JPH03275668A - 光学活性トリプトファンの晶析法 - 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］ 本発明は医薬、飼料等に広い用途のあるトリプトファン
の晶析方法に関する。

［従来の技術］ Ｌ−トリプトファン（以下、Ｌ−Ｔｒｐと略記）の晶析
法としては、Ｌ−Ｔｒｐの水溶液にイソプロピルアルコ
ール等の有機溶剤の添加により色素等の淘汰性良＜Ｌ−
Ｔｒｐが晶析単離されることが知られているが（特開昭
５９−３９８７５号公報（鱗片核晶’Ｉ　、６Ｇ−３０
６９４号公報（鱗片核晶）　、６ｌ−１２６（１７号公
報（鱗片核晶）、６３−１７７７９６号公報（鱗片核晶
））、これらの場合有機溶剤の回収を要するため経済的
に有利ではない。

一方、有機溶剤を使用せず水溶液から濃縮によりＬ−Ｔ
ｒｐの晶析を行う場合、析出する結晶は通常微細な鱗片
状の結晶であり、遠心分離機による分離の際積層するた
め母液の分離性が悪く分離に長時間を要す。こうして得
られた結晶は乾燥性も悪く乾燥に長時間を要す。更に、
濃縮晶析の場合、盛んな発泡により濃縮不能になること
があり、この場合消泡剤の添加が必要になる（特開昭６
０−２３７０５４号公報（鱗片核晶））。晶癖を改善す
るためにＬ−Ｔｒｐ水溶液に水溶性セルロース誘導体や
水溶性ポリビニル化合物等を添加することにより晶癖の
改善と同時に発泡を防止して濃縮晶析を行ったという報
告がある（特開昭６０−２３７０５４号公報（球状品）
）。しかしながら、このように消泡剤や媒晶剤を添加し
た場合、それらが製品中に持ち込まれる危険性がある。

濃縮晶析の代替法としては、Ｌ−Ｔｒｐの酸性またはア
ルカリ性水溶液へのアルカリまたは酸の添加による中和
晶析法が有力であるが、従来知られている中和晶析法は
具体的には例えばＬ−Ｔｒｐの酸性またはアルカリ性溶
液全量にｐＨが中性になるまでアルカリまたは酸を加え
撹拌混合するものであって、この場合通常微細な鱗片核
晶が析出し固液分離性や乾燥性が悪い。

以上のように、不純物を含む水溶液からＬ−Ｔｒｐを晶
析分離することは容易ではなく、通常、晶析に先立ち合
成吸着樹脂等により色素等の不純物を除去した後、晶析
が行われることが多い。例えば、弱塩基性アニオン交換
樹脂または両性イオン交換樹脂で処理した後濃縮晶析を
行うという方法も報告されているが（特開平Ｌ＝１１！
９１号公報（鱗片核晶））、この方法によっても、Ｌ−
Ｔｒｐの晶析処理の場合には樹脂処理による不純物除去
の効果により程度は低くなるとは言え濃縮時の発泡が見
られ、消泡剤の添加なしで大量のＬ−Ｔｒｐ晶析スラリ
ーを濃縮することは容易ではない。

一方、上記のような有機溶剤添加晶析及び濃縮晶析以外
の晶析法としては、低温のＬ−Ｔｒｐ晶析スラリーに高
温のＬ−Ｔｒｐ飽和溶液を徐々に添加することによって
固液分離性の良い層状凝集晶を得る方法が報告されてい
るが（特開昭６２−２６５２５４号公報）、Ｌ−Ｔｒｐ
溶解度の温度依存性は他のアミノ酸はど顕著ではなく（
Ｌ−Ｔｒｐの溶解度は、水１００ｇに０℃で０．８２ｇ
、２５’Ｃテ１．１４ｇ、　４０℃テ１．８ｇ、　６０
℃テ２．４ｇ及ヒ８０℃で３．４ｇである。）、このよ
うな冷却晶析によった場合は晶析率が低くなる。晶析率
を高めるためにはＬ−Ｔｒｐ飽和溶液の温度を８０℃程
度に高める必要があるが、この場合Ｌ−Ｔｒｐの分解が
促進されるという問題点が残る。

［発明が解決しようとする課題］ 消泡剤や媒晶剤の添加や高温加熱を行わず、中和晶析に
より遠心分離機による固液分離性の良い光学活性トリプ
トファン結晶を析出させることが本発明の課題である。

［課題を解決するための手段］ ｍ本発明者は、上記課題の解決を四指 して鋭意研究の結果、種々の新知見を得、これらの新知
見に基き本発明を完敗した。

を阻害する不純物を含有する光学活性トリプトファンの
酸性又はアルカリ性水溶液から該不純物を除去した光学
活性トリプトファンの酸性又はアルカリ性水溶液とアル
カリ又は酸とを混合して光学活性トリプトファンを中和
晶析する方法において、晶析液のＰＨが３〜８の範囲に
保たれるように該不純物を除去した光学活性トリプトフ
ァンの酸性又はアルカリ性水溶液とアルカリ又は酸とを
同時中和晶析をさせることにより光学活性トリプトファ
ンを凝集晶として析出させることを特徴とする光学活性
トリプトファンの晶析法に関する。

本発明で用いる原料としてのトリプトファンは、発酵法
及び合成法のいずれにより製造されたものでも良い。

このうち例えばＬ−ＴｒｐをＬ−Ｔｒｐ生産菌を使用す
る発酵法により製造することは周知であり、発酵液中に
は通常Ｌ−Ｔｒｐ以外に多くの不純物が含まれているが
、それらの中にはＬ−Ｔｒｐの凝集晶化を阻害する不純
物も含まれている。このような発酵液からＬ−Ｔｒｐを
晶析分離するに当り、通常、膜ろ過または沈降法などの
方法により除菌するが、このようにして得られる除菌液
にはそのような不純物がそのまま残存している。本発明
に言う光学活性トリプトファンの凝集晶化を阻害する不
純物を含有する光学活性トリプトファンの水溶液の例と
しては、上のような除菌液を挙げることができる。

Ｌ−Ｔｒｐの除菌液を酸性（ｐＨ１〜３）またはアルカ
リ性（ｐ　Ｈ１０−１，４）に調整後濃縮した液をその
まま従来の中和晶析条件を採用する中和晶析処理に付し
た場合に得られるＬ−Ｔｒｐの結晶は鱗片状微細晶であ
り、また本発明の中和晶析条件（後述）を採用する中和
晶析処理に付した場合でも得られるＬ−Ｔｒｐの結晶は
鱗片状微細晶であって、本発明により得られる遠心分離
機により固液分離性の良いＬ−Ｔｒｐの凝集晶とは異な
る。

ところが、本発明者は、このようなＬ−Ｔｒｐ溶液から
色素等の不純物を除去した酸性又はアルカリ性水溶液を
中和晶析処理する際、本発明の中和晶析条件（後述）を
採用する中和晶析処理に付すると初めて固液分離性の良
いＬ−Ｔｒｐの凝集晶の得られることを見出した。本発
明の中和晶析条件を採用しない中和晶析処理で得られる
Ｌ−Ｔｒｐの結晶は鱗片状微細晶である。

Ｌ−Ｔｒｐ発酵液の除菌液からの色素等の不純物の除去
は、例えば吸着樹脂を使用して行なうことができる。吸
着樹脂としては、非イオン性多孔質樹脂例えば三菱化成
工業■社製ダイヤイオンＳ　Ｐ　２０７や、両性イオン
交換樹脂例えば北越炭素工業■社製脱色樹脂ＫＳ型及び
Ｈ３型が適当である。

光学活性トリプトファンの凝集晶化を阻害する不純物を
含有する光学活性トリプトファンの酸性又はアルカリ性
水溶液を吸着樹脂に貫流させ、色素等の不純物を吸着除
去してから中和晶析処理しかも本発明の中和晶析条件（
後述）を採用する中和晶析処理に付するとＬ−Ｔｒｐの
結晶成長性が改善され、しかもＬ−Ｔｒｐが固液分離性
のよい凝集晶として析出する。吸着樹脂処理は、通常、
色素等不純物の淘汰性の良い酸性側好ましくはｐＨ２〜
５１の領域で行なうとよい。すなわち、例えばＬ−Ｔｒ
ｐ発酵液の除菌液を、必要により　ｐＨ２〜５に調整し
てから、吸着樹脂に貫流させる。もちろん、色素等の不
純物の少ないＬ−Ｔｒｐ溶液であれば吸着樹脂処理は不
要であることはいうまでもない。貫流温度は５〜５０℃
、また貫流速度はＳＶ＝　１１．５〜４　、好ましく　
ハｓ　ｖ　＝　１〜２が良い。

このようにして得られた光学活性トリプトファンの凝集
晶化を阻害する不純物を除去した光学活性トリプトファ
ンの酸性又はアルカリ性水溶液とアルカリ又は酸とを混
合することにより光学活性トリプトファンを中和晶析さ
せる。

ここで使用するアルカリ及び酸について言えば、両者と
も経済性の観点から無機系が望ましく、アルカリとして
は水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水などを挙げる
ことができ、酸としては硫酸、塩酸などを挙げることが
できる。それらの濃度については格別の制限はない。

さて、問題は中和晶析の条件である。本発明者は、中和
晶析の条件によっては凝集晶が析出し、この結晶の遠心
分離機にょる固液分離性が良いことを見出した。中和晶
析の条件を検討した結果、Ｌ−Ｔｒｐの酸性（又はアル
カリ性）水溶液とアルカリ（又は酸）を晶析液（晶析ス
ラリー）のｐＨが３〜８に保たれるように混合する。し
かもこのｐＨの範囲内において適当なｐＨ値が保たれる
ように混合するのが好ましい。適当なｐＨ値は収率（晶
析率）の点からＬ−Ｔ　ｒ　ｐの溶解度が低くなるＬ−
Ｔｒｐの等電点（ｐＨ５，９）付近すなわちｐＨ４〜７
の範囲である。

晶析液（晶析スラリー）のｐＨが３〜８に保たれるよう
な、好ましくはこの範囲内の適当な値に保たれるような
、Ｌ−Ｔｒｐの酸性（又はアルカリ性）水溶液とアルカ
リ（又は酸）の混合は、Ｌ−Ｔｒｐ溶液と中和剤を同時
に少量ずつ晶析缶へ徐々にフィードすること（同時中和
晶析という）により行なうことができる。

同時中和晶析の実際に当っては、先ず晶析原液であるＬ
−Ｔｒｐの酸性（又はアルカリ性）水溶液のうち　１１
５〜ｌ／２０量に例えば約３０分かけてアルカリ（又は
酸）を添加して種晶スラリーを作るのが望ましい。もち
ろん、種晶スラリーは別途得られた本発明のＬ−Ｔｒｐ
の凝集晶を用いてもよい。

次に、晶析缶内の種晶スラリーに残りの晶析原液と中和
剤を同時中和晶析条件下にフィードする。

この際、中和速度（晶析原液と中和剤の同時フィードに
要する時間）は晶析のスケールにもよるが、速すぎると
バッチ中和晶析法（Ｌ−Ｔｒｐ晶折原液全量に中和剤を
一方的に添加する、又はその逆の晶析方法）に近くなる
ため長時間かけたほうが結晶の凝集化に有利であり、Ｉ
（１’〜１０５Ｚ程度のスケールでは１〜４時間が適当
である。この範囲内で凝集晶化に差は認められなかった
。

晶析温度は高い方が凝集晶化に有利であるが、高温では
Ｌ−Ｔｒｐの分解が促進されるため、２０〜５０℃が好
ましく、３０〜４０’Ｃが最適である。

晶析原液のＬ−Ｔｒｐ濃度が３０ｇ／ｌ以下であるよう
な低濃度の場合は、Ｌ−Ｔｒｐ晶析母液（晶析スラリー
から結晶を除いた溶液）中のＬ−Ｔｒｐ残存量が多くな
るので、この場合子じめ晶析原液のＬ−Ｔｒｐ濃度を４
０ｇ／１以上となるように濃度を上げておくのが望まし
い。例えば、脱色樹脂貫流液のｐＨが２付近でＬ−Ｔｒ
ｐ濃度が十分に高い場合にはこの必要は無いが、ｐＨが
３以上の場合、Ｌ−Ｔｒｐの中性付近での溶解度が低い
ためＬ−Ｔｒｐの濃度は高くなり得ず中和晶析に好まし
くないため、脱色樹脂貫流液をそのまま晶析原液とする
ことは望ましくなく、これを予め濃縮することが望まし
い。この際、濃縮缶による減圧濃゛縮法は発泡のため困
難である他、エネルギコストがかかり好ましくない。と
ころが、例えば、脱色樹脂貫流液をｐＨ２に調整し５に
−ＩＢ（三菱化成■製）などのカチオン交換樹脂に通液
してＬ−Ｔｒｐを吸着させた後、１Ｎ以上（好ましくは
２Ｎ付近）のアルカリ水溶液を樹脂塔に循環させること
によりＬ−Ｔｒｐを溶離すると、高濃度のＬ−Ｔｒｐア
ルカリ性溶離溶離溶離液る。

こうして得られたＬ−Ｔｒｐ高濃度溶液を晶析原液とし
てこれに酸を前述の同時中和晶析条件下に添加すること
によりＬ−Ｔｒｐの凝集晶を高回収率で晶出させること
ができる。

本発明者は、また本発明の同時中和晶析に際し、晶析液
に水易溶性の有機溶剤を存在させておいて晶析を行なう
と色素等不純物の淘汰性が良く、より高純度のＬ−Ｔｒ
ｐ結晶が得られ、しかも水溶液からの同時中和晶析と同
様に分離性の良い凝集晶が得られることを見出した。晶
析液に水易溶性の有機溶剤を存在させるには、例えば、
晶析原液に２−プロパツールなどの有機溶剤を例えば対
晶析原液で１０〜３０ｖ／マ％程度添加しておくとよい
。

有機溶剤の添加量は色素開法性、経済性、安全性などの
観点から選ばれる。

同時中和晶析条件下でＬ−Ｔｒｐ水溶液（晶析原液）と
中和剤を晶析缶ヘフィードした後、更に晶析液を冷却す
るのがＬ−Ｔｒｐの晶析率を向上せしめる観点から好ま
しいことはいうまでもない。

晶析液からその中に析出したＬ−Ｔｒｐの結晶は適当な
固液分離法により単離できるが、このＬ−Ｔｒｐの結晶
が遠心分離機による固液分離性の良い凝集晶であること
から遠心分離機を使用して単離するのが効率的である。

以上に本発明の晶析性をＬ−Ｔｒｐに関して説明したが
、Ｄ−Ｔｒｐの晶析にも本発明の晶析法を適用できるこ
とは明らかである。本発明の方法の適用できるＤ−Ｔｒ
ｐの水溶液としては合成法由来のもの（具体的にはＤＬ
−アセチルトリプトファン光学分割した後残ったＤ−ア
セチルトリプトファンを加水分解したＤ−１リプトフア
ン溶液等）を例示できる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１ （麿）　　特開昭６１−１９９７９４号公報記載の方法
によるＬ−Ｔｒｐ発酵液を精密濾過（ＭＦ）により除菌
した。除菌液のＬ−Ｔｒｐ濃度は１４ｇ／ｌであった。

除菌液１８．１１を濃硫酸でｐＨ３に調整した後、北越
炭素■製脱色樹脂ＫＳ型塔０．６１１に室温で５Ｖ＝１
で通液した。次に、水１１．Ｏ１を通液することにより
樹脂塔内に残留するＬ−Ｔｒｐを回収した。脱色樹脂貫
流液のＬ−Ｔｒｐ濃度は７．５ｇ／ｌであった。

脱色樹脂貫流液２９．　ＩＡ’を濃硫酸でｐＨ２に調整
Ｔｒｐを吸着させた。２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液２，
４１を樹脂塔下部より循環通液した後さらに水１，９１
を通液しＬ−Ｔｒｐを溶離した。溶離液のＬ−Ｔｒｐ濃
度は４９ｇ／ｌでｌｌＨは１３，５であった。

カチオン交換樹脂溶離液のうち　２５０ｄを晶析缶へ濃
硫酸によってｐＨ６〜７となるように調整し晶スラリー
とした（所要時間２０分）。

これに４０℃で撹拌しながら残りのカチオン交換樹脂溶
離液のうち　ｔ、ＳＺを１時間かけて添加すると同時に
ｐＨが６〜７に保たれるような速度で濃硫酸を添加する
ことにより中和晶析（同時中和晶析）を行った。晶析液
を３０℃に冷却し、この温度析出したＬ−Ｔｒｐ結晶を
遠心分離機にかけ（１７００ｇ、　　５分）母液を分離
した後１４０＋ｄの水で洗浄し　１２８ｇの湿結晶を得
た。

この湿結晶をコニカルドライヤーにより乾燥した。乾燥
後の重量は６０ｇであった。この乾燥結晶の晶癖はやは
り凝集晶で、その顕微鏡写真（Ｘ　４０）を第１図に示
す。

（ｂ）　　上の実験を種晶スラリーを作成することなく
行なったところ、晶析液が遠心分離処理に付せられるに
適当な状態（結晶生長及び新たな起晶が観察されなくな
った状態）になるまでに要した時間は実施例工と同様で
Ｖ＝！ｙ４Ｌ、得られた結晶は湿温状態、乾燥状態のい
ずれにおいても、第１図に示したと同様の凝集晶であっ
た。ただし種晶スラリーを使用しない晶析操作はｐＨ制
御が難しかった。

比較例１ 実施例１と同じ除菌液１．０１を脱色樹脂で処理するこ
となく、実施例１（０と同じ方法でカチオン交換樹脂処
理及び同時中和晶析を行い遠心分離により（１７００ｇ
、　１５分）２８．８ｇの湿結晶を得た。

乾燥後の重量は９．５ｇであった。湿結晶及び乾燥結晶
はともに鱗片状微細晶であった。乾燥結晶の顕微鏡写真
（Ｘ　４Ｇ）を第２図に示す。

実施例１（１）及び比較例１で分離された結晶の品質と
脱色樹脂処理の関係を表１に示した。

表　　１ （本１）　　測定は乾燥結晶１．００ｇを水でＩＧＯＩ
ｉに溶解した溶液について行なった。

実施例２ 実施例１記載の方法により得られたＬ−Ｔｒｐ結晶６１
ｇに水６３５−１濃硫酸１０−を加えて作成した溶液（
Ｌ−Ｔｒｐ濃度６７ｇ／ｌ）を準備した。

これに２−プロパツール／水（容量比１：１）２１５１
を加え、そのうちの６２Ａ’に４８％水酸化ナトリウム
水溶液を同時中和晶析条件下にｐＨを４に調整しながら
加えてＬ−Ｔｒｐ結晶を起晶させて種晶スラリーとした
後、樹脂処理液の残りと４８％水酸化ナトリウム水溶液
をｐＨ４に保たれるように３５℃で工時間かけて徐々に
添加した（同時中和晶析）。

添加終了後晶析液を１０℃に冷却し、この温度で１時間
放置した後結晶を遠心分離し、７４ｇの湿結晶を得た。

この湿結晶は実施例１で得られたと同様の凝集晶であっ
た。

比較例２ 実施例２と同じ方法で得たＬ−Ｔｒｐ結晶溶解液６１Ｌ
ｄに２−プロパツール／水（容量比１：１Ｈ３Ｏ−を加
えた後、２５％水酸化ナトリウム水溶液２２ｄを一方的
に添加しくバッチ中和晶析）、ｐＨ４，１，３７℃に保
ち１時間撹拌した。これを１０℃に冷却し、さらに１時
間放置した後結晶を遠心分離し４３ｇの湿結晶を得た。

この湿結晶は鱗状微細晶であった。

実施例２及び比較例２で得られた結晶の品質と中和晶析
法との関係を表２にまとめた。

表 ２ （発明の効果） 上に詳述したように、本発明の方法によれば、消泡剤や
媒晶剤の添加や高温加熱を行わず、同時中和晶析により
遠心分離機による固液分離性の良い光学活性トリプトフ
ァン結晶を析出させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１（０により得られたＬ−Ｔｒｐの凝集
晶の顕微鏡写真（Ｘ　４０）であり、第２図は比較例上
により得られたＬ−Ｔｒｐの鱗片状微細晶の顕微鏡写真
（Ｘ　４Ｇ）である。 第１ 図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学活性トリプトファンの凝集晶化を阻害する不
   純物を含有する光学活性トリプトファンの酸性又はアル
   カリ性水溶液から該不純物を除去した光学活性トリプト
   ファンの酸性又はアルカリ性水溶液とアルカリ又は酸と
   を混合して光学活性トリプトファンを中和晶析する方法
   において、該不純物を除去した光学活性トリプトファン
   の酸性又はアルカリ性水溶液とアルカリ又は酸とを晶析
   液のｐＨが３〜８の範囲に保たれるように同時中和晶析
   をさせることにより光学活性トリプトファンを凝集晶と
   して析出させることを特徴とする光学活性トリプトファ
   ンの晶析法。
2. （２）請求項１記載の晶析法において、光学活性トリプ
   トファンを凝集晶として析出させるために、該不純物を
   含有する光学活性トリプトファンの酸性又はアルカリ性
   水溶液を吸着樹脂に通液貫流させることにより該不純物
   を除去することを特徴とする光学活性トリプトファンの
   晶析法。
3. （３）請求項１又は２記載の晶析法において、中和晶析
   に付すべき光学活性トリプトファン水溶液の濃度が低い
   （光学活性トリプトファン濃度が３０ｇ／ｌ以下）場合
   、該トリプトファン水溶液を予めカチオン交換樹脂に通
   液して光学活性トリプトファンを吸着させた後高濃度（
   １Ｎ以上）のアルカリで溶離することにより中和晶析に
   適した高濃度（４０ｇ／ｌ以上）の光学活性トリプトフ
   ァンのアルカリ性水溶液としておくことを特徴とする光
   学活性トリプトファンの晶析法。
4. （４）請求項１〜３記載のいずれかの晶析法において、
   晶析液に水易溶性の有機溶剤を存在せしめることを特徴
   とする光学活性トリプトファンの晶析法。