JP2012193135A - Method of manufacturing amino acid - Google Patents

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隆幸 斉藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently obtaining amino acid of high purity.SOLUTION: This method of manufacturing amino acid includes a process (1) of dehydrating and concentrating solution containing amino acid under the condition shown by expression (1) and a process (2) of depositing amino acid from the solution containing amino acid obtained in process (1). In expression (1), X shows the concentration (mass%) of amino acid in the solution at the completion of dehydration and concentration, and Y shows temperature (°C) of the solution during the dehydration and concentration. Here, Y is 0 or larger and 80 or smaller.

Description

本発明は、アミノ酸の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an amino acid.

アミノ酸及びアミノ酸アミドは医薬品等の合成中間体として有用な化合物である。アミノ酸の製造方法としては、化学的合成法、生物学的合成法とに分けることができる。例えば、光学活性を有するアミノ酸を所望する場合には、酵素反応(微生物)を用いてアミノ酸アミドを不斉加水分する方法が用いられている(特許文献1〜3)。   Amino acids and amino acid amides are useful compounds as synthetic intermediates for pharmaceuticals and the like. Amino acid production methods can be divided into chemical synthesis methods and biological synthesis methods. For example, when an amino acid having optical activity is desired, a method of asymmetrically hydrolyzing an amino acid amide using an enzyme reaction (microorganism) is used (Patent Documents 1 to 3).

上記生物学的方法では、所望する光学活性を有するアミノ酸とアミノ酸アミドの両方が生成されるので、両者を分離する必要がある。アミノ酸とアミノ酸アミドを分離する方法としては、アミノ酸アミドを溶媒抽出により除去した後、アミノ酸を等電点にて回収する方法(特許文献4)、エタノールを加えアミノ酸を優先的に晶析させる方法(特許文献5)、イオン交換樹脂を用いて吸着分離を行う方法(特許文献6)、又はα−アミノ酸アミドを陽イオン交換樹脂に吸着させた後、該イオン交換樹脂に酵素を接触させて立体特異的に加水分解反応を行い、反応と分離を同時に行う光学活性アミノ酸の製造方法(特許文献7)、アミノ酸及びアミノ酸アミド含有水溶液の溶媒を水から炭素数3以上のアルコール溶媒へと置換し、アミノ酸をアルコール溶液から優先的に取得する製造方法(特許文献8)などが報告されている。   In the above biological method, since both an amino acid and an amino acid amide having the desired optical activity are produced, it is necessary to separate them. As a method for separating amino acid and amino acid amide, after removing amino acid amide by solvent extraction, amino acid is recovered at the isoelectric point (Patent Document 4), and ethanol is added to preferentially crystallize amino acid ( Patent Document 5), a method of performing adsorption separation using an ion exchange resin (Patent Document 6), or an α-amino acid amide adsorbed to a cation exchange resin, and then contacted with an enzyme to the ion exchange resin to give stereospecificity. Optically active amino acid production method (Patent Document 7) in which hydrolysis reaction is carried out and the reaction and separation are carried out at the same time, the solvent of the amino acid and amino acid amide-containing aqueous solution is changed from water to an alcohol solvent having 3 or more carbon atoms, amino acid A manufacturing method (Patent Document 8) that preferentially obtains from an alcohol solution has been reported.

特開昭59−159789号公報JP 59-159789 A 特開昭61−293394号公報JP-A 61-293394 特開平1−186850号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-186850 特開昭58−209989号公報JP 58-209989 A 特開昭63−87998号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-87998 特開平1−226482号公報JP-A-1-226482 特開平8−23996号公報JP-A-8-23996 特開2001−328970号公報JP 2001-328970 A

しかしながら、特許文献4に記載された方法では、抽出に多量の溶媒を必要とするので、装置、コスト面で不利である。   However, the method described in Patent Document 4 is disadvantageous in terms of equipment and cost because a large amount of solvent is required for extraction.

特許文献5に記載された方法では、反応液から水を除去した後にエタノールにより抽出を行っており、工業的な製法としては好ましくない。   In the method described in Patent Document 5, extraction is performed with ethanol after removing water from the reaction solution, which is not preferable as an industrial production method.

特許文献6および7に記載された方法では、吸着・脱離、回収と多くの工程を必要とし、設備投資の増加、回収効率の低下、不純物混入の可能性が増大するなどの問題があり工業的に好ましくない。   The methods described in Patent Documents 6 and 7 require many processes such as adsorption / desorption and recovery, and there are problems such as an increase in capital investment, a decrease in recovery efficiency, and an increase in the possibility of impurity contamination. Is not preferable.

特許文献に記載の方法8では、濃縮溶液の容積に対し数倍以上の量のエタノールを添加する必要あり、コスト増加の一因となる。また、アミノ酸及びアミノ酸アミド含有水溶液をアルコール溶媒に置換する方法は工業的な製造に適しているものの、溶媒置換を行うときの溶媒量や温度により析出するアミノ酸中にアミノ酸アミドが混入する問題がある。   In the method 8 described in the patent document, it is necessary to add several times or more of ethanol to the volume of the concentrated solution, which causes an increase in cost. Moreover, although the method of substituting an amino acid and amino acid amide-containing aqueous solution with an alcohol solvent is suitable for industrial production, there is a problem that the amino acid amide is mixed into the precipitated amino acid depending on the amount and temperature of the solvent when performing solvent replacement. .

以上の理由から、いずれのアミノ酸の製造方法でも、簡便に又は効率良くアミノ酸を回収又は精製することができず、工業的に優位な方法となり得えなかった。   For these reasons, any amino acid production method cannot recover or purify amino acids simply or efficiently, and cannot be an industrially superior method.

そこで、本発明の目的は、高純度のアミノ酸を効率良く得る方法を提供することにある。   Then, the objective of this invention is providing the method of obtaining a highly purified amino acid efficiently.

本発明者は、従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、アミノ酸を含む溶液を脱水濃縮する際に、濃縮時の溶液の温度と濃縮終了時のアミノ酸の濃度とを調整することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive research in view of the problems of the prior art, the present inventor adjusts the temperature of the solution at the time of concentration and the concentration of the amino acid at the end of concentration when dehydrating and concentrating a solution containing amino acids. Thus, the inventors have found that the above object can be achieved and have completed the present invention.

本発明は、以下の工程を含むアミノ酸の製造方法に関する。
(1)下記数式1で示される条件下で、アミノ酸を含む溶液を脱水濃縮する工程

Figure 2012193135
The present invention relates to a method for producing an amino acid comprising the following steps.
(1) A step of dehydrating and concentrating a solution containing an amino acid under the condition represented by the following formula 1.
Figure 2012193135

(Xは脱水濃縮終了時の溶液中のアミノ酸の濃度(質量%)を示し、Yは脱水濃縮時の溶液の温度(℃)を示す。ただし、Yは0以上80以下である。)
(2)工程(1)で得られたアミノ酸を含む溶液からアミノ酸を析出させる工程。
(X represents the concentration (mass%) of the amino acid in the solution at the end of dehydration concentration, and Y represents the temperature (° C.) of the solution at the time of dehydration concentration. However, Y is 0 or more and 80 or less.)
(2) The process of depositing an amino acid from the solution containing the amino acid obtained at the process (1).

本発明によれば、簡便な操作により、高収率で(効率良く)アミノ酸を得ることができる。   According to the present invention, amino acids can be obtained with high yield (efficiently) by a simple operation.

本発明のアミノ酸の製造方法は、アミノ酸アミドを含むアミノ酸を精製する必要がある場合において特に有効である。すなわち、アミノ酸アミドからアミノ酸を製造する方法において好適に用いることができる。以下に詳細に説明する。   The amino acid production method of the present invention is particularly effective when it is necessary to purify amino acids including amino acid amides. That is, it can be suitably used in a method for producing an amino acid from an amino acid amide. This will be described in detail below.

(1)アミノ酸
本発明に関わるアミノ酸は、下記一般式(1)で示されるアミノ酸である。
(1) Amino acid The amino acid related to the present invention is an amino acid represented by the following general formula (1).

Figure 2012193135
Figure 2012193135

一般式(1)中、Rは水素原子または任意の置換基を示す。任意の置換基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族基、複素環基などが挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。 In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent. Examples of the optional substituent include an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aromatic group, a heterocyclic group, and the like, and these may have a substituent.

一般式(1)で示されるアミノ酸としては、アラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、t−ロイシン、メチオニン、トリプトファン、フェニルアラニン、セリン、システイン、チロシン、リジン、シクロヘキシルアラニン、2−アミノ酪酸、フェニルグリシン、及びそのアルコキシ誘導体などが挙げられる。   As amino acids represented by the general formula (1), alanine, valine, norvaline, leucine, isoleucine, norleucine, t-leucine, methionine, tryptophan, phenylalanine, serine, cysteine, tyrosine, lysine, cyclohexylalanine, 2-aminobutyric acid, Examples thereof include phenylglycine and alkoxy derivatives thereof.

これらのアミノ酸は、光学活性を有していてもよい。例えば、D体又はL体のどちらかが一方のみからなるアミノ酸であっても良いし、そのどちらか一方が過剰に含まれるアミノ酸であっても良いし、ラセミ体であっても良い。   These amino acids may have optical activity. For example, either the D-form or the L-form may be an amino acid consisting of only one of them, either one of which may be an excessively contained amino acid, or a racemic form.

(2)アミノ酸の調製
アミノ酸の調製方法としては、例えばα−ケトカルボン酸のデヒドロゲナーゼ又は同活性を有する生体触媒用いた還元的不斉アミノ化反応、ラセミ体ヒダントインのヒダントイナーゼまたは同活性を有する生体触媒用いた立体選択的加水分解開環反応、ラセミ体N−アシル−アミノ酸のアシラーゼまたは同活性を有する生体触媒用いた立体選択的加水分解反応、ラセミ体アミノ酸エステルのエステラーゼまたは同活性を有する生体触媒用いた立体選択的加水分解反応、及びラセミ体アミノ酸アミドのアミダーゼを用いた立体選択的加水分解反応などの生体触媒反応が挙げられる。
(2) Preparation of amino acids Examples of amino acid preparation methods include α-ketocarboxylic acid dehydrogenase or reductive asymmetric reaction using a biocatalyst having the same activity, racemic hydantoin hydantoinase or biocatalyst having the same activity. Stereoselective hydrolysis ring opening reaction, racemic N-acyl-amino acid acylase or stereoselective hydrolysis reaction using biocatalyst having the same activity, racemic amino acid ester esterase or biocatalyst having the same activity Examples of the biocatalytic reaction include a stereoselective hydrolysis reaction and a stereoselective hydrolysis reaction using a racemic amino acid amide amidase.

これらのうち、本発明にかかる光学活性アミノ酸の製造方法では、原料の汎用性、立体選択性などの観点から、ラセミ体アミノ酸アミドのアミダーゼ活性を有する生体触媒用いた立体選択的加水分解反応が好ましい。   Among these, in the method for producing an optically active amino acid according to the present invention, a stereoselective hydrolysis reaction using a biocatalyst having amidase activity of a racemic amino acid amide is preferable from the viewpoint of versatility and stereoselectivity of raw materials. .

ラセミ体アミノ酸アミドのアミダーゼ活性を有する生体触媒を用いた立体選択的加水分解反応(以下、「アミダーゼによる立体選択的加水分解反応」とも称する)は、ラセミ体アミノ酸アミド水溶液にアミダーゼまたはアミダーゼ活性を有する生体触媒を加え、アミノ酸アミドに該触媒を作用させて行う。   A stereoselective hydrolysis reaction using a biocatalyst having amidase activity of racemic amino acid amide (hereinafter also referred to as “stereoselective hydrolysis reaction by amidase”) has amidase or amidase activity in an aqueous solution of racemic amino acid amide. A biocatalyst is added and the catalyst is allowed to act on the amino acid amide.

ラセミ体アミノ酸アミド水溶液中のアミノ酸アミドの濃度は、1〜70質量%とすることが好ましい。この範囲内であると光学活性アミノ酸の製造効率の点で好ましい。濃度は、5〜60質量%とすることがより好ましく、10〜50質量%とすることが特に好ましい。   The concentration of the amino acid amide in the racemic amino acid amide aqueous solution is preferably 1 to 70% by mass. Within this range, it is preferable in terms of production efficiency of optically active amino acids. The concentration is more preferably 5 to 60% by mass, and particularly preferably 10 to 50% by mass.

アミダーゼによる立体選択的加水分解反応の開始時、ラセミ体アミノ酸アミド水溶液のpHは、室温(具体的には20〜30℃付近)での測定値が5〜9.8となるように調整する。この範囲内であるとアミダーゼ活性を有する生体触媒の触媒活性、反応収率、光学活性アミノ酸蓄積濃度などの点で好ましい。   At the start of the stereoselective hydrolysis reaction by amidase, the pH of the racemic amino acid amide aqueous solution is adjusted so that the measured value at room temperature (specifically, around 20 to 30 ° C.) is 5 to 9.8. Within this range, a biocatalyst having amidase activity is preferable in terms of catalytic activity, reaction yield, optically active amino acid accumulation concentration, and the like.

pHは、5.5〜9.5とすることがより好ましく、6〜9とすることがさらに好ましい。ラセミ体アミノ酸アミド水溶液は通常塩基性を示すため、pH調整には酸を用いる。酸としてはリン酸、塩酸、硫酸などの鉱酸が挙げられ、この中で塩酸、硫酸を用いることがより好ましい。使用形態は、化合物そのもの若しくは水溶液の状態で用いることができる。   The pH is more preferably 5.5 to 9.5, and even more preferably 6 to 9. Since an aqueous racemic amino acid amide solution is usually basic, an acid is used for pH adjustment. Examples of the acid include mineral acids such as phosphoric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid. Among these, hydrochloric acid and sulfuric acid are more preferable. The usage form can be the compound itself or an aqueous solution.

pH調整後、ラセミ体アミノ酸アミド水溶液にアミダーゼ活性を有する生体触媒を加え(以下、単に「触媒」とも称する)、アミノ酸アミドの立体選択的加水分解反応を行う。触媒としては、水性媒体中でラセミ体アミノ酸アミドに立体特異的に作用し、光学活性アミノ酸と対応する光学特性を有するアミノ酸アミドを与える作用を有するものであれば、特に制限はなく使用することができる。   After the pH adjustment, a biocatalyst having amidase activity is added to the racemic amino acid amide aqueous solution (hereinafter also simply referred to as “catalyst”) to carry out a stereoselective hydrolysis reaction of the amino acid amide. The catalyst is not particularly limited as long as it has a function of stereospecifically acting on racemic amino acid amide in an aqueous medium and giving an amino acid amide having optical properties corresponding to optically active amino acids. it can.

例えば、以下に例示する(組換)微生物が産生するアミダーゼが好適に使用される。
・エンテロバクタ−・クロアッセイ N−7901(FERM BP−873)
・バチルス・ステアロサーモフィラス NCIMB8923
・サーマス・アクアティカ NCIMB11243
・サーマス属 O−3−1株(FERM BP−8139)
・オクロバクテリウム・アントロピ NCIB40321
・クレブシェラ属 NCIB40322株
・E.coli JM109/pLA205(FERM BP−7132)
・E.coli JM109/pM501KN。
For example, an amidase produced by a (recombinant) microorganism exemplified below is preferably used.
Enterobacter cloassay N-7901 (FERM BP-873)
・ Bacillus stearothermophilus NCIMB 8923
・ Thermus Aquatica NCIMB11243
Thermus genus O-3-1 strain (FERM BP-8139)
・ Ocrobacterium anthropii NCIB 40321
Klebsiella sp. NCIB 40322 strain E. coli JM109 / pLA205 (FERM BP-7132)
E. E. coli JM109 / pM501KN.

これらの微生物は、菌体をそのまま又は菌体処理物(洗浄菌体、乾燥菌体、菌体破砕物、菌体抽出物、粗又は精製酵素、及びこれらの固定化物)として反応に使用される。   These microorganisms are used in the reaction as they are or as treated cells (washed cells, dried cells, crushed cells, cell extracts, crude or purified enzymes, and immobilized products thereof). .

菌体又は菌体処理物の濃度は、その活性量により異なるがアミノ酸アミド質量に対し1/10000〜1質量、好ましくは1/1000〜1/10質量である。この範囲内であると反応時間や触媒除去操作性が容易であるなどの点で好ましい。   Although the density | concentration of a microbial cell or a microbial cell processed material changes with the active mass, it is 1 / 10000-1 mass with respect to amino acid amide mass, Preferably it is 1 / 1000-1 / 10 mass. Within this range, the reaction time and the catalyst removal operability are preferable.

反応温度は5〜70℃の範囲が好ましい。この範囲内であると、反応時間、反応収率などの点で好ましい。15〜60℃がさらに好ましく、25〜45℃が特に好ましい。   The reaction temperature is preferably in the range of 5 to 70 ° C. Within this range, it is preferable in terms of reaction time, reaction yield, and the like. 15-60 degreeC is further more preferable and 25-45 degreeC is especially preferable.

反応中、水溶液のpHを調整するため、適宜酸または無機塩基化合物を添加しても良い。この場合、pHは、20〜30℃での測定値が、5〜9.8となるように調整することが好ましく、5.5〜9.5とすることがより好ましく、6〜9とすることがさらに好ましい。   In order to adjust the pH of the aqueous solution during the reaction, an acid or an inorganic base compound may be appropriately added. In this case, the pH is preferably adjusted so that the measured value at 20 to 30 ° C. is 5 to 9.8, more preferably 5.5 to 9.5, and more preferably 6 to 9. More preferably.

反応時間は、触媒量、ラセミ体アミノ酸アミドの種類により異なるが、通常5〜60時間である。この範囲内であると反応収率、製造工程の操作効率などの点で好ましい。   The reaction time varies depending on the amount of catalyst and the type of racemic amino acid amide, but is usually 5 to 60 hours. Within this range, the reaction yield, the operation efficiency of the production process and the like are preferable.

アミダーゼによる立体選択的加水分解反応の反応終了は、触媒や原料アミノ酸アミドの種類により異なるため一概ではないが、例えば下式で定義される原料変換率を高速液体クロマトグラフィーの分析値から算出し、原料変換率が90%以上消費された時点で反応終了とすることが好ましく、95%以上とすることがより好ましく、99%以上とすることが特に好ましい。この範囲内であると、光学活性アミノ酸の収率が向上する。
原料変換率(%)=((目的とする鏡像体の光学活性アミノ酸mol量)×200)/((目的とする鏡像体の光学活性アミノ酸mol量)+(残アミノ酸アミドmol量))。
The completion of the stereoselective hydrolysis reaction by amidase is not unambiguous because it differs depending on the type of catalyst and raw material amino acid amide, but for example, the raw material conversion rate defined by the following formula is calculated from the analysis value of high performance liquid chromatography, The reaction is preferably completed when the raw material conversion rate is consumed 90% or more, more preferably 95% or more, and particularly preferably 99% or more. Within this range, the yield of optically active amino acid is improved.
Raw material conversion rate (%) = ((optically active amino acid mol amount of target enantiomer) × 200) / ((optically active amino acid mol amount of target enantiomer) + (residual amino acid amide mol amount)).

(3)脱水濃縮
光学活性アミノ酸及び光学活性アミノ酸アミド含有水溶液を脱水濃縮する前に触媒を除去する。除去方法は特に限定しないが例えば、遠心分離、ろ過等の方法を用いて行うことができる。
(3) Dehydration and concentration The catalyst is removed before dehydrating and concentrating the optically active amino acid and optically active amino acid amide-containing aqueous solution. Although the removal method is not particularly limited, for example, it can be performed using a method such as centrifugation or filtration.

本発明では、「脱水濃縮」とは、溶媒を水からアルコール等の有機溶媒に置換してそれを濃縮することを含む。必要に応じて、有機溶媒を添加する前に水(溶媒)の量を減少させる(濃縮する)こともできる。水への溶解度が高いアミノ酸及びアミノ酸アミドをアルコール系溶媒に置換することで、アルコール系溶媒への溶解度の低いアミノ酸を結晶として析出させ、これらを固液分離することで回収することができる。   In the present invention, “dehydration concentration” includes substituting the solvent from water to an organic solvent such as alcohol and concentrating it. If necessary, the amount of water (solvent) can be reduced (concentrated) before adding the organic solvent. By substituting an amino acid and amino acid amide having high solubility in water with an alcohol solvent, an amino acid having low solubility in the alcohol solvent is precipitated as crystals, and these can be recovered by solid-liquid separation.

得られた反応液又は濃縮液中の水を炭素数3以上の直鎖、分岐、あるいは環状アルコールの中から選ばれた少なくとも1種類以上の溶媒に置換する。好ましくは炭素数3〜8のアルコール、より好ましくは炭素数3〜6のアルコールである。   The water in the obtained reaction solution or concentrated solution is replaced with at least one solvent selected from linear, branched, or cyclic alcohols having 3 or more carbon atoms. Preferably it is a C3-C8 alcohol, More preferably, it is a C3-C6 alcohol.

このようなアルコールとしてはイソプロピルアルコール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、n−アミルアルコール、シクロペンタノール、n−ヘキシルアルコール、シクロヘキサノール、n−オクタノールなどが挙げられる。これら溶媒は収率、操作効率などの点から好ましい。イソプロピルアルコール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、n−アミルアルコール、シクロヘキサノールを用いることがより好ましく、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、i−ブタノール、n−アミルアルコール、シクロヘキサノールを用いることが特に好ましい。   Examples of such alcohol include isopropyl alcohol, n-butanol, i-butanol, t-butanol, n-amyl alcohol, cyclopentanol, n-hexyl alcohol, cyclohexanol, and n-octanol. These solvents are preferable from the viewpoints of yield and operational efficiency. More preferably, isopropyl alcohol, n-butanol, i-butanol, t-butanol, n-amyl alcohol, and cyclohexanol are used, and isopropyl alcohol, n-butanol, i-butanol, n-amyl alcohol, and cyclohexanol are used. Is particularly preferred.

脱水濃縮は共沸等の操作によって行なわれ、触媒による立体選択的加水分解反応後得られる光学活性アミノ酸及び光学活性アミノ酸アミド含有水溶液に含まれる水を90質量%以上までアルコール溶媒へと置換する。90質量%以上とすることにより、光学活性アミノ酸の収率が高くなるので好ましい。   Dehydration concentration is carried out by an azeotropic operation or the like, and the water contained in the optically active amino acid and the optically active amino acid amide-containing aqueous solution obtained after the stereoselective hydrolysis reaction with a catalyst is replaced with an alcohol solvent up to 90% by mass or more. The content of 90% by mass or more is preferable because the yield of the optically active amino acid is increased.

脱水濃縮後の溶媒の水分含量は10質量%以下とするのが好ましい。10質量%以下とすることにより、析出すべきアミノ酸が母液へ溶解することにより収率が低下するのを防ぐことができる。5質量%以下とするのがより好ましく、2質量%以下とするのが更に好ましい。   The water content of the solvent after dehydration and concentration is preferably 10% by mass or less. By setting it as 10 mass% or less, it can prevent that a yield falls because the amino acid which should precipitate precipitates in a mother liquid. It is more preferably 5% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less.

本発明における脱水濃縮の条件は、下記数式1を満たす条件である。当該条件を満たすことにより、得られるアミノ酸中に含まれるアミノ酸アミドを抑制する(減少させる)ことができる。従って、純度の高いアミノ酸を高収率で得ることができる。

Figure 2012193135
The conditions for dehydration and concentration in the present invention are conditions that satisfy the following mathematical formula 1. By satisfying the condition, the amino acid amide contained in the obtained amino acid can be suppressed (reduced). Therefore, a highly pure amino acid can be obtained with a high yield.
Figure 2012193135

ここで、Yは脱水濃縮時の溶液の温度(℃)を示す。ただし、Yは0以上80以下、好ましくは10以上60以下である。80℃以下とすることにより、アミノ酸及びアミノ酸アミドの分解を避けることができる。0℃以上とすることにより、アミノ酸アミドの溶解度が低下して結晶として回収するアミノ酸中に混入することを避けることができる。   Here, Y indicates the temperature (° C.) of the solution during dehydration concentration. However, Y is 0 or more and 80 or less, preferably 10 or more and 60 or less. By setting the temperature to 80 ° C. or lower, the decomposition of amino acids and amino acid amides can be avoided. By setting the temperature to 0 ° C. or higher, the solubility of the amino acid amide can be prevented from being mixed into the amino acid recovered as crystals.

Xは脱水濃縮終了時の溶液中のアミノ酸の濃度(質量%)、すなわち、脱水濃縮により所望するアミノ酸濃度を示す。Xの数値範囲は、Yに応じて適宜選択すればよい。例えば、10〜50(質量%)であることが好ましく、20〜40(質量%)であることがより好ましい。50以下とすることにより、脱水濃縮中にアミノ酸及びアミノ酸アミドの塩が十分に解離せず、複合塩として結晶であるアミノ酸中に混入することを避けることができる。一方、10以上とすることにより、使用する溶媒量が増大して生産効率が悪くなるのを避けることができる。   X represents the concentration (mass%) of the amino acid in the solution at the end of the dehydration concentration, that is, the desired amino acid concentration by dehydration concentration. The numerical value range of X may be appropriately selected according to Y. For example, it is preferably 10 to 50 (mass%), more preferably 20 to 40 (mass%). By setting it to 50 or less, it is possible to prevent the amino acid and amino acid amide salts from being sufficiently dissociated during dehydration and concentration and being mixed into the amino acid that is a crystal as a complex salt. On the other hand, by setting it as 10 or more, it can avoid that the amount of solvent to be used increases and production efficiency deteriorates.

この時、光学活性アミノ酸及び/又は光学活性アミノ酸アミド結晶は析出していても、析出していなくてもどちらでもよい。   At this time, the optically active amino acid and / or the optically active amino acid amide crystal may or may not be precipitated.

(4)アミノ酸の析出(回収)
次に、上述のごとく調製した光学活性アミノ酸及び光学活性アミノ酸アミドを含むアルコール溶媒溶液を冷却して結晶を析出させる。この時純度向上や結晶晶径改善を目的に、冷却前にアルコール溶媒溶液を30〜80℃の範囲で加温しても良い。
(4) Precipitation (recovery) of amino acids
Next, the alcohol solvent solution containing the optically active amino acid and the optically active amino acid amide prepared as described above is cooled to precipitate crystals. At this time, the alcohol solvent solution may be heated in the range of 30 to 80 ° C. before cooling for the purpose of improving purity and crystal crystal diameter.

冷却速度は、結晶成長、結晶純度などの点から60℃/hr以下とすることが好ましい。また、50℃/hr以下とすることがより好ましく、40℃/hr以下とすることが特に好ましい。   The cooling rate is preferably 60 ° C./hr or less from the viewpoint of crystal growth and crystal purity. Moreover, it is more preferable to set it as 50 degrees C / hr or less, and it is especially preferable to set it as 40 degrees C / hr or less.

光学活性アミノ酸結晶の単離は、ろ過又は遠心分離等により行うことができる。単離温度は、収率及び純度が高い結晶が得られれば特には限定されない。例えば、−10〜40℃とすることが好ましい。この範囲内であると結晶の収率及び純度が高い点で好ましい。0〜30℃とすることがより好ましい。   Isolation of the optically active amino acid crystal can be performed by filtration or centrifugation. The isolation temperature is not particularly limited as long as crystals with high yield and purity are obtained. For example, it is preferable to set it as -10-40 degreeC. Within this range, the crystal yield and purity are preferred. It is more preferable to set it as 0-30 degreeC.

上述のようにして、(光学活性)アミノ酸及び(光学活性)アミノ酸アミド含有水溶液から高選択的に光学活性アミノ酸の結晶を単離することができる。通常、結晶中の光学活性アミノ酸アミドの含有量は、光学活性アミノ酸に対し1質量%未満である。この値以下であると、例えば、本発明で得られたアミノ酸をN−アルコキシカルボニルアミノ酸類の製造に使用した場合、収率、製品N−アルコキシカルボニルアミノ酸類の化学純度が高くなるという点でも好ましい。   As described above, crystals of optically active amino acids can be isolated with high selectivity from aqueous solutions containing (optically active) amino acids and (optically active) amino acid amides. Usually, the content of the optically active amino acid amide in the crystal is less than 1% by mass with respect to the optically active amino acid. For example, when the amino acid obtained in the present invention is used for the production of N-alkoxycarbonylamino acids, the yield and the chemical purity of the product N-alkoxycarbonylamino acids are increased. .

結晶は固液分離により採取することができる。固液分離方法は、例えば、加圧ろ過、自然ろ過、加熱ろ過又は遠心分離等が挙げられる。真空乾燥などの溶媒除去操作を行っても良い。これらの条件は限定されず、アミノ酸の分解が促進されない条件等により適宜選択することができる。   Crystals can be collected by solid-liquid separation. Examples of the solid-liquid separation method include pressure filtration, natural filtration, heat filtration, and centrifugal separation. Solvent removal operation such as vacuum drying may be performed. These conditions are not limited, and can be appropriately selected depending on conditions that do not promote the degradation of amino acids.

また、アルコール溶媒溶液として回収された光学活性アミノ酸アミドは、例えば、公知の方法によってラセミ化し、アミダーゼによる立体選択的加水分解反応の原料に再利用することができる。通常、ラセミ化反応は該アルコール溶媒溶液に強塩基化合物を加え加熱して行うことができる。ラセミ化反応後、公知の方法、例えば晶析操作によってラセミ体アミノ酸アミドを回収し、アミダーゼによる立体選択的加水分解反応の原料に再利用することができる。   The optically active amino acid amide recovered as an alcohol solvent solution can be racemized by a known method, for example, and reused as a raw material for a stereoselective hydrolysis reaction by amidase. Usually, the racemization reaction can be performed by adding a strong base compound to the alcohol solvent solution and heating. After the racemization reaction, the racemic amino acid amide can be recovered by a known method such as a crystallization operation, and can be reused as a raw material for the stereoselective hydrolysis reaction by amidase.

以下、本発明を製造例、実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Production Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

なお、実施例及び比較例中の化合物の分析は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて行った。
<分析条件>
カラム Inertsil ODS−3V(GLサイエンス社製)
溶離液 0.1%リン酸水溶液
流速 1.0mL/min
検出 UV 210nm。
In addition, the analysis of the compound in an Example and a comparative example was performed using the high performance liquid chromatography (HPLC).
<Analysis conditions>
Column Inertsil ODS-3V (manufactured by GL Sciences)
Eluent 0.1% phosphoric acid aqueous solution flow rate 1.0mL / min
Detection UV 210 nm.

[参考例1] アミダーゼ活性を有する酵素の調製
WO2000/063354号記載の方法に従い、E.coli JM109/pLA205(FERM BP−7132)の培養を行った。培養液1Lを遠心分離し、次いで湿潤菌体を蒸留水に懸濁した。さらに菌体懸濁液を破砕した後に、遠心分離し、粗酵素溶液20gを調製した。
[Reference Example 1] Preparation of enzyme having amidase activity According to the method described in WO2000 / 063354, E. coli JM109 / pLA205 (FERM BP-7132) was cultured. 1 L of the culture broth was centrifuged, and then the wet cells were suspended in distilled water. Further, the cell suspension was crushed and then centrifuged to prepare 20 g of a crude enzyme solution.

[製造例1] アミノ酸及びアミノ酸アミド水溶液の調整
攪拌機及び温度計を付した1000mL三口フラスコに、t−ロイシンアミド200.0g(1.54mol)を秤量し、純水600mLを加えて溶解した。この水溶液のpHを98%硫酸25.3gで添加して、11.3から8.0(40℃)に調整した。
[Production Example 1] Preparation of amino acid and amino acid amide aqueous solution To a 1000 mL three-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, 200.0 g (1.54 mol) of t-leucine amide was weighed, and 600 mL of pure water was added and dissolved. The pH of this aqueous solution was adjusted to 11.3 to 8.0 (40 ° C.) by adding 25.3 g of 98% sulfuric acid.

この溶液に、上記参考例1で得られたアミダーゼ活性を有する酵素溶液20gを添加し、反応温度を38〜42℃で制御した。24時間後のL−t−ロイシンアミドの転化率は99%以上であり、L−t−ロイシン101.0g(0.77mol)が生成した。   To this solution, 20 g of the enzyme solution having amidase activity obtained in Reference Example 1 was added, and the reaction temperature was controlled at 38 to 42 ° C. The conversion of Lt-leucine amide after 24 hours was 99% or more, and 101.0 g (0.77 mol) of Lt-leucine was produced.

[実施例1]
製造例で合成した水溶液を攪拌機及び温度計を付した1500mL三口フラスコに移し、内温を60〜80℃の範囲でL−t−ロイシンアミドの濃度が30質量%となるまで減圧濃縮した。次に、この濃縮液へn−ブタノールを250g添加し、内温を20〜25℃の範囲で水分含量が1質量%以下、かつt−ロイシンアミドの濃度が20質量%になるまで減圧濃縮した。この濃縮液を20℃で1時間熟成させた後に、吸引ろ過により結晶を回収した。結晶の回収率は99%であり、結晶中のt−ロイシンアミドは検出下限値以下であった。
[Example 1]
The aqueous solution synthesized in the production example was transferred to a 1500 mL three-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, and concentrated under reduced pressure at an internal temperature in the range of 60 to 80 ° C. until the concentration of Lt-leucine amide became 30% by mass. Next, 250 g of n-butanol was added to the concentrated solution, and the solution was concentrated under reduced pressure until the water temperature was 1% by mass or less and the concentration of t-leucinamide was 20% by mass within the range of 20 to 25 ° C. . The concentrate was aged at 20 ° C. for 1 hour, and then crystals were collected by suction filtration. The crystal recovery was 99%, and t-leucinamide in the crystals was below the lower limit of detection.

[実施例2]
n−ブタノール添加後の濃縮温度を30〜35℃、t−ロイシンアミドの濃度を25質量%とした以外は実施例1と同等の方法で行った。結晶の回収率は99%であり、結晶中のt−ロイシンアミドは検出下限値以下であった。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the concentration temperature after addition of n-butanol was 30 to 35 ° C. and the concentration of t-leucinamide was 25 mass%. The crystal recovery was 99%, and t-leucinamide in the crystals was below the lower limit of detection.

[実施例3]
n−ブタノール添加後の濃縮温度を40〜45℃、t−ロイシンアミドの濃度を30質量%とした以外は実施例1と同等の方法で行った。結晶の回収率は99%であり、結晶中のt−ロイシンアミドは検出下限値以下であった。
[Example 3]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the concentration temperature after addition of n-butanol was 40 to 45 ° C. and the concentration of t-leucinamide was 30 mass%. The crystal recovery was 99%, and t-leucinamide in the crystals was below the lower limit of detection.

[比較例1]
n−ブタノール添加後の濃縮温度を20〜25℃、t−ロイシンアミドの濃度を25質量%とした以外は実施例1と同等の方法で行った。結晶の回収率は99%であったが、結晶中のt−ロイシンアミドは4.3質量%であった。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the concentration temperature after addition of n-butanol was 20 to 25 ° C. and the concentration of t-leucinamide was 25 mass%. The crystal recovery was 99%, but t-leucinamide in the crystal was 4.3% by mass.

[比較例2]
n−ブタノール添加後の濃縮温度を30〜35℃、t−ロイシンアミドの濃度を30質量%とした以外は実施例1と同等の方法で行った。結晶の回収率は99%であったが、結晶中のt−ロイシンアミドは7.3質量%であった。
[Comparative Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the concentration temperature after addition of n-butanol was 30 to 35 ° C. and the concentration of t-leucinamide was 30 mass%. The crystal recovery was 99%, but t-leucinamide in the crystal was 7.3% by mass.

Figure 2012193135
Figure 2012193135

Claims (3)

(1)下記数式1で示される条件下で、アミノ酸を含む溶液を脱水濃縮する工程
Figure 2012193135
(Xは脱水濃縮終了時の溶液中のアミノ酸の濃度(質量%)を示し、Yは脱水濃縮時の溶液の温度(℃)を示す。ただし、Yは0以上80以下である。)
(2)工程(1)で得られたアミノ酸を含む溶液からアミノ酸を析出させる工程
を含む、アミノ酸の製造方法。
(1) A step of dehydrating and concentrating a solution containing an amino acid under the condition represented by the following formula 1.
Figure 2012193135
(X represents the concentration (mass%) of the amino acid in the solution at the end of dehydration concentration, and Y represents the temperature (° C.) of the solution at the time of dehydration concentration. However, Y is 0 or more and 80 or less.)
(2) A method for producing an amino acid, comprising a step of precipitating an amino acid from the solution containing the amino acid obtained in the step (1).
アミノ酸がアミノ酸アミドを酵素反応により加水分解して得られたものである、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the amino acid is obtained by hydrolyzing an amino acid amide by an enzymatic reaction. 請求項1又は2記載の方法で得られる、アミノ酸アミドの含量が1質量%以下であるアミノ酸。   An amino acid having a content of amino acid amide of 1% by mass or less obtained by the method according to claim 1 or 2.
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