JPH04159257A - フェニルアラニンの単離方法 - 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、フェニルアラニンの単離方法に関する。

より詳細には、硫酸ナトリウムを含有する水溶液からフ
ェニルアラニンを純度良く効率良く回収する方法に関す
るものである。

フェニルアラニンは、砂糖に類似した甘味を有する甘味
料として知られているアスパルテーム（α−Ｌ−アスパ
ルチル−し一フェニルアラニンメチルエステル、以下、
α−ＡＰＭと略す）の原料として有用である。

〔従来の技術〕

フェニルアラニンの単離方法として多数の方法が知られ
ている。例えば、特開昭５５−５９１４６号公報には、
フェニルアラニンを醗酵液からキシレンスルホン酸の塩
として単離することが開示されている。しかし、この方
法では、沈澱剤として、キシレンスルホン酸を必要し、
また、フェニルアラニンを遊離にするために、得られた
キシレンスルホン酸塩をもう一度分解する必要があるな
どいくつかの欠点を有する。また、他の単離方法が特開
昭５７−１３０９５８号公報に開示されている。この方
法では、α−ＡＰＭの製造過程から住しる母液を濃縮、
加水分解し、Ｌ−フェニルアラニンを塩酸塩の形で単離
している。しかし、この方法では、得られたし一フェニ
ルアラニン塩酸塩をフリーの形で再使用する場合、もう
−度中和する必要があり、−工程増加し工業上望ましい
方法ではない。又、塩酸を使用しているため、Ｓ縮・加
水分解時に塩化水素が発生し、コンデンサー、配管等に
耐酸性高級材質を使用しなければならなかった。

そのため、使用する鉱酸としては、工業上安価で容易に
入手でき、酸性ガスの発生しないｇ酸が望ましい。しか
し、ｇＭを使用した場合、Ｌ−フェニルアラニン硫酸塩
は塩酸塩に比べ溶解度が高く、特公平１−１９３７７号
公報の方法のように、硫酸で単離する場合、回収率が低
下する欠点を有している。

そのため、フェニルアラニンをフリーのアミノ酸の形で
回収する必要がある。その場合、硫酸を中和し、まず、
ｐＨ＝４〜７にしてフェニルアラニンを析出させ分離す
る。しかし、硫酸を中和するとき水酸化ナトリウムを使
用した場合、生成した硫酸ナトリウムが、十水和塩とし
で析出しやすく、操作しにくいスラリー液を形成する。

また、ここから単離したフェニルアラニンには硫酸ナト
リウムが混入し、純度が低いという欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記先行技術の欠点を克服し、水溶液中のフ
ェニルアラニンを牧率艮くさらに純度良く単離すること
を課題とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討した
結果、水溶液からフェニルアラニンを回収する際、１５
重量％以上３０重量％以下の硫酸ナトリウムを含むよう
にし、かつ、析出したフェニルアラニンの結晶を３０℃
以上５０℃以下の温度で濾過することにより、効率良く
フェニルアラニンを単離できることを見出し、本発明を
完成した。すなわち、濾過温度を３０℃以上５０℃以下
にすることにより、硫酸ナトリウムの析出を防ぎ、又、
高濃度のｉＭＨナトリウムにより、フェニルアラニンの
ン容解度を著しく下げて効率良くフェニルアラニンを単
離できるものである。

そして、本発明において、フェニルアラニンの晶析時の
ｐＨは、４〜８に調整すれば良く、特に、フェニルアラ
ニンの等電点が好ましい。しかし、等電点に調整しても
、水単独系では第１図に示すように、フェニルアラニン
は水に対してＯ′Ｃでも２％の溶解度を持ち、通常の水
溶液からの単離では溶解ロスが大きく、高い回収率は期
待できない。

これに対して本発明の方法のように、硫酸ナトリウムを
含む水溶液中では、第２図に示すように水溶液中の硫酸
ナトリウムの濃度が高くなるほど、フェニルアラニンの
溶解度が小さくなり、フェニルアラニン回収率が高くな
る。また、硫酸ナトリウムは、３０℃以上では、水に対
して２５重量％溶解するが、それ以下の温度では、象、
激に溶解度が小さくなり、硫酸ナトリウム士水和物の結
晶が析出してくる。そのため、フェニルアラニンの濾過
、遠心分離等の操作を３０℃以下で行う場合、硫酸ナト
リウム士水和物の結晶も析出し、濾過、輸液等の操作が
困難になる。また、単離したフェニルアラニンも多量の
硫酸ナトリウムを含み、純度の低いものとなる。

しかし、濾過温度が３０℃以上であれば、硫酸ナトリウ
ムの析出が起こらず、純度の高いフェニルアラニンが得
られる。そして、本発明における水溶液中の硫酸ナトリ
ウムは、硫酸と水酸化ナトリウムから系内で生成させて
も良く、硫酸ナトリウムの形で加えてもかまわない。そ
の濃度は１５重量％以上３０ｊｌ量％が好ましい。これ
より低いとフェニルアラニンの溶解度が十分低くならず
硫酸ナトリウムの効果が小さい。一方、これより高いと
、硫酸ナトリウムが析出し、単離したフェニルアラニン
への硫酸ナトリウムの混入が急増する。

固液分離操作でフェニルアラニンを単離する温度は、３
０℃以上５０℃以下が好ましい。これより低いと前述し
た通り、硫酸ナトリウム士水和物が析出し、操作が困難
となるとともに硫酸ナトリウムの混入が著しくなる。ま
た、３０℃以上での硫酸ナトリウムの溶解度はほぼ一定
であるため、５０℃以上の温度では、フェニルアラニン
の溶解度のみ増加して、回収率を低下させるのみである
。

また、フェニルアラニンの回収率をあげるにためには、
フェニルアラニン濃度を上げることが好ましいある。し
かし、工業上濃度を上げるには、濃縮操作を通常行わな
ければならず、経済的ではなく、フェニルアラニン濃度
は３重量％以上２０重量％以下が好ましい。本発明の方
法で使用されるフェニルアラニンの水溶液の製造法はと
くに限定されるものではないが、例えば、Ｎ−ヘンシル
オキシカルボニル−α−Ｌ−アスパルチルーＬ−フェニ
ルアラニンメチルエステル（Ｚ−α）および／またはＮ
−ベンジルオキシカルボニル−β−Ｌ−アスパルチルー
し一フェニルアラニンメチルエステル（Ｚ−β）を溶媒
中で接触還元し、α−ＡＰＭを単離した後に、α−ＡＰ
Ｍの異性体であるβ−ＡＰＭを含んだ反応液を硫酸水溶
液中で濃縮、加水分解し、加水分解後硫酸を水酸化ナト
リウムで中和すれば、本発明に使用される硫酸ナト＋Ｊ
ウムを含んだフェニルアラニン水溶液が得られる。

この水溶液は、アスパラギン酸を含んでいるが、アスパ
ラギン酸の量が、フェニルアラニンの２倍モル以下なら
ば高濃度の硫酸ナトリウムの溶液に溶解し、フェニルア
ラニンに混入することはなく、純度の良いフェニルアラ
ニンが得られる。

また、回収するフェニルアラニンは、Ｌ体、９体の光学
活性体に限る必要はなく、ＤＬ体であっても、フェニル
アラニンの回収率が低下するということはない。

このように本発明の方法によれば、水溶液からフェニル
アラニンを効率良く単離でき、工業的単離法として有用
である。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。

実施例Ｉ Ｌ−フェニルアラニン３．７ｇを含んだ水溶液１００ｇ
に硫酸ナトリウム２５ｇを添加し、４５％水酸化ナトリ
ウム水溶液を微量添加し、ｐ　Ｈ５，５に調節し、析出
してくるし一フェニルアラニンを４０℃で濾過し、少量
の水で洗浄し、乾燥した。収量３．３０ｇ　（収率８８
．５％対し一フェニルアラニン）。

得られた結晶を高速液体クロマトグラフィーで分析した
結果、フェニルアラニン純度は９９．２％であった。

実施例２ ＤＬ−フェニルアラニン３．７ｇを含んだ水溶液１００
ｇに硫酸ナトリウム２５ｇを添加し、４５％水酸化ナト
リウム水溶液を微量添加し、ＰＨ５，５に調節し、析出
してくるＤＬ−フェニルアラニンを４０℃で濾過し、少
量の水で洗浄し、乾燥した。収量３．４８ｇ　（収率９
２．５％対ＤＬ−フェニルアラニン）。

得られた結晶を高速液体クロマトグラフィーで分析した
結果、フェニルアラニン純度は９８．７％であった。

実施例３ Ｌ−フェニルアラニン３．７　ｇ、　Ｌ−アスパラギン
酸４．５ｇを含んだ水溶液１００　ｇに硫酸ナトリウム
２５ｇを添加し、４５％水酸化ナトリウム水溶液を微量
添加し、ｐ　Ｈ５，５に調節し、析出してくるし一フェ
ニルアラニンを４０℃で濾過し、少量の水で洗浄し、乾
燥した。収！）　　３．３５ｇ　（収率９１．６％対し
一フェニルアラニン）。得られた結晶を高速液体クロマ
トグラフィーで分析した結果、フェニルアラニン純度は
９７．９％であった。また、アスパラギン酸の混入率は
、結晶中のフェニルアラニンに対して０．１モル％以下
であった。

実施例４ Ｌ−フェニルアラニン３．７ｇ、硫酸１２．８ｇを含ん
だ水溶液１００　ｇに、４５％水酸化ナトリウム水溶液
２３．１ｇ添加してｐ　Ｈ５，５に調節し、析出してく
るし一フェニルアラニンを４０℃で濾過し、少量の水で
洗浄し、乾燥した。収ｉ）３．３５５　ｇ　（収率８９
．７％対し一フェニルアラニン）。得られた結晶を萬速
液体クロマトグラフィーで分析した結果、フェニルアラ
ニン純度は９９．１％であった。

実施例５ Ｌ−フェニルアラニン３．７ｇ、硫酸１２．８ｇ、酢酸
ナトリウム１．８ｇを含んだ水溶液１００　ｇに、４５
％水酸化ナトリウム水溶液２４．３ｇ添加してＰＨ５，
５に調節し、析出してくるし一フェニルアラニンを４０
℃で濾過し、少量の水で洗浄し、乾燥した。

収量３．３３ｇ　（収率８８．５％対し一２ェニルアラ
ニン）。得られた結晶を高速液体クロマトグラフィーで
分析した結果、フェニルアラニン純度は９８．２％であ
った。

実施例６ Ｌ−フェニルアラニン３．７ｇ、硫酸１２．８ｇ、酢酸
ナトリウム１．８　ｇを含んだ水溶液１００　ｇに、４
５％水酸化ナトリウム水溶液２４．３ｇ添加してＰＨ５
，５にｔＡ節し、析出してくるし一フェニルアラニンを
４０℃で濾過し、少量の水で洗浄し、乾燥した。

収量３．３５ｇ　（収率８８．６％対し一フェニルアラ
ニン）。得られた結晶を高速液体クロマトグラフィーで
分析した結果、フェニルアラニン純度は９８．３％であ
った。

実施例７ Ｌ−フェニルアラニン３．７ｇ、硫酸９．４ｇ、酢酸ナ
トリウム１．８　ｇ、　ｆｒＫ酸アンモニウムｌｏ、７
ｇ。

アスパラギン酸４．５ｇを含んだ水溶液１００ｇに、４
５％水酸化ナトリウム水溶液１１．５　ｇ添加してｐＨ
５，５に調節し、析出してくるし一フェニルアラニンを
４０℃で濾過単離し、少量の水で洗浄し、乾燥した。収
量３．４８ｇ　（収率９１．４％対し一フェニルアラニ
ン）。得られた結晶を高速液体クロマトグラフィーで分
析した結果、フェニルアラニン純度は９７．６％であっ
た。また、アスパラギン酸の混入率は、結晶中のフェニ
ルアラニンに対して１．０モル％以下であった。残存ア
ンモニウムイオンは２５０ｐｐｍ以下であった。

実施例８ アスパルテームの製造工程で生じるβ−ＡＰＭ６．６ｇ
を含んだ水溶液５５０ｇに、硫酸１２．８　ｇを添加し
、１００〜１０５℃で５．５倍まで濃縮・加水分解を行
った。濃縮加水分解物に４５％水酸化ナトリウム２５．
３ｇを添加して、ＰＨ５，５に調節し、析出してくるし
一フェニルアラニンを４０℃で濾過し、少量の水で洗浄
し、乾燥した。収量３．４０ｇ　（収率８９．７％対β
−ＡＰＭ）。得られた結晶を高速液体クロマトグラフィ
ーで分析した結果、フェニルアラニン純度は９７．９％
であった。また、アスパラギン酸の混入率は、結晶中の
フェニルアラニンに対して０．１モル％以下であった。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、水溶液からフェニルアラニンを
効率良く単離でき、工業的単離法として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｌ−フェニルアラニンの水に対する溶解度を
、温度の関数として示したものである。 第１図の縦軸は、Ｌ−フェニルアラニンの溶解度（単位
；水１００ｇに溶解するし一フェニルアラニンのｇ数）
を表す。又、第１図の横軸は、溶解温度（単位；Ｃ）を
表す。 第２図は、Ｌ−フェニルアラニンの硫酸ナトリウム水溶
液に対する溶解度を、硫酸ナトリウム濃度の関数として
示したものである。第２図の縦軸は、Ｌ−フェニルアラ
ニンの溶解度（単位；溶液に溶解しているし一フェニル
アラニンの重量％）を表す。又、第２図の横軸は、硫酸
ナトリウム濃度（単位；系内に含まれる硫酸ナトリウム
の重量％）を表す。 件１肯出願人 三井東圧化学株式会社 別紙　　　　　　　　図面″浄書（内容に変更す′−）
第　　１　　図 温度（℃） 第２図 硫酸ナトリウム濃度（重量％） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 平成２年特許願第２８１９４８号 ２、発明の名称 フェニルアラニンの単離方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都千代田区霞が関三丁目２番５号４、補正命
令の日付 （１）願書に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり
（内容に変更なし、）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フェニルアラニンを含有する水溶液からフェニルア
   ラニンを単離するにあたり、該水溶液に１５重量％以上
   ３０重量％以下の硫酸ナトリウムが存在するように調整
   したのち、析出したフェニルアラニンの結晶を３０℃以
   上５０℃以下の温度で濾過することを特徴とするフェニ
   ルアラニンの単離方法。 ２）水溶液中のフェニルアラニンの濃度が０．７重量％
   以上２０重量％以下であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３）硫酸ナトリウム以外に夾雑物としてアスパラギン酸
   を含んだ水溶液からフェニルアラニンを単離することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４）硫酸ナトリウム以外に夾雑物として酢酸ナトリウム
   および／または酢酸アンモニウムおよび／または硫酸ア
   ンモニウムを含んだ水溶液からフェニルアラニンを単離
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ５）フェニルアラニンを含んだ水溶液が、アスパルテー
   ム製造過程で生じる反応液の加水分解物であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。