JPH0613550B2 - α―Ｌ―アスパルチル―Ｌ―フェニルアラニン―低級アルキルエステルの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニ
ン−β−低級アルキルエステル（ジペプチドα−Ｌ−ア
スパルチル−Ｌ−フェニルアラニンのＬ−アスパラギン
酸残基がβ−カルボキシル基において低級アルキルエス
テル化されたもの。以下、α−ＡＰ−β−Ａと略記す
る。）を合成し、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニル
アラニン−低級アルキルエステルに交換せしめる方法に
関するものである。

Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンアルキルエス
テルには、Ｌ−アスパラギン酸（Ｌ−Asp）のα−カル
ボキシル基がＬ−フェニルアラニン（Ｌ−Phe）とペプ
チド結合をつくるか、β−カルボキシル基がペプチド結
合をつくるかによって２つの異性体：即ちα−結合体
（α−APA）とβ−結合体（β−APA）とが存在する。

このうちのα−結合体（α−APA）は、甘味料として有
用で、しかも、アルキル基がメチルであるとき（以下、
α−APMと略記する。）に甘味が最も強い。この場合β
−結合体であると苦味を呈することが知られている。

甘味料として有用なα−APA、就中、α−APMの製法は現
在までに数多く発表されているが、そのうち工業的に実
施可能と考えられる方法の大部分は、まず、Ｌ−Asp・
アミノ基を一定の方法で保護しておいたものを無水物化
し、ついでＬ−フェニルアラニンメチルエステル（Ｐ
Ｍ）と縮合することでペプチド結合を形成し、最終的に
Ｌ−Aspのアミノ基から脱保護基し、α−APMとβ−APM
（β−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンメチル
エステル）の混合物を得、この混合物からα−APMをそ
のものとしてまたは塩酸塩などの適当な形で晶析分離し
ている。

しかしながら、この様な方法によるかぎり、次の様な難
点は避けられない。(1)これらの方法では基本的にβ−
結合体の副成を伴うから、製造過程の途中でβ−APMあ
るいはそのＮ−保護された化合物を分別晶析又は抽出等
で分離除去しなければならない。(2)β−APMの副成を伴
うかぎり、Ｌ−Asp或いはＬ−Pheからのα−APMの収率
は明らかに限度がある。(3)従って、工業的に安価にα
−APMを得るためには分離除去したβ−APM或いはその関
連化合物を加水分解してＬ−Asp及びＬ−Pheとして回収
し、再反応させるという複雑な工程を伴うことになる。
(4)又は、Ｌ−Aspのアミノ基は高価なカルボベンゾキシ
基（Ｚ）或いはホルミル基等で保護しなければならない
上、それらの脱保護基操作は工業的には大がかりな還元
や塩酸などによらなければならない。(5)Ｌ−Aspに比較
して高価なＬ−Pheはメチルエステル化してＬ−Phe−OC
H₃の形で縮合反応に用いる為、そのエステル化収率がα
−APMの合成収率に影響をもつ。

本発明者らは、この様なα−APM合成の現状に鑑み、従
来発表されている方法では基本的に達成できなかったα
−APMの絶対的合成法の中で重要な位置を占める中間体
α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン−β−メ
チルエステル（α−AP−β−Ｍ）の合成方法を完成し
た。

この中間体の合成方法とこれを用いてα−APMを合成す
る方法の大要を次に述べる。

Ｌ−アルパラギン酸のβ−メチルエステルのＮ−カルボ
キシ酸無水物は、例えば、Ｌ−AspをSOCl₂或いはHClな
どの酸触媒存在下にメタノール（MeOH）と反応させてβ
−エステル化し、Ｌ−Aspのβ−メチルエステルのHCl塩
を合成し、このものとホスゲン或いはボスゲンダイマー
とを反応させて製造することができる。Ｌ−Aspのβ−
メチルエステルは、このＮ−カルボキシ酸無水物の形と
することにより、アミノ基が保護されると同様にα−カ
ルボキシル基が活性化される。

上記のＮ−カルボキシ酸無水物とＬ−Pheとの縮合は、
次のようにして行なう。

反応溶媒としては、水単独もしくは水溶性有機溶剤と水
との混合溶媒（両者をあわせて水性溶媒と称する）を使
用する。有機溶剤のみではＬ−Phe−ONaの溶解度が低い
から縮合収率は低い。水性溶媒を使用すれば、前記のＮ
−カルボキシ酸無水物の溶解度が高まり、反応が円滑に
進行する。水溶性有機溶剤としては、例えば、アセトニ
トリル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトンを
挙げることができるが、これらのなかでもアセトニトリ
ルが収率の観点から好ましい。

本発明の縮合反応は、弱アルカリ性下に行なう。酸性で
は、Ｌ−Pheのアミノ基の反応性が低く、反応が起らな
い。一方、アルカリ性でも、強アルカリ性下では、Ｎ−
カルボキシ酸無水物の重合、エステル結合の加水分解な
どの副反応が生ずるので好ましくない。結局、pH9.5〜
１１近辺で行なう。pH調節剤としては、反応原料と反応
しない塩基性物質であればよいが、炭酸塩、重炭酸塩の
ような弱アルカリが好ましい。

反応温度、反応原料の使用量（モル比）などその他の反
応条件については、後述する。

縮合反応の生成物Ｎ−カルボキシ−α−Ｌ−アスパルチ
ル−Ｌ−フェニルアラニン−β−メチルエステルの脱炭
酸は、この生成物は極めて不安定であって、単に縮合反
応液を塩酸、硫酸などの適当な鉱酸を使用して酸性にす
るだけで脱炭酸するので、縮合反応液から一旦分離した
後に脱炭酸処理に付する必要はない。

次の反応（例えば、分子内エステル交換反応）に付する
ためにはα−AP−β−Ｍの生成した反応液から、このも
のを分離しても、しなくてもよいが、分離するには、例
えば、次のようにするとよい。Ｌ−Aspのβ−メチルエ
ステルのNCAとＬ−Phe−ONaとを反応させた反応終了後
の溶液を酸性にして脱炭酸する前に未反応のNCAを除く
意味でアセトニトリルで洗浄したのち水層を例えばH₂SO
₄のような鉱酸で酸性にして脱炭酸してα−AP−β−Ｍ
にしたのちメタノールを加え無機塩を析出させ、これを
除去し、濃縮すれば目的のα−AP−β−Ｍの白色結晶が
析出するからこれを取すればよい。

α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン−β−メ
チルエステル（α−AP−β−Ｍ）からα−APMを得るに
は、例えば、このものを特定の割合のMeOH〜塩酸混合溶
媒の中に溶解放置すればよい。溶液中で自然に分子内エ
ステル交換が起り、α−APMが生成し、このものは難溶
性のα−APM塩酸塩の形で反応液から晶析分離してくる
のである。このα−APM塩酸塩からは、必要に応じて、
従来知られている方法で中和してα−APMを容易に得る
ことができる。

この中間体α−AP−β−Ｍを経てα−APMを合成する方
法は、従来の方法と比較して、次の様な画期的な工業的
に優れた特徴を有する。(1)この中間体を合成する際に
はＬ−AspとＬ−Pheのβ−結合体の副成を理論的にとも
なわず、α−結合体のみ生ずるから従来法では避けられ
なかったβ−結合体（β−APM或いはＮ−保護−β−APM
など）との分離操作は不要となる。従って、α−APMの
製造工程は大巾に単純化され、収率は向上する。当然β
−結合体の加水分解による大がかりなＬ−Asp、Ｌ−Phe
の回収工程は不要になる。(2)Ｌ−Aspのβ−メチルエス
テルのアミノ基の保護はCO₂（カルバミン酸の形）で行
なうから、Ｌ−Pheとの縮合物からは実質的にＬ−Asp部
分の脱保護操作なしで、中間体α−AP−β−Ｍを得るこ
とができる。(3)従来の方法はＬ−Pheをメチルエステル
化してからＬ−Asp部分と縮合させるため、メチルエス
テル化反応の収率がα−APMの収率に影響したが、本発
明ではこのエステル化が不要であるため、Ｌ−Aspと比
較して高価なＬ−Pheからのα−APMの合成収率を高める
ことができる。(4)１分子内のエステル交換であるからM
eOHを効率よくつかえる。(5)ラセミ化の心配がない。
(6)合成収率（綜合収率）がよく、かつ安価な試薬を用
いるので工業的に安価にα−APM製造できる。

以下に、この合成中間体α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニン−β−メチルエステル（α−AP−β−
Ｍ）の合成方法について更に詳しく例示、説明する。

Ｌ−アスパラギン酸−β−メチルエステルの合成法
は公知である（Karoly Jakusら、Hung. 149, 544, Aug.
31, 1962, Appl. Dec. 22, 1960）。

Ｌ−Aspのβ−メチルエステルのＮ−カルボキシ酸
無水物の合成法も公知である（特公昭43−20181）。

α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン、β
−メチルエステルの合成は、次のようにして行なうこと
ができる。

Ｌ−Phe、Ｌ−Asp−β−メチルエステルのＮ−カルボキ
シ酸無水物は、ともに、それぞれの溶液の形で反応させ
るのが好ましい。

例えば、Ｌ−Phe 1.7モルに対して１モルから１０モ
ル、普通は1.7モルのNa₂CO₃、K₂CO₃、(NH₄)₂CO₃などの
炭酸塩、或いは１モルから２０モル、普通は3.4モルのN
aHCO₃、KHCO₃などの重炭酸塩を加え、これに水を１か
ら２０、普通は７を加え、更に１ＮNaOHを普通は1.
7加える。これにアセトニトリル、プロピオニトリ
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、 CH₃COOHなどの水溶性有機溶剤２から１０、普通は
９を加え、−２５℃から０℃、普通は−１０℃前後に
冷却する。高温に過ぎると収率が低下し、低温に過ぎる
と凍結して攪拌が困難である。一方、0.85モルから3.4
モル、普通は当量或いはやや過剰の精製した前記Ｎ−カ
ルボキシ酸無水物をアセトニトリルその他の前記水溶性
溶剤１から１０、普通は３にとかし、できた溶液
を凍結しない範囲、例えば−２５℃から０℃、普通は−
１５℃から１０℃に冷却する。この溶液を前記Ｌ−Phe
の溶液に添加する。添加後−２５℃〜０℃、普通は−１
０℃前後に保ちながらゆるやかに攪拌する。

約２時間後、攪拌を停止すれば分層するから、水層部を
とり、アセトニトリルで洗じょうし、H₂SO₄或いはHClな
どの鉱酸で中和脱炭酸する。MeOH５から２０を加え
ればNa₂SO₄が析出するから過除去する。液を濃縮す
ればα−AP−β−Ｍの結晶が析出する。収率８５％。

α−APMの製造は、次のようにして行なうことがで
きる。

α−APMを得るにはα−AP−β−Ｍを、例えば、MeOH０
〜２０％（容量）、濃塩酸８〜５５％、残りは水の比率
の混合溶液に溶解し、室温に放置すればよい。析出した
α−APM塩酸塩を分離する。

更に、母液に対して新たにα−AP−β−Ｍを添加し、Me
OH：濃塩酸が上記の比率になる様に再調整すればα−AP
Mへの変換率はほぼ定量的になる。

さて、甘味料として有用なα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−
フェニルアラニンアルキルエステルは、低級アルキルエ
ステルであるが、これには、メチルエステルであるα−
APMの他に、エチルエステル、プロピルエステル等があ
る。これらのエステルの合成中間体となる対応するａ−
AP−β−Ａは、前述したα−AP−β−Ｍに準じて製造す
ることができる。次に参考例および実施例を示すが、こ
れらの例は単なる例示であって、本発明の技術的範囲を
何ら制限するものではない。

参考例１． Ｌ−Aspのβ−メチルエステルの合成 メタノール８３０ｍを−３０℃に保ち、これにSOCl₂
１２４ｍを攪拌下にゆっくり滴下した。これにＬ−As
p１６０ｇをゆっくり投入し攪拌すれば透明になった。
ゆっくり室温にまで上げEt₂O2,400ｍを滴下してゆけ
ば目的とするＬ−Aspのβ−メチルエステルの塩酸塩が
析出した。

取してEt₂O洗いし、１７７ｇ（収率７５％）の目的物
を得た。

参考例２． Ｌ−Aspのβ−メチルエステルのＮ−カル
ボキシ酸無水物の合成 乾燥テトラヒドロフラン（THF）８０８ｍに0.1モルの
Ｌ−Aspのβ−メチルエステル塩酸塩をけんだくし、こ
のものにホスゲンダイマー20.2ｍを加え、２０〜３０
℃（室温）で攪拌した。約５時間後透明な反応液になっ
たら減圧下、３０℃以下で濃縮すると標記Ｎ−カルボキ
シ酸無水物の結晶が析出した。収量16.4ｇ、収率９５
％。

因みに、結晶化しない時はＭ−ヘキサン等Ｎ−カルボキ
シ酸無水物を溶解せず、かつ、分解しない有機溶媒で残
存するTHF、ホスゲンダイマー、ホスゲン、HClを洗浄し
て除くことで次の工程に用いることができる。

実施例１． Ｌ−Phe２８ｇ（0.17モル）及びNa₂CO₃１７ｇ（0.16モ
ル）を水６８０ｍに溶解し、更に１ＮNAOH水１７０ｍ
を加え溶解した。この水溶液にアセトニトリルを８５
０ｍ加え、−１０℃に冷却した。攪拌しつつ、Ｌ−As
pのβメチルエステルの酸カルボキシ無水物（0.13モ
ル）のアセトニトリル（２７２ｍ）溶液を−１０℃に
冷却してから添加した。添加終了後−１０℃に更に２時
間攪拌をつづけた。ついでアセトニトリル層を分層して
除去し、水層をアセトニトリル１で洗浄した。水層を
H₂SO₄でpH5.0にした。MeOH1,700ｍを加えると無機塩
が析出し、これは過除去した。液を４０℃で濃縮す
ると目的のα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニ
ン−β−メチルエステルの結晶が析出した。

これを取した。収量29.8ｇ、収率74.5％であった。

因みに、MeOH 1.0、濃塩酸3.4ｍ、水5.1を混合し、こ
のものから７ｍとり、上で得たα−Ｌ−アスパルチル
−Ｌ−フェニルアラニン−β−メチルエステル4.2ｇを
これに溶解し、２５℃に保った。

経済的にα−APM塩酸塩が析出しはじめ、１４日後にα
−APM塩酸塩4.16ｇ（収率８８％）を取した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹本 正 神奈川県川崎市中原区中丸子1155−２ (56)参考文献 特開 昭48−96557（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｌ−アスパラギン酸のβ−アルキルエステ
   ルのＮ−カルボキシ酸無水物を水性溶媒中で弱アルカリ
   性下にＬ−フェニルアラニンと縮合させ、生成するＮ−
   カルボキシ−α−Ｌ−アスパルチル−フェニルアラニン
   −β−低級アルキルエステルを脱炭酸して得たα−Ｌ−
   アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン−低級アルキルエ
   ステルを分子内エステル交換によりα−Ｌ−アスパルチ
   ル−Ｌ−フェニルアラニン−低級アルキルエステルに変
   換することを特徴とするα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
   ェニルアラニン−低級アルキルエステルの製造法。