Procedimientos de preparación de monómeros y polímeros de los mismos.

Procedimiento de preparación de una amida etilénicamente insaturada a partir del correspondiente nitrilo etilénicamente insaturado,

en el que el nitrilo es sometido a una reacción de hidratación en un medio acuoso en presencia de un biocatalizador, biocatalizador que es un microorganismo del género Rhodococcus que es capaz de producir una nitrilo hidratasa,

en el que el nitrilo contiene por encima de 2 ppm de acroleina y hasta 500 ppm y la amida contiene menos de 2 ppm de acroleína, y

en el que se evita una etapa de eliminar separadamente acroleína del nitrilo etilénicamente insaturado.

detaiiada de ia invención

El blocatalizador puede ser un microorganismo en forma de células microbianas enteras o células microbianas fracturadas que contiene una enzima o enzimas capaces de convertir nitrilo etilènicamente insaturado en la correspondiente amida. La enzima es nitrilo hidratasa. El biocatalizadorse puede usar como caldo de fermentación que contiene el material celular; células o células rotas o material celular roto recuperado por centrifugación; una suspensión acuosa preparada usando cualquier medio suspensivo adecuado tal como agua o solución tampón fisiológicamente compatible. Alternativamente, el blocatalizador puede ser una enzima purificada o mezcla de enzimas extraídas del microorganismo.

Los Inventores han encontrado que usando un biocatallzador para convertir nitrilos que contienen acroleína en la correspondiente amida, las concentraciones de acroleína son significativamente reducidas. Típicamente, los niveles de acroleína se encuentra que se reducen a menos de 2 ppm, usualmente a menos de 1 ppm frecuentemente, por debajo del nivel de detección. Por tanto, es posible usar un nitrilo etilènicamente insaturado sin necesidad de procesamiento adicional por el fabricante del nitrilo para reducir el nivel de acroleína a menos de 2 ppm.

En un aspecto de la invención, el procedimiento concierne a la fabricación de una amida etilènicamente insaturada a partir del correspondiente nitrilo y, especialmente, la manufactura de (met)acrilonitrilo. El blocatalizador es un microorganismo que es capaz de producir una nitrilo hidratasa.

El blocatallzador es un microorganismo del género Rhodococcus y podría ser de la especie Rhodococcus rhodochrous J1 como se describe en el documento EP-A-0307926. Un biocatalizador particularmente adecuado es Rhodococcus rhodochrous cepa 2368 (NCIMB 41164), que se describe y reivindica en WO 2005/054456. El blocatallzador puede ser un mutante de Rhodococcus rhodochrous cepa 2368 o una nitrilo hidratasa, obtenible de Rhodococcus rhodochrous cepa 2368 o uno de sus mutantes.

El blocatallzador puede comprender material celular en forma de células enteras o células fracturadas y opclonalmente comprende caldo de fermentación. El material celular puede incluir cualquiera de los constituyentes de una célula microbiana, por ejemplo, Incluir material de pared nuclear, material de ácido nucleico celular (por ejemplo, ADN o ARN), citoplasma o proteínas.

En una forma preferente de realización del procedimiento, el blocatallzador que comprende un microorganismo se Introduce en un medio acuoso adecuado para realizar el cultivo del organismo. Típicamente se puede formar una suspensión del blocatallzador, por ejemplo células enteras del organismo. Típicamente, en el medio acuoso que comprende el catalizador se suministra un nitrilo, por ejemplo acrllonitrilo o metacrilonitrilo de manera que la concentración de (met)acrllonltrllo en el medio acuoso se mantenga hasta 6% en peso.

Nltrllos tales como acrllonitrilo o metacrilonitrilo se suministran más preferiblemente en el medio de reacción y se deja que la reacción continúe hasta que la concentración de un monómero etilènicamente insaturado, sea amida, por ejemplo acrllonitrilo o metacrilonitrilo, o sea ácido carboxíllco, por ejemplo ácido acrilico (o sales) o ácido metacríllco (o sales), alcance el nivel deseado, en particular entre 30 y 55% en peso. Muy preferiblemente, la concentración está en el entorno de 35-50% en peso.

El nitrilo usado en el procedimiento de la Invención contendrá por encima de 2 ppm de acroleína (calculada en peso en relación al peso total de nitrilo) y con frecuencia significativamente por encima de este valor, por ejemplo, 20 ppm y tanto como 50 0 100 ppm o más.

En otro aspecto la Invención Incluye también el uso de un blocatallzador que es un microorganismo del género Rhodococcus que es capaz de producir una nltrllohldratasa con el fin de reducir el nivel de acroleína en un monómero etilènicamente ¡nsaturado. En el transcurso de la Invención se ha descubierto que el biocatalizador se puede usar para reducir el nivel de acroleína en monómeros etilènicamente insaturados seleccionados entre el grupo que consiste en (met)acrllamlda y (met)acrllonltrllo. En este aspecto de la invención, el biocatalizador puede incluir cualquier rasgo de los antes descritos.

Una ventaja particular de la presente Invención es que los monómeros obtenidos de (met)acrilonitrilo pueden prepararse convenientemente sin necesidad de eliminar la acroleína. Consecuentemente, el procedimiento para producir los monómeros acrllamlda y ácido acrilico se pueden alinear. Además, ahora es posible producir estoa monómeros directamente de acrllonitrilo de baja pureza que contiene niveles altos de acroleína (mayores de 2 ppm, tales como mínimo 5 ppm e Incluso como mínimo 10 ppm). Los monómeros producidos por el procedimiento son de alta calidad y que contienen menos de ppm de acroleína; y usualmente niveles no detectables de acrolenia o no contienen acroleína. Por ello, se pueden preparar polímeros exentos de los perjudiciales efectos de la acroleína a partir de un monómero o una mezcla de monómero que contiene (met)acrilamida y (met)ácido acrilico (o sales) que se han obtenido directamente de acrllonitrilo que contiene altos niveles de acroleína.

En otro aspecto de la Invención, se suministra un procedimiento de preparación de un polímero de un monómero amida etilènicamente ¡nsaturado o una mezcla que comprende el monómero amida etilènicamente ¡nsaturado, monómero que se ha formado a partir de un nitrilo etilènicamente ¡nsaturado, que comprende las etapas:

(I) poner en contacto el nitrilo etilènicamente ¡nsaturado con un biocatalizador, biocatalizador que es un microorganismo del género Rhodococcus que es capaz de producir una nitrilo hidratasa, para formar el monómero etilènicamente ¡nsaturado,

(¡I) opclonalmente mezclar el monómero etilènicamente ¡nsaturado con otros monómeros formando una mezcla y

(¡II) (¡II) someter el monómero y la mezcla etilènicamente ¡nsaturada a condiciones de polimerización

formando el polímero,

en el que el nitrilo etilènicamente ¡nsaturado contiene más de 2 ppm, de acroleína y hasta 500 ppm, y la amida etilènicamente ¡nsaturada o el monómero de ácido carboxíllco contienen menos de 2 ppm de acroleína,

en el que se evita una etapa de eliminación separada del nitrilo etilènicamente ¡nsaturado.

Preferiblemente el monómero etilènicamente ¡nsaturado es (met)acrllamìda.

En este aspecto de la Invención, el blocatallzador puede Incluir cualquier rasgo de los descritos antes. Generalmente, la cantidad de acroleína presente en el nitrilo es la previamente descrita.

El monómero etilènicamente ¡nsaturado se puede usar en el procedimiento solo formando el homopolímero o se puede mezclar con otros compuestos pollmerizables, Incluidos monómeros etilènicamente ¡nsaturados formando una mezcla de monómero etilènicamente insaturado. Para este fin se puede usar cualquier comonómero adecuado, preferiblemente cuando el monómero etilènicamente insaturado es soluble en agua. Deseablemente el comonómero debe ser soluble en agua o potenclalmente soluble en agua, tal como anhídridos. Entre los comonómeros típicos figuran (met)acrilamida, (met)ácldo acrilico (o sales), ácido itacónlco (o sales), ácido maleico (o sales), anhídrido maleico ácido vinllsulfónico (o sales), ácido alilsulfónico (o sales), ácido 2-acrllamido- 2-metilpropanosulfónico (o sales), d¡met¡lam¡noet¡l(met)acr¡lato (o sales de amonio cuaternario), d¡met¡lam¡noprop¡l(met)acr¡lam¡da (o sales de amonio cuaternario), N-vinilpirrolidona, N-vInlIformamlda, acetato de vinilo, acrilonitrilo, ásteres (met)acrílicos de alcoholes C1-30. Las sales de lo monómeros de ácido antes establecidos pueden ser de cualquier catión adecuado pero preferiblemente sales alcalinas o amónicas.

El procedimiento de la presente invención es particularmente adecuado para preparar polímeros de alto peso molecular o hinchables en agua. Los polímeros pueden ser, por ejemplo, lineales, ramificados o retlculados. Preferiblemente los polímeros son de alto peso molecular sustanclalmente solubles en agua que presentan una viscosidad intrínseca (IV) de como mínimo 3 dl/g (medida usando un viscosimetro a nivel en suspensión en cloruro sódico 1M a 25°C. Usualmente los polímeros tendrán viscosidades Intrínsecas de como mínimo 4 dl/g y generalmente significativamente más altas, por ejemplo de como mínimo 7 u 8 dl/g. En muchos casos, los polímeros tendrán VI como mínimo de 10 o 12 dl/g y la VI puede ser tal elevada como de 20 o 30 dl/g.

El polímero soluble en agua o hinchable en... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de una amida etilènicamente ìnsaturada a partir del correspondiente nitrilo etilènicamente ìnsaturado,

en el que el nitrilo es sometido a una reacción de hidratación en un medio acuoso en presencia de un bìocatalìzador, bìocatalizador que es un microorganismo del género Rhodococcus que es capaz de producir una nitrilo hìdratasa,

en el que el nitrilo contiene por encima de 2 ppm de acroleina y hasta 500 ppm y la amida contiene menos de 2 ppm de acroleina, y

en el que se evita una etapa de eliminar separadamente acroleina del nitrilo etilènicamente insaturado.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el bìocatalìzador es un microorganismo de la especie Rhodococcus rhodochrous.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el bìocatalìzador es seleccionado entre el grupo que consiste en un microorganismo que es Rhodococcus rhodochrous cepa 2368 (NCIMB 41164) y una nitrilo hìdratasa obtenible a partir de mecanismo Rhodococcus rhodochrous cepa 2368.

4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el bìocatalìzador es seleccionado entre el grupo que consiste en un microorganismo que es Rhodococcus rhodochrous J1, y una nitrilo hìdratasa obtenible de Rhodococcus rhodochrous J1.

5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el bìocatalìzador comprende células enteras.

6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el bìocatalìzador comprende material celular fraccionado.

7. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la amida es (met)acrilamida.

8. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el nitrilo contiene como mínimo 10 ppm de acroleina.

9. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el nitrilo contiene como mínimo 20 ppm de acroleina.

10. Uso de u bìocatalìzador, bìocatalìzador que es un microorganismo del género Rhdococcus que es capaz de producir una nitrilo hìdratasa con el fin de reducir el nivel de acroleina en una amida etilènicamente ¡nsaturada o un monómero de nltrllo.

11. Uso de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el monómero etilènicamente ¡nsaturado es seleccionado entre el grupo que consiste en (met)acrllamlda y (met)acrllonltrllo.

12. Uso de acuerdo con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en el que el bìocatalìzador tiene cualquiera de las características definidas en las reivindicaciones 2 a 6.

13. Un procedimiento de preparación de un polímero de un monómero de amida etilènicamente ¡nsaturado o mezcla que comprende el monómero de amida etilènicamente ¡nsaturado, monómero que ha sido formado a partir de un nltrllo etilènicamente ¡nsaturado, que comprende las etapas de:

(I) poner en contacto el nltrllo etilènicamente ¡nsaturado con un bìocatalìzador, bìocatalìzador que es un microorganismo del género Rhodococcus que es capaz de producir una nltrllo hìdratasa, para formar el monómero etilènicamente ¡nsaturado,

(¡I) opclonalmente mezclar el monómero etilènicamente ¡nsaturado con otros monómeros para formar una mezcla, y

(¡II) someter el monómero etilènicamente ¡nsaturado o la mezcla a condiciones de polimerización formando el polímero,

en el que el nltrllo etilènicamente ¡nsaturado contiene más de 2 ppm y hasta 500 ppm de acroleina y el monómero

de amida etilènicamente insaturada contiene menos de 2 ppm de acroleína, y

en el que se evita una etapa de eliminación separada de acroleína del nitrilo etilènicamente insaturado.

14. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el monómero etilènicamente insaturado es seleccionado entre el grupo que consiste en (met)acrilamida.

5 15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13 o la reivindicación 14, en el que el biocatalizador tiene

cualquiera de las características definidas en las reivindicaciones 2 a 6.

16. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el nitrilo contiene como mínimo 10 ppm de acroleína.

17. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que el nitrilo contiene como 10 mínimo 20 ppm de acroleína.