JP2005314360A

JP2005314360A - ５−アミノレブリン酸スルホン酸塩及びその製造方法

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Publication number: JP2005314360A
Application number: JP2005051216A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Tatsuya; 尚久立谷; Seiji Nishikawa; 誠司西川; Mai Higo; 麻衣肥後; Toru Tanaka; 徹田中; Hideki Okada; 秀樹岡田
Original assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: JP4719483B2

Abstract

【課題】高温耐性の5-アミノレブリン酸の新規な塩及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】下記一般式（１）
HOCOCH₂CH₂COCH₂NH₂・HOSO₂R¹ （１）
〔式中、R¹は低級アルキル基で置換されたフェニル基を示す。〕
で表わされる5-アミノレブリン酸スルホン酸塩及びその製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、微生物・発酵、動物・医療、植物等の分野において有用な5-アミノレブリン酸スルホン酸塩、その製造方法及びこれを含有する植物活力剤組成物に関する。

5-アミノレブリン酸は、微生物・発酵分野においては、VB₁₂生産、ヘム酵素生産、微生物培養、ポルフィリン生産など、動物・医療分野においては、感染症治療、殺菌、ヘモフィラス診断、誘導体原料、除毛、リュウマチ治療、がん治療、血栓治療、癌診断、動物細胞培養、UVカット、ヘム代謝研究、育毛効果、重金属中毒ポルフィリン症診断、貧血予防、植物分野においては農薬などに有用なことが知られている。

一方、5-アミノレブリン酸は塩酸塩としてのみ製造法が知られており、原料として馬尿酸（特許文献１参照）、コハク酸モノエステルクロリド（特許文献２参照）、フルフリルアミン（例えば、特許文献３参照）、ヒドロキシメチルフルフラール（特許文献４参照）、オキソ吉草酸メチルエステル（特許文献５参照）、無水コハク酸（特許文献６参照）を使用する方法が報告されている。

しかしながら、5-アミノレブリン酸塩酸塩は塩酸を含んでいるため、製造過程、調剤・分封過程で気化した塩化水素による装置腐食や刺激臭を発生する。そのため、これらを防止する措置を講ずることが望ましい。また、5-アミノレブリン酸塩酸塩は、130〜156℃では部分的に分解し、156℃以上では完全に分解する性質を有しており、高温加熱殺菌処理に耐えにくいという問題点を有する。
本課題を解決する方法として、放射線照射による滅菌方法が知られている（特許文献７参照）が、この方法は放射線照射装置が必要であった。
よって、一般的かつ簡便な加熱滅菌法により滅菌するためには、5-アミノレブリン酸の耐熱性を向上させることが必要であった。

また、5-アミノレブリン酸塩酸塩は植物の分野に利用されている（特許文献８参照）が、植物に対して一般的に使用されている殺菌剤成分の硝酸銀等と混合して使用すると、5-アミノレブリン酸塩酸塩と硝酸銀が反応して塩化銀の沈殿が発生する場合があり、噴霧器のノズルが詰まって噴霧できなくなる可能性があり、操作上、注意を要した。
また、5-アミノレブリン酸塩酸塩水溶液を果実へ直接噴霧をした場合、塩化物イオンが存在すると、果実の着色が十分ではない場合があった。
特開昭４８−９２３２８号公報特開昭６２−１１１９５４号公報特開平２−７６８４１号公報特開平６−１７２２８１号公報特開平７−１８８１３３号公報特開平９−３１６０４１号公報特表２００１−５１４２４３号公報特開平４−３３８３０５号公報

従って、本発明は、高温加熱殺菌処理にも耐えられる5-アミノレブリン酸の新規な塩、その製造方法及びこれを含有する植物活力剤組成物を提供することにある。

本発明者らは、かかる実情に鑑み鋭意検討を行った結果、陽イオン交換樹脂に吸着した5-アミノレブリン酸を溶出させ、その溶出液をスルホン酸類と混合することにより、上記要求が満たされる特定の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩が得られることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、下記一般式（１）
HOCOCH₂CH₂COCH₂NH₂・HOSO₂R¹ （１）
〔式中、R¹は低級アルキル基で置換されたフェニル基を示す。〕
で表わされる5-アミノレブリン酸スルホン酸塩を提供するものである。

本発明は更に、陽イオン交換樹脂に吸着した5-アミノレブリン酸を溶出させ、その溶出液をスルホン酸類と混合することを特徴とする前記一般式（１）で表される5-アミノレブリン酸スルホン酸塩の製造方法を提供するものである。
本発明は更に、前記一般式（１）で表される５−アミノレブリン酸スルホン酸塩を含有する植物活力剤組成物を提供するものである。

本発明の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩は、刺激臭がなく、そのため取り扱いやすい物質である。しかも、塩酸塩と比較して分解点が高く、高温耐性を有する。また、本発明の製造方法によれば、簡便かつ効率よく5-アミノレブリン酸スルホン酸塩を製造することができる。また、塩化物イオン濃度が低いため、植物への投与において、塩素被害が生じにくい。

一般式（１）中、R¹で示されるフェニル基を置換する低級アルキル基とは炭素数１〜６のアルキル基を意味する。低級アルキル基は、直鎖、分岐鎖又は環状鎖のいずれでもよい。直鎖又は分岐鎖のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、2-メチルブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、3-メチルペンチル基、エチルブチル基等が挙げられ、メチル基、エチル基又はn-プロピル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。環状鎖を含むアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2-シクロプロピルエチル基、2-シクロブチルエチル基等が挙げられる。低級アルキル基の置換位置及び数は特に制限されないが、置換基の数は１〜３が好ましく、１又は２が特に好ましい。

低級アルキル基で置換されたフェニル基としては、例えば、2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、2,3-ジメチルフェニル基、2,4-ジメチルフェニル基、2,5-ジメチルフェニル基、2,6-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基、3,4,5-トリメチルフェニル基、2-エチルフェニル基、tert-ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ネオペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基等が挙げられ、4-メチルフェニル基、2,4-ジメチルフェニル基又は2,5-ジメチルフェニル基が特に好ましい。

一般式（１）で表わされる本発明の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩は、固体でも溶液でもよい。固体とは、結晶を示すが、水和物でもよい。溶液とは、水をはじめとする溶媒に溶解又は分散した状態を示すが、そのpHがpH調整剤等によって調整されたものでもよい。また、水をはじめとする溶媒は、2種以上を混合して使用してもよい。pH調整剤としては、リン酸、ホウ酸、フタル酸、クエン酸、コハク酸、トリス、酢酸、乳酸、酒石酸、シュウ酸、フタル酸、マレイン酸やそれらの塩などを用いた緩衝液又はグッドの緩衝液が挙げられる。

溶液形態の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩としては、水溶液が好ましい。該水溶液中の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩濃度は０．０１wt ppm〜１０wt％、さらに０．１wt ppm〜５wt％、特に１wt ppm〜１wt％が好ましい。また、この水溶液のpHは３〜７、さらに３．５〜７、特に４〜７が好ましい。また、この水溶液中には、5-アミノレブリン酸スルホン酸塩以外の塩が含まれていてもよく、その場合塩化物イオン濃度は5-アミノレブリン酸スルホン酸塩の５０モル％以下、さらに１０モル％以下、特に３モル％以下が好ましい。

本発明の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩は、陽イオン交換樹脂に吸着した5-アミノレブリン酸をイオン含有水溶液で溶出させ、その溶出液をスルホン酸類と混合することにより製造することができる。また、その混合液に貧溶媒を加えて結晶化させることにより5-アミノレブリン酸スルホン酸塩を固体として得ることができる。陽イオン交換樹脂に吸着させる5-アミノレブリン酸としては、特に制限されず、純度なども制限されない。すなわち、特開昭48-92328号公報、特開昭62-111954号公報、特開平2-76841号公報、特開平6-172281号公報、特開平7-188133号公報、特開平11-42083号公報等に記載の方法に準じて製造したもの、それらの精製前の化学反応溶液や発酵液、また市販品なども使用することができる。尚、好ましくは、5-アミノレブリン酸塩酸塩が用いられる。

陽イオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂又は弱酸性陽イオン交換樹脂のいずれでもよい。また、キレート樹脂も好適に使用できる。これらのうちで、強酸性陽イオン交換樹脂が好ましい。強酸性陽イオン交換樹脂の種類としては、ポリスチレン系樹脂にスルホン酸基が結合したものが好ましい。

5-アミノレブリン酸の陽イオン交換樹脂への吸着は、適当な溶媒に溶解した5-アミノレブリン酸溶液を陽イオン交換樹脂に通液することにより実施できる。このような溶媒としては、5-アミノレブリン酸が溶解すれば特に制限されないが、水；ジメチルスルホキシド；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール等のアルコール系；N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系；ピリジン系などが挙げられ、水、ジメチルスルホキシド、メタノール又はエタノールが好ましく、水、メタノール又はエタノールが特に好ましい。また、2種以上の溶媒を混合して用いてもよい。また、精製前の化学反応溶液や発酵液を使用する場合には、反応溶媒の除去や適当な溶媒による希釈を行ってもよい。なお、上記溶媒、精製前の化学反応溶液や発酵液は、前記pH調整剤により、pH調整してもよい。

イオン含有水溶液としては特に限定されないが、スルホン酸類、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物又は炭酸塩、アンモニア、アミン、アミノ基を有する化合物を水に溶解したものが好ましく、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化セシウム、水酸化バリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カリウムナトリウム、炭酸水素カリウム、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンを水に溶解したものがより好ましく、アンモニアを水に溶解したものが特に好ましい。これらの水溶液は２種以上を組み合わせて使用してもよい。アンモニア水の濃度は、0.01〜10Nが好ましく、0.1〜3Nが特に好ましい。

5-アミノレブリン酸の溶出液と混合されるスルホン酸類としては、p-トルエンスルホン酸、2,4-ジメチルフェニルスルホン酸、2,5-ジメチルフェニルスルホン酸、3,5-ジメチルフェニルスルホン酸、2,4,6-トリメチルフェニルスルホン酸等が挙げられ、p-トルエンスルホン酸、2,4-ジメチルフェニルスルホン酸又は2,5-ジメチルフェニルスルホン酸が特に好ましい。スルホン酸類は、水和物又は塩のいずれでもよく、また適当な溶媒に溶解又は分散したものも好適に使用できる。スルホン酸類の混合量は、吸着した5-アミノレブリン酸量から想定される5-アミノレブリン酸溶出量に対して、1〜5000倍モル量が好ましく、より好ましくは1〜500倍モル量、特に1〜50倍モル量が好ましい。なお、吸着した5-アミノレブリン酸量から想定される5-アミノレブリン酸溶出量は、陽イオン交換樹脂や溶出液の種類、溶出液の通流量によっても異なるが、通常、吸着した5-アミノレブリン酸量に対し、90〜100％である。

このような溶媒としては、水；ジメチルスルホキシド；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール等のアルコール系；N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系；ピリジン系などが挙げられ、水、ジメチルスルホキシド、メタノール又はエタノールが好ましく、水、メタノール又はエタノールが特に好ましい。また、2種以上の溶媒を混合して用いてもよい。

貧溶媒としては、固体が析出するものであれば特に制限されないが、このような溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール等のアルコール系；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル系；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、γ-ブチロラクトン等のエステル系；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系；アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系などが挙げられ、酢酸メチル、酢酸エチル、γ-ブチロラクトン、アセトン又はアセトニトリルが好ましく、酢酸メチル、γ-ブチロラクトン、アセトン又はアセトニトリルが特に好ましい。また、2種以上の溶媒を混合して用いてもよい。

イオン含有水溶液による溶出及び溶出液とスルホン酸類との混合の温度は、溶出液及びスルホン酸類が固化しない状態において、-20〜60℃が好ましく、-10〜30℃が特に好ましい。

本発明の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩は、5-アミノレブリン酸のアミノ基がアシル基で保護されたものや、アミノ基に1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロ-イソインドール-2-イル型分子骨格となるような保護基が結合したもののように、アミノ基が加水分解可能な保護基で保護された5-アミノレブリン酸から製造してもよい。また、本発明の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩は、本発明以外の製造方法、すなわち、2-フェニル-4-（β-アルコキシカルボニル-プロピオニル）-オキサゾリン-5-オンを所望のスルホン酸を用いて加水分解する方法や5-アミノレブリン酸塩酸塩等のスルホン酸塩以外の塩を溶媒中で所望のスルホン酸と接触させる方法によって得てもよい。スルホン酸類及び反応溶媒としては前記記載のものを使用することができる。

また、5-アミノレブリン酸スルホン酸塩を例えば、植物用途に使用する場合、一般的に使用される肥料成分等を含有してもよい。肥料成分としては、特許文献８に開示されている物質が挙げられる。
本発明の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩は、植物活性化剤として有用である。植物活性化剤としての使用に際しては、公知の条件で使用すればよく、具体的には、特許文献８に開示されている方法、植物に対して、使用すればよい。

以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ 5-アミノレブリン酸 p-トルエンスルホン酸塩の製造
強酸性イオン交換樹脂（AMBERLITE IR120B Na、オルガノ（株）製） 180 mLをカラムに詰めた。イオン交換樹脂は、塩酸処理してナトリウムイオン型から水素イオン型に変換してから使用した。次いで、当該カラムに、5-アミノレブリン酸塩酸塩 36.00 g(215 mmol)をイオン交換水 1800 mLに溶解したものを通液した後、イオン交換水 1000 mLを通液した。次に、1N アンモニア水をゆっくりと通液し、黄色の溶出液 555 mLを採取した。採取した溶出液をp-トルエンスルホン酸一水和物 81.72 g(430 mmol)と混合し、エバポレータで濃縮した。濃縮液にアセトン 400 mLを加え、スタラーで激しく攪拌してから4 ℃で16時間静置した。析出した固体を吸引ろ過で回収し、アセトン 400 mLで洗浄した。得られた固体を12時間減圧乾燥し、目的物 47.78 g(158 mmol)を得た。その物性データを以下に示す。

融点：186 ℃
¹H-NMR(D₂O, 400 MHz) δ ppm: 2.38 (s, 3H, CH₃), 2.67 (t, 2H, CH₂), 2.84 (t, 2H, CH₂), 4.10 (s, 2H, CH₂), 7.34 (d, 2H, ring H), 7.69 (d, 2H, ring H)
¹³C-NMR(D₂O, 100 MHz) δ ppm: 23 (CH₃), 30 (CH₂), 37 (CH₂), 50 (CH₂),128 (ring C), 132 (ring C), 142 (ring C), 145 (ring C), 180 (CO), 207 (COO)
元素分析値：C₅H₉NO₃・C₇H₈SO₃として
理論値：C 47.52％；H 5.65％；N 4.62％
実測値：C 47.4％；H 5.6％；N 4.6％

実施例２ 5-アミノレブリン酸 p-トルエンスルホン酸塩の臭気測定
5人の被験者が、実施例１で製造した5-アミノレブリン酸 p-トルエンスルホン酸塩の水溶液（カラムからの溶出液とp-トルエンスルホン酸の混合液）及びその固体の臭気を直接嗅ぎ、下記の基準に従って臭気を評価した。結果を表1に示す。

・評価基準
○：臭いがしない。
△：臭いはするが不快ではない。
×：非常に不快な臭いがする。

比較例１
5-アミノレブリン酸塩酸塩の水溶液及び固体を使用する以外は実施例２と同様にして、臭気を評価した。なお、5-アミノレブリン酸塩酸塩の水溶液は、実施例１の5-アミノレブリン酸p-トルエンスルホン酸塩の水溶液の、5-アミノレブリン酸及びp-トルエンスルホン酸イオン濃度と、5-アミノレブリン酸及び塩化物イオン濃度とが、それぞれ同モル濃度となるように、5-アミノレブリン酸塩酸塩の固体と塩酸とイオン交換水により、調製した。結果を表1に示す。

実施例３
5-アミノレブリン酸 p-トルエンスルホン酸塩0.5gを水1mLに溶解した水溶液を使用する以外は実施例２と同様にして、臭気を評価した。結果を表2に示す。

比較例２
5-アミノレブリン酸塩酸塩0.5gを水1mLに溶解した水溶液を使用する以外は実施例２と同様にして、臭気を評価した。結果を表2に示す。

表１、２より、5-アミノレブリン酸 p-トルエンスルホン酸塩の水溶液は、5-アミノレブリン酸塩酸塩の水溶液に比較して全く臭気が認められなかった。5-アミノレブリン酸塩酸塩の水溶液の製造に必要な臭気対策や腐食性ガス対策が不要であり、取り扱いがより簡便であった。また、5-アミノレブリン酸 p-トルエンスルホン酸塩の固体も、5-アミノレブリン酸塩酸塩の固体と比べると臭気が全く認められず、秤量、分封等の取り扱いがより簡便であった。

実施例４（結晶状態の耐熱性）
融点測定器で融点を測定した。

表３より固体形状の保持は、5-アミノレブリン酸塩酸塩よりも5-アミノレブリン酸p-トルエンスルホン酸塩のほうが優れていた。

実施例５（滅菌による分解実験）
5-アミノレブリン酸p-トルエンスルホン酸塩、及び5-アミノレブリン酸塩酸塩50 mgを加熱滅菌（121 ℃、20分、1.5kgf/cm²）した。滅菌前後に重量変化がないことを確認してから、滅菌前後で5-アミノレブリン酸がどの程度分解しているかを文献記載の方法〔clin. chem. 36/8, 1494(1990)〕で確認した。結果を表４に示す。

表４に示す通り5-アミノレブリン酸p-トルエンスルホン酸塩は、5-アミノレブリン酸塩酸塩よりも高温加熱滅菌処理における分解性が低いことが認められた。

実施例６（塩化銀の沈殿発生実験）
5-アミノレブリン酸 p-トルエンスルホン酸塩0.5 gと硝酸銀0.5 gをイオン交換水10 mLに溶解し、５分静置し液の様子を観察した。沈殿の発生は認められなかった。
なお、5-アミノレブリン酸塩酸塩0.5 gと硝酸銀0.5 gをイオン交換水10 mLに溶解し、５分静置し液の様子を観察した。沈殿の発生が認められた。

実施例７（植物活力効果）
内径12 cmの磁気性ポットに畑土壌を600 g充填し、はつか大根の種子を12粒播種して5 mm覆土し、温室内で育成させた。１日１回表記の散布液による茎葉散布処理を行った。２１日後の葉の様子を観察した。その結果を表５にまとめた。

表５より、5-アミノレブリン酸 p-トルエンスルホン酸塩に、5-アミノレブリン酸塩酸塩と同等以上の植物の活力効果が認められた。

実施例８（りんごの着色実験）
実施例１で得られた5-アミノレブリン酸p-トルエンスルホン酸塩をイオン交換水に溶解させ、表６の所定濃度とした。その液に展着剤（丸和バイオケミカル（株）社製「アプローチＢ１」を濃度が０．１重量％となるように加えた。pHはp-トルエンスルホン酸を用いて調整した。
上記の5-アミノレブリン酸p-トルエンスルホン酸塩を5-アミノレブリン酸塩酸塩として、また、p-トルエンスルホン酸を塩酸とする以外はすべて同様にして調製した。
りんご「ふじ」の子実が着果し、未だ赤色に着色していない主枝３本に対し、調製した液を１枝当たり2L噴霧した（9月15日）。約2ヵ月後（11月6日）にりんごを収穫し、着色度を調べた。着色の測定にはミノルタ社製、色彩度計CR−200を用いた。結果を表６に示す。

表６中のLab値では、Lは明るさ、aは赤、bは黄を表す。従ってaの値が高いほど赤が濃いことになる。5-アミノレブリン酸塩酸塩よりも5-アミノレブリン酸p-トルエンスルホン酸塩の方が赤の着色が濃かった。

上記実施例で用いた5-アミノレブリン酸p-トルエンスルホン酸塩水溶液中の塩化物イオン濃度を、以下の条件のイオンクロマト法で測定した結果、いずれも検出限界（０．１ppm）以下であった。
測定条件は、A.分離カラム（日本ダイオネクス製 IonPac AS12A）、B.ガードカラム（日本ダイオネクス製 IonPac AG12A）、C.溶離液（Na₂CO₃:3.0mmol／L、NaHCO₃:0.5mmol／Lからなる水溶液）、D.流量（1.5mL／min）、E.サプレッサ（ASRS（リサイクルモード、電流値50mA））、F.試料導入量（25μL）、G.恒温槽温度（35℃）、H.検出器（電気伝導度検出器）による。

Claims

下記一般式（１）
HOCOCH₂CH₂COCH₂NH₂・HOSO₂R¹ （１）
〔式中、R¹は低級アルキル基で置換されたフェニル基を示す。〕で表わされる5-アミノレブリン酸スルホン酸塩。
低級アルキル基で置換されたフェニル基が、4-メチルフェニル基、2,4-ジメチルフェニル基又は2,5-ジメチルフェニル基である請求項１記載の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩。
水溶液の形態である請求項１又は２記載の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩。
固体の形態である請求項１又は２記載の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩。
陽イオン交換樹脂に吸着した5-アミノレブリン酸を溶出させ、その溶出液をスルホン酸類と混合することを特徴とする請求項１又は２記載の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩の製造方法。
アンモニア水で溶出させる請求項５記載の製造方法。
請求項１〜４のいずれか１項記載の5-アミノレブリン酸スルホン酸塩を含有する植物活力剤組成物。