JP3226189B2 - Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の精製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｎ−アルコキシカルボ
ニルアミノ酸を精製する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アミノ酸のアミノ基を保護したＮ−アル
コキシカルボニルアミノ酸は、抗生物質、ペプチド、ポ
リペプチド、タンパク質およびアミノ配糖体の化学合成
において、ペプチド結合を形成させる際に、選択的に目
的物を得るための出発物質または中間体として重要な化
合物である。

【０００３】従来、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸
は、水とｔ−ブチルアルコール等の水相溶性有機溶媒と
の混合溶媒系で、アミノ酸を化学量論以上の水酸化ナト
リウムやトリエチルアミン等の塩基性物質と反応させて
水溶性の塩とした後にジ−ｔ−ブチルジカーボネートと
反応させ、得られたＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸
塩を中和して酸に変換し、それを水溶液または水懸濁液
として得、次いでジエチルエーテルや酢酸エチル等の有
機溶媒で抽出し、さらにこれを硫酸ナトリウムや硫酸マ
グネシウム等の固体脱水剤を使用して脱水することによ
って合成されるのが最も一般的な方法である。ここで得
られるＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸には未反応の
アミノ酸が微量含まれている。したがって、Ｎ−アルコ
キシカルボニルアミノ酸を精製して未反応のアミノ酸を
除去する必要があった。

【０００４】精製方法としては、Ｎ−アルコキシカルボ
ニルアミノ酸と原料であるアミノ酸の水への溶解度の差
を利用して、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の有機
溶液と水または塩化ナトリウム水溶液とを接触させるこ
とにより、アミノ酸を水に溶解させて除去する方法が一
般的であった。（オーガニック・シンセシーズ（Ｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ）６３巻、１６０〜１７
０頁、１９８５年）。

【０００５】しかし、上記の方法においては、Ｎ−アル
コキシカルボニルアミノ酸の有機溶液と水との接触によ
り、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の有機溶液中に
水が溶解するために、水との接触の後に脱水を行わなけ
ればならない。そこで、本発明者らは脱水方法として一
般に知られている共沸脱水方法を適用してみた。その結
果、脱水操作中にＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸が
分解してアミノ酸が遊離し、再びアミノ酸を含有したＮ
−アルコキシカルボニルアミノ酸になってしまうことが
判った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようにＮ−アルコ
キシカルボニルアミノ酸中に含まれるアミノ酸を有効に
除去し、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸を精製する
有効な方法がなかった。また、Ｎ−アルコキシカルボニ
ルアミノ酸は空気中の水分によって室温中、極微量なが
ら分解してアミノ酸を生成することが知られているた
め、保存には細心の注意が払われるが、長期の保存に際
しては分解は避けられない。このような長期の保存によ
り分解してアミノ酸を含有するＮ−アルコキシカルボニ
ルアミノ酸の良好な精製方法がなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記実状
に鑑み、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸を容易に精
製する方法を鋭意検討した。その結果、微量のアミノ酸
を含んだＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸を極性有機
溶媒中で吸着剤と接触させることによってアミノ酸を容
易に取り除くことができることを見いだし本発明を完成
するに至った。

【０００８】即ち、本発明は、アミノ酸を含むＮ−アル
コキシカルボニルアミノ酸を、極性有機溶媒（但し、ア
ルコールを除く）中で，酸性アルミナ、ケイソウ土、シ
リカゲル、ゼオライト、モレキュラーシーブ、硫酸マグ
ネシウム及び活性炭よりなる群から選ばれる少なくとも
一種の吸着剤と接触させることを特徴とするＮ−アルコ
キシカルボニルアミノ酸の精製方法である。

【０００９】本発明に用いられる原料のアミノ酸は、分
子内に少なくとも一つ以上のアミノ基またはイミノ基及
びカルボキシル基を持つ化合物であれば特に制限はな
い。但し、一分子中に２個以上のアミノ基またはイミノ
基を有しているアミノ酸の場合は、少なくとも１個のア
ミノ基またはイミノ基さえ有していれば、他のアミノ基
またはイミノ基はアルキル基等により置換されていても
よい。また、一分子中に２個以上のカルボキシル基を有
しているアミノ酸の場合は、少なくとも１個のカルボキ
シル基さえ有していれば他のカルボキシル基はエステル
或いはアミドの状態になっていてもよい。

【００１０】本発明に於いて好適に使用できるアミノ酸
を具体的に示せば、例えばグリシン、アラニン、β−ア
ラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、ノルロイシ
ン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、ジヨ
ードチロシン、トレオノン、セリン、ホモセリン、イソ
セリン、プロリン、ヒドロキシプロリン、トリプトフア
ン、チロキシン、メチオニン、ホモメチオニン、シスチ
ン、ホモシスチン、システイン、ホモシステイン、α−
アミノ酪酸、γ−アミノ酪酸、β−アミノ酪酸、α−ア
ミノイソ酪酸、アスパラギン酸、アスパラギン酸−β−
シクロヘキシルエステル、アスパラギン酸−β−メチル
エステル、アスパラギン酸−β−イソプロピルエステ
ル、アスパラギン酸−β−ベンジルエステル、グルタミ
ン酸、グルタミン酸−γ−シクロヘキシルエステル、グ
ルタミン酸−γ−メチルエステル、グルタミン酸−γ−
イソプロピルエステル、グルタミン酸−γ−ベンジルエ
ステル、リジン、オルニチン、ヒドロキシリジン、アル
ギニン、ヒスチジン、アンチカプシン、Ｎ⁵−イミノメ
チルオルニチン、α−アミノ−β−（２−イミダゾリジ
ル）プロピオン酸、Ｎ−メチルグリシン、タウリン、γ
−ホルミル−Ｎ−メチルノルバリン、Ｎ^g−トシルアル
ギニン、Ｎ^g−ベンジルオキシカルボニルアルギニン、
Ｓ−アセトアミドメチルシステイン、Ｓ−ベンジルシス
テイン、Ｎ^im−ベンジルオキシカルボニルオルニチン、
Ｎ⁶−ベンジルオキシカルボニルリジン、Ｎ⁵-ヘ゛ンシ゛ルオキシカル
ホ゛ニルオルニチン、O-ヘ゛ンシ゛ルセリン、O-ヘ゛ンシ゛ルトレオノン、Nⁱⁿ−ホルミルトリプ
トファン、２−（２−アミノ−４−チアゾリル）−２−
メトキシイミノ酢酸、２−（２−アミノ−４−チアゾリ
ル）−２−ヒドロキシイミノ酢酸、２−（２−アミノ−
４−チアゾリル）−２−グリオキシ酢酸、２−（２−ア
ミノ−４−チアゾリル）−２−ペンテン酸、フェニルグ
リシン、４−ヒドロキシフェニルグリシン等を挙げるこ
とができる。これらのアミノ酸は、光学異性体でもラセ
ミ混合物であってもよい。

【００１１】本発明に用いられるＮ−アルコキシカルボ
ニルアミノ酸は、これらアミノ酸とジアルキルジカーボ
ネートとの反応で容易に合成することができる。その際
のジアルキルジカーボネートを具体的に例示すると、ジ
−ｔ−ブチルジカーボネート、ジ−ｔ−アミルジカーボ
ネート、ジ−ｉ−プロピルジカーボネート、ジ−ｉ−ブ
チルジカーボネート等を挙げることができる。

【００１２】アミノ酸とジアルキルジカーボネートとの
反応は、公知の方法を採用することができる。例えば、
水と水相溶性有機溶媒との混合溶媒系で、アミノ酸を化
学量論以上の水酸化ナトリウムやトリエチルアミン等の
塩基性物質と反応させて水溶性の塩とした後に、ジアル
キルジカーボネートと反応させ、次いで、得られたＮ−
アルコキシカルボニルアミノ酸塩を中和して酸に変換す
る方法を採用することができる。

【００１３】本発明においてＮ−アルコキシカルボニル
アミノ酸に含まれるアミノ酸の量は特に限定されるもの
ではないが、あまりアミノ酸の量が多いとそれを吸着さ
せる吸着剤の使用量も多くなり、吸着効率が落ちる恐れ
がある。したがって、通常、Ｎ−アルコキシカルボニル
アミノ酸中に０．００５〜０．１重量％、好ましくは
０．００５〜０．０５重量％の範囲で含まれている程度
がよい。このため、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸
の合成から精製までを連続したプロセスで行う場合は、
アミノ酸に対して当量以上のジアルキルジカーボネート
を使用したり、あるいは最小量の水による洗浄を行うな
どの操作によって、アミノ酸の量を上記の濃度範囲にま
で減少させておくことが好ましい。

【００１４】本発明においては、上記したアミノ酸を含
むＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸は極性有機溶媒中
で吸着剤と接触させる。極性有機溶媒としては、Ｎ−ア
ルコキシカルボニルアミノ酸を溶解するものである。一
般には、双極子モーメントが０．８０〜５．００デバイ
である極性有機溶媒が好適に使用できる。本発明におい
ては、アルコール以外の極性有機溶媒を使用することが
必須であり、炭化水素系有機溶媒のように非極性有機溶
媒を使用したのでは、吸着剤を使用してもアミノ酸を吸
着除去させることができない。

【００１５】本発明において好適に使用できる極性有機
溶媒を具体的に例示すると、アセトン、２−ブタノン、
２−ペンタノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸プロピ
ル、酢酸ブチル等のエステル類；アセトニトリル等のニ
トリル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド
類；テトラハイドロフラン、ジイソプロピルエーテル等
のエーテル類；炭酸ジメチル等のカーボネート類；ジメ
チルスルホキシド等を挙げることができる。

【００１６】Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸と吸着
剤とを極性有機溶媒中で接触させる手段としては、Ｎ−
アルコキシカルボニルアミノ酸の極性有機溶液と吸着剤
とを接触させる固液接触方法が一般的に使用される。具
体的には、例えば、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸
の極性有機溶液中に吸着剤を添加する方法、或いは吸着
剤を充填したカラム中をあるいは吸着剤を担持させた塔
の中を該極性有機溶液を通過させる方法等が採用され
る。Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の極性有機溶液
は、アミノ酸とジアルキルジカーボネートとの反応生成
物を極性有機溶媒によって抽出することによって得ても
よく、また、別途、調製され単離されたＮ−アルコキシ
カルボニルアミノ酸を極性有機溶媒中に溶解させたもの
であってもよい。また、アミノ酸とジアルキルジカーボ
ネートとの反応を極性有機溶媒中で行うことによって得
られた溶液であってもよい。ただし、この場合には極性
有機溶媒としては水に溶解しないものを用いることが好
ましい。

【００１７】Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の極性
有機溶媒中の濃度としては、アミノ酸によって各々の極
性有機溶媒への溶解度が異なるため、一概に決定できな
いが、あまりに濃度が薄いと経済的に不利となり、濃度
が高いと精製に支障をきたす恐れがあるため、極性有機
溶媒１００重量部に対して、Ｎ−アルコキシカルボニル
アミノ酸を１〜２００重量部、好ましくは５〜１５０重
量部の範囲とすることが好ましい。

【００１８】また、本発明においては極性有機溶媒中に
大量の水分が含有されていると、吸着剤が水を吸着して
固化してしまい、本来の吸着機能を発揮できなかった
り、あるいは吸着操作中にこの水分によってＮ−アルコ
キシカルボニルアミノ酸が分解するなどの問題が発生す
る恐れがあるために、極性有機溶媒中の水分量は１重量
％以下とすることが好ましい。

【００１９】アミノ酸を含むＮ−アルコキシカルボニル
アミノ酸は吸着剤との接触によってアミノ酸の除去が行
われる。吸着剤の種類としては、酸性アルミナ、ケイソ
ウ土、シリカゲル、ゼオライト、モレキュラーシーブ、
硫酸マグネシウム及び活性炭よりなる群から選ばれる少
なくとも１種の吸着剤である。特にこれらの中でも酸性
アルミナ、ケイソウ土、硫酸マグネシウム及び活性炭を
好適に使用することができる。これらの吸着剤は単一で
使用してもよく、２種類以上を混合して使用しても差し
支えない。

【００２０】本発明において使用される吸着剤の量は、
カラムや塔の中をアミノ酸を含むＮ−アルコキシカルボ
ニルアミノ酸の極性有機溶液を通過させる場合には何等
制限されることはないが、該極性有機溶液中に吸着剤を
添加する場合には、アミノ酸の量に左右されるため一概
に決めることはできないが、吸着後の濾過分離操作の煩
雑さも考慮して、溶解しているＮ−アルコキシカルボニ
ルアミノ酸１００重量部に対して０．０５〜３０重量
部、さらには０．１〜２０重量部の範囲であることが好
ましい。

【００２１】吸着剤との接触時の温度は、あまり高いと
吸着効率が落ちる上にＮ−アルコキシカルボニルアミノ
酸の分解が起こる恐れがあるため、通常６０℃以下、さ
らには−１０℃〜５０℃の範囲で行うことが好ましい。

【００２２】また、吸着剤との接触時間については、含
有されるアミノ酸量と吸着剤の量によって左右されるた
め一概には決めることはできないが、通常、０．１〜２
時間もあれば十分である。これら一連の操作は、常圧、
減圧、加圧或いは空気中、不活性ガス中いずれの場合に
おいても実施可能である。

【００２３】このようにして精製されたＮ−アルコキシ
カルボニルアミノ酸は、極性有機溶液から再結晶或いは
再沈等の一般的な固体晶析方法によって容易に単離され
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、アミノ酸を含むＮ−ア
ルコキシカルボニルアミノ酸を極性有機溶媒中で吸着剤
と接触させることによって、アミノ酸のみを吸着剤によ
って吸着除去し、アミノ酸を含まないＮ−アルコキシカ
ルボニルアミノ酸とすることができる。

【００２５】

【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。

【００２６】実施例１ 攪拌器、温度計を備え付けた４つ口フラスコにグリシン
７５．１ｇ（１．０ｍｏｌ）、水酸化ナトリウム４４．
０ｇ（１．１ｍｏｌ）、水３７０ｍｌ、ｔ−ブタノール
２５０ｍｌを加え、攪拌下２０℃まで冷却した。冷却
後、ジ−ｔ−ブチルジカーボネート２１８．４ｇ（１ｍ
ｏｌ）を、内温を２５℃以下に保ちながら滴下した。室
温で１４時間反応させた後、減圧下でｔ−ブチルアルコ
ールを留去し、得られた水溶液を５℃以下に冷却した。
冷却下、２Ｎの塩酸５４０ｍｌを１時間かけて滴下した
ところ、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシンの白色結
晶が析出した。また、この時の水溶液のｐＨは２．２０
（６．５℃）であった。

【００２７】この水懸濁液を、酢酸エチル（双極子モー
メント１．８８デバイ）４００ｍｌを用いて３回抽出を
行った。有機相を分離した後、２００ｍｌのイオン交換
水で洗浄し、３５℃、４０Ｔｏｒで全量が３００ｍｌに
なるまで共沸脱水したところ、有機相中にＮ−ｔ−ブト
キシカルボニルグリシンが１６４．７ｇ、グリシンが
０．０２ｇ、水が１．５７ｇ溶解していた。

【００２８】この溶液に乾燥させた酢酸エチルを４００
ｍｌ添加した後、ケイソウ土を３．５ｇ添加し、室温
下、１時間攪拌した後、有機相を薄層クロマトグラフィ
ーで分析したところグリシンのスポットは確認されなか
った。ケイソウ土を濾過分離した後、ヘプタンを８００
ｍｌ加え、生じた白色結晶のスラリー溶液を５℃に冷却
して濾別した。濾別した白色結晶を２０℃で減圧乾燥し
たところ、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシンが１６
０．３ｇ（９２．０％）得られた。このＮ−ｔ−ブトキ
シカルボニルグリシン中のグリシンは０．００５重量％
以下であった。

【００２９】実施例２〜６ 表１に示したアミノ酸を使用し、ジ−ｔ−ブチルジカー
ボネートを２２９．２ｇ（１．０５ｍｏｌ）使用し、吸
着剤と接触させる前の酢酸エチル中のＮ−ｔ−ブトキシ
カルボニルアミノ酸の濃度を２０重量％としたこと以外
は、実施例１と同様な操作を行った。その結果を表１に
示した。得られたＮ−ｔ−ブトキシカルボニルアミノ酸
中のアミノ酸はいずれも０．００５重量％以下であっ
た。

【００３０】

【表１】

【００３１】実施例７〜１０ アミノ酸としてグリシンを、ジ−ｔ−ブチルジカーボネ
ート量を２２９．２ｇ（１．０５ｍｏｌ）及び表２に示
した吸着剤を使用したこと以外は実施例１と同様な操作
を行った。吸着剤と接触させる前のＮ−ｔ−ブトキシカ
ルボニルグリシンの濃度は１５重量％であり、水分量は
０．２２重量％であった。結果を表２に示した。得られ
たＮ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシン中のグリシンは
０．００５重量％以下であった。

【００３２】

【表２】

【００３３】実施例１１〜１３ アミノ酸としてグリシンを、ジ−ｔ−ブチルジカーボネ
ート量を２２９．２ｇ（１．０５ｍｏｌ）及び表３に示
した極性有機溶媒を使用して抽出したこと以外は実施例
１と同様な操作を行った。吸着剤と接触させる前の極性
有機溶媒中のＮ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシンの濃
度は１０重量％であった。結果を表３に示した。得られ
たＮ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシン中のグリシンは
０．００５重量％以下であった。

【００３４】

【表３】

【００３５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C07C 269/08 C07B 63/00 C07C 271/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アミノ酸を含むＮ−アルコキシカルボニル
   アミノ酸を、極性有機溶媒（但し、アルコールを除く）
   中で，酸性アルミナ、ケイソウ土、シリカゲル、ゼオラ
   イト、モレキュラーシーブ、硫酸マグネシウム及び活性
   炭よりなる群から選ばれる少なくとも一種の吸着剤と接
   触させることを特徴とするＮ−アルコキシカルボニルア
   ミノ酸の精製方法。