JP3591853B2 - 光学異性体用分離剤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光学異性体の分離剤に関し、詳しくは担体に固定化されたエラスターゼ又は分子構造の一部を修飾したエラスターゼを使用した光学異性体用分離剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不斉炭素原子を含むキラルな化学物質について、その光学異性体を分離することが特に医薬品の分野において強く要求されている。すなわち一つのラセミ体を構成する複数の光学異性体の中の一つのものが特別に顕著な医薬上の有用性、例えば顕著な薬理作用、顕著な生体内利用性を示し、あるいは反対に顕著な毒性を示すことが一般事実として明らかになり、従って医薬品としてはラセミ体として投与されるよりも、分離された光学異性体として投与される方がより合理的であり、治療効果を高める結果となるからである。
【０００３】
光学異性体の分離については従来から幾多の実験室的方法が報告されてきたが、工業的規模において実施できるものは少なく、これは非常に困難な技術課題であると考えられてきた。しかしカラムクロマトグラフィーの進歩により、とりわけ液体クロマトグラフィーにより光学異性体を分離する方法が一般に知られるようになった。これらの方法については、例えば下記文献１）〜７）に示されている。
１） イエルゲン・ヘルマンソン：ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー，３２５（１９８５）３７９頁−３８４頁（Ｊｏｅｒｇｅｎ Ｈｅｒｍａｎｓｓｏｎ：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ， ３２５（１９８５）３７９−３８４）
２） エス・アレンマルクら：ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー，２６４（１９８３）６３頁−６８頁（Ｓ．Ａｌｌｅｎｍａｒｋ ｅｔ ａｌ：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，２６４（１９８３）６３−６８）
３） エス・アレンマルクら：ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー，２３７（１９８２）４７３頁−４７７頁（Ｓ．Ａｌｌｅｎｍａｒｋ ｅｔ ａｌ：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，２３７（１９８２）４７３−４７７）
４） 特開昭６０−４１６１９号公報
５） 三輪敏紳ら：ケミカル・アンド・ファーマシューティカル・ブリテン，３５巻（１９８７）６８２頁−６８６頁（Ｔ．Ｍｉｗａ ｅｔ ａｌ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，Ｖｏｌ ３５（１９８７）６８２−６８６）
６） 萩中 淳ら：クロマトグラフィア，２９巻（１９９０）５８７頁−５９２頁（Ｊ．Ｈａｇｉｎａｋａ ｅｔ ａｌ：Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ， Ｖｏｌ ２９（１９９０）５８７−５９２）
７） 特開昭６４−３１２９号公報
上記文献のうち、１）はキラルなα１ −酸性糖蛋白を使用する技術を開示している。２）および３）は牛血清アルブミンをそれぞれシリカおよびアガロースに結合せしめた固定相を使用して分離する方法を開示している。４）はオロソムコイド、その官能類似体等を使用して分離する方法を開示している。５）および６）はオボムコイドを担体に結合せしめた固定相を使用して分離する方法を開示している。７）はアビジンを担体に結合せしめた固定相を使用して分離する方法を開示している。
【０００４】
しかしながら１）〜４）及び７）の技術における使用資材は一般に高価である。またこれらの技術における分離方法は主として多量の有機溶媒を使用する液体クロマトグラフィーによって行われるので、使用資材は有機溶媒による変性に対して安定でなければならないが、例えばアルブミン、オロソムコイドはこの条件を十分に満足することができない。５）及び６）は比較的安価な資材を使用し、有機溶媒による変性に対しても安定であるが、オボムコイドの等電点が３．９ 〜４．３ と酸性の領域にあるので、塩基性物質には優れているが、ベルモプロフェンやイブプロフェン等の酸性の物質の分離は十分に満足することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、塩基性に等電点を持つ資材を利用し、酸性の光学異性体の分離に有用で、且つ有機溶媒による変性に対して安定な光学異性体用分離剤を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するために種々の検討を行った。その結果、ブタの膵臓より精製されるエラスターゼを使用することにより上記目的を達成することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明はエラスターゼ又は分子構造の一部を修飾したエラスターゼが担体に結合されている固定相からなることを特徴とする光学異性体用分離剤である。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
エラスターゼはエラスチンを特異的な基質とするプロテアーゼで、分子量は２５，９００、等電点９〜１０の蛋白質である。ブタの膵臓のアセトン抽出物をアフィニティークロマトグラフィーまたは電気泳動で分離することができる。しかし本発明に使用するエラスターゼの入手方法がこの方法に限定されるわけではない。市販品としては、シグマ製のエラスターゼがある。
【０００８】
本発明に用いられる担体は、エラスターゼ又は分子の一部が修飾されたエラスターゼと結合し、固定相を形成し得るものであればよい。本発明の分離剤を用いた光学異性体の分離は、主として液体クロマトグラフィーによって行われるもので、担体としては例えばシリカゲル、ガラス、セルロース、カーボンまたは合成ポリマー（例えば、ポリビニルアルコール）等を挙げることができる。
【０００９】
エラスターゼ又は分子の一部が修飾されたエラスターゼ（以下リガンドと呼ぶ）が結合されている担体からなる固定相は、固定相を形成するために通常行われている方法に従って形成することができる。
例えば、エラスターゼを担体に結合するには、例えばアミノプロピルシリカゲルを担体とし、Ｎ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネートを架橋剤としてエラスターゼを結合する方法、ガラスを担体とし、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを架橋剤としてエラスターゼを結合する方法、セルロースを担体とし、ブロムシアンで活性化してからこれにエラスターゼを結合する方法、イオン交換合成ポリマーにエラスターゼを結合する方法等が挙げられる。
【００１０】
また、分子の一部を修飾したエラスターゼが担体に結合した固定相を得る方法には、あらかじめ分子の一部を修飾しておいたエラスターゼを共有結合やイオン結合などによって担体に結合する方法と、エラスターゼを結合させておいた固定相に先に述べた方法による修飾を施して目的とする固定相を得る方法がある。
例えばアミノプロピルシリカゲルやアミノ基が結合した合成ポリマーを担体とし、グルタルアルデヒドやＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネートを架橋剤としてリガンドを結合したり、あるいはシリカゲルやガラス若しくはカーボンを担体として３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを架橋剤としてリガンドを結合したり、あるいはセルロースを担体とし、ブロムシアンで活性化してからこれらにリガンドを結合したり、陰イオン交換合成ポリマーにリガンドを結合したりする方法により製造できる。
【００１１】
一般に蛋白質分子を修飾する方法には、化学的方法、酵素的方法、物理的方法等が挙げられる。即ち、蛋白質分子中のアミノ基、イミダゾール基又はカルボキシル基にアルデヒド類、酸無水物又はアルコール類を反応させると、それぞれ、シッフ塩基、Ｎ−置換イミダゾール基又はエステルが生成して化学的修飾がなされる。又、酵素の持つ多彩な作用を用いれば、官能基の修飾、分子の酸化や還元、分子の一部を除去するなどの反応が緩和な条件で行い得る。例えば、エラスターゼの一部をグルタル化したエラスターゼは次のようにして得ることができる。
【００１２】
エラスターゼおよびグルタルアルデヒドをｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液に入れ、３０℃で１５時間攪拌後、生成したグルタル化エラスターゼ（非還元型）、あるいはさらに水素化ほう素ナトリウムを用いてｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液中で、４℃で１２時間攪拌し還元後、生成したグルタル化エラスターゼ（還元型）を得ることができる。
【００１３】
グルタル化エラスターゼの精製方法は、特に限定されず、一般に用いられる方法によることができる。例えば、セファデックスＧ２５カラムクロマトグラフィーを使用して、上記反応液より未反応のグルタルアルデヒドおよび水素化ホウ素ナトリウムを除去することができる。
また、エラスターゼの一部をジオール化したエラスターゼを得るには、例えば、エラスターゼおよび２，３−エポキシプロパノールをｐＨ８．０のりん酸塩緩衝液中に加え、室温で２４時間攪拌後、精製すればよい。
【００１４】
また、エラスターゼの一部をアシル化したエラスターゼを得るには、例えば、エラスターゼおよび対応する酸無水物をｐＨ８．５のほう酸塩緩衝液にいれ、２５℃で３０〜６０分攪拌後、精製すればよい。
グルタル化したエラスターゼをアミノプロピルシリカゲルに結合するには、具体的には次のようにすればよい。
【００１５】
グルタル化したエラスターゼをｐＨ６．８の炭酸水素ナトリウム緩衝液に溶解する。別にアミノプロピルシリカゲルおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネートをｐＨ６．８の炭酸水素ナトリウム緩衝液に溶解懸濁させ、一晩攪拌後、分取水洗して活性化アミノプロピルシリカゲル懸濁液を得る。先に用意したグルタル化エラスターゼの溶液を活性化アミノプロピルシリカゲル懸濁液に加え、攪拌後水洗してシリカゲルにグルタル化エラスターゼが架橋剤を介して結合した光学異性体分離剤を得ることができる。
【００１６】
また、エラスターゼを結合させておいた固定相上のエラスターゼに化学修飾を行うには次のようにすればよい。
例えば、親水性合成ポリマーにペンタエチルヘキサミン等のポリアミンを導入した担体とＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネートをｐＨ６．８炭酸水素ナトリウム緩衝液に溶解、懸濁させ一晩攪拌し、分取水洗して活性化合成ポリマーの懸濁液を得る。別に、エラスターゼをｐＨ６．８炭酸水素ナトリウム緩衝液に溶解した溶液を用意し、前記懸濁液に加えることにより、エラスターゼが結合したポリマー充填剤を得る。この充填剤およびグルタルアルデヒドをｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液に入れ、３０℃で１５時間攪拌後、生成したグルタル化エラスターゼ（非還元型）、あるいはさらに水素化ほう素ナトリウムを用いてｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液中で、４℃で１２時間攪拌し、還元後、生成したグルタル化エラスターゼ（還元型）がアミド結合および架橋剤を介して合成ポリマーに結合した光学異性体分離剤を得ることができる。
【００１７】
このようにエラスターゼを化学修飾することにより、光学異性体分離カラムとしてのカラムライフ（サンプル注入回数）を大幅に伸ばすことができる。
担体１００重量部に対するエラスターゼ又は修飾エラスターゼの結合割合は、８〜１１重量部、好ましくは９〜１０重量部、一般に約１０重量部が適当である。
本発明の分離剤は前記したごとく、エラスターゼを担体に結合した固定相、担体に固定化されたエラスターゼの分子構造の一部を修飾した固定相、若しくは分子構造の一部を修飾したエラスターゼを担体に結合した固定相からなることを特徴とする。従って本発明の分離剤には当該固定相が必須の構成成分として含まれるが、同時に分離剤中の他の成分、例えばシリカゲル、ガラス、セルロース、カーボンやポリマー等、エラスターゼ又は修飾エラスターゼが結合していない担体が任意に選択されて加えられることは自由であり、分離の向上のために適宜行うことができる。
【００１８】
本発明の分離剤を用いて分離することができる光学異性体とは、分子内に不斉炭素原子を有するキラル化合物を言い、多くの医薬品にその例を見ることができる。前述の酸性物質、例えばベルモプロフェンやイブプロフェンの他、例えばクロルフェニラミン、クロルプレナリン、ピンドロール、ヴェラパミル、プロプラノロール、ジメチンデン、エチアジド等を挙げることができる。これらの化合物においては互いに鏡像関係にある複数の光学異性体が存在し、一体となってラセミ体を形成している。本発明の分離剤はこれらラセミ体を対象として、これらを構成する光学異性体を分離するのに特に有効である。
【００１９】
本発明の分離剤は主として液体クロマトグラフィーにおいて使用される。従ってその使用方法は液体クロマトグラフィーにおける通常の操作によって行えばよく、例えば本発明の分離剤をカラムに充填し、光学異性体に係るセラミ体をチャージし、次にりん酸緩衝液、エタノール水溶液、イソプロパノール等の移動相を流通せしめ、保持時間の差によって、所望の光学異性体を分離すればよい。
【００２０】
【実施例】
以下に記載する実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
アミノプロピルシリカゲル（信和化工（株）製：ＵＬＴＲＯＮ ＮＨ２、アミノプロピル基含量：８重量％）３ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化アミノプロピルシリカゲルの懸濁液を調製した。別にエラスターゼ（シグマ製）２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、３０℃で１５時間攪拌後、ガラスフィルター上にとり、水洗し、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２１】
実施例２
グルタルアルデヒド０．１ｇおよびエラスターゼ２ｇを０．６Ｍりん酸塩緩衝液（ｐＨ６．８）に入れ、３０℃で１５時間攪拌し、グルタル化エラスターゼを合成した。セファデックスＧ２５カラムクロマトグラフィーにより未反応のグルタルアルデヒドを除きグルタル化エラスターゼ（非還元型）を単離した。グルタル化エラスターゼ（非還元型）の一部を、水素化ほう素ナトリウムを用いてｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液中で、４℃で１２時間攪拌し還元し、グルタル化エラスターゼ（還元型）を得た。
次に、親水性ポリマー（ポリビニルアルコール共重合体）ゲルにポリアミン（ペンタエチルヘキサミン）を導入したカラム充填剤〔アサヒパックＮＨ２Ｐ−５０（昭和電工製）〕２ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化合成ポリマーゲルの懸濁液を調製した。別に非還元型あるいは還元型グルタル化エラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、３０℃で１５時間攪拌後、ガラスフィルター上にとり、水洗し、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２２】
実施例３
アミノプロピルシリカゲル３ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化アミノプロピルシリカゲルの懸濁液を調製した。別にエラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、エラスターゼ結合シリカゲル充填剤を得た。この充填剤２ｇおよびグルタルアルデヒド０．１ｇを０．０６Ｍりん酸塩緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに入れ、３０℃で１５時間攪拌し本発明の分離剤（非還元型）を得た。さらに０．２ｇの水素化ほう素ナトリウムを加え４℃で１２時間攪拌、還元し本発明の分離剤（還元型）を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
実施例４
アミノプロピルシリカゲル３ｇおよびグルタルアルデヒド０．１ｇを０．０６Ｍりん酸塩緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、３０℃で１５時間攪拌後、ガラスフィルター上にとり水洗した。このグルタル化シリカゲルにエラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解し反応させるとともに、エラスターゼのグルタル化も行わせしめ、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２３】
実施例５Ａ
実施例１と同様にアミノプロピルシリカゲルを用いてエラスターゼ結合シリカゲル充填剤を得た。この充填剤を五酸化りんデシケーター中にて乾燥した後、０．０６Ｍりん酸塩緩衝液（ｐＨ８．０）に懸濁し、２，３−エポキシプロパノール０．５ｍｌを加えて室温にて２４時間攪拌して本発明分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
実施例５Ｂ
エラスターゼ２ｇを０．０６Ｍりん酸塩緩衝液に懸濁し、２，３−エポキシプロパノール０．５ｍｌを加えて室温にて２４時間攪拌してジオール化エラスターゼを得た。次に、アミノプロピルシリカゲル３ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化アミノプロピルシリカゲルの懸濁液を調製した。別にジオール化エラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、３０℃で１５時間攪拌後、ガラスフィルター上にとり、水洗し、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２４】
実施例６Ａ
実施例１と同様にアミノプロピルシリカゲルを用いてエラスターゼ結合シリカゲル充填剤を得た。本充填剤１．８ｇおよび１ｍｌのジオキサンに０．２２５ｍｌの無水酢酸を溶解した溶液を０．１Ｍほう酸塩緩衝液（ｐＨ８．５）５０ｍｌに入れ、２５℃で３０分攪拌後、ガラスフィルター上にとり、水洗して本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
実施例６Ｂ
エラスターゼ２ｇを１ｍｌのジオキサン０．２２５ｍｌの無水酢酸を溶解した溶液とともに０．１Ｍのほう酸塩緩衝液（ｐＨ８．５）に入れ、アセチル化エラスターゼを得た。次に、アミノプロピルシリカゲル３ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化アミノプロピルシリカゲルの懸濁液を調製した。別にアセチル化エラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２５】
以下の実験例によって本発明の効果を示す。
実験例１
実施例１で調製した光学異性体分離用カラムを用いて酸性化合物であるベルモプロフェンのエナンチオマーにおける分離を試みた。
なお、移動相は２０ｍＭりん酸塩緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４／Ｋ２ＨＰＯ４）（ｐＨ ６．０）／エタノール＝９５／５（Ｖ／Ｖ） を使用し、流速を０．５ｍｌ／ｍｉｎとした。
結果を図１に示す。図１より本発明分離剤によって各光学異性体が分離されたことが判明した。
【００２６】
実験例２
実施例３で調製した（非還元型）光学異性体分離用カラムを用いて酸性化合物であるイブプロフェンのエナンチオマーにおける分離を試みた。
なお、移動相は２０ｍＭりん酸塩緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４／Ｋ２ＨＰＯ４）（ｐＨ ６．０）／エタノール＝９５／５（Ｖ／Ｖ） を使用し、流速を０．５ｍｌ／ｍｉｎとした。
結果を図２に示す。図２より本発明分離剤によって各光学異性体が分離されたことが判明した。
【００２７】
実験例３
実施例１及び実施例３で調製した光学異性体用カラムを用いて実験例１と同様にベルモプロフェンのエナンチオマーにおける分離を繰り返し試みた。実施例１で調製したエラスターゼカラムで分析した場合、６０回の注入でカラムの劣化が始まり分離が充分に行なわれなくなったのに対して、実施例３で調製したグルタル化エラスターゼカラムで分析した場合には、３５０回の注入でもカラムの劣化は起こらなかった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の光学異性体用分離剤は、酸性化合物のエナンチオマーを効率よく分離することができ、かつ有機溶媒による変性に対して安定である。例えば、従来の牛血清アルブミンでは、１−プロパノールは５％以下でしか使用できなかったが本発明の分離剤では、例えば、グルタル化エラスターゼの場合、５０％メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、アセトニトリル等の溶媒の使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で調製した光学異性体分離用カラムを用いてベルモプロフェンのエナンチオマーにおける分離を試みた結果を示す図面である。
【図２】実施例３で調整した（非還元型）光学異性体分離用カラムを用いてイブプロフェンのエナンチオマーにおける分離を試みた結果を示す図面である。
【産業上の利用分野】
本発明は光学異性体の分離剤に関し、詳しくは担体に固定化されたエラスターゼ又は分子構造の一部を修飾したエラスターゼを使用した光学異性体用分離剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不斉炭素原子を含むキラルな化学物質について、その光学異性体を分離することが特に医薬品の分野において強く要求されている。すなわち一つのラセミ体を構成する複数の光学異性体の中の一つのものが特別に顕著な医薬上の有用性、例えば顕著な薬理作用、顕著な生体内利用性を示し、あるいは反対に顕著な毒性を示すことが一般事実として明らかになり、従って医薬品としてはラセミ体として投与されるよりも、分離された光学異性体として投与される方がより合理的であり、治療効果を高める結果となるからである。
【０００３】
光学異性体の分離については従来から幾多の実験室的方法が報告されてきたが、工業的規模において実施できるものは少なく、これは非常に困難な技術課題であると考えられてきた。しかしカラムクロマトグラフィーの進歩により、とりわけ液体クロマトグラフィーにより光学異性体を分離する方法が一般に知られるようになった。これらの方法については、例えば下記文献１）〜７）に示されている。
１） イエルゲン・ヘルマンソン：ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー，３２５（１９８５）３７９頁−３８４頁（Ｊｏｅｒｇｅｎ Ｈｅｒｍａｎｓｓｏｎ：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ， ３２５（１９８５）３７９−３８４）
２） エス・アレンマルクら：ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー，２６４（１９８３）６３頁−６８頁（Ｓ．Ａｌｌｅｎｍａｒｋ ｅｔ ａｌ：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，２６４（１９８３）６３−６８）
３） エス・アレンマルクら：ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー，２３７（１９８２）４７３頁−４７７頁（Ｓ．Ａｌｌｅｎｍａｒｋ ｅｔ ａｌ：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，２３７（１９８２）４７３−４７７）
４） 特開昭６０−４１６１９号公報
５） 三輪敏紳ら：ケミカル・アンド・ファーマシューティカル・ブリテン，３５巻（１９８７）６８２頁−６８６頁（Ｔ．Ｍｉｗａ ｅｔ ａｌ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，Ｖｏｌ ３５（１９８７）６８２−６８６）
６） 萩中 淳ら：クロマトグラフィア，２９巻（１９９０）５８７頁−５９２頁（Ｊ．Ｈａｇｉｎａｋａ ｅｔ ａｌ：Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ， Ｖｏｌ ２９（１９９０）５８７−５９２）
７） 特開昭６４−３１２９号公報
上記文献のうち、１）はキラルなα１ −酸性糖蛋白を使用する技術を開示している。２）および３）は牛血清アルブミンをそれぞれシリカおよびアガロースに結合せしめた固定相を使用して分離する方法を開示している。４）はオロソムコイド、その官能類似体等を使用して分離する方法を開示している。５）および６）はオボムコイドを担体に結合せしめた固定相を使用して分離する方法を開示している。７）はアビジンを担体に結合せしめた固定相を使用して分離する方法を開示している。
【０００４】
しかしながら１）〜４）及び７）の技術における使用資材は一般に高価である。またこれらの技術における分離方法は主として多量の有機溶媒を使用する液体クロマトグラフィーによって行われるので、使用資材は有機溶媒による変性に対して安定でなければならないが、例えばアルブミン、オロソムコイドはこの条件を十分に満足することができない。５）及び６）は比較的安価な資材を使用し、有機溶媒による変性に対しても安定であるが、オボムコイドの等電点が３．９ 〜４．３ と酸性の領域にあるので、塩基性物質には優れているが、ベルモプロフェンやイブプロフェン等の酸性の物質の分離は十分に満足することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、塩基性に等電点を持つ資材を利用し、酸性の光学異性体の分離に有用で、且つ有機溶媒による変性に対して安定な光学異性体用分離剤を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するために種々の検討を行った。その結果、ブタの膵臓より精製されるエラスターゼを使用することにより上記目的を達成することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明はエラスターゼ又は分子構造の一部を修飾したエラスターゼが担体に結合されている固定相からなることを特徴とする光学異性体用分離剤である。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
エラスターゼはエラスチンを特異的な基質とするプロテアーゼで、分子量は２５，９００、等電点９〜１０の蛋白質である。ブタの膵臓のアセトン抽出物をアフィニティークロマトグラフィーまたは電気泳動で分離することができる。しかし本発明に使用するエラスターゼの入手方法がこの方法に限定されるわけではない。市販品としては、シグマ製のエラスターゼがある。
【０００８】
本発明に用いられる担体は、エラスターゼ又は分子の一部が修飾されたエラスターゼと結合し、固定相を形成し得るものであればよい。本発明の分離剤を用いた光学異性体の分離は、主として液体クロマトグラフィーによって行われるもので、担体としては例えばシリカゲル、ガラス、セルロース、カーボンまたは合成ポリマー（例えば、ポリビニルアルコール）等を挙げることができる。
【０００９】
エラスターゼ又は分子の一部が修飾されたエラスターゼ（以下リガンドと呼ぶ）が結合されている担体からなる固定相は、固定相を形成するために通常行われている方法に従って形成することができる。
例えば、エラスターゼを担体に結合するには、例えばアミノプロピルシリカゲルを担体とし、Ｎ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネートを架橋剤としてエラスターゼを結合する方法、ガラスを担体とし、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを架橋剤としてエラスターゼを結合する方法、セルロースを担体とし、ブロムシアンで活性化してからこれにエラスターゼを結合する方法、イオン交換合成ポリマーにエラスターゼを結合する方法等が挙げられる。
【００１０】
また、分子の一部を修飾したエラスターゼが担体に結合した固定相を得る方法には、あらかじめ分子の一部を修飾しておいたエラスターゼを共有結合やイオン結合などによって担体に結合する方法と、エラスターゼを結合させておいた固定相に先に述べた方法による修飾を施して目的とする固定相を得る方法がある。
例えばアミノプロピルシリカゲルやアミノ基が結合した合成ポリマーを担体とし、グルタルアルデヒドやＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネートを架橋剤としてリガンドを結合したり、あるいはシリカゲルやガラス若しくはカーボンを担体として３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを架橋剤としてリガンドを結合したり、あるいはセルロースを担体とし、ブロムシアンで活性化してからこれらにリガンドを結合したり、陰イオン交換合成ポリマーにリガンドを結合したりする方法により製造できる。
【００１１】
一般に蛋白質分子を修飾する方法には、化学的方法、酵素的方法、物理的方法等が挙げられる。即ち、蛋白質分子中のアミノ基、イミダゾール基又はカルボキシル基にアルデヒド類、酸無水物又はアルコール類を反応させると、それぞれ、シッフ塩基、Ｎ−置換イミダゾール基又はエステルが生成して化学的修飾がなされる。又、酵素の持つ多彩な作用を用いれば、官能基の修飾、分子の酸化や還元、分子の一部を除去するなどの反応が緩和な条件で行い得る。例えば、エラスターゼの一部をグルタル化したエラスターゼは次のようにして得ることができる。
【００１２】
エラスターゼおよびグルタルアルデヒドをｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液に入れ、３０℃で１５時間攪拌後、生成したグルタル化エラスターゼ（非還元型）、あるいはさらに水素化ほう素ナトリウムを用いてｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液中で、４℃で１２時間攪拌し還元後、生成したグルタル化エラスターゼ（還元型）を得ることができる。
【００１３】
グルタル化エラスターゼの精製方法は、特に限定されず、一般に用いられる方法によることができる。例えば、セファデックスＧ２５カラムクロマトグラフィーを使用して、上記反応液より未反応のグルタルアルデヒドおよび水素化ホウ素ナトリウムを除去することができる。
また、エラスターゼの一部をジオール化したエラスターゼを得るには、例えば、エラスターゼおよび２，３−エポキシプロパノールをｐＨ８．０のりん酸塩緩衝液中に加え、室温で２４時間攪拌後、精製すればよい。
【００１４】
また、エラスターゼの一部をアシル化したエラスターゼを得るには、例えば、エラスターゼおよび対応する酸無水物をｐＨ８．５のほう酸塩緩衝液にいれ、２５℃で３０〜６０分攪拌後、精製すればよい。
グルタル化したエラスターゼをアミノプロピルシリカゲルに結合するには、具体的には次のようにすればよい。
【００１５】
グルタル化したエラスターゼをｐＨ６．８の炭酸水素ナトリウム緩衝液に溶解する。別にアミノプロピルシリカゲルおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネートをｐＨ６．８の炭酸水素ナトリウム緩衝液に溶解懸濁させ、一晩攪拌後、分取水洗して活性化アミノプロピルシリカゲル懸濁液を得る。先に用意したグルタル化エラスターゼの溶液を活性化アミノプロピルシリカゲル懸濁液に加え、攪拌後水洗してシリカゲルにグルタル化エラスターゼが架橋剤を介して結合した光学異性体分離剤を得ることができる。
【００１６】
また、エラスターゼを結合させておいた固定相上のエラスターゼに化学修飾を行うには次のようにすればよい。
例えば、親水性合成ポリマーにペンタエチルヘキサミン等のポリアミンを導入した担体とＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネートをｐＨ６．８炭酸水素ナトリウム緩衝液に溶解、懸濁させ一晩攪拌し、分取水洗して活性化合成ポリマーの懸濁液を得る。別に、エラスターゼをｐＨ６．８炭酸水素ナトリウム緩衝液に溶解した溶液を用意し、前記懸濁液に加えることにより、エラスターゼが結合したポリマー充填剤を得る。この充填剤およびグルタルアルデヒドをｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液に入れ、３０℃で１５時間攪拌後、生成したグルタル化エラスターゼ（非還元型）、あるいはさらに水素化ほう素ナトリウムを用いてｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液中で、４℃で１２時間攪拌し、還元後、生成したグルタル化エラスターゼ（還元型）がアミド結合および架橋剤を介して合成ポリマーに結合した光学異性体分離剤を得ることができる。
【００１７】
このようにエラスターゼを化学修飾することにより、光学異性体分離カラムとしてのカラムライフ（サンプル注入回数）を大幅に伸ばすことができる。
担体１００重量部に対するエラスターゼ又は修飾エラスターゼの結合割合は、８〜１１重量部、好ましくは９〜１０重量部、一般に約１０重量部が適当である。
本発明の分離剤は前記したごとく、エラスターゼを担体に結合した固定相、担体に固定化されたエラスターゼの分子構造の一部を修飾した固定相、若しくは分子構造の一部を修飾したエラスターゼを担体に結合した固定相からなることを特徴とする。従って本発明の分離剤には当該固定相が必須の構成成分として含まれるが、同時に分離剤中の他の成分、例えばシリカゲル、ガラス、セルロース、カーボンやポリマー等、エラスターゼ又は修飾エラスターゼが結合していない担体が任意に選択されて加えられることは自由であり、分離の向上のために適宜行うことができる。
【００１８】
本発明の分離剤を用いて分離することができる光学異性体とは、分子内に不斉炭素原子を有するキラル化合物を言い、多くの医薬品にその例を見ることができる。前述の酸性物質、例えばベルモプロフェンやイブプロフェンの他、例えばクロルフェニラミン、クロルプレナリン、ピンドロール、ヴェラパミル、プロプラノロール、ジメチンデン、エチアジド等を挙げることができる。これらの化合物においては互いに鏡像関係にある複数の光学異性体が存在し、一体となってラセミ体を形成している。本発明の分離剤はこれらラセミ体を対象として、これらを構成する光学異性体を分離するのに特に有効である。
【００１９】
本発明の分離剤は主として液体クロマトグラフィーにおいて使用される。従ってその使用方法は液体クロマトグラフィーにおける通常の操作によって行えばよく、例えば本発明の分離剤をカラムに充填し、光学異性体に係るセラミ体をチャージし、次にりん酸緩衝液、エタノール水溶液、イソプロパノール等の移動相を流通せしめ、保持時間の差によって、所望の光学異性体を分離すればよい。
【００２０】
【実施例】
以下に記載する実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
アミノプロピルシリカゲル（信和化工（株）製：ＵＬＴＲＯＮ ＮＨ２、アミノプロピル基含量：８重量％）３ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化アミノプロピルシリカゲルの懸濁液を調製した。別にエラスターゼ（シグマ製）２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、３０℃で１５時間攪拌後、ガラスフィルター上にとり、水洗し、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２１】
実施例２
グルタルアルデヒド０．１ｇおよびエラスターゼ２ｇを０．６Ｍりん酸塩緩衝液（ｐＨ６．８）に入れ、３０℃で１５時間攪拌し、グルタル化エラスターゼを合成した。セファデックスＧ２５カラムクロマトグラフィーにより未反応のグルタルアルデヒドを除きグルタル化エラスターゼ（非還元型）を単離した。グルタル化エラスターゼ（非還元型）の一部を、水素化ほう素ナトリウムを用いてｐＨ６．８のりん酸塩緩衝液中で、４℃で１２時間攪拌し還元し、グルタル化エラスターゼ（還元型）を得た。
次に、親水性ポリマー（ポリビニルアルコール共重合体）ゲルにポリアミン（ペンタエチルヘキサミン）を導入したカラム充填剤〔アサヒパックＮＨ２Ｐ−５０（昭和電工製）〕２ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化合成ポリマーゲルの懸濁液を調製した。別に非還元型あるいは還元型グルタル化エラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、３０℃で１５時間攪拌後、ガラスフィルター上にとり、水洗し、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２２】
実施例３
アミノプロピルシリカゲル３ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化アミノプロピルシリカゲルの懸濁液を調製した。別にエラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、エラスターゼ結合シリカゲル充填剤を得た。この充填剤２ｇおよびグルタルアルデヒド０．１ｇを０．０６Ｍりん酸塩緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに入れ、３０℃で１５時間攪拌し本発明の分離剤（非還元型）を得た。さらに０．２ｇの水素化ほう素ナトリウムを加え４℃で１２時間攪拌、還元し本発明の分離剤（還元型）を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
実施例４
アミノプロピルシリカゲル３ｇおよびグルタルアルデヒド０．１ｇを０．０６Ｍりん酸塩緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、３０℃で１５時間攪拌後、ガラスフィルター上にとり水洗した。このグルタル化シリカゲルにエラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解し反応させるとともに、エラスターゼのグルタル化も行わせしめ、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２３】
実施例５Ａ
実施例１と同様にアミノプロピルシリカゲルを用いてエラスターゼ結合シリカゲル充填剤を得た。この充填剤を五酸化りんデシケーター中にて乾燥した後、０．０６Ｍりん酸塩緩衝液（ｐＨ８．０）に懸濁し、２，３−エポキシプロパノール０．５ｍｌを加えて室温にて２４時間攪拌して本発明分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
実施例５Ｂ
エラスターゼ２ｇを０．０６Ｍりん酸塩緩衝液に懸濁し、２，３−エポキシプロパノール０．５ｍｌを加えて室温にて２４時間攪拌してジオール化エラスターゼを得た。次に、アミノプロピルシリカゲル３ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化アミノプロピルシリカゲルの懸濁液を調製した。別にジオール化エラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、３０℃で１５時間攪拌後、ガラスフィルター上にとり、水洗し、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２４】
実施例６Ａ
実施例１と同様にアミノプロピルシリカゲルを用いてエラスターゼ結合シリカゲル充填剤を得た。本充填剤１．８ｇおよび１ｍｌのジオキサンに０．２２５ｍｌの無水酢酸を溶解した溶液を０．１Ｍほう酸塩緩衝液（ｐＨ８．５）５０ｍｌに入れ、２５℃で３０分攪拌後、ガラスフィルター上にとり、水洗して本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
実施例６Ｂ
エラスターゼ２ｇを１ｍｌのジオキサン０．２２５ｍｌの無水酢酸を溶解した溶液とともに０．１Ｍのほう酸塩緩衝液（ｐＨ８．５）に入れ、アセチル化エラスターゼを得た。次に、アミノプロピルシリカゲル３ｇおよびＮ，Ｎ−ジサクシニミジルカーボネート２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）１００ｍｌに入れ、一夜攪拌し、ガラスフィルター上にとり、水洗して活性化アミノプロピルシリカゲルの懸濁液を調製した。別にアセチル化エラスターゼ２ｇを０．１Ｍ炭酸水素ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）３０ｍｌに溶解した溶液を用意し、それを前記懸濁液に加え、本発明の分離剤を得た。得られた分離剤をスチールカラムに充填し、光学異性体分離用カラムとした。
【００２５】
以下の実験例によって本発明の効果を示す。
実験例１
実施例１で調製した光学異性体分離用カラムを用いて酸性化合物であるベルモプロフェンのエナンチオマーにおける分離を試みた。
なお、移動相は２０ｍＭりん酸塩緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４／Ｋ２ＨＰＯ４）（ｐＨ ６．０）／エタノール＝９５／５（Ｖ／Ｖ） を使用し、流速を０．５ｍｌ／ｍｉｎとした。
結果を図１に示す。図１より本発明分離剤によって各光学異性体が分離されたことが判明した。
【００２６】
実験例２
実施例３で調製した（非還元型）光学異性体分離用カラムを用いて酸性化合物であるイブプロフェンのエナンチオマーにおける分離を試みた。
なお、移動相は２０ｍＭりん酸塩緩衝液（ＫＨ２ＰＯ４／Ｋ２ＨＰＯ４）（ｐＨ ６．０）／エタノール＝９５／５（Ｖ／Ｖ） を使用し、流速を０．５ｍｌ／ｍｉｎとした。
結果を図２に示す。図２より本発明分離剤によって各光学異性体が分離されたことが判明した。
【００２７】
実験例３
実施例１及び実施例３で調製した光学異性体用カラムを用いて実験例１と同様にベルモプロフェンのエナンチオマーにおける分離を繰り返し試みた。実施例１で調製したエラスターゼカラムで分析した場合、６０回の注入でカラムの劣化が始まり分離が充分に行なわれなくなったのに対して、実施例３で調製したグルタル化エラスターゼカラムで分析した場合には、３５０回の注入でもカラムの劣化は起こらなかった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の光学異性体用分離剤は、酸性化合物のエナンチオマーを効率よく分離することができ、かつ有機溶媒による変性に対して安定である。例えば、従来の牛血清アルブミンでは、１−プロパノールは５％以下でしか使用できなかったが本発明の分離剤では、例えば、グルタル化エラスターゼの場合、５０％メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、アセトニトリル等の溶媒の使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で調製した光学異性体分離用カラムを用いてベルモプロフェンのエナンチオマーにおける分離を試みた結果を示す図面である。
【図２】実施例３で調整した（非還元型）光学異性体分離用カラムを用いてイブプロフェンのエナンチオマーにおける分離を試みた結果を示す図面である。
Claims (3)
- エラスターゼ又は分子構造の一部を修飾したエラスターゼが担体に結合されている固定相からなることを特徴とする光学異性体用分離剤。
- エラスターゼ分子構造の一部の修飾が、グルタル化若しくはその還元化、ジオール化、またはアシル化である請求項１記載の光学異性体用分離剤。
- 担体がシリカゲル、ガラス、セルロース、カーボンまたは合成ポリマーである請求項１または２記載の光学異性体用分離剤。
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