JPH03123764A - アミノ酸の分離精製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、金属イオンを配位したキレート性官能基を有
する樹脂を用いたアミノ酸の分離精製法に関する。

〈従来の技術〉 アミノ酸は食品用、飼料用、医薬用、化粧品用、工業品
用等の広い分野で用いられている。

アミノ酸は発酵法、合成法、抽出法のいずれかの方法で
製造され、次いで副生成物〈他のアミノ酸等）または原
料と分離精製する方法で製造されている。目的とするア
ミノ酸と他のアミノ酸等の副生成物及び原料との分離精
製は、一般に溶解度差を利用した晶析法にて実施されて
いる。

しかしながら、アミノ酸の一般の有機溶媒に対する溶解
度は低いので水溶液による晶析法が用いられている。こ
の場合アミノ酸と他のアミノ酸の溶解度差が近似してい
る場合が多いので、両者を分離して高純度の物を得るた
めには、晶析法の繰り返し等煩雑な操作による精製が必
要となる。

特に、ロイシンとイソロイシンのような構造異性体であ
るアミノ酸同士の場合は通常の晶析法では分離できず、
第３成分としてβ−ナフタレンスルホン酸又は２−ブロ
モ−５＝トルエンスルホン酸等を加え、アミノ酸の第３
成分塩を形成させ、その溶解度差を利用して分離する（
ファインケミカル１９８２年３月１５日号１０頁）等の
煩雑な方法によらなければならない。

〈発明が解決しようとする課題〉 このように従来のアミノ酸製造の分離精製工程では晶析
の繰り返しを必要としたり、特にロイシン、イソロイシ
ンの如く通常の晶析手段では分離不可能なアミノ酸相互
の分離精製は非常に煩雑な処理方法が必要であるため、
製造時間が長く且つ多数の処理装置を必要とし、建設費
、運転経費がかかる等の欠点を有している。

これに対し、本発明者等はポリアルキレンポリアミン基
を有する樹脂に遷移金属イオンを吸着させた樹脂がロイ
シンとイソロイシン等を効率良く分離しうろことを見出
した（特開昭６４−２２８４８号）。しかしこの方法は
、吸着したアミノ酸を溶離液により溶出する場合、遷移
金属イオンの漏出が大きい。この結果、精製したアミノ
酸中に遷移金属イオンが混入する、各アミノ酸分離工程
の前に金属イオン吸着工程を設けなければならない、等
の問題点があった。

かかる事情に鑑み、本発明者等は、金属イオンの漏出が
少なく、かつアミノ酸の分類精製を効率よく行う方法を
見出すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至っ
た。

く課題を解決する為の手段〉 本発明は金属イオンを配位したアミノカルボン酸、ある
いはアミノホスホン酸型のキレート性官能基を有する樹
脂とアミノ酸水溶液を接触させ、分離精製の対象である
アミノ酸以外のアミノ酸を該樹脂に吸着させることを特
徴とする当該アミノ酸の精製法である。

本発明に用いられるアミノカルボン酸型あるいはアミノ
ホスホン酸型のキレート性官能基を有する樹脂は公知の
方法にて製造出来るもので、樹脂基体、形状、製造方法
は特に限定されるものではない。以下にそれを例示する
と、 （１）アミノカルボン酸型のキレート樹脂としては ■ニトリル基、クロルメチル基、スルホニルクロリド基
、カルボニルクロリド基、イソシアナート基、エポキシ
基、アルデヒド基、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲン原子
等のアミン反応性基を有した重合体にアンモニア、メチ
ルアミン若しくはエチルアミンを反応させて得た１級も
しくは２級のアミノ基を有するアミノ樹脂、又はエチレ
ンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジ
アミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジア
ミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン
、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テ
トラエチレンペンタミン、ヒドラジン、グアニジン等の
ポリアミンを反応させて得た分子中に２つ以上の１級も
しくは２級のアミノ基を有するポリアミノ樹脂にモノク
ロル酢酸、モノブロム酢酸、モノクロルプロピオン酸、
モノブロムプロピオン酸、またはこれらのアルカリ金属
もしくは、アルカリ土類金属の塩のハロゲン化アルキル
カルボン酸化合物を反応させて得られる樹脂、■前記ア
ミノ樹脂又はポリアミノ樹脂にアクリル酸、メタクリル
酸、アセチレンジカルボン酸、マレイン酸、これらの酸
のアルカリ金属、アルカリ土類金属塩、またはメチル、
エチルエステル等（以下、アクリル酸系化合物と称する
）を反応させ、エステルの場合には加水分解を行わせて
得られる樹脂、 ■前記アミン反応性基を有した重合体にグリシン、アラ
ニン、β−アラニン、イミノジ酢酸、イミノジプロピオ
ン酸、エチレンジアミンニ酢酸、エチレンジアミン三酢
酸等アミノ酸化合物を反応させて得られる樹脂、 ■市販のスミキレート−ＭＣ−３０、ＭＣ−７５、ＭＣ
−７６、ＭＣ−７７、ＭＣ−７８（以上住友化学社製）
、デュオライトＣ−４６６（デュオライトインターナシ
ョナル社製）、ダイヤイオンＣＲ−１０（三菱化学社製
）、ユニセレック０Ｒ−１０，２０，３０゜４０．５０
　　（ユニチカ社製）等のキレート樹脂等が挙げられる
。

（２）アミノホスホン酸型のキレート樹脂としては、 ０１級もしくは２級のアミノ基を有するアミノ樹脂又は
ポリアミノ樹脂にクロルメチル燐酸、クロルエチル燐酸
等のアルキル燐酸化剤、またはホルムアルデヒド、トリ
オキシメチレン等のアルキレン化剤と三塩化燐、亜燐酸
、次亜燐酸、亜燐酸メチルまたは亜燐酸エチル等の燐酸
化剤を塩酸、硫酸等の酸性触媒下で反応させて得られる
樹脂、 ■市販のスミキレ−）　ＭＣ−９５（住友化学社製）、
デュオライトＣ−４６７（デュオライトインターナショ
ナル社製）ユニセレックｔｌＲ−３３００（ユニチカ社
製）のキレート樹脂等が挙げられる。

特にポリアミノ樹脂、にハロゲン化アルキルカルボン酸
化合物、アクリル酸系化合物、アミノ酸化合物、アルキ
ル燐酸化剤、アルキレン化剤と燐酸化剤とを反応させて
得られる樹脂、すなわちポリアルキレンポリアミノ基を
介して高分子主鎖と結合するカルボン酸基又はホスホン
酸基を側鎖に有するいわゆるポリアミノカルボン酸又は
ポリアミノホスホン酸基型のキレート樹脂が、分離精製
後のアミノ酸へのキレート性官能基に配位していた金属
イオンの漏出が少なく且つ分離精製の効果が高く好まし
く用いられる。中でも、上記ポリアミノカルボン酸又は
ポリアミノホスホン酸基がアクリル系基体に結合してな
るキレート樹脂が分離精製効率の点から特に好ましく採
用される。

アミノカルボン酸あるいはアミノホスホン酸型のキレー
ト性官能基に配位させる金属イオンは、前記キレート性
官能基に該金属が配位した状態で分離精製を目的とする
アミノ酸が配位することができる金属であれば特に限定
されるものではないが、一般には遷移金属イオンが好ま
しく用いられる。

特に周期律表の第４周期元素である鉄、コバルト、ニッ
ケル、銅、亜鉛イオンが製造価格の点及び分離精製工程
で精製アミノ酸側に漏洩した金属イオンの除去が容易で
ある点で好ましく用いられる。

かかる金属イオンを前記キレート性官能基を有する樹脂
に配位させる方法は、あらかじめ該樹脂を充填した塔に
前記金属イオンを溶解した水溶液を通液させるか、金属
イオンの水溶液に前記キレート性官能基を有する樹脂を
投入して所定時間撹拌接触させる方法等が採用される。

前記キレート性官能基を有する樹脂に配位させる金属イ
オン量は特に限定されるものではないが、配位金属イオ
ン量が少なくなるとアミノ酸の分離精製処理量が少なく
なるので、一般には樹脂１　ｋｇ当り約０．１グラム原
子以上飽和容量までの金属イオンを配位させた樹脂が用
いられる。

金属イオンを溶解した水溶液と前記キレート性官能基を
有する樹脂との接触条件は金属イオンの種類、金属イオ
ンの濃度、温度、前記キレート性官能基を有する樹脂の
種類及び量により異なるので適宜予備実験を行うことに
より設定される。一般には前記キレート性官能基を有す
る樹脂１１に対して、室温下で０、０１〜０．５ｍｏｌ
　／　ｌ　４度の金属鉱酸塩又ｉ１、金属アミン錯塩の
水溶液１〜１００１を０．１〜２４時間接触させる方法
が採用される。

このようにして金属イオンを配位させた前記キレート性
官能基を有する樹脂はそのまま、あるいは必要に応じて
水洗を行った後、分離精製対象のアミノ酸水溶液と接触
させられる。

本発明の対象となるアミノ酸水溶液とじては、分離精製
の対象であるアミノ酸を含み、さらに、金属イオンを配
位したキレート性官能基を有する樹脂との親和力が、精
製対象のアミノ酸より大きいアミノ酸を含むものであれ
ば特に限定されるものではない。アミノ酸以外に　金属
イオンを配位したキレート性官能基を有する樹脂との親
和力が、精製対象のアミノ酸より大きい他の不純物を含
んでいてもよい。精製対象のアミノ酸は金属イオンを配
位したキレート性官能基を有する樹脂との親和力が小さ
いものが好ましい。又、精製対象のアミノ酸は、二種以
上のアミノ酸の混合物であってもよい。このようなアミ
ノ酸水溶液に含まれるアミノ酸、不純物としては、例え
ばメチオニン、シスチン、システィン、チロシン、バリ
ン、フェニルアラニン、アラニン、トリプトファン、プ
ロリン、セリン、リジン、アミノ酪酸、ロイシン、イン
ロイシン等のアミノ酸、アンスラニル酸、２−ヒドロキ
シ−４−メチル−チオ酪酸、２−ヒドロキシ−３−フェ
ニル−プロピオン酸、デンプン、糖蜜、酢酸、ｎ−パラ
フィン、グリコース等のアミノ酸合成原料等が挙げられ
る。

本発明の方法はヒスチジン、セリン、リジン、イソロイ
シン等の分離精製に優れている。

特にカゼイン、ケラチン、ヘモグロビン等の酸加水分解
物をアルカリで中和して沈澱製造したロイシン等を不純
物として含有するインロイシンの分離精製に於いて優れ
た効果が認められる。

金属イオンを配位させた前記キレート性官能基を有する
樹脂とアミノ酸水溶液との接触処理を行うに当り、アミ
ノ酸水溶液のｐＨは約２〜１２、特に好ましくはｐＨ３
〜１０の範囲で実施するのが好ましい。アミノ酸水溶液
のｐＨが約２未満または１２以上になると、精製効率が
低下するので好ましくない。

金属イオンを配位させた前記キレート性官能基を有する
樹脂とアミノ酸水溶液との接触方法は特に制限されるも
のではなく、例えば前記樹脂を充填した塔内ヘアミノ酸
水溶液を通液する方法、アミノ酸水溶液中へ前記樹脂を
浸漬し、次で濾過分離する方法等が採用される。一般に
は、前記キレート樹脂を塔内に充填してアミノ酸水溶液
を通液させる方式が操作性の良いので好ましく採用され
る。

金属イオンを配位させた前記キレート性官能基を有する
樹脂とアミノ酸水溶液との接触温度も特に制限されるも
のではなく通常的０１００℃で実施される。

また接触時間も特に制限されるものではない。

前記接触温度及び接触時間等は適宜予備実験を行うこと
により設定される。

金属イオンを配位させた前記キレート性官能基を有する
樹脂の量も適宜予備実験を行うことにより設定される。

本発明の方法によれば、前記金属イオンの漏出は小さい
が、金属イオン配位させたキレート性官能基を有する樹
脂を充填した塔の後に、該金属イオンを吸着する能力が
ありかつ精製対象のアミノ酸を吸着する能力を実質的に
有しない樹脂を充填した塔を直列に連結すれば、漏出し
た金属イオンの分離精製したアミノ酸水溶液への混入を
さらに防止出来るので好ましい。

ここで用いられる樹脂の種類は、該金属イオンを吸着す
る能力がありかつ精製対象のアミノ酸を吸着する能力を
実質的に有しない樹脂であれば、特に限定されない。

本発明の方法は金属イオンを配位させた前記キレート性
官能基を有する樹脂とアミノ酸水溶液を接触処理させ、
分離精製を目的とするアミノ酸以外のアミノ酸、場合に
よりさらにその他の不純物を樹脂に吸着させる。他のア
ミノ酸等が樹脂に吸着される結果、分離精製を目的とす
るアミノ酸のみを含んだ溶液が得られる。このようにし
て得られた溶液からは、濃縮析出処理、乾燥等の公知の
方法により精製されたアミノ酸を得ることができる。

精製対象のアミノ酸以外のアミノ酸（以下性のアミノ酸
という）等を吸着した樹脂は、分離溶出剤により吸着し
たアミノ酸等を溶出させた後、そのまま、または必要に
応じて再度、金属イオンを配位させた後、再びアミノ酸
水溶液の分離精製に繰り返し用いることができる。

かかる分離溶出剤としては、公知の高速液体クロマトグ
ラフィー用の展開液を用いることも可能であるが、アミ
ノ酸の回収の容易さ等の点から水、アンモニア水、鉱酸
、苛性アルカリ金属、苛性アルカリ土類金属の水溶液の
単独または組み合わせが好ましく用いられる。

又、他のアミノ酸は精製対象のアミノ酸よりも樹脂に吸
着されやすいので、分離溶出剤による溶出液中では、通
液前の液よりも他のアミノ酸が濃縮されている。従って
本願発明の方法は他のアミノ酸の精製にも利用すること
ができる。

〈発明の効果〉 本発明の方法により、純度の高いアミノ酸を極めて容易
に得ることができる。又、キレート性官能基に配位させ
た金属イオンの漏出も少ないのでその価値は極めて大き
い。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されない。

実施例 架１度６モル％のアクリロニトリル−ジビニルベンゼン
共重合体６００ｇにジエチレントリアミン５１５０ｇと
水１２９０　ｇを加え１１５〜１２５℃で４時間反応し
、濾過、水洗し、２４２０ｇ（未乾燥）のアミノ化樹脂
ａを得た。次いでアミノ化樹脂ａ２４２ｇにアクリル酸
１４４ｇと水３６ｇを加え４０〜６０℃で１２時間反応
させた後、濾過水洗したところ、３．０２ｇ（未乾燥）
のポリアミノカルボン酸基を有するキレート樹脂（以下
本樹脂をキレート樹脂Ａとする）を得た。

次いでＣｕ５ＬをＱ、１ｍｏｌとＮＨ３０，５＋１１０
１を水１１に加えて調整した水溶液３００　ｍｌと得ら
れたキレート樹脂Ａ３０−を室温下１時間接触させた後
、濾過、水洗することにより１．３ｇの銅イオンを配位
させたキレート樹脂Ａを得た。

この樹脂をカラムに充填し、さらに該銅イオン配位キレ
ート樹脂へ〇カラムの下に金属イオンを配位させていな
いキレート樹脂Ａを１〇−充填したカラムを直列に連結
させた。

このカラムに脱イオン交換水を満たし、次にカラム塔頂
よりｐＨが６．０のし一イソロイシンン１．５ｇ／！！
とＬ−ロイシン０．１５　ｇ　／　１濃度の混合水溶液
で、Ｌ−ロイシン純度〔＝Ｌ−ロイシン含ｌＸ１００／
（Ｌ−ロイシン＋し一イソロイシン）含量〕が９０．９
％のもの８００ｍ１　を８時間で通液した。このとき、
Ｌ−インロイシンンは樹脂に吸着され、樹脂からの流出
液中のし一インロイシン純度（＝Ｌ−イソロイシン含量
Ｘ１００／（Ｌ−ロイシン＋Ｌ−イソロイシン）　含量
〕　は９９．０％であった。

通液後、０．５規定濃度のアンモニア水溶液４００ｍ１
　を４時間で通液し、吸着したインロイシンを溶離させ
た。この溶離液中でのし一ロイシン純度は８７％であっ
た。又下部カラムに補足された銅イオンは３０ｍｇであ
った。

比較例 銅イオン１，３ｇを配位させたキレート樹脂Ａの替わり
に、実施例で得たアミノ化樹脂ａ　３０＋＋＋１に１，
２ｇの銅イオンを配位させた樹脂を用いた以外は、実施
例と同様な方法でアミノ酸の分離精製を行った。アミノ
酸溶液通液時に得られた流出液中のし一インロイシン純
度は９７．５％であり、アンモニア水溶液通液時の、溶
離液中のし一ロイシン純度は８７％であった。又下部カ
ラムに補足された銅イオンは３８０ｍｇであった。

（以下余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アミノカルボン酸あるいはアミノホスホン酸型のキ
   レート性官能基であって金属イオンを配位したものを有
   する樹脂とアミノ酸水溶液を接触させることにより、分
   離精製の対象であるアミノ酸以外のアミノ酸を該樹脂に
   吸着させることを特徴とする当該アミノ酸の分離精製法
   。 ２）アミノカルボン酸あるいはアミノホスホン酸型のキ
   レート性官能基が、ポリアルキレンポリアミノ基を介し
   て高分子主鎖と結合しているものである請求項１のアミ
   ノ酸の分離精製法。