JP4420675B2 - アスタキサンチンエステル - Google Patents

Description

カロテノイドは、例えば、水生動物の外皮、肉、殻及び外骨格における赤色、橙色及び黄色のもとになる、天然に存在する有機色素のグループである。

水生系における主要なカロテノイドはアスタキサンチンであり、水産養殖（水生動物）におけるアスタキサンチンの機能は２つある。第１に、アスタキサンチンは、成熟中、及び特定の魚種、例えば、サケ科の魚（サケ及びマス）による、その肉中へのアスタキサンチンの沈着及び貯蔵に関与するストレス時に固定され、役に立っている；アスタキサンチンは天然の生物学的抗酸化剤であり、アスタキサンチンはこの事についてはビタミンＥ又はβ−カロテンのいずれよりもより有効である。第２に、アスタキサンチンは、水生動物における肉及び外皮の天然の着色剤である。アスタキサンチンによる例えばサケ科の魚及び多くの甲殻類の動物に独特の桃赤色の肉の色は、最終的な食品製品の美的魅力において重要な役割を果たす；この色は、例えばサケ科の魚、エビ及びタイの料理のアピールの一部分である。アスタキサンチンが、この着色の原因であり、魚類及び甲殻類は、それ自身はアスタキサンチンを合成することができないため、魚類及び甲殻類は、その着色については餌からの摂取に頼っている。所望の肉の色を強めるため、集約養殖条件下で、サケ科の魚の完全配合飼料中にアスタキサンチンが通常含まれる。養殖魚製品が対応する天然魚製品に似ているかどうか、そして消費者に対する最大のアピールを有するかどうかが最も重要であり、消費者の購入時の選択は、このような製品の視覚的外観により一般的に影響を受ける。

水生動物の成長周期の間、肉の着色は、多くの外因性因子及び内因性因子により影響を受ける。これらの因子は集合的に、魚又は甲殻類の種の任意の１つの個体群における肉の着色の高いばらつきをもたらす。

サケ科の魚の肉におけるアスタキサンチンの沈着は、いくつかの内因性因子により影響を受けることが知られている。これらの因子としては、アスタキサンチンの消化性、腸からのアスタキサンチンの吸収、リポタンパク質による血液内へのアスタキサンチンの輸送、筋肉繊維に対するアスタキサンチンの代謝及び吸着が挙げられる。それぞれの因子は、肉中のアスタキサンチン濃度及び色の視覚化に顕著な影響を与えることができ、これらの過程のいずれかにおける制限は、全体的に不十分な肉の着色をもたらす。

アスタキサンチンの使用形態（すなわち、アスタキサンチン化合物自体又はアスタキサンチン源としてのその誘導体及びそのなかにアスタキサンチン又はその誘導体が存在する原材料マトリックス（飼料）は、色素の消化性及び続く肉の着色における色素の効力に影響を与える。アスタキサンチン又はその誘導体の消化性は、適切な食餌取り込み率（inclusion rate）及び肉の着色に使われる様式（regime）に順番に影響を与える。実際に、該形態及び食餌組成物は、消化性に影響を与えることが示された。配合化されていないアスタキサンチンを与えることはほとんど着色効果をもたらさないことが確認されている。

さらに、ニジマス、タイセイヨウサケ及びシートラウト（sea trout）に与えられる、天然と同一のアスタキサンチン、アスタキサンチンジパルミテート及びカンタキサンチンの見かけの消化率係数は、消化性に大きなばらつきがあることを示しており、そして消化性は、飼料押出成形及び／又は飼料保管の間におけるカロルテノイドの分解に、あるいは飼料を与えた後の、消化管でのカロテノイドの分解に、又は腸の内容物からのカロテノイドの不完全な抽出に関連する。

飼料押出成形の間のアスタキサンチンの破壊（分解）に関しては、このような加工を行う高い温度がこれの著しい原因となるが、一方、保管中の分解は、空気中の酸素にさらされることにより主に影響を受けることが確認された。

これらの状況下、飼料製造で必要とする高い温度での押出成形中、及び製造した飼料の保管中における安定性を向上させた、そして押出成形及び保管の間に活性物質の過度の損失を無くす、新規なアスタキサンチン誘導体を製造する必要性が存在する。更に、水産養殖における色素としてのより安定なアスタキサンチン誘導体の使用は、例えばサケ及びマスの肉で過去にしばしば観察されたような、アスタキサンチン又はより安定性の低い天然のそれらの誘導体の使用により生じる色質のばらつきを少なくするか又は完全に無くすことが可能である。そのうえ、より安定な色素は、魚類又は甲殻類の飼料製造業者が、飼料製造中の処理条件、及び飼料の保管中の周囲条件を変更する際に、従来アスタキサンチン自体又は従来使用されたそれらの誘導体で可能であったよりも大きな範囲を持つことを可能にする。新規なアスタキサンチン誘導体を用いて達成可能な上述の利点は、アスタキサンチンを用いた従来の満足できない経験に基づき重要である。したがって、色素の１０〜２０％は、高い温度での押出成形中の分解により失われ、製造された飼料の保管中に、周囲条件下での分解により、含有色素は１週間に約２％失われることが過去に観察されている。

したがって、本発明は、一般式Ｉ：

〔式中、
Ｒは、それぞれの場合において、基（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）であり、
−ＮＨ−ＣＨ（Ｒ¹）−ＣＯＯＲ² （ａ）
−ＯＲ³ （ｂ）
−（Ｙ）_n−Ｚ （ｃ）
Ｒ¹は、水素又はタンパク質形成アミノ酸の残基（residue of a protein-forming amino acid）を表し、
Ｒ²は、Ｃ_1-6−アルキル又はＣ_3-8−シクロアルキルを表し、
Ｒ³は、Ｃ_1-12−アルキル又はＣ_3-8−シクロアルキルを表し、
ｎは、０又は１を表し、
Ｙは、Ｃ_1-7−アルキレン又はＣ_2-7−アルケニレンを表し、
Ｚは、ｎが０である場合、Ｃ_3-8−シクロアルキル、基−ＣＨ（Ｃ₆Ｈ₅）ＯＲ⁴、基−ＣＯＲ⁵又は基−ＣＨ₂Ｎ⁺（ＣＨ₃）₃Ｈａｌ^-を表すか、又は
Ｚは、ｎが１である場合、アミノ、基−Ｏ−ＣＯＲ⁶、基−ＯＲ⁷、又は基−ＳＲ⁸を表すか、又は
Ｚは、ｎが０又は１であるかにかかわらず、アリール、ヘテロアリール、基−ＣＯＯＲ⁵、又は基−ＣＨ（ＣＨ₃）ＯＲ⁴を表し、
Ｒ⁴は、水素又はアセチルを表し、
Ｒ⁵は、水素又はＣ_1-6−アルキルを表し、
Ｒ⁶は、Ｃ_1-6−アルキル、アリ−ル又はヘテロアリ−ルを表し、
Ｒ⁷は、水素、Ｃ_1-6−アルキル又はアセチルを表し、
Ｒ⁸は、Ｃ_1-6−アルキルを表し、
Ｈａｌ^-はハロゲンイオンを表す〕
で示された新規のアスタキサンチン誘導体を提供する。

式Ｉのアスタキサンチン誘導体の上述の定義において、３個以上の炭素原子を含有する任意のアルキル基又はアルケニル基は、直鎖又は分枝鎖であってもよい。これはまた、Ｙで表されるＣ_1-7−アルキレン基又はＣ_2-7−アルケニレン（二価）基にも適用され；したがって、アルキレン基は、例えば、メチレン又はジ−、トリ−、テトラ−、ペンタ−、ヘキサ−若しくはヘプタメチレンであってもよく、あるいは、それぞれエチリデン、プロピリデン（エチルメチレン）、１−若しくは２−メチル置換エチレンであってもよく、更に全体で７個までの炭素原子を含有する一分枝若しくは多分枝アルキレン基であってもよい。直鎖又は分枝鎖のＣ_2〜7アルケニレン基について更に付け加えると、Ｃ_2-7−アルケニレン基は、１個又は（Ｃ₄からは）それ以上の二重結合を有するアルケニレン基を包含すると理解される。このようなアルケニレン基の例は、式−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ₂）₃−及び−（ＣＨ＝ＣＨ）₂−のアルケニレン基である。

任意のアリール基（Ｚで表されるか、又はｎが１の場合にＺが意味する基−Ｏ−ＣＯＲ⁶におけるＲ⁶の意味）は、置換されていないフェニル、ナフチル若しくは更なる多環の芳香族炭化水素基、又は１つ以上の置換基、特にＣ_1-4−アルキル、Ｃ_1-4−アルコキシ、ハロゲン及びベンジルオキシから選択される置換基を特徴とするこのような基であってもよい。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素を示す。置換されたフェニル基の例は、ｐ−トリル、３−メトキシフェニル、４−メトキシフェニル、２，５−ジメトキシフェニル、３，４−ジメトキシフェニル及び４−ベンジルオキシフェニルである。

表現「ヘテロアリ−ル」もまた、Ｚ又は基−Ｏ−ＣＯＲ⁶におけるＲ⁶の意味で、環員として酸素、硫黄及び窒素から選択される１つ以上のヘテロ原子を特徴とする、芳香族性を有するヘテロ環基を意味する。このようなヘテロアリ−ル基の例は、２−フリル又は３−フリル、２−チエニル又は３−チエニル及び４−ピリジルである。アリ−ル基の場合のように、ヘテロアリ−ル基は、置換されていないか、又は置換アリール基に関し上で示したような置換基１つ以上により置換されていてもよい。

「タンパク質形成アミノ酸の残基」（水素を表さない場合のＲ¹の意味）という表現に関しては、この表現は、任意のアミノ酸Ｈ₂Ｎ−ＣＨ（Ｒ¹）−ＣＯＯＨ（Ｒ¹はアミノ酸分子の変えられる部分を表す）から該当する基（ａ）（Ｒ¹がこの基の中で上記意味を有している）が誘導されることを意味する。アミノ酸の多くの例が、他の参考文献 Organische Chemie, "Von den Grundlagen zur Forschung", Vol. 1, Ed. Salle +Sauerlander, pages 302-304（Frankfurt 1988）（この内容は本明細書中に適切に組み込まれる）に示されてイル。アミノ酸が最も単純なメンバーであるグリシンの場合、基（ａ）は−ＮＨ−ＣＨ₂−ＣＯＯＲ²を意味し、Ｒ¹が水素である（そしてＲ²は任意のＣ_1-6−アルキル又はＣ_3〜8−シクロアルキル基である）。フェニルアラニン及びメチオニンの場合には、基（ａ）及びＲ¹は、−ＮＨ−ＣＨ（Ｃ₆Ｈ₅）−ＣＯＯＲ²及びフェニル（Ｃ₆Ｈ₅）、並びに−ＮＨ−ＣＨ（ＣＨ₂ＣＨ₂ＳＣＨ₃）−ＣＯＯＲ²及び２−メチルチオエチル（ＣＨ₂ＣＨ₂ＳＣＨ₃）をそれぞれ意味する。基（ａ）及び「タンパク質形成アミノ酸の残基」（Ｒ¹の意味）の他の例は、特別な説明を必要としない。

最終的に、ハロゲンイオンＨａｌ⁻は、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオンであってもよく、好ましくは、塩化物イオン、Ｃｌ⁻である。

式Ｉのアスタキサンチン誘導体は任意の可能な異性体形態又は異性体の混合物形態、例えばラセミ体混合物形態であってもよい。

本発明に係る特定の式Ｉのアスタキサンチン誘導体（対応するＲの意味と一緒に）の例を、以下に示す：
アスタキサンチン−ジエチルジカーボネート（Ｒはエトキシである）、
アスタキサンチン−ジエチルジオキサレート（Ｒはエトキシカルボニルである）、
アスタキサンチン−ジ（Ｎ−アセチルグリシネート）（Ｒはアセチルアミノメチルである）、
アスタキサンチン−ジマレイネート（Ｒは−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＨである）、
アスタキサンチン−ジサクシネート（ＲはＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯＯＨである）、
アスタキサンチン−ジメチルジサクシネート（Ｒは−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯＯＣＨ₃である）、
アスタキサンチン−ジエチルジサクシネート（Ｒは−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯＯＣ₂Ｈ₅である）、
アスタキサンチン−ジエチルジグリシンジカルバメート（Ｒは−ＮＨ−ＣＨ₂−ＣＯＯＣ₂Ｈ₅である）、
アスタキサンチン−ジニコチネート（Ｒは３−ピリジルである）、
アスタキサンチン−ジメチオニンジカルバメート（Ｒは−ＮＨＣＨ（ＣＨ₂ＣＨ₂ＳＣＨ₃）ＣＯＯＣ₂Ｈ₅である）、
アスタキサンチン−ジアセチルジグリコレート（Ｒはアセチルオキシメチルである）、
アスタキサンチン−ジフェニルアラニンジカルバメート（Ｒは−ＮＨＣＨ（ＣＨ₂Ｃ₆Ｈ₅）ＣＯＯＣ₂Ｈ₅である）、
アスタキサンチン−ジエチルジフマレート（Ｒは−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＣ₂Ｈ₅である）、
アスタキサンチン−ジ（２−フロエート）（Ｒは２−フリルである）、
アスタキサンチン−ジメチルジマロネート（Ｒは−ＣＨ₂−ＣＯＯＣＨ₃である）、
アスタキサンチン−ジ（３−メチルチオプロピオネート）（Ｒは３−メチルチオエチルである）、
アスタキサンチン−ジメトキシアセテート（Ｒはメトキシメチルである）、
アスタキサンチン−ジ−〔（２−チエニル）アセテート〕〔Ｒは（２−チエニル）メチルである〕、
アスタキサンチン−ジラクテート（Ｒは１−ヒドロキシエチルである）、
アスタキサンチン−ジ（アセチルマンデレート）（Ｒはα−アセチルオキシベンジルである）、及び
アスタキサンチンジベタイネート〔Ｒは−ＣＨ₂Ｎ^＋（ＣＨ₃）₃Ｃｌ⁻である〕。

上述のアスタキサンチン誘導体は、好ましくは、（all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ異性体形態である。

安定性及び着色特性という観点において、６種のアスタキサンチン誘導体、アスタキサンチン−ジエチルジカーボネート、アスタキサンチン−ジメチルジサクシネート、アスタキサンチン−ジエチルジサクシネート、アスタキサンチン−ジニコチネート、アスタキサンチン−ジメトキシアセテート及びアスタキサンチン−ジ−〔（２−チエニル）アセテート〕が特に好ましい。

本発明のアスタキサンチン誘導体は、基Ｒの性質に応じて、エステル化又はアミド化に関してのそれ自体が公知の合成方法により基本的に製造することができ、アスタキサンチンを、該当する酸ＲＣＯＯＨ自体又はその酸塩化物ＲＣＯＣｌ若しくは酸無水物（ＲＣＯ）₂Ｏと反応させるか、あるいはＲが基（ａ）を意味する場合には、式ＯＣＮＣＨ（Ｒ¹）ＣＯＯＲ²の対応するＮ−カルボニル−アミノ酸エステルと反応させる。式Ｉのアスタキサンチン誘導体を製造するためのこれらの方法は、本発明の更なる側面を意味している。

酸塩化物若しくは酸無水物とのエステル化の場合には、反応は、一般的には不活性溶媒中かつ有機塩基の存在下で行われる。溶媒（溶解ではなく懸濁の場合には分散媒体として働く）としては、好都合には、低級ハロゲン化炭化水素、例えば塩化メチレン又はクロロホルム；低級脂肪族又は環状エーテル、例えばそれぞれ、ジエチルエーテル、又はテトラヒドロフラン若しくはジオキサン；芳香族炭化水素、例えばトルエン；あるいは低級脂肪族ケトン、例えばアセトンが使用される。塩基は、適切には、低級トリアルキルアミン、例えばトリエチルアミン；ピリジン；又はジ（低級アルキル）アミノピリジン、例えばジメチルアミノピリジンである。アスタキサンチン：酸塩化物若しくは酸無水物：塩基のモル比は、好都合には、１：２〜６：２〜１０の範囲である。なお、また、エステル化は、一般的には約−１０〜約＋１００℃、好ましくは約２５〜約６０℃、最も好ましくは約２５〜約４０℃の温度範囲で行われる。このような条件下、エステル化は、反応開始から、一般的には約１〜２４時間以内、通常は約２〜６時間以内に完結する。不活性雰囲気下で、好ましくは不活性ガスとして窒素又はアルゴンを用いた雰囲気下で、エステル化を行うことが有利であることがわかっている。更に、（一般的に好ましい）塩基トリエチルアミンが使用される場合、特に遅い反応の場合には、上記塩基を、該塩基のモル量の約２０％まで４−ジメチルアミノピリジンで増やすのが有利であることがわかっている。

酸自体をアスタキサンチンをエステル化するために使用する場合、条件は一般的に、溶媒／分散媒体及び反応温度に関しては、酸塩化物若しくは酸無水物でのエステル化に用いられる条件と同じである。しかし、その場合は、一般的には塩基の代わりに脱水剤を使用する。特に適切な脱水剤は、ジシクロヘキシルカルボジイミドである。アスタキサンチン：カルボン酸：脱水剤のモル比は、好都合には、１：２〜６：２〜７の範囲である。適切なカルボン酸を用いるエステル化は、一般的には数分〜約１８時間以内に完結する。

最後に、出発物質の１つとして前述のＮ−カルボニルアミノ酸エステルを用いる、Ｒが基（ａ）を表す式Ｉのアスタキサンチン誘導体の製造は、他の２つの場合に関して上述した種類の溶媒／分散媒体を用いて同様に行うことができ、反応温度もまた一般的には同じであり、すなわち、通常は約−１０〜約＋１２０℃、好ましくは約２５〜約６０℃、最も好ましくは約２５〜約４０℃である。しかし、この場合には、酸塩化物若しくは酸無水物でのエステル化に用いられる塩基の代わりとして、ルイス酸、例えば、三フッ化ホウ素エーテラート又はスズ塩若しくは亜鉛塩（例えばそれぞれ塩化物）を使用してもよい。アスタキサンチン：Ｎ−カルボニル−アミノ酸エステルのモル比は、好都合には、１：２〜４、好ましくは１：２．２〜２．４である。塩基、特にトリエチルアミン又は４−ジメチルアミノピリジンを用いる場合、アスタキサンチン出発物質の量に対するこれら塩基触媒の量は、当量（アスタキサンチン１当量を基準とする）で表し、一般的には、約０．５〜約１０．０（トリエチルアミン）又は約０．１〜約１０．０（４−ジメチルアミノピリジン）の範囲である。ルイス酸、特に二塩化亜鉛が塩基触媒の代わりに使用される場合には、アスタキサンチンの量（１当量）に対するルイス酸の量は、通常は約０．０５〜約０．５当量の範囲、好ましくは約０．１〜約０．２当量の範囲である。このような条件下で、この場合の反応は、一般的には、かなり長い時間の後、通常は７２時間までに完結する。しかし、二塩化亜鉛をルイス酸として用いると、例えば、反応は一般的には、約１〜約３時間のような短い時間で完結する。

これら全ての場合において、生成物、すなわち式Ｉのアスタキサンチン誘導体は、それ自体公知の方法、例えば、メタノールのような溶媒を添加し反応後の混合物から粗生成物の分離を起こさせ、収集した粗生成物の結晶化によって単離及び精製することができる。

式Ｉのアスタキサンチン誘導体を製造するための上記方法において出発物質として使用される該当する酸ＲＣＯＯＨ、酸塩化物ＲＣＯＣｌ、酸無水物（ＲＣＯ）₂Ｏ及び式ＯＣＮＣＨ（Ｒ¹）ＣＯＯＲ²のＮ−カルボニル−アミノ酸エステルは、既知の化合物であるか、あるいは関連する既知の出発物質を製造する方法と同様の方法により容易に製造できる。

先述のように、本発明のアスタキサンチン誘導体は、水産養殖における色素として、特に水生動物の飼料用に有用であり、したがって、このような飼料における着色剤として有用である。

本発明の目的に含まれる水生動物は、魚類、特に海水魚、淡水魚、遡河性又は降河性の魚、及び甲殻種である。水生動物用の上述の飼料がとりわけ適用可能な好ましい魚は、マダイ、イエローテール（yellowtail）、マス、サケ、テラピア、ナマズ、及び金魚である。タイセイヨウサケ及びタイヘイヨウサケ並びにマスは、特に好ましい。好ましい甲殻類は、クルマエビ、エビ及びザリガニである。

水生動物の飼料用の着色剤としてのその使用の実現のために、アスタキサンチン誘導体は、飼料配合及び飼料加工の分野においてそれ自体公知の方法で、その製造の適切な段階で、基本的には、最終飼料の成分の少なくともいくつかと混ぜ合せることで、飼料に組み込む事ができる。アスタキサンチンエステルは、通常は、配合物として、特に水分散性配合物として組み込まれる。このような配合物は、基本的には、最初にアスタキサンチン誘導体を植物油若しくは脂肪、例えばトウモロコシ油に溶解するか、又は有機溶媒、例えば、アルコール、脂肪族エーテル、塩化メチレンのようなハロゲン化脂肪族炭化水素、若しくは脂肪族エステルに溶解するか、又は植物油若しくは脂肪と有機溶媒との混合物に溶解することで製造できる。溶解は、広い温度範囲、例えば室温〜約１５０℃の範囲で行うことができる。溶解用の有機溶媒として塩化メチレンを用いる場合は、室温又は約３０℃までの温度、あるいは高い圧力をかけてより高い温度で行うことができる。塩化メチレン又は代替の溶媒を用いる場合のような比較的低い温度の使用は、アスタキサンチン誘導体が不必要な高い溶解温度にさらされるのを防ぐので特に有利であり、そして経済性と温和な処理を具現する。加えて、塩化メチレンは、特にアスタキサンチン誘導体を容易に溶解するため、比較的少ない量の溶媒の使用で更なる経済的な節減が得られる；結果の１つとして、蒸発により除去され、それから廃棄又はリサイクルされる溶媒が少なくてすみ、もう１つの結果として、より少ない溶液量での処理は、より迅速に行うことができる。溶解を完結させた後、溶液は、通常は、保護コロイド、例えば、植物タンパク質若しくはゼラチン特に魚ゼラチンのような動物タンパク質；炭水化物；多糖類；又はリグニンスルホネートの水性溶液を用いて乳化される。次いで、溶媒及び水を、少なくとも部分的に除去し、濃縮エマルションとして配合物を得る。飼料中に実際に組み込む前に、濃縮エマルションを、通常の噴霧乾燥技術により直接噴霧乾燥させるか、あるいは流動化したデンプン又は代替キャリア、例えばケイ酸カルシウム中に通常の技術により噴霧乾燥させることができる。このような噴霧乾燥の生成物は、ビードレット（beadlet）からなり、ビードレットは、アスタキサンチン誘導体自体とは別に、先の加工からの成分、例えば、油、保護コロイド、デンプンなどを含有し、これらを上記誘導体の２５重量％まで含有してもよい；存在する油のいずれであっても含量は、一般的には、約０．５〜約５０重量％の範囲であり、マトリックス物質（主に保護コロイド）の含量は、一般的には、約５０〜約８０重量％の範囲であり、噴霧乾燥からのキャリア物質（デンプン、ケイ酸カルシウムなど）のいずれであっても含量は、一般的には、約１０〜約２５重量％の範囲である。上述の物質とは別に、ビードレットは、比較的少量の安定剤、乳化剤及び他の通常の配合物補助剤を含んでもよい。次いで、調製物は、通常、魚油及び魚粉のような他の飼料成分と混合され、この混合物は、高せん断をかける熱水加工（hydrothermal process）、例えばペレット化又は押出成形に供され、アスタキサンチン誘導体を補ったペレット形態の水生動物用飼料を製造する。このような加工（ペレット化、押出成形）の間、約７０〜約１５０℃の範囲、特に約９０〜約１３０℃の範囲の温度、及び約１０〜約１００barの範囲、特に約２０〜約４０barの範囲の圧力に達してもよい。したがって、組み込まれた色素は、この場合式Ｉのアスタキサンチン誘導体は、過度の分解を起こすことなく、このような高い温度及び圧力をに耐えることができることが重要である。このように製造された魚の飼料中の着色剤の含量は、一般的には、約３０〜約１００ppmの範囲である。

魚の飼料配合物及び加工の更なる情報は、例えば、American Feed Industry Ass., Feed Manufacturing Technology IV, 1994, pp. 509-515 で入手可能である。

組み込まれたアスタキサンチン誘導体を上に記載の熱水加工に伴う厳しい温度及び圧力条件に強制的にさらす代わりに、組み込むための配合物を、水で希釈し、次いで、飼料を熱水加工に供した後に、水生動物用飼料に添加するか、又は混ぜ合わせる。

本発明の更なる側面は、水生動物用飼料に組み込むための本発明のアスタキサンチン誘導体を含有する配合物であり、このような飼料は、有効量のアスタキサンチン誘導体を着色剤として含有し、特に、水生動物用飼料は、約３０〜約１００ppmのアスタキサンチン誘導体を含有する。

本発明を、以下の式Ｉのアスタキサンチン誘導体調製の実施例で説明する。

実施例１ （all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジ（Ｌ−ラクテート）
乳酸２１２ｇ及びｐ−トルエンスルホン酸０．８４ｇを、４℃で、塩化メチレン２．３ｋｇで希釈した。次いで、ジヒドロピラン２６０．３ｇを３８分以内に添加した。混合物を更に１０分間攪拌した後、温度を２０℃まで上げ、攪拌を更に１．５時間続けた。その後に、溶液を０．２Ｍの水酸化カリウム水溶液９００mLで３回洗浄した。塩基性の水相を除去し、有機相を水３５０mLで２回洗浄した。水相を塩化メチレンで洗浄した。次いで、有機相を合わせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を、テトラヒドロピラニル−乳酸からなる油相が残るまで蒸発させた。

テトラヒドロピラニル−乳酸７３．２６ｇ、ジシクロヘキシルカルボジイミド４７．２２ｇ、及び４−ジメチルアミノピリジン０．８４ｇを、不活性及び乾燥条件下で、テトラヒドロフラン１７８２．４ｇ中のアスタキサンチン９．２ｇの攪拌した溶液に２５℃で添加した。約１６時間攪拌した後、析出したジシクロヘキシルウレアをろ過により除去した。残った溶液の溶媒を減圧下で留去した。次いで、残渣を塩化メチレン６１５．８ｇに溶解し、溶液をあらかじめ２７℃に温めておいた２モルの硫酸溶液７５０mLに添加した。１．５時間攪拌した後、２相混合物の有機相を分離した。水相を塩化メチレン７５mLで２回抽出し、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウム９５．８３ｇで乾燥させ、ろ過し、乾固するまで蒸発させた。

残渣をピリジン３８５．９ｇで２２℃で希釈し、水２１０ｇを７分以内に添加した。温度を３２℃まで上げた。水２９８．９ｇを更に添加した後、紫色結晶が析出した。２時間攪拌した後、結晶をろ別し、減圧下で約１６時間乾燥させた。

結晶を塩化メチレン２９１ｇで希釈し、溶液を、あらかじめ２７℃に温めておいた７．９モル硫酸水溶液に添加した。１．５時間攪拌した後、水３５０mLを添加し、有機相を分離した。有機相を水２００mLで２回洗浄した。水相を塩化メチレン２００mLで洗浄し、有機相を合わせた。次いで、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウム１０４．８ｇで乾燥させ、ろ過し、乾固するまで蒸発させた。

得られた結晶を室温でトルエン２２８ｇで希釈した。ヘキサン３５．２ｇを添加して１０分攪拌した後、赤色結晶が析出した。次いで、更なるヘキサン１４ｇを添加し、攪拌した懸濁物を、ろ過し、ヘキサン２２ｇで洗浄し、高減圧下で１６時間乾燥させた。

結晶を塩化メチレン２４６ｇで希釈した。赤色結晶が析出するまで、ヘキサン２７６ｇを６回にわけて添加した。ろ過そして乾燥の後、（all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジ（Ｌ−ラクテート）（ＨＰＬＣ 面積％：９５％）６ｇを得た。

実施例２ （all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジエチルジオキサレート
トリエチルアミン５６mL及び４−ジメチルアミノピリジン４．９９ｇを、不活性及び乾燥条件下、２５℃で、塩化メチレン１．６L中のアスタキサンチン４７．７５ｇの攪拌したスラリーに添加した。シュウ酸エチルエステル塩化物４５．９mLを２５℃で滴下した３０分後、反応は完結した。次いで、メタノールを添加して過剰の酸塩化物をつぶした。酢酸１２mLで中和した後、反応混合物を乾固するまで蒸発させた。残渣を塩化メチレン１Ｌに溶解し、水５００mLで３回抽出し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。メタノール１Ｌを添加して、生成物を乾燥溶液から析出させた。ろ過後、メタノールで洗浄し、乾燥させ、（all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジエチルジオキサレート５３．２ｇ（８３．４％収率）を暗赤色結晶として得た（ＨＰＬＣ 面積％：９８．１％）。

実施例３ （all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジエチルジカーボネート
トリエチルアミン１０５mL及び４−ジメチルアミノピリジン９．３５ｇを、乾燥及び不活性条件下、還流温度で、塩化メチレン１Ｌ中のアスタキサンチン２９．８４ｇの攪拌溶液に添加した。１５分ごとに、クロロギ酸エチル２４．３１mLを同じ量に６回に分けて導入した。全体で２．５時間後、反応混合物を２５℃で冷却し、メタノールを添加して過剰の酸塩化物をつぶした。乾固するまで蒸発させた後、残渣を塩化メチレン５００mLに溶解し、水で３回抽出し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。メタノール１００mLを添加して、２５０mLの減少した体積から生成物を析出させた。ろ過後、メタノールで洗浄し、乾燥させて、（all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジエチルジカーボネート３３．６９ｇ（９０．９％収率）を暗赤色結晶として得た（ＨＰＬＣ 面積％：８９．８％）。

実施例４ （all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジ（Ｎ−アセチルグリシネート）
Ｎ−アセチルグリシン４．７３ｇ、アスタキサンチン５．９７ｇ、４−ジメチルアミノピリジン２４９mg及び塩化メチレン４０mLを乾燥及び不活性条件下で混合した。次いで、２５℃で、塩化メチレン４０mL中のＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミドの溶液を攪拌しながら添加した。１７時間後、塩化メチレンをクロロホルムで置換した（溶媒混合物１０５mLを留去した）。次いで、得られた結晶の熱懸濁液（内部温度６０℃）をろ過し、結晶（ジシクロヘキシルウレア）を全量１００mLのクロロホルムで洗浄した。ろ液を７５ｇのかさになるまで濃縮し、メタノール１５０mLを添加して生成物を結晶化させた。洗浄し、乾燥させた後、（all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジ（Ｎ−アセチルグリシネート）６．３４ｇ（７９．７％収率）を得た（ＨＰＬＣ 面積％：９５．５％）。

実施例５ （all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジメチルジサクシネート
不活性及び乾燥条件下で、トリエチルアミン１７．５mL及び４−ジメチルアミノピリジン１．５６ｇを還流温度でテトラヒドロフラン５００mL中のアスタキサンチン１４．９２ｇの攪拌溶液に添加した。７０分間かけて、メチルサクシノイルクロリド１１．０mLを連続的に導入した。更に１時間後、反応混合物を２５℃まで冷却し、メタノール１２５mLを添加して、過剰の酸塩化物をつぶした。塩化メチレン／水（１：１）で抽出し、溶出液にトルエン／ｎ−ヘキサン／酢酸エチル（比率２：２：１）を用いたシリカゲル上のクロマトグラフィーの後、メタノールからの結晶化により生成物を単離した。乾燥後、（all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチンジメチルジサクシネート１０．２９ｇ（４９．９％収率）を暗赤色結晶として得た（ＨＰＬＣ 面積％：７９．３％）。塩化メチレン／メタノールからの再結晶後、ＨＰＬＣにより純度９８％の生成物を得た。

実施例６ （all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジエチルグリシンカルバメート
塩化メチレン１０mL中のアスタキサンチン１．１９ｇ、エチルイソシアノアセテート０．５５mL及び二塩化亜鉛５６mgを、不活性及び乾燥条件下２５℃で攪拌しながら混合してスラリーにした。１時間後、反応は完結した。アセトン２５mLを添加して、生成物を結晶化させた。得られた紫色結晶をろ過により単離した。アセトン／塩化メチレン（比率５：２）で洗浄し、乾燥させた後、（all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジエチルグリシンカルバメート１．５９ｇ（９１．８％収率）を得た（ＨＰＬＣ 面積％：９８．４％）。

実施例７ （all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジアセチルジグリコレート
塩化メチレン２００mL中のアスタキサンチン３０．４４ｇ、アセチルグリコール酸２４．３３ｇ及び４−ジメチルアミノピリジン１．２７ｇを、不活性及び乾燥条件下２５℃で攪拌しながら混合してスラリーにした。１０分以内に、塩化メチレン２００mL中のＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド４６．７７ｇの溶液を添加すると、発熱反応が起きた。１時間後、反応は完結した。ジシクロヘキシルウレアをろ別し、ろ液を濃縮し、メタノールを添加して生成物を結晶化させた。ろ過し、乾燥させた後、（all−Ｅ）−３，３′−ｒａｃ−アスタキサンチン−ジアセチルグリコレート３８．９６ｇ（９５．８％収率）を暗赤色結晶として単離した（ＨＰＬＣ 面積％：９５．８％）。

実施例８ アスタキサンチン−ジエチルジサクシネート
乾燥及び不活性条件下で、アスタキサンチン２．９８ｇ及びピリジン１．０mLを、２５℃で攪拌しながら塩化メチレン２５mLに添加した。次いで、エチルサクシノイルクロリド１．８mLを、２５℃で１５分以内に、攪拌した懸濁液に添加した。３時間後、エステル化は完結し、共沸蒸留により塩化メチレン溶媒をメタノールに置換した。水５mLを残存するメタノール約５０mL中の結晶懸濁液に添加した。懸濁液を還流温度で１時間沸騰させた（Ｚ，Ｅ−異性化を促進する）。２５℃に冷却した後、結晶をろ別し、メタノール２０mLで洗浄し、乾燥させた。粗アスタキサンチン−ジエチルジサクシネート３．６６ｇ（８５．９％収率）を暗紫色結晶として得た（ＨＰＬＣ 面積％：all−Ｅ９１．８％、Ｚ−異性体５．０％）。

実施例９ アスタキサンチン−ジマレイネート
乾燥及び不活性条件下で、塩化メチレン２０mL中のトリエチルアミン１７ｇの溶液を、２５℃で、塩化メチレン３００mL中の無水マレイン酸１０ｇ及びアスタキサンチン２０ｇの攪拌した懸濁液に添加した。９０分後、反応は完結し、続けて得られた溶液を３Ｎ塩酸２５０mL及びブラインで抽出した。十分なｎ−ヘキサンを添加して、最終生成物を析出させた。ろ過し、ｎ−ヘキサンで洗浄し、乾燥させた後、純粋なアスタキサンチン−ジマレイネート２７ｇ（ほとんど１００％収率）を暗赤色結晶として得た（ＨＰＬＣ 面積％：all−Ｅ約９７．７％）。

実施例１０ アスタキサンチン−ジサクシネート
乾燥及び不活性条件下で、アスタキサンチン５９．６９ｇ、無水コハク酸２５．２７ｇ、トリエチルアミン７０．０４mL及び４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）３．１２ｇを、２５℃で、塩化メチレン５００mLに懸濁させた。約１６時間攪拌した後、アスタキサンチンのそのジエステルへの変換は完結した。得られた溶液を１Ｎ塩酸５００mLで酸性にし、塩化メチレン４２０mLで抽出した。有機層を水７５０mLで洗浄することで中和し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、次いで、蒸発により濃縮した。粘稠な残渣に十分なｎ−ヘキサンを添加して生成物を結晶化させた。ろ過し、ｎ−ヘキサンで洗浄し、乾燥させた後、純粋なアスタキサンチン−ジサクシネート７９．０６ｇ（９９．２％収率）を暗赤色結晶として得た（ＨＰＬＣ 面積％：９７．４％、all−Ｅ）。

実施例１１ アスタキサンチン−ジニコチネート
乾燥及び不活性条件下で、ニコチノイルクロリド塩酸塩２８．０５ｇを、２５℃をわずかに超える温度で、塩化メチレン３００mL中のアスタキサンチン３５．８１ｇ、トリエチルアミン６５．９mL及び４−ジメチルアミノピリジン５．８３ｇのスラリーに滴下した。２５〜３０℃で攪拌しながら全体で５時間経過後、酢酸２６．８mLを添加して、トリエチルアミンを中和した。次いで、反応混合物を水４００mLで３回抽出し、有機層を塩化メチレン２００mLで２回洗浄した。集めた有機層を２４０ｇの重量まで濃縮した後、メタノール４８０mLを添加して、生成物の結晶化を促進した。懸濁液を２５℃で約１６時間攪拌して、結晶の析出を完結させた。ろ過し、メタノール３０mLで２回洗浄し、乾燥させた後、暗灰色の粗結晶５３．０２ｇを得た。塩化メチレン／メタノールからの再結晶により、粗結晶を精製して、純粋なアスタキサンチン−ジニコチネート４８．８３ｇ（約１００％収率）を得た（ＨＰＬＣ 面積％：all−Ｅ９８．９％；塩化メチレン９％）。

実施例１２ アスタキサンチン−ジ〔（Ｒ）−Ｏ−アセチルマンデレート〕
乾燥及び不活性条件下で、塩化メチレン１２０mL中のＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド２４．８ｇの溶液を、塩化メチレン２５０mL中のアスタキサンチン２５．３６ｇ、（Ｒ）−Ｏ−アセチルマンデル酸２０ｇ及び４−ジメチル−アミノピリジン１．５ｇの攪拌したスラリーに、２５℃で３０分かけて添加した。２５℃で更に３０分攪拌した後、反応は完結し、得られた結晶スラリーをろ過した（乾燥後：Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルウレア２３．３１ｇ）。ろ液を２５０ｇの重量まで濃縮し、０℃でメタノール７５０mLを添加して、粗生成物を結晶化させた。０℃で３０分更に攪拌した後、懸濁液をろ過し、結晶を０℃で、メタノール／塩化メチレン（８：２）７０mLで２回洗浄した。乾燥させた粗結晶（３７．８７ｇ）を塩化メチレン／メタノールからの再結晶により精製した。純粋なアスタキサンチン−ジ〔（Ｒ）−Ｏ−アセチルマンデレート〕３２．０９ｇ（７９．６％収率）を赤色結晶として得た（ＨＰＬＣ 面積％：９９．６％、all−Ｅ）。

実施例１３ アスタキサンチン−ジ−〔（２−チエニル）アセテート〕
乾燥及び不活性条件下で、塩化メチレン２４０mL中のＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド４２．５２ｇの溶液を、塩化メチレン３６０mL中のアスタキサンチン３５．８１ｇ、（２−チエニル）酢酸２６．１ｇ及び４−ジメチル−アミノピリジン１．５ｇの攪拌したスラリーに、２５℃で３０分かけて添加した。２５℃で３時間攪拌した後、反応は完結し、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルウレアをろ過により分離した。塩化メチレンからメタノールへの溶媒交換、得られた懸濁液をろ過、結晶のメタノール洗浄、乾燥の後、粗結晶生成物５０．７３ｇを単離した。結晶を塩化メチレン２００mLに溶解した後、メタノールへの溶媒交換により、結晶を精製した。純粋なアスタキサンチン−ジ〔（２−チエニル）アセテート〕４６．９４ｇ（９２．６％収率）をろ過後に単離し、メタノールで洗浄し、乾燥した（ＨＰＬＣ 面積％：all−Ｅ９９．５％）。

実施例１４ アスタキサンチン−ジ（３−メチルチオプロピオネート）
乾燥及び不活性条件下で、塩化メチレン２４０mL中のＮ，Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド４２．５２ｇの溶液を、塩化メチレン３６０mL中のアスタキサンチン３５．８１ｇ、３−メチルチオプロピオン酸２１．８ｇ及び４−ジメチルアミノピリジン１．５ｇの攪拌したスラリーに、２５℃で７５分かけて添加した。２５℃で１時間攪拌した後、反応は完結し、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルウレアをろ過によって分離した。塩化メチレンからメタノールへの溶媒交換、得られた懸濁液をろ過、結晶のメタノール洗浄、乾燥の後、粗生成物４７．７５ｇを単離した。塩化メチレン／メタノールからの精製後、純粋なアスタキサンチン−ジ（３−メチルチオプロピオネート）４４．９８ｇ（９３．６％収率）を暗赤色結晶として得た（ＨＰＬＣ 面積％：約１００％、all−Ｅ）。

実施例１５ アスタキサンチン−ジ（２−フロエート）
乾燥及び不活性条件下で、２−フロイルクロリド２１．０９mLを、塩化メチレン１．４Ｌ中のアスタキサンチン４１．７８ｇ、トリエチルアミン２９．４２mL及び４−ジメチルアミノピリジン２．６２ｇの攪拌した懸濁液に、２５℃で３０分かけて添加した。２５℃で２時間攪拌した後、反応は完結した。次いで、メタノール５００mLを注意深く添加し、塩化メチレンを留去し、メタノールに置換した。得られた結晶懸濁液を２５℃で約１６時間攪拌し、次いでろ過した。メタノール１００mLで洗浄し、乾燥させた後、純粋なアスタキサンチン−ジ（２−フロエート）５２．７６ｇ（９６．０％収率）を得た（ＨＰＬＣ 面積％：約１００％）。

Claims (11)

1. アスタキサンチン−ジエチルジカーボネート、
   アスタキサンチン−ジエチルジオキサレート、
   アスタキサンチン−ジ（Ｎ−アセチルグリシネート）、
   アスタキサンチン−ジマレイネート、
   アスタキサンチン−ジサクシネート、
   アスタキサンチン−ジメチルジサクシネート、
   アスタキサンチン−ジエチルジサクシネート、
   アスタキサンチン−ジエチルジグリシンジカルバメート、
   アスタキサンチン−ジニコチネート、
   アスタキサンチン−ジメチオニンジカルバメート、
   アスタキサンチン−ジアセチルジグリコレート、
   アスタキサンチン−ジフェニルアラニンジカルバメート、
   アスタキサンチン−ジエチルジフマレート、
   アスタキサンチン−ジ（２−フロエート）、
   アスタキサンチン−ジメチルジマロネート、
   アスタキサンチン−ジ（３−メチルチオプロピオネート）、
   アスタキサンチン−ジメトキシアセテート、
   アスタキサンチン−ジ−〔（２−チエニル）アセテート〕、
   アスタキサンチン−ジラクテート、
   アスタキサンチン−ジ（アセチルマンデレート）、及び
   アスタキサンチンジベタイネートの１つである、アスタキサンチン誘導体。
2. それぞれが（ａｌｌ−Ｅ）−３，３’−ｒａｃ異性体形態である、請求項１に記載のアスタキサンチン誘導体。
3. アスタキサンチン−ジエチルジカーボネート、アスタキサンチン−ジメチルジサクシネート、アスタキサンチン−ジエチルジサクシネート、アスタキサンチン−ジニコチネート、アスタキサンチン−ジメトキシアセテート及びアスタキサンチン−ジ−〔（２−チエニル）アセテート〕の１つである、請求項１又は２に記載のアスタキサンチン誘導体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアスタキサンチン誘導体の製造方法であって、アスタキサンチンを該当する酸ＲＣＯＯＨ自体又はその酸塩化物ＲＣＯＣｌ若しくは酸無水物（ＲＣＯ）_２Ｏと反応させるか、あるいはＲが基（ａ）を意味する場合には、アスタキサンチンを式ＯＣＮＣＨ（Ｒ^１）ＣＯＯＲ^２の適切なＮ−カルボニル−アミノ酸エステルと反応させることを特徴とする、方法。
5. 水生動物用飼料において使用するための着色用カロテノイドを含有する配合物であって、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアスタキサンチン誘導体をカロテノイドとして含有することを特徴とする、配合物。
6. 請求項５に記載の配合物の製造方法であって、アスタキサンチン誘導体を植物油若しくは脂肪に溶解するか、又は有機溶媒に溶解するか、又は植物油若しくは油脂と有機溶媒との混合物に溶解し、この溶液を保護コロイドの水性溶液で乳化し、溶媒及び水を少なくとも部分的に除去し、濃縮エマルションを得て、濃縮エマルションを噴霧乾燥して水生動物用飼料に組み込むのに適切な配合物を最終的に製造することを特徴とする、方法。
7. アスタキサンチン誘導体を、溶媒としての塩化メチレンに溶解することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアスタキサンチン誘導体をカロテノイドとして含有することを特徴とする、着色用カロテノイドを含有する水生動物用飼料。
9. アスタキサンチン誘導体を約３０〜約１００ｐｐｍの範囲の量で含有することを特徴とする請求項８に記載の水生動物用飼料。
10. 請求項８又は９に記載の水生動物用飼料の製造方法であって、アスタキサンチン誘導体を配合物、特に水分散性の配合物として飼料中に、その製造の適切な段階で上記配合物と最終飼料の成分の少なくともいくつかとを混ぜ合わせることによって組み込み、アスタキサンチン誘導体を含有する混合物を熱水加工に付してアスタキサンチン誘導体を補った飼料を製造することを特徴とする、方法。
11. 水生動物用飼料における着色用カロテノイドとしての、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアスタキサンチン誘導体の使用。