JP3056416B2 - クレアチン又はクレアチン−1水和物の製造法 - Google Patents
クレアチン又はクレアチン−1水和物の製造法Info
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- C07C277/02—Preparation of guanidine or its derivatives, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of guanidine from cyanamide, calcium cyanamide or dicyandiamides
Description
リウム−又はカリウムサルコシナートと反応させること
によりクレアチン又はクレアチン−1水和物を製造する
方法に関する。
レアチンとして筋肉の予備エネルギーを製造する。この
理由から、クレアチンは栄養補助剤として殊にスポーツ
分野で使用され、その際に、クレアチンは、通常クレア
チン−1水和物として使用される。クレアチンは生物的
原料、例えばくず肉から得ることができるが、このこと
は工業的に非常に経費がかかり、かつ衛生上の理由から
危険である。
てシアナミドとサルコシンとの反応により行われている
[Ullmann´s Encyclopedia of Industrial Chemistry,
5. Auflage, Band A 12, 552, VCH-Verlagsgesellscha
ft, Weinheim (1987); Strecker, Jahresbericht ueber
die Fortschritte der Chemie 1868, 686 Anm. 1; Vol
hard, Zeitschrift fuer Chemie 1869, 318 を参照]。
又はクレアチン−1水和物を製造する場合の重大な欠点
は、サルコシンが非常に高価な出発物質であり、高価な
サルコシンを使用する場合に充分な収率を達成できない
ことにある。
水準に相応する前記の欠点がなく、経済的に有効な収率
で、かつ良好な純度でのクレアチン又はクレアチン−1
水和物の製造を可能にするクレアチン又はクレアチン−
1水和物の製造法を開発するという課題に基づいてい
る。
り、シアナミドをナトリウム−又はカリウムサルコシナ
ートと、水中又は水と有機溶剤とからの混合物中で、温
度20〜150℃でpH値7.0〜14.0で反応させる
ことにより解決された。
成物を良好な収率で、かつ非常に高い純度で得ることが
できることが明らかになった。このことは、公知のよう
にシアナミドがアルカリ性の範囲で二量化してジシアン
ジアミドになり、その際に反応速度の最大は約pH9.
6にあるので、非常に意外である。更に、pH9を超え
るとジシアナミド−形成と並んで同時に、尿素の形成下
にシアナミドへの水の付加も起こることは公知である。
最後に、クレアチンは水中での加熱の際に、アルカリ性
の条件下で分解され、その際に、特にサルコシン、尿素
及びメチルヒダントインが形成されることも公知であ
る。この理由から、本発明による方法を用いて所望の生
成物の良好な収率及び高い純度が可能であることは予想
できなかった。
純度を有し、約10重量%メチルイミノジ酢酸をその塩
の形で不純物として含有している工業用のナトリウム−
及びカリウムサルコシナート溶液でさえ、上記の利点を
有するクレアチン又はクレアチン−1水和物の製造に好
適であるということである。
るシアナミド及びナトリウム−又はカリウムサルコシナ
ートを、反応温度20〜150℃、有利に50〜100
℃で、場合によっては加圧下で反応させる。
0〜10.0のアルカリ性のpH−範囲で実施すること
が本発明の本質である。相応するpH値を無機酸又は有
機酸を用いて調整するのが有利である。無機酸(鉱酸)
としては、例えば塩酸を使用することができ、有機酸と
してはサルコシン、酢酸又はギ酸を使用するのが有利で
ある。しかしながら、この代わりに、pH値−調整を容
易に脂肪族モノ−、ジ−又はポリカルボン酸、殊に芳香
族カルボン酸及び脂肪族又は芳香族スルホン酸を用いて
行うこともできる。
い範囲で処理すべきである場合には、pH値調整を塩
基、殊にNaOH又はKOHを用いて行うことも可能で
ある。
ルコシナートのモル比は、広い範囲で変動しうる。この
比を1:4〜4:1の値に調整するのが有利である。シ
アナミド及びナトリウム−又はカリウムサルコシナート
をほぼ等モル量で、例えば0.9:1〜1.25:1で使
用するのが特に有利である。
リウムサルコシナート水溶液を装入し、酸又はアルカリ
液を用いて所望のpH値に調整し、シアナミドを水溶液
の形で(例えば50%水溶液として)又は固体結晶の形
で添加するという方法で行うことができる。しかしなが
ら、pH値−調整をシアナミドの添加の間に初めて行う
という方法を行うこともできる。
サルコシナートを同時に反応容器中に導入してもよく、
その際に、所望のpH値を同時に酸又は塩基を用いて調
整する。
プ反応器(Schleifenreaktor)を使用することができ
る。ループ反応器の使用は、特にナトリウム−又はカリ
ウムサルコシナート中のシアナミドの添加及びpH値の
調整を同時に行う場合に好適である。
はカリウムサルコシナートを、有利に濃度35〜40重
量%及び純度約85〜90重量%を有する相応する工業
用水溶液の形でも使用することができる。サルコシンと
は対照的に、工業用ナトリウムサルコシナート−水溶液
は、それが大工業的生成物であるので、非常に安価であ
る。
は水性懸濁液中で行われる。しかしながら、それを水性
−有機相中で、例えば1〜5個のC原子を有する脂肪族
アルコール、有利にメタノール又はエタノールの存在下
で行うこともできる。有機溶剤の使用は、反応混合物を
還流温度まで加熱する方法で、所望の反応温度の調節を
容易にする。
している)の後に、固体の反応生成物を慣用の装置、例
えば遠心分離器、フィルタープレス又は加圧吸引濾過器
を用いて単離することができる。非常に純粋なクレアチ
ン又はクレアチン−1水和物の精製又は製造のために、
反応生成物を冷水又は熱湯を用いて、例えば水を用いて
の洗浄又は水中での懸濁により後処理することができ
る。反応生成物を水から再結晶させることもできる。
の対流−又は接触乾燥器を用いて行うことができる。乾
燥器としては、例えば室−、トンネル−、棚型−、バン
ド−、多段式−、ノズル−、流れ−、流動層−、ドラム
乾燥器が好適である。
成物を水含有率が1重量%未満であるように乾燥させ
る。これは、例えば真空中における80℃での乾燥によ
り達成することができる。
乾燥処理を水含有率約12.1重量%で中止するか又は
水含有率が約12.1重量%を超えないように、乾燥パ
ラメーターを選択する。クレアチン−1水和物は、理論
水含有率12.08重量%を有する。意外にも、クレア
チン−1水和物を得ることを目的として、湿潤クレアチ
ンの乾燥を実施することができることを見出した。この
ためには、例えば棚型乾燥器中での40℃及び15〜2
0ミリバールでの乾燥又はドラム乾燥器中での50℃及
び180〜200ミリバールでの乾燥が好適である。
用ナトリウム−又はカリウムサルコシナート−溶液から
出発する場合でさえ、本発明による方法を用いて、クレ
アチン又はクレアチン−1水和物を収率60〜90重量
%で、かつ100%まで達しうる非常に高い純度で製造
することができる。本発明による方法の空/時−収率も
非常に良好であるので、それは工業的規模で実施するた
めに際だって好適である。
説明する。
625g(16.7モル)を装入した。冷水を用いての
外的な冷却及び強力な撹拌下に、濃塩酸を用いてpH値
9.6(20℃で)を調整した。それを80℃まで加熱
した。50重量%シアナミド−水溶液[SKW−シアナ
ミド L 500(SKW-Cyanamid L 500)]1548g
(18.4モル)を、90分かけて強い撹拌下に均等に
内部温度80〜85℃で導入した。シアナミド−添加の
終了後に、反応生成物を内部温度80℃でなお2時間撹
拌した。それを冷却し、この反応混合物を水冷下に4時
間撹拌した。結晶状の、良好に濾過されうる反応生成物
を吸引濾過し、その都度水1250mlを用いて3回洗
浄して塩化物不含にした。引き続き、温水(40℃)1
250mlを用いてもう一度後洗浄した。それを、真空
乾燥箱中で40℃及び20ミリバールで乾燥させた。収
量は、クレアチン−1水和物1822g(ナトリウムサ
ルコシナートに対して73.3%)であった。含有率
(HPLC):クレアチン88.1%(計算87.9
%)。
77.7g(1モル)を装入した。濃塩酸を用いて、p
H値9.6(20℃で)を調整し、95℃まで加熱し
た。引き続き、工業用50重量%シアナミド−水溶液1
05.1g(1.25モル)を強い撹拌下に、内部温度が
95℃を超えて上昇しない程度に添加した。シアナミド
−添加終了後に、95℃でなお1時間加熱した。それを
15℃まで冷却し、結晶沈殿物を吸引濾過し、その都度
水120mlを用いて2回洗浄して塩化物不含にした。
残留物を水から再結晶させ、80℃/20ミリバールで
乾燥させた。収量は、クレアチン73.4g(56%)
であった。HPLCを用いての含有率測定は、含有率1
00%(標準として、純粋な、化学製品で入手可能なク
レアチン−1水和物を使用した)という結果であった。
93.2g(1.78モル)及び水214gを、撹拌機、
温度計及びpH−メーターを備えている4つ口フラスコ
中に装入した。酢酸を用いて、撹拌下にpH値9.93
を20℃で調整した。それを70℃まで加熱した。強い
撹拌下に、50.2重量%シアナミド−水溶液(SKW
−シアナミド L 500)138.2g(1.65モ
ル)を、内部温度70〜72℃で計量ポンプを用いて均
等に、90分かけて滴加した。シアナミド−添加の終了
後に、この反応混合物を内部温度70℃でなお60分間
撹拌した。15℃まで冷却の後に、結晶状の、良好に濾
過されうる沈殿物を吸引濾過し、洗浄せずに水330g
中に懸濁させた。この懸濁液を20℃で1時間撹拌し
た。沈殿物を吸引濾過し、引き続き、洗浄せずに30℃
で真空乾燥箱中で16時間かけて乾燥させた。収量は、
クレアチン−1水和物177.7g(72.2%)であっ
た。
62.5g(1.67モル)及び水200gを装入した。
濃縮98重量%ギ酸を用いて、pH値9.81(20℃
で)を調整した。それを50℃まで加熱した。SKW−
シアナミド L500(含有率50.2重量%を有する
工業用シアナミド−水溶液)138.2g(1.65モ
ル)を強い撹拌下に、内部温度50〜52℃で3時間か
けて均等に添加した。この反応混合物を内部温度50℃
でなお1時間撹拌した。引き続き、反応生成物を吸引濾
過し、洗浄せずに水330g中に懸濁させた。この懸濁
液を、20℃で2時間撹拌した。それを吸引濾過し、残
留物を水100mlを用いて2回洗浄した。30℃及び
20ミリバールの真空中での乾燥の後に、クレアチン−
1水和物165.2g(67.1%)が得られた。
12.08%)例5 40重量%ナトリウムサルコシナート−水溶液674.
8g(2.43モル)を装入した。99重量%酢酸を用
いて、70℃でpH値8.5を調整した。メタノール5
00mlを添加の後に、25重量%シアナミド−水溶液
491.1g(2.92モル)を、強力な撹拌下に還流温
度で2時間かけて添加した。シアナミド−溶液の添加終
了後に、撹拌下になお2時間還流下に加熱した。15℃
まで冷却の後に、結晶沈殿物を吸引濾過し、それぞれ水
250mlづつを用いて2回洗浄し、引き続き、水から
再結晶させた。80℃及び15ミリバールでの真空乾燥
箱中での乾燥の後に、水不含のクレアチン176.7g
(48.8%)が得られた。
液をシアナミドと反応させた。収量は、純粋なクレアチ
ン−1水和物1875g(75.3%)であった。
Claims (14)
- 【請求項1】 クレアチン又はクレアチン−1水和物を
製造するために、シアナミドをナトリウム−又はカリウ
ムサルコシナートと、水中又は水と有機溶剤とからの混
合物中で、温度20〜150℃でpH値7.0〜14.0
で反応させることを特徴とする、クレアチン又はクレア
チン−1水和物の製造法。 - 【請求項2】 反応を温度50〜100℃で行う、請求項1
に記載の方法。 - 【請求項3】 pH値を9.0〜10.0に調整する、請
求項1又は2のいずれかに記載の方法。 - 【請求項4】 pH値−調整を無機酸、有利に塩酸を用
いて行う、請求項1から3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 pH値−調整のために有機酸、有利にサ
ルコシン、酢酸又はギ酸を使用する、請求項1から3の
いずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 シアナミド対ナトリウム−又はカリウム
サルコシナートのモル比を1:4〜4:1に調整する、
請求項1から5のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 シアナミド対ナトリウム−又はカリウム
サルコシナートのモル比は0.9:1〜1.25:1であ
る、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 ナトリウム−又はカリウムサルコシナー
トを35〜45重量%水溶液の形で使用する、請求項1
から7のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 シアナミドを水溶液、殊に50重量%溶
液として使用する、請求項1から8のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項10】 有機溶剤として、1〜5個のC原子を
有する脂肪族アルコールを使用する、請求項1から9の
いずれかに記載の方法。 - 【請求項11】 反応生成物を精製のために冷水又は熱
湯を用いて処理する、請求項1から10のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項12】 反応生成物を水から再結晶させる、請
求項1から11のいずれかに記載の方法。 - 【請求項13】 水不含のクレアチンを製造するため
に、反応生成物を水含有率<1重量%まで乾燥させる、
請求項1から12のいずれかに記載の方法。 - 【請求項14】 クレアチン−1水和物を製造するため
に、反応生成物を水含有率約12.1重量%まで乾燥さ
せる、請求項1から12のいずれかに記載の方法。
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