大量かつ効率的に製造しやすい点で、連続反応が好ましい。   As the reaction method, for example, (1) a method in which the reaction is carried out after the whole amount of the cell catalyst, the reaction raw material [(meth) acrylonitrile and raw material water] and the pH regulator are charged into the reaction tank at once (batch reaction), (2 ) After the cell catalyst, reaction raw material [(meth) acrylonitrile and raw water] and a part of the pH regulator are charged into the reaction tank, the remaining cell catalyst, reaction raw material [(meth) acrylonitrile continuously or intermittently And raw water] and a method of reacting by supplying a pH regulator (semi-batch reaction), (3) cell catalyst, reaction raw material ((meth) acrylonitrile and raw water) and pH regulator continuously or intermittently Supply and reaction solution [including cell catalyst, unreacted raw material, pH adjuster and (meth) acrylamide produced. The method of continuously reacting without taking out the whole amount of the reaction solution in the reaction tank (continuous reaction) can be mentioned. Among these, a continuous reaction is preferable because it is easy to industrially produce an amide compound in large quantities and efficiently.

反応は、菌体触媒の存在下で行われる。菌体触媒の使用形態として、好ましくは懸濁床であり例えば連続反応の場合、菌体触媒の懸濁液を調製し、懸濁液を反応槽に供給すれば良い。   The reaction is performed in the presence of a cell catalyst. The use form of the cell catalyst is preferably a suspension bed. For example, in the case of continuous reaction, a suspension of the cell catalyst may be prepared and the suspension supplied to the reaction vessel.

なお、反応槽として複数の反応器から構成される多段の反応槽を用いる場合、その構成としては、(a)菌体触媒、反応原料〔(メタ)アクリロニトリルおよび原料水〕およびpH調節剤を上段の反応器に供給し、上段の反応器から取り出された反応液〔菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成した(メタ)アクリルアミドなどを含む。〕を、下段の反応器に供給する直列式態様、(b)菌体触媒、反応原料〔(メタ)アクリロニトリルおよび原料水〕およびpH調節剤を二以上の反応器に(他の反応器を経由せずに)直接供給する並列式態様が挙げられる。   When a multistage reaction tank composed of a plurality of reactors is used as the reaction tank, the structure includes (a) a cell catalyst, reaction raw materials ((meth) acrylonitrile and raw water) and a pH regulator. The reaction solution [including the cell catalyst, the unreacted raw material, the pH adjuster, the produced (meth) acrylamide, etc.] ] To the lower reactor, (b) cell catalyst, reaction raw material ((meth) acrylonitrile and raw water) and pH regulator in two or more reactors (via other reactors) (Without) parallel mode of supplying directly.

例えば、多段の反応槽を用いて連続反応を行う場合等において、菌体触媒、反応原料〔(メタ)アクリロニトリルおよび原料水〕およびpH調節剤の供給先は、一段目の反応器(最も上流に位置する反応器)のみに限定されず、二段目以降の反応器(下流に位置する反応器)であっても良い。   For example, in the case where a continuous reaction is performed using a multistage reaction tank, the supply destination of the cell catalyst, the reaction raw material ((meth) acrylonitrile and raw material water) and the pH adjuster is the first-stage reactor (most upstream). It is not limited only to the (reactor located), The reactor after the 2nd stage (reactor located downstream) may be sufficient.

反応槽内の液温である反応槽温度は、菌体触媒の耐熱性にもよるが、通常0〜50℃に設定され、好ましくは10〜40℃に設定される。反応槽温度が前記範囲にあると、菌体触媒のニトリルヒドラターゼ活性を良好に維持できる点で好ましい。   Although the reaction tank temperature which is the liquid temperature in a reaction tank is based also on the heat resistance of a microbial cell catalyst, it is normally set to 0-50 degreeC, Preferably it is set to 10-40 degreeC. When the reaction vessel temperature is in the above range, it is preferable in that the nitrile hydratase activity of the bacterial cell catalyst can be maintained well.

反応槽温度とは、反応槽が一つの反応器のみから構成される場合は、当該反応器内の液温を指し、反応槽が複数の反応器から構成される場合は、各々の反応器内の液温を指す。反応槽温度は、例えば、熱電対法(例:Kタイプ)により測定することができる。反応槽温度は、反応槽内の任意の場所で測定可能であり、具体的には反応槽出口(反応液取り出し口)で測定可能である。   The reaction tank temperature refers to the liquid temperature in the reactor when the reaction tank is composed of only one reactor, and in the case where the reaction tank is composed of a plurality of reactors. Refers to the liquid temperature. The reaction vessel temperature can be measured, for example, by a thermocouple method (eg, K type). The reaction vessel temperature can be measured at an arbitrary location in the reaction vessel, and specifically can be measured at the reaction vessel outlet (reaction liquid outlet).

反応は、一般的には常圧下で行われるが、(メタ)アクリロニトリルの溶解度を高めるために加圧下で行うこともできる。反応槽内のpHは、菌体触媒の活性を良好に保つための好適な範囲であれば特に限定されないが、好ましくはpH5〜pH10の範囲にある。pHが前記範囲にあると、ニトリルヒドラターゼ活性を良好に維持できる点で好ましい。   The reaction is generally performed under normal pressure, but can also be performed under pressure in order to increase the solubility of (meth) acrylonitrile. The pH in the reaction vessel is not particularly limited as long as it is a suitable range for maintaining the activity of the bacterial cell catalyst, but is preferably in the range of pH 5 to pH 10. When the pH is within the above range, it is preferable in that the nitrile hydratase activity can be maintained well.

反応槽のpHとは、反応槽が一つの反応器のみから構成される場合は、当該反応器内のpHを指し、反応槽が複数の反応器から構成される場合は、各々の反応器内のpHを指す。反応槽のpHは、例えば、指示薬法、水素電極法、キンヒドロン電極法、アンチモン電極法、ガラス電極法により測定することができる。反応槽のpHは、反応槽内の任意の場所で測定可能であり、具体的には反応槽出口(反応液取り出し口)で測定可能である。   When the reaction tank is composed of only one reactor, the pH of the reaction tank refers to the pH within the reactor, and when the reaction tank is composed of a plurality of reactors, The pH of the The pH of the reaction vessel can be measured by, for example, an indicator method, a hydrogen electrode method, a quinhydrone electrode method, an antimony electrode method, or a glass electrode method. The pH of the reaction vessel can be measured at any place in the reaction vessel, and specifically, can be measured at the reaction vessel outlet (reaction liquid outlet).

<菌体触媒貯槽>
菌体触媒貯槽とは、菌体触媒の懸濁液を保有し、菌体触媒の懸濁液を反応槽に供給する触媒供給管を有する。菌体触媒貯槽は、温度制御装置を有していても良く、温度制御装置を有していなくても良いが、菌体触媒の懸濁液の液温を制御する観点から、温度制御装置を有することは好ましい。
<Cell catalyst storage tank>
The cell catalyst storage tank has a catalyst supply pipe that holds a cell catalyst suspension and supplies the cell catalyst suspension to the reaction tank. The cell catalyst storage tank may or may not have a temperature control device, but from the viewpoint of controlling the liquid temperature of the suspension of cell catalyst, It is preferable to have it.

菌体貯槽が温度制御装置を有する場合の温度制御装置は、菌体貯槽が有しても良い外部循環ライン上に設けても良く、菌体貯槽自体に設けても良い。菌体貯槽における温度制御装置としては、例えば、熱交換器が挙げられる。熱交換器としては、例えば、多管円筒式熱交換器、渦巻管式熱交換器、渦巻板式熱交換器、プレート式熱交換器、二重管式熱交換などの菌体貯槽の外部循環ラインに設置する形態のもの、あるいはジャケット式熱交換器、コイル式熱交換器などの菌体触媒貯槽に直接設置する形態のものが挙げられる。   When the bacterial cell storage tank has a temperature control device, the temperature control apparatus may be provided on an external circulation line that the bacterial cell storage tank may have, or may be provided in the bacterial cell storage tank itself. Examples of the temperature control device in the bacterial cell storage tank include a heat exchanger. As the heat exchanger, for example, an external circulation line of a bacterial cell storage tank such as a multi-tube cylindrical heat exchanger, a spiral tube heat exchanger, a spiral plate heat exchanger, a plate heat exchanger, or a double tube heat exchanger Or a type installed directly in a cell catalyst storage tank such as a jacket type heat exchanger or a coil type heat exchanger.

菌体触媒貯槽は攪拌機を有していても良く、攪拌機を有していなくても良いが、菌体触媒の液温を制御する観点から、攪拌機を有することは好ましい。菌体触媒貯槽が攪拌機を有する場合の攪拌機の攪拌翼は任意の形状のものを選択でき、例えば、プロペラ翼、フラットパドル翼、ピッチドパドル翼、フラットタービン翼、ピッチドタービン翼、リボン翼、アンカー翼、フルゾーン翼などが挙げられる。攪拌翼は、一枚であっても良く、複数枚備えていても良い。   The bacterial cell catalyst storage tank may have a stirrer or may not have a stirrer, but it is preferable to have a stirrer from the viewpoint of controlling the liquid temperature of the bacterial cell catalyst. When the cell catalyst storage tank has a stirrer, the stirring blade of the stirrer can be of any shape, for example, propeller blade, flat paddle blade, pitched paddle blade, flat turbine blade, pitched turbine blade, ribbon blade, anchor blade And full zone wings. One stirring blade may be provided, or a plurality of stirring blades may be provided.

<反応原料の供給>
反応槽へ供給される原料水は、単独で反応槽へ供給されても良く、(メタ)アクリロニトリルと混合した後に反応槽へと供給されても良い。原料水を単独で反応槽へ供給する場合、原料水供給管の反応槽中の反応液への供給口の設置位置には特に制限はなく、反応液の上部へ設置しても、反応液中へ設置しても良い。
<Supply of reaction raw materials>
The raw water supplied to the reaction vessel may be supplied alone to the reaction vessel, or may be supplied to the reaction vessel after mixing with (meth) acrylonitrile. When supplying raw material water to the reaction tank alone, there is no particular restriction on the position of the supply port to the reaction liquid in the reaction tank of the raw water supply pipe, and even if it is installed above the reaction liquid, May be installed.

原料水を単独で反応槽へ供給する場合の原料水の供給方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができる。原料水を反応槽へ供給する方法としては、液体輸送機能を有する機器を使用することができ、例えば、遠心ポンプ、傾斜ポンプあるいは軸流ポンプなどのターボ式ポンプや、往復ポンプや回転ポンプなどの容積型ポンプなどのポンプ類、スクリューコンベアなどのコンベア類を用いることができる。原料水を反応槽へ供給する方法として、上記の液体輸送機能を有する機器を使用しないで供給することもできる。液体輸送機能を有する機器を使用しない場合には、例えば、原料水を貯蔵する原料水貯槽を反応槽の上部へ設置し、原料水貯槽と反応槽を原料水供給管により接続し、重力を用いた落下により供給する方法が挙げられる。あるいは、原料水貯槽を加圧することにより生じる原料水貯槽と反応槽との圧力差を用いて供給する方法が挙げられる。   The method for supplying raw water when supplying raw water alone to the reaction vessel is not particularly limited, and a known method can be used. As a method for supplying raw material water to the reaction tank, a device having a liquid transport function can be used. For example, a centrifugal pump, a tilting pump or an axial flow pump, a reciprocating pump, a rotary pump, etc. Pumps such as positive displacement pumps and conveyors such as screw conveyors can be used. As a method for supplying the raw water to the reaction tank, the raw water can be supplied without using the equipment having the liquid transport function. When equipment with a liquid transport function is not used, for example, a raw water storage tank for storing raw water is installed at the top of the reaction tank, the raw water storage tank and the reaction tank are connected by a raw water supply pipe, and gravity is used. There is a method of supplying by dropping. Or the method of supplying using the pressure difference of the raw material water storage tank and reaction tank which arise by pressurizing a raw material water storage tank is mentioned.

原料水を反応槽へ供給する原料水供給管は、一つの反応槽につき一つであっても良く、複数あっても良い。原料水供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。   There may be one raw water supply pipe for supplying raw water to the reaction tank, or a plurality of raw water supply pipes may be provided for one reaction tank. There is no restriction | limiting in particular in the shape of the supply port of a raw material water supply pipe, Any can be used suitably if it is a shape normally used.

原料水と(メタ)アクリロニトリルを混合した後に反応槽へ供給する場合の原料水と(メタ)アクリロニトリルを混合する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、攪拌槽を用いて攪拌混合する方法、原料水と(メタ)アクリロニトリルを配管中で混合する方法などが挙げられる。攪拌槽を用いる場合には、撹拌槽の形状は特に限定されるものではないが、一般的に円筒形の撹拌槽が用いられ、縦型円筒形、横型円筒形、いずれの場合も用いることができる。撹拌槽には邪魔板を供えていても良く、邪魔板を供えていなくても良い。   As a method of mixing raw material water and (meth) acrylonitrile in the case of supplying raw water and (meth) acrylonitrile to the reaction vessel after mixing, a known method can be used, for example, stirring and mixing using a stirring vessel And a method of mixing raw material water and (meth) acrylonitrile in a pipe. In the case of using a stirring tank, the shape of the stirring tank is not particularly limited, but a cylindrical stirring tank is generally used, and it can be used in any case of a vertical cylindrical shape and a horizontal cylindrical shape. it can. The stirring tank may be provided with a baffle plate or may not be provided with a baffle plate.

攪拌槽を用いる場合の、攪拌翼は任意の形状のものを選択でき、例えば、プロペラ翼、フラットパドル翼、ピッチドパドル翼、フラットタービン翼、ピッチドタービン翼、リボン翼、アンカー翼、フルゾーン翼などが挙げられる。攪拌翼は、一枚であっても良く、複数枚備えていても良い。   In the case of using a stirring vessel, a stirring blade having an arbitrary shape can be selected, for example, a propeller blade, a flat paddle blade, a pitched paddle blade, a flat turbine blade, a pitched turbine blade, a ribbon blade, an anchor blade, a full zone blade, etc. Can be mentioned. One stirring blade may be provided, or a plurality of stirring blades may be provided.

原料水と(メタ)アクリロニトリルを配管中で混合させるには、原料水供給管と(メタ)アクリロニトリル供給管を結合することにより原料水と(メタ)アクリロニトリルを直接混合させることができ、さらには配管中にスタティックミキサーなどのラインミキサーを設置することにより積極的に混合する方法などが挙げられる。   In order to mix raw water and (meth) acrylonitrile in the pipe, raw water and (meth) acrylonitrile can be mixed directly by connecting the raw water supply pipe and the (meth) acrylonitrile supply pipe. A method of positively mixing by installing a line mixer such as a static mixer is included.

原料水と(メタ)アクリロニトリルを混合した後に反応槽へ供給する場合に、(メタ)アクリロニトリルは水との混合後、完全に水に溶解していても良いが、必ずしも水に完全に溶解している必要はなく、任意の比率で混合させれば良い。好ましくは水:(メタ)アクリロニトリルの比率が、体積比で100:1〜1:100、より好ましくは50:1〜1:50、さらに好ましくは10:1〜1:10である。   When mixing raw material water and (meth) acrylonitrile and supplying it to the reaction vessel, (meth) acrylonitrile may be completely dissolved in water after mixing with water, but not necessarily completely dissolved in water. It is not necessary to be mixed, and it may be mixed at an arbitrary ratio. The ratio of water: (meth) acrylonitrile is preferably 100: 1 to 1: 100, more preferably 50: 1 to 1:50, and even more preferably 10: 1 to 1:10 by volume.

原料水と(メタ)アクリロニトリルを混合した後に反応槽へ供給する場合の、原料水と(メタ)アクリロニトリルの混合物の供給方法は、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を単独で反応槽へ供給する場合の原料水の供給方法で例示した方法を用いることができる。   A known method can be used as the method for supplying the mixture of raw water and (meth) acrylonitrile when the raw water and (meth) acrylonitrile are mixed and then supplied to the reaction vessel. The method illustrated by the supply method of raw material water in the case of supplying water independently to a reaction tank can be used.

原料水と(メタ)アクリロニトリルを混合した後に反応槽へ供給する場合の、原料水と(メタ)アクリロニトリルの混合物を反応槽へ供給する供給管は、一つの反応槽につき一つであっても良く、複数あっても良い。供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。   When the raw water and (meth) acrylonitrile are mixed and then supplied to the reaction tank, the supply pipe for supplying the raw water and the (meth) acrylonitrile mixture to the reaction tank may be one per reaction tank. There may be more than one. There is no restriction | limiting in particular in the shape of the supply port of a supply pipe | tube, Any can be used suitably if it is a shape normally used.

反応槽へ供給される(メタ)アクリロニトリルは、原料水と混合した後に反応槽へと供給されても良く、単独で反応槽へ供給されても良い。(メタ)アクリロニトリルを単独で反応槽へ供給する場合、(メタ)アクリロニトリル供給管の反応槽中の反応液への供給口の設置位置には特に制限はなく、反応液の上部へ設置しても、反応液中へ設置しても良い。   The (meth) acrylonitrile supplied to the reaction vessel may be supplied to the reaction vessel after being mixed with the raw water, or may be supplied alone to the reaction vessel. When supplying (meth) acrylonitrile alone to the reaction tank, the position of the supply port to the reaction liquid in the reaction tank of the (meth) acrylonitrile supply pipe is not particularly limited. It may be installed in the reaction solution.

(メタ)アクリロニトリルを単独で反応槽へ供給する場合の(メタ)アクリロニトリルの供給方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を反応槽へ供給する方法で例示した方法を用いることができる。   The method for supplying (meth) acrylonitrile in the case of supplying (meth) acrylonitrile alone to the reaction vessel is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, the above raw water is reacted. The method illustrated by the method of supplying to a tank can be used.

(メタ)アクリロニトリルを反応槽へ供給する(メタ)アクリロニトリル供給管は、ひとつの反応槽につき一本であっても良く、複数本であっても良い。(メタ)アクリロニトリル供給管の供給口は、一本の供給管につき一つであっても良く、複数あっても良い。   The number of (meth) acrylonitrile supply pipes for supplying (meth) acrylonitrile to the reaction tank may be one per reaction tank or a plurality of (meth) acrylonitrile supply pipes. One (meth) acrylonitrile supply pipe may be provided for each supply pipe, or a plurality of supply ports may be provided.

(メタ)アクリロニトリル供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。   There is no restriction | limiting in particular in the shape of the supply port of a (meth) acrylonitrile supply pipe, Any can be used suitably if it is a shape normally used.

<pH調節剤の供給>
反応槽へ供給されるpH調節剤は、単独で反応槽へ供給されても良く、反応槽へ供給される水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物に混合された後に反応槽へ供給されても良い。pH調節剤を単独で反応槽へ供給する場合、pH調節剤の供給管の反応槽中の反応液への供給口の設置位置には特に制限はなく、反応液の上部へ設置しても、反応液中へ設置しても良い。
<Supply of pH regulator>
The pH adjusting agent supplied to the reaction vessel may be supplied to the reaction vessel alone, or after being mixed with the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium supplied to the reaction vessel, Also good. When supplying the pH regulator alone to the reaction tank, the position of the supply port to the reaction liquid in the reaction tank of the pH regulator supply pipe is not particularly limited. You may install in a reaction liquid.

pH調節剤を単独で反応槽へ供給する場合のpH調節剤の供給方法は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を反応槽へ供給する方法で例示した方法を用いることができる。
pH調節剤を反応槽へ供給するpH調節剤の供給管は、ひとつの反応槽につき一本であっても良く、複数本であっても良い。pH調節剤の供給管の供給口は、一本の供給管につき一つであっても良く、複数あっても良い。
The supply method of the pH adjuster when supplying the pH adjuster alone to the reaction vessel is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, the above raw water is supplied to the reaction vessel. The method exemplified in the supplying method can be used.
The number of pH adjusting agent supply pipes for supplying the pH adjusting agent to the reaction vessel may be one per reaction vessel, or a plurality of supply tubes may be provided. The supply port of the supply pipe for the pH adjusting agent may be one per supply pipe, or a plurality of supply ports may be provided.

pH調節剤の供給管の供給口の形状は特に制限はなく、通常使用される形状のものであればいずれも好適に使用できる。
pH調節剤と水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物を混合した後に反応槽へ供給する場合のpH調節剤が混合される水系媒体とは、好ましくは原料水である。pH調節剤が混合される水系媒体を含有する混合物とは、例えば、原料水と(メタ)アクリロニトリルの混合物や菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成した(メタ)アクリルアミドなどを含む反応液が挙げられる。
The shape of the supply port of the pH adjusting agent supply pipe is not particularly limited, and any shape that is usually used can be suitably used.
The aqueous medium in which the pH adjusting agent is mixed when the pH adjusting agent and the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium are mixed and then supplied to the reaction vessel is preferably raw water. A mixture containing an aqueous medium in which a pH regulator is mixed is, for example, a reaction containing a mixture of raw water and (meth) acrylonitrile, a bacterial cell catalyst, an unreacted raw material, a pH regulator, and produced (meth) acrylamide. Liquid.

pH調節剤が原料水と混合された後に反応槽へ供給される場合の、pH調節剤と原料水を混合する方法としては、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水と(メタ)アクリロニトリルを混合する方法で例示した方法を用いることができる。   A known method can be used as a method of mixing the pH adjuster and the raw water when the pH adjuster is supplied to the reaction tank after being mixed with the raw water. The method illustrated by the method of mixing water and (meth) acrylonitrile can be used.

pH調節剤が原料水と混合された後に反応槽へ供給する場合の、pH調節剤と原料水の混合物を供給方法は、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水を単独で反応槽へ供給する場合の原料水の供給方法で例示した方法を用いることができる。   A known method can be used as a method for supplying the mixture of the pH regulator and the raw water when the pH regulator is mixed with the raw water and then supplied to the reaction tank. The method illustrated by the supply method of raw material water in the case of supplying to a reaction tank independently can be used.

反応槽へ供給されるpH調節剤と水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物は任意の比率で混合されれば良く、好ましくは、pH調節剤:水系媒体および/または水系媒体を含有する混合物の比率が、体積比で1:1〜1:100,000,000、より好ましくは、1:10〜1:10,000,000である。   The pH regulator and the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium supplied to the reaction tank may be mixed at an arbitrary ratio, and preferably, the pH regulator: the aqueous medium and / or the mixture containing the aqueous medium. The ratio by volume is 1: 1 to 1: 100,000,000, more preferably 1:10 to 1: 10,000,000.

pH調節剤が原料水と(メタ)アクリロニトリルと混合された後に反応槽へ供給する場合の、pH調節剤と原料水と(メタ)アクリロニトリルの混合物を混合する方法としては、公知の方法を用いることができ、具体的には、上記の原料水と(メタ)アクリロニトリルを混合する方法で例示した方法を用いることができる。   A known method is used as a method of mixing the mixture of the pH regulator, the raw water and (meth) acrylonitrile when the pH regulator is mixed with the raw water and (meth) acrylonitrile and then supplied to the reaction vessel. Specifically, the method exemplified in the method of mixing the raw material water and (meth) acrylonitrile can be used.

pH調節剤と菌体触媒、未反応原料、pH調節剤および生成した(メタ)アクリルアミドなどを含む反応液と混合する方法としては、例えば以下の方法を用いることができる。反応槽に反応混合物の一部を反応槽に戻すためのポンプを備えた外部循環ラインを設置し、当該外部循環ラインとpH調節剤供給管を結合させることにより、水系媒体を含有する混合物として反応槽内から取り出された反応混合物の一部を用い、反応混合物の一部とpH調節剤を外部循環ライン中で直接混合する方法などが挙げられる。外部循環ラインにて直接混合された反応混合物の一部とpH調節剤は、そのまま外部循環ラインを用いて反応槽へ供給される。   For example, the following method can be used as a method of mixing with a reaction liquid containing a pH regulator and a bacterial cell catalyst, an unreacted raw material, a pH regulator, and the produced (meth) acrylamide. An external circulation line equipped with a pump for returning a part of the reaction mixture to the reaction tank is installed in the reaction tank, and the reaction is performed as a mixture containing an aqueous medium by coupling the external circulation line and the pH regulator supply pipe. Examples include a method in which a part of the reaction mixture taken out from the tank is used and a part of the reaction mixture and the pH adjuster are directly mixed in an external circulation line. A part of the reaction mixture directly mixed in the external circulation line and the pH adjusting agent are supplied to the reaction tank as they are using the external circulation line.

<菌体触媒の供給>
菌体触媒の供給は、特に限定するものではなく、公知の方法を用いることができる。菌体触媒を反応槽へ供給する方法としては、液体輸送機能を有する機器を使用することができ、例えば、遠心ポンプ、斜流ポンプあるいは軸流ポンプなどのターボ型ポンプや、往復ポンプや回転ポンプなどの容積型ポンプなどのポンプ類、スクリューコンベアなどのコンベア類を用いることができる。菌体触媒を供給する方法として、上記の液体輸送機能を有する機器を使用しないで供給することもできる。液体輸送機能を有する機器を使用しない場合には、例えば、菌体触媒を貯蔵する菌体貯槽を反応槽の上部へ設置し、菌体貯槽と反応槽を菌体触媒供給管により接続し、重力を用いた落下により供給する方法が挙げられる。あるいは、菌体貯槽を加圧するか、反応槽を減圧することにより生じる菌体貯槽と反応槽の圧力差を用いて供給する方法が挙げられる。
<Supply of bacterial cell catalyst>
The supply of the bacterial cell catalyst is not particularly limited, and a known method can be used. As a method for supplying the bacterial cell catalyst to the reaction tank, a device having a liquid transport function can be used. For example, a turbo pump such as a centrifugal pump, a diagonal flow pump or an axial flow pump, a reciprocating pump or a rotary pump Pumps such as positive displacement pumps and conveyors such as screw conveyors can be used. As a method of supplying the bacterial cell catalyst, it can be supplied without using the device having the liquid transport function. When a device having a liquid transport function is not used, for example, a cell storage tank for storing cell catalysts is installed at the top of the reaction tank, the cell storage tank and the reaction tank are connected by a cell catalyst supply pipe, There is a method of supplying by dropping using. Or the method of supplying using the pressure difference of the microbial cell storage tank and reaction tank which arises by pressurizing a microbial cell storage tank or depressurizing a reaction tank is mentioned.

菌体触媒の使用量は、反応条件や触媒の種類およびその形態により変化するが、上記菌体の乾燥菌体重量換算で、反応液に対して、通常10〜50,000重量ppm、好ましくは50〜30,000重量ppmである。   The amount of the bacterial cell catalyst used varies depending on the reaction conditions, the type of catalyst and its form, but is usually 10 to 50,000 ppm by weight, preferably 10 to 50,000 ppm by weight, preferably in terms of the dry cell weight of the cells. 50 to 30,000 ppm by weight.

反応時間(反応液の滞留時間)は、通常0.5〜50時間、好ましくは2〜25時間である。多段の反応槽を用いる場合、反応時間とは、全反応器における合計の反応時間(反応液の滞留時間)を指す。   The reaction time (retention time of the reaction solution) is usually 0.5 to 50 hours, preferably 2 to 25 hours. When a multistage reaction vessel is used, the reaction time refers to the total reaction time (retention time of the reaction liquid) in all reactors.

本発明の(メタ)アクリルアミドの製造方法において、得られた(メタ)アクリルアミドの回収および精製は、例えば、濃縮操作(例:蒸発濃縮)、活性炭処理、イオン交換処理、濾過処理、晶析操作により行うことができる。
以上のようにして、反応原料である(メタ)アクリロニトリルから(メタ)アクリルアミドを得ることができる。
In the method for producing (meth) acrylamide of the present invention, the obtained (meth) acrylamide is recovered and purified by, for example, concentration operation (eg, evaporation concentration), activated carbon treatment, ion exchange treatment, filtration treatment, and crystallization operation. It can be carried out.
As described above, (meth) acrylamide can be obtained from (meth) acrylonitrile which is a reaction raw material.

〔(メタ)アクリルアミド系重合体〕
本発明の(メタ)アクリルアミド系重合体は、上述のようにして得られた(メタ)アクリルアミドを単独重合、または、アミド化合物と共重合可能な少なくとも一種の不飽和単量体と共重合することにより製造できる。
[(Meth) acrylamide polymer]
The (meth) acrylamide polymer of the present invention is obtained by homopolymerizing (meth) acrylamide obtained as described above or copolymerizing with at least one unsaturated monomer copolymerizable with an amide compound. Can be manufactured.

<不飽和単量体>
(メタ)アクリルアミドと共重合可能な不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸およびそれらの塩;
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸およびそれらの塩;
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレートなどの(メタ)アクリル酸のアルキルアミノアルキルエステル、またはそれらの第4級アンモニウム誘導体;
N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのN,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、またはそれらの第4級アンモニウム誘導体;
ジアセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミドなどの親水性アクリルアミド;
N−アクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルモルホリン;
ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート;
メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン;
アクリルアミド;
メタクリルアミド;
N,N−ジ−n−プロピルアクリルアミド、N−n−ブチルアクリルアミド、N−n−ヘキシルアクリルアミド、N−n−ヘキシルメタクリルアミド、N−n−オクチルアクリルアミド、N−n−オクチルメタクリルアミド、N−tert−オクチルアクリルアミド、N−n−ドデシルアクリルアミド、N−n−ドデシルメタクリルアミドなどのN−アルキル(メタ)アクリルアミド誘導体;
N,N−ジグリシジルアクリルアミド、N,N−ジグリシジルメタクリルアミド、N−(4−グリシドキシブチル)アクリルアミド、N−(4−グリシドキシブチル)メタクリルアミド、N−(5−グリシドキシペンチル)アクリルアミド、N−(6−グリシドキシヘキシル)アクリルアミドなどのN−(ω−グリシドキシアルキル)(メタ)アクリルアミド誘導体;
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート誘導体;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィン類、スチレン、α−メチルスチレン、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられる。
これら単量体は、一種単独で用いてもよいが、二種以上併用してもよい。
<Unsaturated monomer>
Examples of unsaturated monomers copolymerizable with (meth) acrylamide include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and salts thereof;
Sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, acrylamidomethylpropane sulfonic acid and their salts;
Alkylaminoalkyl esters of (meth) acrylic acid such as N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, or quaternary ammonium derivatives thereof;
N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides such as N, N-dimethylaminopropylmethacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, or quaternary ammonium derivatives thereof;
Hydrophilic acrylamides such as diacetone acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-propylacrylamide;
N-acryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidine, N-acryloylmorpholine;
Hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate;
Methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone;
Acrylamide;
Methacrylamide;
N, N-di-n-propylacrylamide, Nn-butylacrylamide, Nn-hexylacrylamide, Nn-hexylmethacrylamide, Nn-octylacrylamide, Nn-octylmethacrylamide, N- N-alkyl (meth) acrylamide derivatives such as tert-octylacrylamide, Nn-dodecylacrylamide, Nn-dodecylmethacrylamide;
N, N-diglycidylacrylamide, N, N-diglycidylmethacrylamide, N- (4-glycidoxybutyl) acrylamide, N- (4-glycidoxybutyl) methacrylamide, N- (5-glycidoxy N- (ω-glycidoxyalkyl) (meth) acrylamide derivatives such as pentyl) acrylamide, N- (6-glycidoxyhexyl) acrylamide;
(Meth) acrylate derivatives such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate;
Examples include olefins such as acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, propylene, and butene, styrene, α-methylstyrene, butadiene, and isoprene.
These monomers may be used alone or in combination of two or more.

<重合開始剤>
重合開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤を用いることができる。
ラジカル重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−アミジノプロパン)2塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリアン酸ナトリウム)などのアゾ系遊離基開始剤;
上記過酸化物と重亜硫酸ナトリウム、トリエタノールアミン、硫酸第一鉄アンモニウム等の還元剤を併用するいわゆるレドックス系触媒が挙げられる。
<Polymerization initiator>
As the polymerization initiator, for example, a radical polymerization initiator can be used.
Examples of radical polymerization initiators include peroxides such as potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, and benzoyl peroxide; azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-amidinopropane) dihydrochloride, Azo free radical initiators such as 4,4'-azobis (sodium 4-cyanovalerate);
Examples thereof include so-called redox catalysts in which the peroxide is used in combination with a reducing agent such as sodium bisulfite, triethanolamine, and ferrous ammonium sulfate.

上記した重合開始剤は一種単独で用いてもよいが、二種以上併用してもよい。重合開始剤の量は、通常、単量体の総重量に対し、0.001〜5重量%の範囲である。   The above polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. The amount of the polymerization initiator is usually in the range of 0.001 to 5% by weight based on the total weight of the monomers.

重合温度は単一重合開始剤の場合には、通常0〜120℃の範囲であり、より好ましくは5〜90℃の範囲である。また、重合温度は常に一定の温度に保つ必要はなく、重合の進行に伴い適宜変更してもよいが、通常は重合の進行に伴い、重合熱が発生して重合温度が上昇する傾向にあるため、必要に応じ、冷却する場合もある。
本発明の(メタ)アクリルアミド系重合体の分子量は特に制限はないが、通常10万〜5000万の範囲であり、好ましくは50万〜3000万の範囲である。
In the case of a single polymerization initiator, the polymerization temperature is usually in the range of 0 to 120 ° C, more preferably in the range of 5 to 90 ° C. Further, the polymerization temperature does not always need to be maintained at a constant temperature, and may be appropriately changed as the polymerization proceeds. Usually, however, the polymerization temperature tends to increase as the polymerization proceeds. Therefore, it may be cooled as necessary.
The molecular weight of the (meth) acrylamide polymer of the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 100,000 to 50 million, and preferably in the range of 500,000 to 30 million.

この様にして得られた(メタ)アクリルアミド系重合体は、水溶性と高分子量化が両立された重合体であり、しかも色相に優れたものであり、凝集剤、製紙用添加剤、石油回収剤、などとして好適に使用することができる。   The (meth) acrylamide polymer thus obtained is a polymer that has both water-solubility and high molecular weight, and is excellent in hue, and has a flocculant, paper additive, and oil recovery. It can be suitably used as an agent.

〔(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法〕
本発明の(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法としては、例えば、水溶液重合、乳化重合などを用いることができる。
[Production method of (meth) acrylamide polymer]
As a manufacturing method of the (meth) acrylamide type polymer of this invention, aqueous solution polymerization, emulsion polymerization, etc. can be used, for example.

これらの中でも水溶液重合の場合は、通常、(メタ)アクリルアミドと必要に応じて添加する不飽和単量体との合計濃度が5〜90重量%である
重合時の雰囲気は特に限定はないが、重合を速やかに進行する観点からは、例えば窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で重合することが好ましい。
重合時間は特に限定はないが、通常1〜20時間の範囲である。
Among these, in the case of aqueous solution polymerization, the total concentration of (meth) acrylamide and the unsaturated monomer added as needed is usually 5 to 90% by weight. The atmosphere during polymerization is not particularly limited, From the viewpoint of proceeding the polymerization quickly, it is preferable to perform the polymerization in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
The polymerization time is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20 hours.

また重合時の水溶液のpHも特に限定はないが、必要に応じpHを調整して重合してもよい。その場合使用可能なpH調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどのアルカリ;
リン酸、硫酸、塩酸などの鉱酸;
蟻酸、酢酸等の有機酸などが挙げられる。
The pH of the aqueous solution at the time of polymerization is not particularly limited, but polymerization may be carried out by adjusting the pH if necessary. In this case, usable pH adjusters include alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia;
Mineral acids such as phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid;
Examples include organic acids such as formic acid and acetic acid.

次に本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Next, examples of the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
〔ニトリルヒドラターゼを含有する菌体の調製〕
特開2001−340091号公報の実施例1に記載の方法に従いNo.3クローン菌体を取得し、同じく、同実施例1の方法で培養してニトリルヒドラターゼを含有する湿菌体を得た。
[Example 1]
[Preparation of microbial cells containing nitrile hydratase]
In accordance with the method described in Example 1 of JP-A-2001-340091, no. Three clone cells were obtained and similarly cultured by the method of Example 1 to obtain wet cells containing nitrile hydratase.

〔アクリロニトリルの精製〕
蒸留装置として、ジムロート式冷却凝集器および8段相当の充填塔を備えたガラス製5L丸底フラスコを準備した。
[Purification of Acrylonitrile]
As a distillation apparatus, a glass 5 L round bottom flask equipped with a Dimroth type cooling coagulator and a packed tower corresponding to 8 stages was prepared.

クロトノニトリルの濃度が180ppmであるアクリロニトリル(INEOS社製)3kgを丸底フラスコへ装置に装入し、蒸留操作を行った。加熱にはオイルバスを使用し、留出温度が77℃に達するまでの留分を初留とした。留出温度77〜78℃の留分を主留として2kg得た。主留サンプルを以下の条件にて分析したところクロトノニトリル濃度は検出限界以下(1ppm以下)であった。以後、蒸留処理後のアクリロニトリルをアクリロニトリルaと呼ぶ。   3 kg of acrylonitrile (manufactured by INEOS) having a crotononitrile concentration of 180 ppm was charged into the apparatus in a round bottom flask and subjected to a distillation operation. An oil bath was used for heating, and the fraction until the distillation temperature reached 77 ° C. was defined as the first fraction. 2 kg of a fraction having a distillation temperature of 77 to 78 ° C. was obtained as a main fraction. When the main sample was analyzed under the following conditions, the crotononitrile concentration was below the detection limit (1 ppm or less). Hereinafter, the acrylonitrile after the distillation treatment is referred to as acrylonitrile a.

ここで分析条件は以下のとおりであった。
・アクリロニトリル分析条件:
ガスクロマトグラフ装置:GC−14Bシステム(株式会社島津製作所製)
(FID検出、カラム温度100℃)
分離カラム :ChromosorbW,AW-DMCS
I.D.3.2φx4.1m (信和化工株式会社製)
キャリアガス :N2
Here, the analysis conditions were as follows.
・ Acrylonitrile analysis conditions:
Gas chromatograph: GC-14B system (manufactured by Shimadzu Corporation)
(FID detection, column temperature 100 ° C.)
Separation column: Chromosorb W, AW-DMCS
I. D. 3.2φx4.1m (manufactured by Shinwa Kako Co., Ltd.)
Carrier gas: N2

〔アクリルアミドの製造〕
最終製品として、水溶液中のアクリルアミド濃度が50重量%の製品を得るため、以下の条件で反応を行った。
[Production of acrylamide]
In order to obtain a final product having an acrylamide concentration in the aqueous solution of 50% by weight, the reaction was performed under the following conditions.

第1反応器として攪拌器を備えた1Lガラス製フラスコ、第2反応器として内径5mmのテフロン(登録商標)製チューブ20mを準備した。原料水の供給管、pH調節剤の供給管、アクリロニトリルの供給管および菌体触媒の供給管はそれぞれ第1反応器へ直接接続している。     A 1 L glass flask equipped with a stirrer was prepared as the first reactor, and a Teflon (registered trademark) tube 20 m having an inner diameter of 5 mm was prepared as the second reactor. The raw water supply pipe, the pH regulator supply pipe, the acrylonitrile supply pipe, and the cell catalyst supply pipe are each directly connected to the first reactor.

第1反応器には、予め400gの水を仕込んだ。上記培養方法で得られた湿菌体を純水に懸濁した。第1反応器内を撹拌しながら、この懸濁液を10g/hの速度で連続的に供給した。また、アクリロニトリルaは32g/hの速度で、純水は38g/hの速度で連続的に供給した。反応中の反応液の温度は15℃となるように、第1反応器および第2反応器とも10〜20℃の温度の水浴中に浸漬し温度制御を行った。pH調節剤として0.1M−NaOH水溶液を用い、反応pHが7.5〜8.5となるように供給量を調節し、第1反応器へ連続的に供給した。   The first reactor was charged with 400 g of water in advance. The wet cells obtained by the above culture method were suspended in pure water. This suspension was continuously fed at a rate of 10 g / h while stirring in the first reactor. Acrylonitrile a was continuously supplied at a rate of 32 g / h, and pure water was continuously supplied at a rate of 38 g / h. The temperature of the reaction solution during the reaction was controlled by immersing both the first reactor and the second reactor in a water bath having a temperature of 10 to 20 ° C. A 0.1 M NaOH aqueous solution was used as a pH adjuster, the supply amount was adjusted so that the reaction pH was 7.5 to 8.5, and the solution was continuously supplied to the first reactor.

第1反応器の液面レベルを一定に保つように、反応液を第1反応器から80g/hの速度で連続的に抜き出し、第2反応器に連続的に供給して、第2反応器内でさらに反応を進行させた。   In order to keep the liquid level of the first reactor constant, the reaction solution is continuously withdrawn from the first reactor at a rate of 80 g / h and continuously supplied to the second reactor. The reaction was allowed to proceed further within.

反応開始から50時間後に以下のHPLC条件にて分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が95%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(10ppm以下)となった。   Analysis was performed under the following HPLC conditions 50 hours after the start of the reaction. The conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 95%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (10 ppm). The following).

ここで分析条件は以下のとおりであった。
・アクリルアミド分析条件:
高速液体クロマトグラフ装置:LC−10Aシステム(株式会社島津製作所製)
(UV検出器波長250nm、カラム温度40℃)
分離カラム :SCR-101H (株式会社島津製作所製)
溶離液 :0.05%(容積基準)−リン酸水溶液
・アクリロニトリル分析条件:
高速液体クロマトグラフ装置:LC−10Aシステム(株式会社島津製作所製)
(UV検出器波長200nm、カラム温度40℃)
分離カラム :Wakosil-II 5C18HG (和光純薬製)
溶離液 :7%(容積基準)−アセトニトリル、0.1mM−
酢酸、0.2mM−酢酸ナトリウムを各濃度で含有
する水溶液
Here, the analysis conditions were as follows.
・ Acrylamide analysis conditions:
High-performance liquid chromatograph: LC-10A system (manufactured by Shimadzu Corporation)
(UV detector wavelength 250 nm, column temperature 40 ° C.)
Separation column: SCR-101H (manufactured by Shimadzu Corporation)
Eluent: 0.05% (volume basis) -phosphoric acid aqueous solution / acrylonitrile analysis conditions:
High-performance liquid chromatograph: LC-10A system (manufactured by Shimadzu Corporation)
(UV detector wavelength 200 nm, column temperature 40 ° C.)
Separation column: Wakosil-II 5C18HG (manufactured by Wako Pure Chemical Industries)
Eluent: 7% (volume basis) -acetonitrile, 0.1 mM-
Acetic acid, 0.2 mM sodium acetate at each concentration
Aqueous solution

〔アクリルアミド系重合体の製造〕
上記の方法で得られた反応液を、酸性下(pH=5)で活性炭処理により湿菌体を除去し、さらに、0.1M−NaOH水溶液を用いて中和を行い濃度50重量%のアクリルアミド水溶液を得た。
[Production of acrylamide polymer]
The reaction mixture obtained by the above method was treated with activated carbon under acidic conditions (pH = 5) to remove wet cells, and further neutralized with a 0.1 M NaOH aqueous solution to concentrate 50% by weight of acrylamide. An aqueous solution was obtained.

得られたアクリルアミド水溶液に水を加えて濃度20重量%のアクリルアミド水溶液とした。この20重量%アクリルアミド水溶液500gを1Lポリエチレン容器に入れ、18℃に保ちながら、窒素を通じて液中の溶存酸素を除き、直ちに、発泡スチロール製の保温用ブロックの中に入れた。   Water was added to the obtained aqueous acrylamide solution to obtain an aqueous acrylamide solution having a concentration of 20% by weight. 500 g of this 20 wt% acrylamide aqueous solution was placed in a 1 L polyethylene container, and while maintaining the temperature at 18 ° C., dissolved oxygen in the liquid was removed through nitrogen, and immediately placed in a heat insulating block made of polystyrene foam.

ついで、200×10-6mpm(アクリルアミドに対するモル比)の4,4’−アゾビス(4−シアノバレリアン酸ナトリウム)、200×10-6mpmのジメチルアミノプロピオニトリル、および80×10-6mpmの過硫酸アンモニウムを各々小量の水に溶解して、この順序に1Lポリエチレン容器中に素早く注入した。これらの試薬には、予め窒素ガスを通じておき、また、注入およびその前後には、上記ポリエチレン容器にも少量の窒素ガスを通じ、酸素ガスの混入を防止した。 Then 200 × 10 −6 mpm (molar ratio to acrylamide) 4,4′-azobis (sodium 4-cyanovalerate), 200 × 10 −6 mpm dimethylaminopropionitrile, and 80 × 10 −6 mpm Of ammonium persulfate were each dissolved in a small amount of water and quickly poured into a 1 L polyethylene container in this order. Nitrogen gas was previously passed through these reagents, and before and after injection, a small amount of nitrogen gas was also passed through the polyethylene container to prevent oxygen gas from being mixed.

試薬を注入すると、数分間の誘導期の後、ポリエチレン容器の内部の温度が上昇するのが認められたので窒素ガスの供給をとめた。約100分間、保温用ブロック中で、そのままの状態でポリエチレン容器を保持したところ、ポリエチレン容器の内部の温度が約70℃に達した。そこで、ポリエチレン容器を保温用ブロックから取り出し、97℃の水に2時間浸漬し、さらに重合反応を進めた。その後冷水に浸漬して冷却し、重合反応を停止した。   When the reagent was injected, after the induction period of several minutes, the temperature inside the polyethylene container was observed to rise, so the supply of nitrogen gas was stopped. When the polyethylene container was held in the heat insulation block for about 100 minutes, the temperature inside the polyethylene container reached about 70 ° C. Therefore, the polyethylene container was taken out from the heat insulation block and immersed in 97 ° C. water for 2 hours to further proceed the polymerization reaction. Thereafter, it was immersed in cold water and cooled to stop the polymerization reaction.

このようにして得られたアクリルアミドポリマーの含水ゲルをポリエチレン容器から取り出し、小塊にわけ、肉挽器ですりつぶした。このすりつぶしたアクリルアミドポリマーの含水ゲルを、100℃の熱風で2時間乾燥した後に、高速回転刃粉砕器で粉砕して乾燥粉末状のアクリルアミドポリマーを得た。得られた乾燥粉末状のアクリルアミドポリマーを篩にかけ、32〜42メッシュのものを分取し、以後の試験に供するポリマーサンプルとした。   The water-containing gel of acrylamide polymer thus obtained was taken out from the polyethylene container, divided into small chunks and ground with a meat grinder. The ground hydrogel containing acrylamide polymer was dried with hot air at 100 ° C. for 2 hours and then pulverized with a high-speed rotary blade pulverizer to obtain a dry powdery acrylamide polymer. The obtained dry powdery acrylamide polymer was passed through a sieve, and a 32-42 mesh sample was collected and used as a polymer sample for subsequent tests.

[実施例2]
実施例1に記載のアクリロニトリルaにクロトノニトリル(東京化成工業株式会社製、純度98%)を添加して、アクリロニトリル中のクロトノニトリル濃度が40ppmとなるように調整した。以後、該アクリロニトリルをアクリロニトリルbと呼ぶ。
実施例1のアクリルアミドの製造において、アクリロニトリルaを使用する代わりに、アクリロニトリルbを使用した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が92%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が15ppmとなった。
[Example 2]
Crotononitrile (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity 98%) was added to acrylonitrile a described in Example 1 to adjust the crotononitrile concentration in acrylonitrile to 40 ppm. Hereinafter, the acrylonitrile is referred to as acrylonitrile b.
In the production of acrylamide of Example 1, acrylamide was produced in the same manner as in Example 1 except that acrylonitrile b was used instead of acrylonitrile a. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 92%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was 15 ppm.

第2反応器出口にてアクリロニトリルが検出されたため、反応を完結させるために湿菌体の懸濁液の供給速度を10g/hから11g/hへと変更した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が95%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(10ppm以下)となり反応が完結した。   Since acrylonitrile was detected at the outlet of the second reactor, the supply rate of the wet cell suspension was changed from 10 g / h to 11 g / h in order to complete the reaction. Acrylamide was produced. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 95%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (10 ppm or less). Completed.

実施例1のアクリルアミド系重合体の製造においてアクリロニトリルaから得られたアクリルアミド水溶液を使用する代わりに、アクリロニトリルbから得られたアクリルアミド水溶液を使用する以外は実施例1と同様にしてアクリルアミド系重合体の製造を行った。得られたアクリルアミドポリマーの含水ゲルを実施例1と同様の処理を行い、以後の試験に供するポリマーサンプルとした。   In the production of the acrylamide polymer of Example 1, instead of using the acrylamide aqueous solution obtained from acrylonitrile a, the acrylamide polymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the acrylamide aqueous solution obtained from acrylonitrile b was used. Manufactured. The obtained water-containing gel of acrylamide polymer was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a polymer sample for use in the subsequent tests.

[実施例3]
実施例1に記載のアクリロニトリルaにクロトノニトリル(東京化成工業株式会社、純度98%)を添加して、アクリロニトリル中のクロトノニトリル濃度が70ppmとなるように調整した。以後、該アクリロニトリルをアクリロニトリルcと呼ぶ。
[Example 3]
Crotononitrile (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity 98%) was added to acrylonitrile a described in Example 1 to adjust the crotononitrile concentration in acrylonitrile to 70 ppm. Hereinafter, the acrylonitrile is referred to as acrylonitrile c.

実施例1のアクリルアミドの製造において、アクリロニトリルaを使用する代わりに、アクリロニトリルcを使用した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が88%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が40ppmとなった。   In the production of acrylamide of Example 1, acrylamide was produced in the same manner as in Example 1 except that acrylonitrile c was used instead of acrylonitrile a. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 88%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was 40 ppm.

第2反応器出口にてアクリロニトリルが検出されたため、反応を完結させるために湿菌体の懸濁液の供給速度を10g/hから13g/hへと変更した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が95%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(10ppm以下)となり反応が完結した。   Since acrylonitrile was detected at the outlet of the second reactor, the supply rate of the wet cell suspension was changed from 10 g / h to 13 g / h in order to complete the reaction. Acrylamide was produced. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 95%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (10 ppm or less). Completed.

実施例1のアクリルアミド系重合体の製造においてアクリロニトリルaから得られたアクリルアミド水溶液を使用する代わりに、アクリロニトリルcから得られたアクリルアミド水溶液を使用する以外は実施例1と同様にしてアクリルアミド系重合体の製造を行った。得られたアクリルアミドポリマーの含水ゲルを実施例1と同様の処理を行い、以後の試験に供するポリマーサンプルとした。   In the production of the acrylamide polymer of Example 1, instead of using the acrylamide aqueous solution obtained from acrylonitrile a, the acrylamide polymer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the acrylamide aqueous solution obtained from acrylonitrile c was used. Manufactured. The obtained water-containing gel of acrylamide polymer was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a polymer sample for use in the subsequent tests.

[比較例]
実施例1のアクリルアミドの製造において、アクリロニトリルaを使用する代わりに、未精製のアクリロニトリルを使用した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が76%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が900ppmとなった。
[Comparative example]
In the production of acrylamide of Example 1, acrylamide was produced in the same manner as in Example 1 except that unpurified acrylonitrile was used instead of acrylonitrile a. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 76%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was 900 ppm.

第2反応器出口にてアクリロニトリルが検出されたため、反応を完結させるために湿菌体の懸濁液の供給速度を10g/hから21g/hへと変更した以外は実施例1と同様にして、アクリルアミドの製造を行った。反応開始から50時間後にHPLC分析を行ったところ、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が95%、かつ第2反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(10ppm以下)となり反応が完結した。
実施例1のアクリルアミド系重合体の製造においてアクリロニトリルaから得られたアクリルアミド水溶液を使用する代わりに、未精製のアクリロニトリルから得られたアクリルアミド水溶液を使用する以外は実施例1と同様にしてアクリルアミド系重合体の製造を行った。得られたアクリルアミドポリマーの含水ゲルを実施例1と同様の処理を行い、以後の試験に供するポリマーサンプルとした。
Since acrylonitrile was detected at the outlet of the second reactor, the supply rate of the wet cell suspension was changed from 10 g / h to 21 g / h in order to complete the reaction. Acrylamide was produced. When HPLC analysis was performed 50 hours after the start of the reaction, the conversion to acrylamide at the outlet of the first reactor was 95%, and the acrylonitrile concentration at the outlet of the second reactor was below the detection limit (10 ppm or less). Completed.
In the production of the acrylamide polymer of Example 1, instead of using the acrylamide aqueous solution obtained from acrylonitrile a, the acrylamide polymer was used in the same manner as in Example 1 except that the acrylamide aqueous solution obtained from unpurified acrylonitrile was used. Coalescence was produced. The obtained water-containing gel of acrylamide polymer was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a polymer sample for use in the subsequent tests.

<アクリルアミドポリマーの試験法>
上記実施例1、2、3および比較例で得られたポリマーサンプルの水溶性の評価、標準粘度の測定、および色調の評価を以下の方法で行った。
<Testing method for acrylamide polymer>
Evaluation of water solubility, measurement of standard viscosity, and evaluation of color tone of the polymer samples obtained in Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples were performed by the following methods.

水溶性:水溶性は、1Lビーカーに水600mlを入れ、定められた形状の攪拌羽根を用いて25℃で攪拌しながらポリマーサンプル0.66g(純分0.6g)を添加し、400rpmで2時間攪拌を行い、得られた溶液を150メッシュの金網で濾過し、不溶解分の多少と濾過性から、水溶性を判断した。即ち、完溶のものを◎、完溶に近いものを○、不溶解分があるが、それを濾別する事ができるものを△、濾液の通過が遅く、不溶解分の濾過が事実上出来ないものを×とした。   Water solubility: In water solubility, 600 ml of water is put into a 1 L beaker, and 0.66 g (pure content 0.6 g) of polymer sample is added while stirring at 25 ° C. using a stirring blade having a predetermined shape. Stirring was performed for a period of time, and the resulting solution was filtered through a 150-mesh wire mesh, and water solubility was judged from the amount of insoluble matter and filterability. That is, ◎ is completely dissolved, ◯ is close to completely dissolved, there is an insoluble matter, △ is what can be filtered, △, the passage of the filtrate is slow, the insoluble matter is effectively filtered The thing which cannot be made was set as x.

標準粘度:上記の水溶性試験により得られる濾液は、濃度0.1重量%のポリマー水溶液であるが、これに1M濃度相当の塩化ナトリウムを加え、BL型粘度計でBLアダプターを用いて25℃、ローター回転数60rpmで粘度を測定した(標準粘度)。このような方法で得られる標準粘度は分子量に相関のある値として慣用される。
色調:ポリマーの色調についてはポリマー粉体を目視で評価した。
評価結果を表1に示した。
Standard viscosity: The filtrate obtained by the above water solubility test is a polymer aqueous solution having a concentration of 0.1% by weight. To this, sodium chloride corresponding to a concentration of 1M is added, and a BL type viscometer is used with a BL adapter at 25 ° C. The viscosity was measured at a rotor rotational speed of 60 rpm (standard viscosity). The standard viscosity obtained by such a method is conventionally used as a value correlated with the molecular weight.
Color tone: Regarding the color tone of the polymer, the polymer powder was visually evaluated.
The evaluation results are shown in Table 1.

Claims (4)

クロトノニトリル濃度が100ppm以下である(メタ)アクリロニトリルを、ニトリルヒドラターゼを含有する菌体および/またはその菌体処理物により水和反応させることを特徴とする(メタ)アクリルアミドの製造方法 A method for producing (meth) acrylamide, characterized by hydrating a (meth) acrylonitrile having a crotononitrile concentration of 100 ppm or less with a nitrile hydratase-containing microbial cell and / or a treated product thereof. ニトリルヒドラターゼがシュードノカルディア属由来またはロドコッカス属由来ニトリルヒドラターゼである請求項1に記載の製造方法 The method according to claim 1, wherein the nitrile hydratase is a nitrile hydratase derived from Pseudonocardia or Rhodococcus. 請求項1に記載の(メタ)アクリルアミドを単独重合、またはアミド化合物と共重合可能な少なくとも1種の不飽和単量体と共重合して得られる(メタ)アクリルアミド系重合体 A (meth) acrylamide polymer obtained by homopolymerizing the (meth) acrylamide according to claim 1 or copolymerizing with at least one unsaturated monomer copolymerizable with an amide compound. 請求項1に記載の(メタ)アクリルアミドを単独重合、またはアミド化合物と共重合可能な少なくとも1種の不飽和単量体と共重合することを特徴とする(メタ)アクリルアミド系重合体の製造方法 A method for producing a (meth) acrylamide polymer, characterized in that the (meth) acrylamide according to claim 1 is homopolymerized or copolymerized with at least one unsaturated monomer copolymerizable with an amide compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117568419A (en) * 2024-01-09 2024-02-20 广东宝莫生物化工有限公司 Method for continuously producing acrylamide aqueous solution by utilizing tubular reaction

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