JP3888071B2 - 高純度ホモシスチン誘導体の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高純度ホモシスチン誘導体の製造方法に関する。詳しくは本発明は高純度のＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチン、即ち４，４′−ジチオビス［２−（アシルアミノ）酪酸］の製造方法に関するものである。特に本発明はホモシスチンの両アミノ基をアシル化剤でアシル化するＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの製造方法において、副生するエステル体や加水分解物の生成を抑制しつつ効率的に抽出精製を行なう方法に関する。上記のホモシスチン誘導体は医薬・農薬・飼料添加剤などの合成中間体として有用な物質である。
【０００２】
【従来の技術】
アミノ酸やペプチド等のアミノ基を保護する目的でアミノ基にアシル基を導入する方法はよく知られており、例えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ誌の１９７９年，４４巻，２８０５頁には、トリエチルアミンの存在下にトリフルオロ酢酸エチルを作用させて各種のアミノ酸やペプチドのＮ−トリフルオロアセチル誘導体を得る方法が記載されている。
【０００３】
一方、ホモシスチン、即ち４，４′−ジチオビス（２−アミノ酪酸）を製造する方法としては、メチオニンを強酸中で脱メチル二量化する方法或いはメチオニンをバーチ還元して得られるホモシステインを酸化二量化する方法が知られている。例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ誌の１９３２−３３年，９９巻，１３４頁には、硫酸中でメチオニンを加熱してホモシスチンを得る方法が記載されている。また、特開平１０−２０４０５５号公報には、メチオニンを硫酸及びハロゲン化水素と加熱するホモシスチンの製造法が記載されている。更に、特開昭５９−１７６２４８号及び特開昭５９−１７６２４９号公報にはホモシステインの２ナトリウム塩を過酸化水素水または重金属イオンの存在下に分子状酸素により酸化してホモシスチンを製造する方法が記載されている。
また、ホモシスチンの精製方法としては、ポリスルフィド等の不純物を含有する粗ホモシスチンを過剰量の塩基で処理する方法が特開平１１−２４６５１７号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような製造方法により得られるホモシスチンのＮ，Ｎ′−ジアシル誘導体は、単離・精製する際に加水分解やエステル化が進行してしまい、工業的な規模において高純度のホモシスチン誘導体を得ることは従来困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記従来技術の問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、Ｎ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンをその塩基性溶液から酸析させる際の条件を制御することにより目的を達成し得ることを見出して、本発明に到達した。
即ち本発明の要旨は、Ｎ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの塩基性溶液に酸を添加し、最終ｐＨ値が１〜５の範囲となる条件下にＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンを析出させることを特徴とする高純度ホモシスチン誘導体の製造方法、に存する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明方法は、Ｎ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの塩基性溶液から酸析によってＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンを析出させる方法であり、それによって実質的に一方のアミド基が加水分解したモノアミノ体やカルボキシル基がエステル化したエステル体のような不純物を含まない高純度のホモシスチン誘導体を得る方法である。
【０００７】
ここで、Ｎ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンは、通常、ホモシスチンを塩基性溶液中でアシル化剤と反応させることによって製造することができるが、この方法で得られるＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの塩基性溶液は本発明方法の好適な出発物質となる。そこで先ずこのホモシスチンのアシル化剤によるアシル化の反応について説明する。
上記ホモシスチンのアシル化反応の出発物質として使用することのできるホモシスチンは、Ｄ−体、Ｌ−体、ＤＬ−体の何れでもよいが、カルボキシル基が保護されていないものであり、塩基性溶液中に可溶のものである。更に、ポリスルフィド類及びチオスルフィナートやチオスルホナート、スルフィニルスルホン、ジスルホン等の酸化不純物を１重量％以上含まないものであるのが好ましい。
【０００８】
アシル化剤の種類は特に制限されないが、その選択は目的とするアシル基の種類に依存し、代表的なものとしてハロアルキルカルボニル化剤、特にハロアセチル化剤が挙げられる。ハロアセチル化剤としては無水トリフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸エチル、トリフルオロチオ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸フェニル、トリクロロトリフルオロアセトン等のトリフルオロアセチル化剤が知られており、その何れをも用いることができる。この中で入手の容易さや価格の安さ、取り扱いの易しさからはトリフルオロ酢酸エチルを使用するのが好ましい。アシル化剤の使用量としてはホモシスチンの２倍モル量以上が必要であるが、副反応を抑制する為には２〜３倍モル量であるのが好ましい。更に好ましくは、２〜２．５倍モル量を用いる。
【０００９】
反応に使用する塩基としてはホモシスチンのカルボキシル基を完全に解離することができる程度に強塩基性のものであるが、生成したアミド基の加水分解を抑制する為には水酸基を有しないものが好ましい。一般にはトリエチルアミン等の第３級アミン類、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド等のアルカリ金属アルコラート類、水素化ナトリウム、水素化カリウム等のアルカリ金属水素化物類等を挙げることができるが、入手の容易さや値段の安さ、取り扱いの易しさからはナトリウムメトキシドのメタノール溶液を用いるのが好ましい。塩基の使用量はアシル化剤と等モル量か若干の過剰量を用いる。
【００１０】
反応溶媒としては、生成するアシル化物を溶解し得る極性の有機溶媒を用いることができる。このような溶媒としては、メタノール、エタノール、２−プロパノール等のアルコール類、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸−ｎ−ブチル等のエステル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類等を挙げることができる。また、生成したアミド基の加水分解を抑制する為に含水率が５００μｇ／ｇ以下であるのが望ましい。
【００１１】
上記の反応溶媒中、塩基の存在下にホモシスチンをアシル化剤と反応させることによってアシル化反応を行なう。このアシル化においては、先ず反応溶媒中にホモシスチンを分散してから塩基及びアシル化剤を添加するが、この時結晶を素早く均一に分散する為に溶液を撹拌混合するのが好ましい。撹拌翼の形状や撹拌の形式には特に制限はないが、アシル化してから１時間以内に均一透明になることが望ましい。反応溶媒に対するホモシスチンの使用量は任意であるが、通常はホモシスチンとして１０重量％以上の濃度になるようにすることが好ましい。ホモシスチンの濃度が低すぎると反応速度が低下し、効率が悪化する傾向がある。
【００１２】
不純物の生成を抑制する為には反応の温度は４０℃以下であるのが好ましく、更に好ましくは３０℃以下の温度で行う。温度が４０℃を越えると不純物の生成は急激に多くなる。３０℃以下なら数十時間の取り扱いが可能である。
反応の際には吸湿を避け、酸素酸化を抑制する為に乾燥した不活性ガスを導入するのが好ましい。このような不活性ガスとしては窒素またはアルゴン、ヘリウム、ネオン等の希ガスを用いることができる。不活性ガスはホモシスチン反応溶液中に直接導入することも出来るが、反応槽中でホモシスチン反応溶液を撹拌しながら気相部に導入することも出来る。不活性ガスの通気量は多い方が好ましいが、通常は１時間当たり反応容器容量の４分の１程度で充分である。
【００１３】
上記のようにホモシスチンをアシル化することによってＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの塩基性溶液が得られ、これは本発明の酸析方法の好適な出発物質とすることができる。
本発明の酸析方法に用いる酸は、上記の塩基性溶液をｐＨ１〜５に調整することができるｐＨ４以下の酸であるが、析出するＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンと反応して不純物を生成しないものが好ましい。このような酸としては塩酸、臭化水素酸、沃化水素酸などのハロゲン化水素酸、硫酸、硝酸、炭酸ガスなどのオキソ酸類、酢酸、モノクロロ酢酸、蓚酸などの有機酸が挙げられるが、酸化やエステル化などの副反応を生じないハロゲン化水素酸の使用が好ましい。中でも入手の容易さや値段の安さからは塩酸を用いるのがより好ましい。
【００１４】
酸析処理時の溶媒としては、上記のようにアシル化反応の生成溶液をそのまま使用する場合は無論であるが、そうでない場合も上記アシル化反応に使用し得るような極性の有機溶媒を使用することができる。
酸析処理においても不純物の生成を抑制するために温度は４０℃以下であるのが好ましく、更に好ましくは３０℃以下の温度で行う。
また、酸析を行う際にも析出が均一に始まり、溶液中のｐＨを均一に保つように撹拌混合するのが好ましい。ホモシスチンのアシル化物はｐＨ５付近において析出を始めるが、この時はホモシスチンのアシル化物の２つのカルボキシル基の解離は無くなると考えられる。
【００１５】
さらに、酸の添加によって無機塩類が析出し、目的物中に不純物として混入することを防止するために、酸の添加前又は酸の添加の途中で水を加えることもできる。
また、酸析の際にも、吸湿を避け酸素酸化を抑制する為に、上記アシル化反応の場合と同様に乾燥した不活性ガスを導入するのが好ましい。
【００１６】
上記のように酸析処理することによって得られたＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの結晶はそれ程安定ではなく、条件により加水分解やエステル化により不純物を生じる。エステル体の形成はｐＨ依存性が高く、ｐＨ１未満の領域では数％のエステル体を生じることもある。これらの不純物生成を回避するには、酸析後、即ち酸析の最終段階における液相のｐＨを１〜５に保つことが必要である。この最終ｐＨ値は更に好ましくは２〜４に保つのがよい。
上記のように最終ｐＨ値が１〜５の範囲となる条件で酸析処理を行なうことにより、前記したようなモノアミノ体やエステル体のような不純物の含有量の極めて少ない高純度のＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンを析出させることができる。
【００１７】
【実施例】
以下に、実施例を示して本発明の態様をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りは、以下の実施例によって限定されるものではない。
なお、実施例中での測定は以下のように行なった。
Ｎ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの化学純度：
分離カラムとして山村化学製のＹＭＣ−ＰＡＣＫのＯＤＳ−ＡＭ（内径４．６ｍｍ，長さ７５ｍｍ）を備えた高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）を用いて測定を行った。試料としてＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチン結晶０．２ｇを溶離液で１０ｍｌに溶解した溶液（成分濃度は２％）を１０μｌ注入して分析を行った。溶離液には燐酸二水素一アンモニウムを濃度０．０５モル／Ｌで溶解した９０％と４０％の含水アセトニトリル液を用いて２０分間でのグラジエントを掛けながら流速１．０ｍｌ／分で分離を行い、２１５ｎｍのＵＶ検出器にて各吸光ピークの面積を測定した。結果は各成分の吸光ピークの面積に基づく面積百分率で示し、「Ａ％」と表示した。
【００１８】
ｐＨの測定：
ホリバ製作所（株）製の携帯型ｐＨ計Ｄ−１２型を用いて測定を行った。ｐＨ４，７及び９の校正液を用いて校正してから、アシル化の反応液及び酸析の懸濁液についてｐＨ測定を行った。
含水率の測定：
三菱化学（株）製の微量水分計ＣＡ−０７を用い、陽極液としてアクアミクロンＡＸ（三菱化学（株）製）、陰極液としてアクアミクロンＣＸＵ（三菱化学（株）製）を用いてカールフィッシャー法電量水分滴定を行った。
【００１９】
実施例１
外筒循環水による温度調節機と還流冷却管及び窒素導入管、ＰＴＦＥ製の半月板撹拌翼、ｐＨ電極、温度計を備えた容量２００ｍｌのガラス製セパラブルフラスコ中にＬ−ホモシスチン結晶１３．４ｇ及びメタノール２６．８ｇを入れ、１５℃において撹拌しながら２８％ナトリウムメトキシドのメタノール溶液２１．２ｇを添加し、次いでトリフルオロ酢酸エチル１５．３ｇを加えてアシル化の反応を行なった。２５℃まで昇温して５時間撹拌を続けた所、懸濁していた反応液は透明になった。
【００２０】
この反応液を採取し、ＨＰＬＣの溶離液で８．７倍に希釈したもの（目的物の成分濃度は約２％）につきＨＰＬＣで化学純度の測定を行なったところ、Ｎ，Ｎ′−ビス（トリフルオロアセチル）ホモシスチンの化学純度は９９．２Ａ％であり、また含水率は１００μｇ／ｇ未満であった。
上記の反応液に３５％塩酸（ｐＨ値は−１）を添加してｐＨ６に調整した後、脱塩水７６ｇを加え、再度３５％塩酸を追添加してｐＨ２に調整した。２０℃において１０時間撹拌を続け、得られた懸濁液から結晶を採取してＨＰＬＣで化学純度を測定したところ、加水分解したモノトリフルオロアセチル体０．１Ａ％とモノメチルエステル体０．６Ａ％が検出されたが、目的物のジトリフルオロアセチル体の化学純度は９９Ａ％を上回っていた。
【００２１】
実施例２
実施例１と同様にしてアシル化の反応を行い、同様の反応液を得た。３５％塩酸を添加してｐＨ６に調整した後、脱塩水７６ｇを加えてから再度３５％塩酸を追添加してｐＨ４に調整した。２０℃において１０時間撹拌を続けた所、得られた結晶中には加水分解したモノトリフルオロアセチル体０．５Ａ％とモノメチルエステル体０．２Ａ％が検出されたが、目的物のジトリフルオロアセチル体の化学純度は９９Ａ％を上回っていた。
【００２２】
実施例３
実施例１と同様にしてアシル化の反応を行い、同様の反応液を得た。３５％塩酸を添加してｐＨ６に調整した後、脱塩水７６ｇを加えてから再度３５％塩酸を追添加してｐＨ４に調整した。４０℃において１０時間撹拌を続けた所、得られた結晶中には加水分解したモノトリフルオロアセチル体１．５Ａ％とモノメチルエステル体０．３Ａ％が検出されたが、目的物のジトリフルオロアセチル体のＨＰＬＣ化学純度は９８．２Ａ％であった。
【００２３】
比較例１
実施例１と同様にしてアシル化の反応を行い、同様の反応液を得た。３５％塩酸を添加してｐＨ６に調整した後、脱塩水７６ｇを加えた。この時の溶液のｐＨは６．３であった。４０℃において１０時間撹拌を続けた所、得られた結晶中には加水分解したモノトリフルオロアセチル体３．２Ａ％とモノメチルエステル体０．２Ａ％が検出され、目的物のジトリフルオロアセチル体の化学純度は９７Ａ％を下回っていた。
【００２４】
比較例２
実施例１と同様にしてアシル化の反応を行い、同様の反応液を得た。３５％塩酸を添加してｐＨ６に調整した後、脱塩水７６ｇを加えてから再度３５％塩酸を追添加してｐＨ０．５に調整した。２０℃において１時間撹拌を続けた所、得られた結晶中には加水分解したモノトリフルオロアセチル体０．１Ａ％とモノメチルエステル体８．１Ａ％が検出され、目的物のジトリフルオロアセチル体の化学純度は９２Ａ％を下回った。
【００２５】
【発明の効果】
本発明方法により高純度のＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンを容易に製造することができる。

Claims (6)

1. Ｎ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの塩基性溶液に酸を添加し、最終ｐＨ値が１〜５の範囲となる条件下にＮ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンを析出させることを特徴とする高純度ホモシスチン誘導体の製造方法。
2. アシル基がトリフルオロアセチル基である、請求項１に記載の高純度ホモシスチン誘導体の製造方法。
3. 液相のｐＨ調整に用いる酸が塩酸である、請求項１又は２に記載の高純度ホモシスチン誘導体の製造方法。
4. 酸の添加から、Ｎ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの析出までの液相の温度を４０℃以下とする、請求項１〜３のいずれかに記載の高純度ホモシスチン誘導体の製造方法。
5. Ｎ，Ｎ′−ジアシルホモシスチンの塩基性溶液が、塩基性溶液中でホモシスチンとアシル化剤とを反応させることによって得られたものである、請求項１〜４のいずれかに記載の高純度ホモシスチン誘導体の製造方法。
6. ホモシスチンとアシル化剤との反応の温度を４０℃以下とする、請求項５に記載の高純度ホモシスチン誘導体の製造方法。