JP2005314361A

JP2005314361A - ５−アミノレブリン酸硝酸塩及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005314361A
Application number: JP2005051218A
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: JP4630087B2

Abstract

【課題】 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。
【解決手段】 5-アミノレブリン酸硝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-アミノレブリン酸硝酸塩、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植物の分野に利用されている（特許文献７参照）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号公報特開平４−３３８３０５号公報

従って、本発明は、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、その溶出液を硝酸と混合することにより、上記要求が満たされる5-アミノレブリン酸硝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、5-アミノレブリン酸硝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、その溶出液を硝酸と混合することを特徴とする5-アミノレブリン酸硝酸塩の製造方法を提供するものである。
本発明は更に、陽イオン交換樹脂と吸着した5-アミノレブリン酸を溶出させ、その溶出液を硝酸によりpHを3〜7に調整することにより得られた、5-アミノレブリン酸硝酸塩の水溶液であって、該水溶液中の塩化物イオン濃度が5-アミノレブリン酸硝酸塩濃度の５０モル％以下であり、5-アミノレブリン酸硝酸塩を0.01wtppm〜10wt%含む水溶液を提供するものである。
本発明は更に、5-アミノレブリン酸硝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-アミノレブリン酸硝酸塩は、刺激臭がなく、そのため取り扱いやすい物質である。また、本発明の製造方法によれば、簡便かつ効率よく5-アミノレブリン酸硝酸塩を製造することができる。また、水溶液としたときの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。

本発明の5-アミノレブリン酸硝酸塩は、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種以上の混合溶媒でもよい。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-アミノレブリン酸硝酸塩としては、水溶液が好ましい。該水溶液中の5-アミノレブリン酸硝酸塩濃度は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-アミノレブリン酸硝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-アミノレブリン酸硝酸塩の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-アミノレブリン酸硝酸塩は、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、その溶出液を硝酸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-アミノレブリン酸硝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、硝酸、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硝酸は、塩でもよく、また適当な溶媒に溶解したものも好適に使用できる。硝酸の混合量は、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、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、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硝酸との混合の温度は、溶出液及び硝酸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-アミノレブリン酸硝酸塩は、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-アミノレブリン酸硝酸塩は、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-オンを硝酸で加水分解する方法や5-アミノレブリン酸塩酸塩等の硝酸塩以外の塩を溶媒中で硝酸と接触させる方法によって得てもよい。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。

本発明の5-アミノレブリン酸硝酸塩水溶液は、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、その溶出液を硝酸によりpHを3〜7に調整することにより得られた、5-アミノレブリン酸硝酸塩の水溶液であって、該水溶液中の塩化物イオン濃度が5-アミノレブリン酸硝酸塩濃度の５０モル％以下であり、5-アミノレブリン酸硝酸塩を0.01wt ppm〜10wt%含む水溶液が好ましい。
本水溶液は、上記のようにして製造することができるが、5-アミノレブリン酸硝酸塩の固体を硝酸を含んでいてもよい水に溶解させることによっても、簡便に調製可能である。
pHは3〜7であれば特に限定されないが、好ましくは3.5〜7、特に好ましくは、4〜7である。
塩化物イオンの濃度は、5-アミノレブリン酸硝酸塩濃度の５０モル％以下であれば特に限定されないが、好ましくは１０モル％以下、特に好ましくは３％モル以下である。5-アミノレブリン酸硝酸塩の濃度は0.01wt ppm〜10wt%であれば特に限定されないが、好ましくは0.1wt ppm〜5wt%、特に好ましくは1wt ppm〜1wt%である。

また、5-アミノレブリン酸硝酸塩を例えば、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７に開示されている物質が挙げられる。
5-アミノレブリン酸硝酸塩は、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７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-アミノレブリン酸硝酸塩の製造
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(214 mmol)をイオン交換水 1800 mLに溶解したものを通液後、イオン交換水 1000 mLを通液した。次いで、1N アンモニア水をゆっくりと通液し、黄色の溶出液 594 mLを採取した。採取した溶出液を60％硝酸 33 mL(HNO₃ 442 mmol)に加え、エバポレータで濃縮した。濃縮液に酢酸メチル 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、酢酸メチル 500 mLで洗浄した。得られた固体を12時間減圧乾燥し、目的物 31.09g（160 mmol）を得た。その物性データを以下に示す。

融点：114 ℃
¹H-NMR(D₂O, 400 MHz)δ ppm: 2.75 (t, 2H, CH₂), 2.93 (t, 2H, CH₂), 4.17 (s, 2H, CH₂)
¹³C-NMR(D₂O, 100 MHz)δ ppm: 30 (CH₂), 37 (CH₂), 50 (CH₂), 180 (CO), 207 (COO)
元素分析値：C₅H₉NO₃・HNO₃として
理論値：C 30.93％；H 5.19％；N 14.43％
実測値：C 30.1％；H 5.2％；N 14.7％
イオンクロマトグラフィーによるNO₃ ^-の含有率：
理論値：31.94％
実測値：31％
イオンクロマトグラフィー分析条件；分離カラム：日本ダイオネクス製 IonPac AS12A、溶離液：Na₂CO₃とNaHCO₃を含有する水溶液（Na₂CO₃：3.0 mmol/L、NaHCO₃：0.5 mmol/L）、流速：1.5 mL/min.、試料導入量：25 μL、カラム温度：35℃、検出器：電気伝導度検出器。

実施例２ 5-アミノレブリン酸硝酸塩の臭気測定
５人の被験者が、実施例１で製造した5-アミノレブリン酸硝酸塩の水溶液（カラムからの溶出液と硝酸の混合液）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-アミノレブリン酸硝酸塩の水溶液の、5-アミノレブリン酸及び硝酸イオン濃度と、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-アミノレブリン酸硝酸塩 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-アミノレブリン酸硝酸塩の水溶液は、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-アミノレブリン酸硝酸塩の固体の臭気も、5-アミノレブリン酸塩酸塩の固体と比べると全く臭気が認められず、秤量、分封等の取り扱いがより簡便であった。

実施例４（塩化銀の沈殿発生実験）
5-アミノレブリン酸硝酸塩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５（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３にまとめた。

表３より、5-アミノレブリン酸硝酸塩に、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６（りんごの着色実験）
実施例１で得られた5-アミノレブリン酸硝酸塩をイオン交換水に溶解させ、表４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BI」）を濃度が0.1重量％となるように加えた。pHは硝酸を用いて調整した。
上記の5-アミノレブリン酸硝酸塩を5-アミノレブリン酸塩酸塩として、また硝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４に示す。

表４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-アミノレブリン酸硝酸塩の方が赤の着色が濃かった。

実施例７（プランクトンの培養）
表５（培養液の成分）に示す滅菌培養液100 mLに５−アミノレブリン酸硝酸塩が1 mM（194ppm）となるように加え、クロレラ(Chlorella sp.)を接種し、好気暗条件下で30℃の往復振とう培養を行い、菌体量を測定(OD660 nm)した。
表５（培養液の成分）に示す滅菌培養液100 mLに5-アミノレブリン酸塩酸塩が1 mM（168ppm）となるように加え、クロレラ(Chlorella sp.)を接種し、好気暗条件下で30℃の往復振とう培養を行い、菌体量を測定(OD660 nm)した。
表５（培養液の成分）に示す滅菌培養液100 mLにクロレラ(Chlorella sp.)を接種し、好気暗条件下で30℃の往復振とう培養を行い、菌体量を測定(OD660 nm)した。

結果の表６より明らかなように、5-アミノレブリン酸硝酸塩は5-アミノレブリン酸塩酸塩と同等の効果を示した。

上記実施例で用いた5-アミノレブリン酸硝酸塩水溶液中の塩化物イオン濃度を下記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度）、H.検出器（電気伝導度検出器）による。

Claims

5-アミノレブリン酸硝酸塩。
固体である請求項１記載の5-アミノレブリン酸硝酸塩。
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、その溶出液を硝酸と混合することを特徴とする請求項１又は２記載の5-アミノレブリン酸硝酸塩の製造方法。
アンモニア水で溶出させる請求項３記載の製造方法。
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、その溶出液を硝酸によりpHを3〜7に調整することにより得られた5-アミノレブリン酸硝酸塩の水溶液であって、該水溶液中の塩化物イオン濃度が5-アミノレブリン酸硝酸塩濃度の５０モル％以下であり、5-アミノレブリン酸硝酸塩を0.01wtppm〜10wt%含む水溶液。
請求項１、２又は５記載の5-アミノレブリン酸硝酸塩を含有する植物活力剤組成物。