JP2008231046A - Method of purifying optically active carnitinamide halide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の精製方法に関する。特には、本発明は生体内で脂肪酸の代謝に関係しているL−カルニチンの中間体化合物として有用なL-カルニチンアミドハロゲン化物の精製方法に関する。 The present invention relates to a method for purifying optically active carnitine amide halides. In particular, the present invention relates to a method for purifying L-carnitine amide halide useful as an intermediate compound of L-carnitine related to fatty acid metabolism in vivo.
L−カルニチンアミドハロゲン化物は、下記式:
また、カルニチンアミドの光学活性体(本明細書では「光学活性カルニチンアミド」という。)を得る方法として、特許文献4(特開昭55−13299号公報)には、D−樟脳酸を光学分割剤として用いてD,L−カルニチンアミド塩化物から光学活性なD−樟脳酸−L−カルニチンアミドを得、塩化水素ガスを用いてL−カルニチンアミド塩酸塩を得る方法が開示されている。また、特許文献5(特開平4−320679号公報)には、微生物学的方法で得られたL−カルニチン−アミダーゼを用いてD,L−カルニチンアミドからL−カルニチンアミドを選択的に加水分解し、L−カルニチンとD−カルニチンアミドとを得る方法が開示されている。
しかしながら、従来の光学分割剤を用いた光学分割法又は酵素を用いた選択的加水分解による光学純度の制御は、操作が煩雑であり、製造効率が悪いといった問題があった。
However, the conventional optical resolution method using an optical resolution agent or the control of optical purity by selective hydrolysis using an enzyme has a problem of complicated operation and poor production efficiency.
このような状況において、簡便な操作で、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物、特にL−カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度を制御する方法の提供が望まれている。 Under such circumstances, it is desired to provide a method for controlling the optical purity of an optically active carnitine amide halide, particularly L-carnitine amide halide, with a simple operation.
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を晶析させることにより、晶析前と晶析後とで、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度が変化することを見出した。これを利用することにより、簡便な操作で、より光学純度の高いL−カルニチンアミドハロゲン化物を得ることが可能である。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have crystallized an optically active carnitine amide halide, so that the optically active carnitine amide halide is crystallized before and after crystallization. It was found that the optical purity of was changed. By utilizing this, it is possible to obtain an L-carnitine amide halide with higher optical purity by a simple operation.
すなわち、本発明は、以下に示したような光学活性L−カルニチンアミドハロゲン化物の精製方法を提供するものである。
[1]下記式:
[2]前記式(1)において、Xが塩素原子である、[1]記載の方法。
[3]前記得られる光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の結晶の光学純度が、前記晶析に供される光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度よりも高い、[1]又は[2]記載の方法。
[4]前記晶析に供される光学活性カルニチンアミドハロゲン化物において、下記式:
[5]前記晶析に供される光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度が70%e.e.以上である、[1]〜[4]のいずれか記載の方法。
That is, the present invention provides a method for purifying an optically active L-carnitine amide halide as shown below.
[1] The following formula:
[2] The method according to [1], wherein in the formula (1), X is a chlorine atom.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the optical purity of the obtained optically active carnitine amide halide crystal is higher than the optical purity of the optically active carnitine amide halide subjected to the crystallization.
[4] In the optically active carnitine amide halide used for the crystallization, the following formula:
[5] The optical purity of the optically active carnitine amide halide used for the crystallization is 70% e.e. e. The method according to any one of [1] to [4], which is described above.
本発明によれば、従来の光学分割剤又は酵素等を使用する方法と比べて煩雑な操作を行う必要はなく、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を晶析させるといった簡便な操作で光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度を制御することができる。本発明の好ましい態様によれば、より光学純度の高いL−カルニチンアミドハロゲン化物を得ることができる。 According to the present invention, it is not necessary to perform a complicated operation as compared with a conventional method using an optical resolving agent or an enzyme, and the optically active carnitine amide halogen can be obtained by a simple operation such as crystallization of an optically active carnitine amide halide. The optical purity of the compound can be controlled. According to a preferred embodiment of the present invention, an L-carnitine amide halide with higher optical purity can be obtained.
以下、本発明の光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の精製方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the purification method of the optically active carnitine amide halide of the present invention will be described in detail.
本発明の光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の精製方法は、下記式:
本発明でいう光学活性カルニチンアミドハロゲン化物は、カルニチンアミドハロゲン化物の光学活性体であり、下記式:
本発明において、カルニチンアミドハロゲン化物の製法は特に限定されない。例えば、特開平1−287065号公報に示されているように、カルニチンニトリルハライドに塩基と過酸化水素とを作用させることにより、カルニチンアミドハロゲン化物を得る方法がある。この場合、前駆体のカルニチンニトリルハライドは、4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルにトリメチルアミンを作用させることにより得ることができる。また、特開昭55−13299号公報に示されているように、D−樟脳酸−L−カルニチンアミドをイソプロピルアルコールに溶解させ、これに塩化水素ガスを通じることによってカルニチンアミドハロゲン化物を得ることも可能である。また、カルニチン塩酸塩にp−トルエンスルホン酸存在下、アルコール中で加熱することでカルニチンエステルを合成し、続いてアンモニア水で処理することによって、カルニチンアミドハロゲン化物を得ることも可能である。 In the present invention, the method for producing carnitine amide halide is not particularly limited. For example, as disclosed in JP-A 1-287065, there is a method of obtaining a carnitine amide halide by reacting a carnitine nitrile halide with a base and hydrogen peroxide. In this case, the precursor carnitine nitrile halide can be obtained by allowing trimethylamine to act on 4-halo-3-hydroxybutyronitrile. Further, as disclosed in JP-A-55-13299, carnitine amide halide is obtained by dissolving D-camphoric acid-L-carnitine amide in isopropyl alcohol and passing hydrogen chloride gas therethrough. Is also possible. It is also possible to obtain a carnitine amide halide by synthesizing a carnitine ester by heating in an alcohol in the presence of p-toluenesulfonic acid to carnitine hydrochloride, followed by treatment with aqueous ammonia.
本発明で使用する光学活性カルニチンアミドハロゲン化物は、カルニチンアミドハロゲン化物のD体またはL体のうちいずれか一方が他方よりも多く含まれている光学異性体の混合物である。一般に、カルニチンアミドハロゲン化物を製造するための出発化合物がある程度の光学純度を有していれば、光学活性体としてカルニチンアミドハロゲン化物を得ることができる。また、カルニチンアミドハロゲン化物のラセミ体から、光学分割剤を用いて光学活性体を得ることができる。その光学活性体をカルニチンアミドハロゲン化物のラセミ体に任意の量を混ぜることで、任意の光学純度を持った光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を得ることもできる。 The optically active carnitine amide halide used in the present invention is a mixture of optical isomers containing either one of the D-form or L-form of the carnitine amide halide more than the other. Generally, if a starting compound for producing a carnitine amide halide has a certain optical purity, a carnitine amide halide can be obtained as an optically active substance. In addition, an optically active substance can be obtained from a racemic form of carnitine amide halide using an optical resolution agent. An optically active carnitine amide halide having an arbitrary optical purity can also be obtained by mixing an arbitrary amount of the optically active substance with a racemic carnitine amide halide.
本発明において、晶析に供される光学活性カルニチンアミドハロゲン化物は、カルニチンアミドハロゲン化物のD体又はL体のいずれか一方が他方よりも多く含まれていれば特に制限はないが、光学純度が10%e.e.以上であることが好ましい。本発明により光学純度を向上させたい場合、晶析に供する光学活性体の光学純度としては、光学純度の向上効率の観点から、10%e.e.以上であることが好ましく、より好ましくは40%e.e.以上、さらに好ましくは70%e.e.以上、特に好ましくは90%e.e.以上である。 In the present invention, the optically active carnitine amide halide subjected to crystallization is not particularly limited as long as either one of the D-form or the L-form of the carnitine amide halide is contained more than the other, but the optical purity 10% e.e. e. The above is preferable. When it is desired to improve the optical purity according to the present invention, the optical purity of the optically active substance to be subjected to crystallization is 10% e. e. Or more, more preferably 40% e.e. e. Or more, more preferably 70% e.e. e. Above, particularly preferably 90% e. e. That's it.
本発明の主旨から明らかなように、純粋なL体、あるいはD体では本発明の効果は得られない。しかし、晶析中の操作でラセミ化等により光学純度の低下が生じるような条件で晶析させる場合は、本発明により、その低下分を補う、あるいはそれ以上の光学純度の向上を達成することが可能となる。 As is clear from the gist of the present invention, the effect of the present invention cannot be obtained with pure L-form or D-form. However, when crystallization is performed under conditions that cause a decrease in optical purity due to racemization or the like during operation during crystallization, the present invention compensates for the decrease or achieves further improvement in optical purity. Is possible.
なお、本明細書において、光学純度はエナンチオマー過剰率(%e.e.)で表す。エナンチオマー過剰率は、常法に従って測定することができる。例えば、堀場製作所製「SEPA−300」を使用し、25℃、10wt%の水溶液で測定することができる。 In the present specification, the optical purity is expressed as an enantiomeric excess (% ee). The enantiomeric excess can be measured according to a conventional method. For example, “SEPA-300” manufactured by HORIBA, Ltd. can be used, and measurement can be performed with an aqueous solution of 10 wt% at 25 ° C.
晶析に供される光学活性カルニチンアミドハロゲン化物においては、D体又はL体のいずれが多く含まれていても構わないが、L体が多く含まれている方が、生体内で脂肪酸の代謝に関係している重要な化合物であるL−カルニチンへ導くことが容易であるためより好ましい。したがって、本発明で使用する光学活性カルニチンアミドハロゲン化物においては、下記式:
本発明において、晶析操作は一般的な方法に従って実施することができ、特に制限はない。例えば、溶媒にカルニチンアミドハロゲン化物を常温又は加温下で溶解させ、その後に冷却させることにより析出させることができる。また、溶媒を一部留去することによって析出させることも可能である。また、カルニチンアミドハロゲン化物を良溶媒に溶かした後、貧溶媒を加えて溶解度を下げることによって析出させてもよい。さらには結晶を析出し易くするために、光学純度の高い結晶種、或いはラセミ体の結晶種を加えて結晶析出を促進させても良い。 In the present invention, the crystallization operation can be carried out according to a general method and is not particularly limited. For example, it can be precipitated by dissolving carnitine amide halide in a solvent at room temperature or under heating, followed by cooling. It is also possible to cause precipitation by partially distilling off the solvent. Alternatively, the carnitine amide halide may be dissolved in a good solvent and then precipitated by adding a poor solvent to lower the solubility. Further, in order to facilitate the precipitation of crystals, a crystal seed having a high optical purity or a racemic crystal seed may be added to promote crystal precipitation.
本発明において晶析操作に用いる溶媒は、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物と反応しないものであれば特に制限はなく、使用する原料の光学純度、目的とする光学純度、目的物の回収率を考慮して、適宜決定することができる。溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、メタクリル酸メチルなどのエステル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルムなどの塩素系溶媒、その他アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、水などが挙げられる。これらの混合溶媒を用いてもよい。また、混合溶媒を用いる場合、良溶媒に溶解させた後に貧溶媒として第2の溶媒を添加する形で使用しても構わない。
中でも、本発明においては、カルニチンアミドハロゲン化物の溶解度の関係から、アルコール系溶媒またはアルコール系溶媒を含む混合溶媒を使用することが好ましく、メタノールを使用することがより好ましい。
In the present invention, the solvent used for the crystallization operation is not particularly limited as long as it does not react with the optically active carnitine amide halide. Can be determined as appropriate. Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane and heptane, alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol and butanol, ketone solvents such as acetone and methyl isobutyl ketone, ethyl acetate and propion. Examples thereof include ester solvents such as ethyl acid and methyl methacrylate, aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, chlorine solvents such as dichloromethane and chloroform, acetonitrile, dimethylformamide, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, water and the like. These mixed solvents may be used. Moreover, when using a mixed solvent, you may use it in the form which adds the 2nd solvent as a poor solvent after making it melt | dissolve in a good solvent.
Among these, in the present invention, it is preferable to use an alcoholic solvent or a mixed solvent containing an alcoholic solvent, and more preferable to use methanol in view of the solubility of the carnitine amide halide.
晶析を行う際の温度は、使用する溶媒の沸点及び凝固点により決定される。通常は室温で光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を加え、溶媒を加熱し温度を上昇させて、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を溶解させる。その後、該溶液を冷却させて、過飽和状態にすることにより結晶を析出させることができる。なお、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物は常温で溶媒に溶解させてもよい。例えば溶媒としてメタノールを使用した場合、室温で光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を加えてメタノールを沸点(64℃)付近にまで上昇させて、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を溶解させる。その後、徐々に該溶液を冷却させて行き、好ましくは−20〜40℃で結晶を析出させる。なお、冷却する際に、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、メタクリル酸メチルなどのエステル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒などの貧溶媒として働き易い溶媒を加えても良い。 The temperature at which crystallization is performed is determined by the boiling point and freezing point of the solvent used. Usually, the optically active carnitine amide halide is added at room temperature, the solvent is heated to raise the temperature, and the optically active carnitine amide halide is dissolved. Thereafter, the solution can be cooled to a supersaturated state to precipitate crystals. The optically active carnitine amide halide may be dissolved in a solvent at room temperature. For example, when methanol is used as the solvent, the optically active carnitine amide halide is added at room temperature to raise the methanol to near the boiling point (64 ° C.), thereby dissolving the optically active carnitine amide halide. Thereafter, the solution is gradually cooled, and crystals are preferably deposited at -20 to 40 ° C. When cooling, aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane and heptane, ketone solvents such as acetone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, ethyl propionate and methyl methacrylate, benzene, A solvent that easily works as a poor solvent such as an aromatic solvent such as toluene or xylene may be added.
晶析を行う際に溶媒に溶解させる光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の使用量は、使用する溶媒の種類及び晶析温度等によって異なるものではあるが、晶析温度における飽和溶液の1.1〜100倍(質量%)であることが好ましく、より好ましくは1.2〜50倍(質量%)、さらに好ましくは2〜10倍(質量%)である。例えば溶媒としてメタノールを使用し、温度による溶解度差を利用して晶析を試みた場合、該光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の使用量は、晶析温度における飽和溶液の1.1〜20倍(質量%)が好ましく、より好ましくは1.2〜10倍(質量%)、さらに好ましくは2〜5倍(質量%)である。
晶析に要する時間は、溶媒の種類又は濃度等によって適宜決定すればよく、特に制限はない。
The amount of the optically active carnitine amide halide to be dissolved in the solvent at the time of crystallization varies depending on the type of the solvent used, the crystallization temperature, etc., but 1.1-100 of the saturated solution at the crystallization temperature. It is preferable that it is twice (mass%), More preferably, it is 1.2-50 times (mass%), More preferably, it is 2-10 times (mass%). For example, when methanol is used as a solvent and crystallization is attempted using a solubility difference depending on temperature, the amount of the optically active carnitine amide halide used is 1.1 to 20 times (mass by mass) of the saturated solution at the crystallization temperature. %) Is preferable, more preferably 1.2 to 10 times (mass%), still more preferably 2 to 5 times (mass%).
The time required for crystallization may be appropriately determined depending on the type or concentration of the solvent, and is not particularly limited.
通常、このようにして析出した光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度は、晶析に供される光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度よりも高い。その場合、カルニチンアミドハロゲン化物の回収は、吸引濾過又は加圧濾過などの定法に従い回収することができる。一方、母液に残存溶解した光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度の方が、析出した光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度より高い場合は、析出した光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を定法により除去した後に、溶媒を減圧蒸留などによって除去して所望の光学純度を有する光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を回収することができる。 Usually, the optical purity of the optically active carnitine amide halide thus precipitated is higher than the optical purity of the optically active carnitine amide halide subjected to crystallization. In that case, the carnitine amide halide can be recovered according to a conventional method such as suction filtration or pressure filtration. On the other hand, if the optical purity of the optically active carnitine amide halide remaining dissolved in the mother liquor is higher than the optical purity of the precipitated optically active carnitine amide halide, after removing the precipitated optically active carnitine amide halide by a conventional method The solvent can be removed by distillation under reduced pressure or the like to recover an optically active carnitine amide halide having the desired optical purity.
回収した光学活性カルニチンアミドハロゲン化物は、溶媒で洗浄することにより晶析母液を洗い流すことができる。洗浄に使用する溶媒としては先に記したような有機溶媒が使用可能であるが、通常晶析操作で使用した溶媒を使用することが好ましい。 The recovered optically active carnitine amide halide can be washed away from the crystallization mother liquor by washing with a solvent. As the solvent used for washing, the organic solvent as described above can be used, but it is preferable to use the solvent usually used in the crystallization operation.
次に、実施例を用いて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこの例のみに限定されるものではない。なお、本発明で、光学純度は旋光度を測定することによって確認した。旋光度の測定は堀場製作所製「SEPA−300」を使用し、25℃、10wt%の水溶液で測定した。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the present invention, the optical purity was confirmed by measuring the optical rotation. The optical rotation was measured using “SEPA-300” manufactured by HORIBA, Ltd. at 25 ° C. and 10 wt% aqueous solution.
[実施例1]
98%e.e.〔〔α〕D 25=−17.5°(C=10)〕のL−カルニチンアミド塩化物3.00g(15.3mmol)をメタノール30mlに溶かし、60℃に加熱して3時間撹拌した。室温で放冷して、一晩放置することで結晶を析出させ、これを濾別して、結晶を冷メタノールで洗い、結晶を減圧乾燥させ、2.00gの白色結晶を得た。この化合物の旋光度を測定したところ、〔α〕D 25=−17.8°(C=10)であることがわかった。
[Example 1]
98% e. e. [[Α] D 25 = -17.5 ° (C = 10)] L-carnitine amide chloride 3.00 g (15.3 mmol) was dissolved in methanol 30 ml, heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours. The mixture was allowed to cool at room temperature and left overnight to precipitate crystals, which were filtered off, washed with cold methanol, and dried in vacuo to give 2.00 g of white crystals. When the optical rotation of this compound was measured, it was found that [α] D 25 = −17.8 ° (C = 10).
[実施例2]
79%e.e.〔〔α〕D 25=−14.1°(C=10)〕のL−カルニチン塩化物3.00g(15.3mmol)を実施例1と同様の方法で晶析を行い、2.01gの白色結晶を得た。この化合物の旋光度を測定したところ、〔α〕D 25=−16.9°(C=10)(95%e.e.)であることがわかった。また濾液のメタノールを留去して得られた化合物も同様に旋光度を測定したところ、〔α〕D 25=−8.5°(C=10)(48%e.e.)であることがわかった。
[Example 2]
79% e. e. Crystallization of [[α] D 25 = −14.1 ° (C = 10)] L-carnitine chloride 3.00 g (15.3 mmol) was carried out in the same manner as in Example 1, and 2.01 g White crystals were obtained. When the optical rotation of this compound was measured, it was found that [α] D 25 = −16.9 ° (C = 10) (95% ee). The compound obtained by distilling off methanol from the filtrate was also measured for optical rotation, and found to be [α] D 25 = −8.5 ° (C = 10) (48% ee). I understood.
[実施例3]
90%e.e.〔〔α〕D 25=−16.0°(C=10)〕のL−カルニチン塩化物3.00g(15.3mmol)を実施例1と同様の方法で晶析を行い、1.98gの白色結晶を得た。この化合物の旋光度を測定したところ、〔α〕D 25=−17.4°(C=10)(98%e.e.)であることがわかった。また濾液のメタノールを留去して得られた化合物も同様に旋光度を測定したところ、〔α〕D 25=−13.2°(C=10)(74%e.e.)であることがわかった。
[Example 3]
90% e. e. L-carnitine chloride 3.00 g (15.3 mmol) of [[α] D 25 = −16.0 ° (C = 10)] was crystallized in the same manner as in Example 1, and 1.98 g of L-carnitine chloride was crystallized. White crystals were obtained. When the optical rotation of this compound was measured, it was found that [α] D 25 = −17.4 ° (C = 10) (98% ee). The compound obtained by distilling off methanol in the filtrate was also measured for optical rotation, and it was [α] D 25 = −13.2 ° (C = 10) (74% ee). I understood.
以上示したように、本発明によれば、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物を溶媒から晶析するといった簡便な方法により、光学活性カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度を制御することができる。また、本発明の好ましい態様によれば、簡便な方法でL−カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度を高めることができる。 As described above, according to the present invention, the optical purity of the optically active carnitine amide halide can be controlled by a simple method of crystallizing the optically active carnitine amide halide from a solvent. Moreover, according to the preferable aspect of this invention, the optical purity of L-carnitine amide halide can be raised with a simple method.
本発明によれば、心臓疾患治療剤、過脂肪質血症治療剤又は静脈疾患治療剤などとして有用なL−カルニチンの前駆体であるL−カルニチンアミドハロゲン化物の光学純度を簡便な方法で制御することができる。 According to the present invention, the optical purity of L-carnitine amide halide which is a precursor of L-carnitine useful as a therapeutic agent for heart disease, hyperlipidemia or venous disease is controlled by a simple method. can do.
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