JP2524306C

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Publication number: JP2524306C
Authority: JP
Original assignee: ローヌ−プーラン・シミ
Publication date: 1999-04-12

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【産業上の利用分野】本発明はＬ−アスパラギン酸の調製方法に関する。【０００２】【従来の技術】常法に依れば、Ｌ−アスパラギン酸は、それ自体が概ねフマル酸アンモニウム
の酵素処理から生じるアスパラギン酸アンモニウムより取得される。アスパラギン酸アンモニウムからのＬ−アスパラギン酸の沈殿は、ｐＫa が、Ｌ−アスパラ
ギン酸の対応する酸性度より低い３．６５未満の無機酸もしくは有機酸を用いて
実施される。通常用いられる酸のうち特に無機酸、更に特定するに硫酸を挙げる
ことができる。マレイン酸も亦使用することができる。しかしながら、この種の沈殿では、考慮中の酸アンモニウム塩の生成は、所期
Ｌ−アスパラギン酸の形成と共に観察される。Ｌ−アスパラギン酸に関しては、
この副生物は、無論除去しなければならない不純物を構成する。対応する分離段
階は、プロセス上の付加的コストを伴う故に経済レベルで望ましくなく、また留
出物の汚染故にエコロジーレベルで望ましくない。【０００３】【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの（第一）課題は、Ｌ−アスパラギン酸をＬ−アスパラギン酸ア
ンモニウムから効率的に沈殿させることのできる新規な試剤を提供することであ
る。また、別の（第二）課題は、フマル酸によるＬ−アスパラギン酸の沈殿段階
と、加えてフマル酸アンモニウムからのＬ−アスパラギン酸アンモニウムの予備
形成を含むＬ−アスパラギン酸の調製方法を提供することである。【０００４】【課題を解決するための手段】第一課題として、本発明は、Ｌ−アスパラギン酸アンモニウムよりＬ−アスパ
ラギン酸を調製するに際し、アスパラギン酸アンモニウムからアスパラギン酸を
効率的に沈殿させる試剤としてフマル酸を用いる方法を提供する。実際、Ｌ−アスパラギン酸アンモニウムからＬ−アスパラギン酸を効率的に沈
殿させるフマル酸のこの能力は非常に驚異的である。フマル酸の二つのｐＫa 値は、Ｌ−アスパラギン酸を沈殿させるには実際上有
利でない。３及び４．４という各値は、Ｌ−アスパラギン酸の対応するｐＫa と
同程度の大きさである。【０００５】更に、フマル酸はマレイン酸とは対照的に室温において水性混合物での溶解度
が目立って低い。それ故、沈殿反応はフマル酸の存在下広い温度範囲において不均質媒体で実施される。しかしながら、すべての予想に反し、この不均質性は、
反応のすぐれた進展に何ら影響を及ぼさない。本発明の好ましい具体化に従えば、フマル酸は、存在するＬ−アスパラギン酸
アンモニウムに対して加えられるフマル酸のモル比０．８以下で用いられる。好
ましくは、該モル比は０．１〜０．６５範囲で変動する。沈殿は常法により水性媒体で実施される。沈殿媒体の初期水濃度はフマル酸導
入前広い範囲で変動しうる。一般には、約４０〜９０重量％範囲である。【０００６】上述の如く、沈殿反応は、選ばれる温度に依り均質媒体で生じたり或は不均質
媒体で生じるが、本発明方法では室温〜約１００℃での不均質媒体で実施される
。好ましくは、２０℃〜１００℃範囲で実施される。反応終了時、形成したＬ−アスパラギン酸は、好ましくは濾過により反応混合
物から単離後、洗浄且つ乾燥される。本発明の特定の具体化に従えば、フマル酸
アンモニウムを含む濾液が保留される。反応のＬ−アスパラギン酸収率は７０〜９５％の値に達することができる。【０００７】第二の課題として、本発明は、フマル酸によるＬ−アスパラギン酸の沈殿段階
と、加えてフマル酸アンモニウムからのアスパラギン酸アンモニウムの予備形成
を含むＬ−アスパラギン酸の調製方法を提供する。特に、本発明は、フマル酸アンモニウムをアスパルターゼで或はアスパルター
ゼを産生する微生物で酵素処理することにより予めアスパラギン酸アンモニウム
を生成することを付加的に含む方法に適合する。フマル酸アンモニウムをアスパラギン酸塩に転化させるアスパルターゼの能力
は周知であり、またフマル酸アンモニウムによるアスパルターゼの酵素処理によ
りアスパラギン酸塩を生成する多くの方法が文献に既述されている。従って、こ
こではこれら技法に関する詳細を省く。アスパルターゼを産生しうる微生物として特に下記株が含まれる：シュードモナス・フルオレセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｆｌｕｏｒｅｓｃ
ｅｎｓ）、エスケリキア・コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ）、アエロバクテル・アエロゲネス（Ａｅｒｏｂａｃｔｅｒａｅｒｏｇｅｎｅｓ）、バク
テリウム・スクシニウム（Ｂａｃｔｅｒｉｕｍｓｕｃｃｉｎｉｕｍ）、ミクロ
コクス・スプ（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓｓｐ）、バシルス・スブチリス（Ｂａ
ｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）及びセラチア・マルセセンス（Ｓｅｒｒａｔ
ｉａｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）。【０００８】酵素処理の結果として得られるアスパラギン酸アンモニウムは好ましくは反応
終了時、後続のフマル酸による沈殿段階に備えて単離される。Ｌ−アスパラギン酸の沈殿にフマル酸を用いることは第二の場合特に有利と判
明する。事実上、沈殿段階の結果得られる副生物すなわちフマル酸アンモニウム
はＬ−アスパラギン酸の給源を有利に構成しうる。それは、アスパラギン酸アン
モニウムの形成を通してＬ−アスパラギン酸を調製すべく再循環され得、かくし
て閉回路で操作することを可能にする。その後、副生物の製造は皆無である。従って、本発明の好ましい具体化に従えば、アスパラギン酸の沈殿段階の結果
得られる、該酸を含まない反応混合物は、アスパラギン酸アンモニウム調製用フ
マル酸アンモニウムの給源として用いられる。【０００９】この反応混合物は、いかなる前処理もせずに直接アスパラギン酸アンモニウム
の調製に用いることができる。この観点から、アスパルターゼを産生することの
できる微生物は直接そこに導入され、適宜アンモニア化学量論が再調整される。本発明方法の他の利点を、本発明の非制限的例として提示される下記例で示す
。例中、いくつかの検査を実施する。すなわち、Ｌ−アスパラギン酸の純度を電位差計分析でモニターする（１Ｎ水酸化ナトリ
ウムによる決定）。また、未反応フマル酸の量をＨＰＬＣクロマトグラフィーで定量的に決定する。【００１０】例１アスパラギン酸アンモニウムの調製電磁撹拌機を備えた２ｌ（リットル）丸底フラスコに、ＮＨ₃２３．１４重量
％を含有するＮＨ₄ＯＨ３００ｇ及び水８００ｇを導入する。次いで、Ｌ−アス
パラギン酸５４３ｇを累進的に加えて混合物の温度を５０℃以下に保つようにす
る。冷却後、均質な３７．２７％ｗ／ｗアスパラギン酸アンモニウム溶液を取得
する。【００１１】例２アスパラギン酸の沈殿に関するテスト１フマル酸３．６ｇを水２５ｇと共に１００ｍｌエルレンマイヤーフラスコに装
入する。次いで、例１の３７．２７％ｗ／ｗアスパラギン酸アンモニウム溶液２
５ｇ（０．０６２１モル）を加える。存在するフマル酸を考慮せずに反応前評価
した混合物中の水濃度、Ｃは８１．３７％ｗ／ｗであり、存在するアスパラギン
酸アンモニウムに対し加えられるフマル酸のモル比、αは０．５である。電磁撹拌機を用いて液／固混合物を温度Ｔ＝２０℃で時間ｔ＝１ｈｒかき混ぜ
る。得られた懸濁物を濾過し、Ｌ−アスパラギン酸を回収する。洗浄及び乾燥後
、乾燥固体６７ｇを得る。算定したＬ−アスパラギン酸収率、Ｙは８１．１モル
％（装入Ｌ−アスパラギン酸アンモニウムモル数に対する取得Ｌ−アスパラギン
酸モル数）に等しく、算定したフマル酸転化率、Ｄは８１．１％［（取得Ｌ−ア
スパラギン酸、モル数／（２×（装入フマル酸、モル数））］に等しい。電位差計で決定した取得Ｌ−アスパラギン酸純度、Ｐは１０１．１％であり、
またＨＰＬＣで決定したフマル酸含分、ＦＡは１．８％である。【００１２】例３Ｌ−アスパラギン酸の沈殿に及ぼす温度の影響後記テスト２を、例２に記載のテスト１に類似した操作条件下で実施するが、
反応混合物を１００℃に還流させる。テスト３を次の手順に従って実施する。すなわち、例１の３７．２７％ｗ／ｗ
アスパラギン酸アンモニウム溶液９９．３ｇ（０．２４６７モル）、水９０．７ｇ及びフマル酸１４．３ｇを、反応混合物の観察が可能なガラス製ポートホール
付き３００ｍｌステンレス鋼反応器に装入する。反応器の加熱は電気により、撹
拌はアルキメデススクリューによる。窒素による掃気後、温度を１３５℃に設定
し、撹拌を開始する。１５分後、反応混合物の温度は自生圧下１３５℃に達する
。而して、反応混合物は液状均質物である。温度は１３５℃で１０分間保持する
。次いで、反応器を冷却させ、反応混合物の温度が８８℃に達したとき排出を実
施する。下記表Ｉに、対応するＹ、Ｄ、Ｐ及びＦＡの結果を示す。【００１３】【表１】【００１４】結果は、申し分のないフマル酸含有量で最良の収率をもたらすのは最低温度で
あることを示している。【００１５】例４アスパラギン酸の沈殿に及ぼす水濃度の影響該影響を２０℃及び１００℃という二つの温度値で調べた。下記表IIに、対応
する結果を示す。テスト４及び５は例２（テスト１）に示す手順に従って実施した。テスト６に関しては、次の如く実施した：例１の３７．２７％ｗ／ｗアスパ
ラギン酸アンモニウム溶液２５ｇ（０．０６２１モル）を回転式蒸発器中１０ｍ
ｍＨｇの減圧下３５℃で蒸発させる。次いで、４８．７７％ｗ／ｗアスパラギン
酸アンモニウム溶液１９．１ｇを得る。この溶液を５０ｍｌエルレンマイヤーフ
ラスコに装入する。電磁撹拌機を用いてかき混ぜる。次いで、フマル酸３．６ｇ
を加える。次いで、反応混合物を還流させる（温度Ｔ＝１００℃）。【００１６】【表２】【００１７】非常に高い含水量において、収率は極めて有意に減少する。【００１８】例５沈殿反応に及ぼすパラメーターαの影響パラメーターαの影響は先行例と同じ方法で２０℃及び１００℃という二つの
温度で調べた。テスト７は例２（テスト１）と同じ手順に従い実施する。テスト８及び９は、テスト２と同じ手順に従いアスパラギン酸アンモニウム０
．０６２１モルを装入して実施する。テスト１０はテスト３に記載の手順に従い
１４０℃で実施し、同様にアスパラギン酸アンモニウム０．２４６７ｇを装入す
る。結果を下記表III に提示する。【００１９】【表３】【００２０】 αが０．８より大きい値では、残留フマル酸含量が非常に高くなることが注目
される。【００２１】例６フマル酸アンモニウムの存在におけるＬ−アスパラギン酸の沈殿フマル酸１．７９ｇを水２５ｇと共に１００ｍｌエルレンマイヤーフラスコに
装入する。次いで、３７．２７％ｗ／ｗアスパラギン酸アンモニウム溶液２４．
８ｇ（０．０６１７モル）を加える。次いで、液／固混合物を２０℃の温度で１
時間かき混ぜる。濾過、洗浄及び乾燥後、Ｌ−アスパラギン酸３．４９ｇを取得
する。母液４０．２２ｇを濾過後回収し、１００ｍｌエルレンマイヤーフラスコに装
入する。例１の３７．２７％ｗ／ｗアスパラギン酸アンモニウム溶液８．７８ｇ
を加え、次いでフマル酸１．４９ｇを加える。次いで、混合物を２０℃で１時間
かき混ぜる。濾過、洗浄及び乾燥後、Ｌ−アスパラギン酸３．０５ｇを得る。濾
過後、母液３７．５ｇを回収し、１００ｍｌエルレンマイヤーフラスコに装入する。例１の３７．２７％ｗ／ｗアスパラギン酸アンモニウム溶液７．３ｇを加え
、次いでフマル酸１．１８ｇを加える。次いで、混合物を２０℃で１時間かき混
ぜる。濾過、洗浄及び乾燥後、Ｌ−アスパラギン酸２．０８ｇを取得する。３段階では、考慮段階の反応初期に存在するアスパラギン酸アンモニウムに対
するフマル酸モル比β並びに再循環段階の累積収率ＣＹ（考慮段階までの装入ア
スパラギン酸アンモニウムモル数に対する考慮段階までの取得Ｌ−アスパラギン
酸モル数）を算定する。操作条件α及びβ並びにＹ、ＣＹ及びＦＡの結果を下記表IVに示す。【００２２】【表４】

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】フマル酸を用いるアスパラギン酸アンモニウムからのＬ−アス
パラギン酸の沈殿によるＬ−アスパラギン酸の調製方法であって、沈殿のプロセ
スを室温〜１００℃にて、不均質相で実施し、フマル酸を、添加されるフマル酸
の存在するＬ−アスパラギン酸アンモニウムに対するモル比０．１〜０．６５で
用い、フマル酸の導入前の沈殿混合物の水濃度が４０〜９０重量％であることを
特徴とする方法。【請求項２】フマル酸アンモニウムを付加的に含有する反応混合物から所期
Ｌ−アスパラギン酸を単離することを特徴とする請求項１の方法。【請求項３】Ｌ−アスパラギン酸アンモニウムが、フマル酸アンモニウムを
アスパルターゼで或は、アスパルターゼを産生する微生物で酵素処理することに
より予め生成されることを特徴とする請求項１または２の方法。【請求項４】Ｌ−アスパラギン酸の単離後得られるフマル酸アンモニウム含
有反応混合物がＬ−アスパラギン酸アンモニウムを調製するためのフマル酸アン
モニウム源として用いられることを特徴とする請求項２または３の方法。【請求項５】Ｌ−アスパラギン酸が濾過により単離されることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。