JPH0717941A - Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】脱水操作時にＮ−アルコキシカルボニルアミノ
酸を分解させることなく製造する。 【構成】Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の水溶液ま
たは水懸濁液と、該水溶液または水懸濁液と接触させた
ときにその温度における水の溶解度が１重量％以下であ
り且つ水と共沸混合物を作り得る有機溶媒、例えば、ク
ロロホルム、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタンと
を接触させてＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸を有機
相中に抽出した後、該有機相を水相から分離し、次いで
有機相を共沸脱水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｎ−アルコキシカルボ
ニルアミノ酸を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アミノ酸のアミノ基を保護したＮ−アル
コキシカルボニルアミノ酸は、抗生物質、ペプチド、ポ
リペプチド、タンパク質およびアミノ配糖体の化学合成
において、ペプチド結合を形成させる際に、選択的に目
的物を得るための出発物質または中間体として重要な化
合物である。

【０００３】従来、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸
の合成法としては、水とｔ−ブチルアルコール等の水相
溶性有機溶媒との混合溶媒系で、アミノ酸を化学量論以
上の水酸化ナトリウムやトリエチルアミン等の塩基性物
質と反応させて水溶性の塩とした後にジアルキルジカー
ボネートと反応させ、得られたＮ−アルコキシカルボニ
ルアミノ酸塩を中和して酸に変換し、その水溶液または
水懸濁液として得、次いでジエチルエーテルや酢酸エチ
ル等の有機溶媒で抽出し、さらにこれを硫酸ナトリウム
や硫酸マグネシウム等の固体脱水剤を使用して脱水する
方法が知られている（オーガニック・シンセシーズ（Ｏ
ｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ）６３巻、１６０〜
１７０頁、１９８５年）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法に
おいては、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の抽出に
用いる有機溶媒であるジエチルエーテルあるいは酢酸エ
チルが、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の水溶液ま
たは水懸濁液と接触させたときに４〜７重量％程度の水
を溶解する。このために、Ｎ−アルコキシカルボニルア
ミノ酸を大量に製造する場合には、抽出後のＮ−アルコ
キシカルボニルアミノ酸を溶解した有機相の脱水のため
に大量の固体脱水剤を用いなければならず、とても工業
的に有利な方法とは言えなかった。

【０００５】通常、大量の有機溶媒の脱水方法として
は、共沸脱水方法が採用されているが、本発明者らがこ
の共沸脱水方法を上記の方法に適用してみたところ、脱
水操作中にＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸が分解し
て出発原料であるアミノ酸が遊離してくることが判明し
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記実状
に鑑み、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸を分解させ
ることなく製造するため鋭意検討した。その結果、Ｎ−
アルコキシカルボニルアミノ酸塩を中和して酸の形に変
換した後の水溶液または水懸濁液と、特定の有機溶媒と
を接触させてＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸を有機
相に抽出した後、該有機相を共沸脱水することによって
出発原料のアミノ酸を遊離させることなくＮ−アルコキ
シカルボニルアミノ酸を合成できることを見いだし本発
明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、Ｎ−アルコキシカルボニ
ルアミノ酸の水溶液または水懸濁液と、該水溶液または
水懸濁液と接触させたときにその温度における水の溶解
度が１重量％以下であり且つ水と共沸混合物を作り得る
有機溶媒とを接触させてＮ−アルコキシカルボニルアミ
ノ酸を有機相中に抽出した後、該有機相を水相から分離
し、次いで有機相を共沸脱水することを特徴とするＮ−
アルコキシカルボニルアミノ酸の製造方法である。

【０００８】本発明に用いられるＮ−アルコキシカルボ
ニルアミノ酸は、アミノ酸塩とジアルキルジカーボネー
トとを反応させた後に中和して得ることができる。その
具体的な方法としては公知の方法を何等制限なく採用す
ることができる。例えば、原料のアミノ酸は、分子内に
少なくとも一つ以上のアミノ基またはイミノ基及びカル
ボキシル基を持つ化合物であれば特に制限はない。但
し、一分子中に２個以上のアミノ基またはイミノ基を有
しているアミノ酸の場合は、少なくとも１個のアミノ基
またはイミノ基さえ有していれば、他のアミノ基または
イミノ基はアルキル基等により置換されていてもよい。
また、一分子中に２個以上のカルボキシル基を有してい
るアミノ酸の場合は、少なくとも１個のカルボキシル基
さえ有していれば他のカルボキシル基はエステル或いは
アミドの状態になっていてもよい。

【０００９】本発明に於いて好適に使用できるアミノ酸
を具体的に示せば、例えばグリシン、アラニン、β−ア
ラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、ノルロイシ
ン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、ジヨ
ードチロシン、トレオノン、セリン、ホモセリン、イソ
セリン、プロリン、ヒドロキシプロリン、トリプトフア
ン、チロキシン、メチオニン、ホモメチオニン、シスチ
ン、ホモシスチン、システイン、ホモシステイン、α−
アミノ酪酸、γ−アミノ酪酸、β−アミノ酪酸、α−ア
ミノイソ酪酸、アスパラギン酸、アスパラギン酸−β−
シクロヘキシルエステル、アスパラギン酸−β−メチル
エステル、アスパラギン酸−β−イソプロピルエステ
ル、アスパラギン酸−β−ベンジルエステル、グルタミ
ン酸、グルタミン酸−γ−シクロヘキシルエステル、グ
ルタミン酸−γ−メチルエステル、グルタミン酸−γ−
イソプロピルエステル、グルタミン酸−γ−ベンジルエ
ステル、リジン、オルニチン、ヒドロキシリジン、アル
ギニン、ヒスチジン、アンチカプシン、Ｎ⁵−イミノメ
チルオルニチン、α−アミノ−β−（２−イミダゾリジ
ル）プロピオン酸、Ｎ−メチルグリシン、タウリン、γ
−ホルミル−Ｎ−メチルノルバリン、Ｎ^g−トシルアル
ギニン、Ｎ^g−ベンジルオキシカルボニルアルギニン、
Ｓ−アセトアミドメチルシステイン、Ｓ−ベンジルシス
テイン、Ｎ^im−ベンジルオキシカルボニルオルニチン、
Ｎ⁶−ベンジルオキシカルボニルリジン、Ｎ⁵−ベンジル
オキシカルボニルオルニチン、Ｏ−ベンジルセリン、Ｏ
−ベンジルトレオノン、Ｎⁱⁿ−ホルミルトリプトファ
ン、２−（２−アミノ−４−チアゾリル）−２−メトキ
シイミノ酢酸、２−（２−アミノ−４−チアゾリル）−
２−ヒドロキシイミノ酢酸、２−（２−アミノ−４−チ
アゾリル）−２−グリオキシ酢酸、２−（２−アミノ−
４−チアゾリル）−２−ペンテン酸、フェニルグリシ
ン、４−ヒドロキシフェニルグリシン等を挙げることが
できる。これらのアミノ酸は、光学異性体でもラセミ混
合物であってもよい。

【００１０】これらのアミノ酸を水溶性の塩とする方法
は、一般的な酸アルカリ中和反応操作を何ら制限なく用
いることができる。例えば、アルカリ金属或いはアルカ
リ土類金属の水酸化物または炭酸塩などの無機塩基の水
溶液を用いる方法、或いは有機塩基によってアンモニウ
ム塩に変換する方法等がある。用いる塩基を具体的に例
示すると、無機塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸
化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸
カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、
炭酸水素カリウム等を挙げることができる。また、有機
塩基としては、ピリジン、４−ジメチルアミノピリジ
ン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、１−メチル
ピペリジン、１−メチルピロリジン等を挙げることがで
きる。これらの塩基の使用量は、ジアルキルジカーボネ
ートとの反応速度を維持し、且つジアルキルジカーボネ
ートとの反応後の中和に要する酸の量を少なくするため
に、アミノ酸１当量に対して０．２〜２．０当量、さら
に０．５〜１．５当量の範囲で選ぶことが好ましい。

【００１１】次に、上記したアミノ酸塩と反応させるジ
アルキルジカーボネートは、一般式で次のように表すこ
とができる。

【００１２】

【化１】

【００１３】（但し、Ｒ¹及びＲ²は、同種または異種の
アルキル基である。）本発明において好適に使用できる
ジアルキルジカーボネートを具体的に例示すれば、ジ−
ｔ−ブチルジカーボネート、ジ−ｔ−アミルジカーボネ
ート、ジイソプロピルジカーボネート、ジイソブチルジ
カーボネート等を挙げることができる。

【００１４】上記したジアルキルジカーボネートのアミ
ノ酸塩に対する量は、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ
酸の晶析阻害を防止し、また、経済性の上から、通常は
保護したいアミノ酸のアミノ基またはイミノ基１当量に
対して０．５〜２．０当量、さらに０．８〜１．２当量
の範囲で選ぶことが好ましい。

【００１５】アミノ酸塩とジアルキルジカーボネートと
の反応温度については、特に制限されないが、ジアルキ
ルジカーボネートの高温による分解と水との反応を防止
するために、通常−２０℃〜６０℃の範囲から選択する
ことが好ましい。

【００１６】アミノ酸塩とジアルキルジカーボネートの
反応における反応溶媒としては、アミノ酸塩が水溶性で
有機溶媒難溶性であり、ジアルキルジカーボネートが水
難溶性で有機溶媒可溶性であるために、水と有機溶媒の
混合溶媒を使用することが好ましい。このときに用いる
有機溶媒は、水に溶解する有機溶媒であれば特に制限な
く用いることができる。これら有機溶媒を具体的に例示
すると、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−アミルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、
エタノール、メタノール等のアルコール類；テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等のエーテル類；アセトニトリル
等のニトリル類；アセトン等のケトン類；Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド等のアミド類；ジメチルスルフォキサ
イド等を挙げることができる。これらの有機溶媒と水と
の混合比は、反応に用いられるアミノ酸の種類によって
変化するため一概に決めることはできないが、アミノ酸
およびジアルキルジカーボネートの溶解度をともに大き
くして高い反応速度を維持するためには、水１００重量
部に対して有機溶媒を１０重量部〜９００重量部の範囲
で、さらに３０重量部〜４００重量部の範囲で選ぶこと
が好ましい。

【００１７】上記の有機溶媒と水との混合溶媒中のアミ
ノ酸塩の濃度としては、高い反応速度を維持し、かつ副
生成物であるＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸エステ
ルの生成を抑制するために、混合溶媒１００重量部に対
して５〜１００重量部、好ましくは１０〜７０重量部の
範囲から選択するとよい。

【００１８】アミノ酸塩とジアルキルジカーボネートと
の反応後、有機溶媒の留去とアミノ酸塩の中和が行われ
る。有機溶媒の留去操作における温度は特に制限されな
いが、通常０℃〜１００℃の範囲から選択される。特に
光学活性なアミノ酸を原料として用いた場合、留去温度
が高いとラセミ化が生じるおそれがあるために、５０℃
以下で減圧留去することが好ましい。

【００１９】アミノ酸塩の中和操作においては、通常の
酸塩基中和反応の操作が一般的に採用される。用いる酸
の種類としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の鉱酸
類；硫酸水素カリウム、硫酸水素ナトリウム、リン酸水
素カリウム、リン酸水素ナトリウム等のアルカリ金属
塩；酢酸、蟻酸、蓚酸等の有機酸を挙げることができ
る。使用する酸の量は、アミノ酸の種類によって異なる
ため一概に規定はできないが、通常、水溶液のｐＨが１
〜４の範囲になるまで加えることが好ましく、最適な添
加量はＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸のｐＫａ値に
よって決めればよい。中和操作の温度は、あまり高くな
りすぎるとＮ−アルコキシカルボニル基の脱離反応が起
こるため、通常３０℃以下、好ましくは２０℃以下で実
施することが望ましい。

【００２０】上記の蒸留及び中和操作は、Ｎ−アルコキ
シカルボニルアミノ酸の分解を最小限に抑えるために、
蒸留、中和の順に行うことが好ましい。

【００２１】本発明においては、こうして得られたＮ−
アルコキシカルボニルアミノ酸の水溶液または水懸濁液
と特定の有機溶媒との接触により、Ｎ−アルコキシカル
ボニルアミノ酸の有機溶媒への抽出が行われる。この有
機溶媒は、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の水溶液
または水懸濁液と接触させたときにその温度における水
の溶解度が１重量％以下であり且つ水と共沸混合物を作
り得る有機溶媒でなければならない。有機溶媒とＮ−ア
ルコキシカルボニルアミノ酸の水溶液または水懸濁液と
を接触させたときは、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ
酸を含まない単なる水と接触した時に比べ、該有機溶媒
の水の溶解度が大きくなる傾向にある。したがって、本
発明においては、Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の
水溶液または水懸濁液と接触させたときにおいても水の
溶解度が低い有機溶媒を使用する必要がある。このよう
な有機溶媒を使用しないときは、後述する共沸脱水操作
中にＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸が分解して出発
原料であるアミノ酸が遊離するために好ましくない。ま
た、本発明で使用する上記の有機溶媒は、後述する共沸
脱水を行うために、水と共沸混合物を作り得るものでな
ければならない。

【００２２】本発明において好適に使用し得る有機溶媒
を具体的に例示すると、塩化メチレン、臭化メチレン、
クロロホルム、ブロモホルム、１，２−ジクロロエタ
ン、１，２−ジブロモエタン、１，１，２−トリクロロ
エタン、四塩化炭素等のハロゲン化脂肪族炭化水素類；
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；
クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼ
ン等のハロゲン化芳香族炭化水素類等を挙げることがで
きる。これらの有機溶媒の中でも、溶媒留去の容易さ及
びＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸の溶解度の高さか
ら、ハロゲン化炭化水素類が好適に用いられる。

【００２３】これらの有機溶媒とＮ−アルコキシカルボ
ニルアミノ酸の水溶液または水懸濁液を接触させる際の
温度は、アミノ酸の有機溶媒への溶解度或いは相分離の
際のメニスカスの発生の有無によって決まるため一概に
規定することはできないが、Ｎ−アルコキシカルボニル
アミノ酸の分解を最小限に抑えるため、−５℃〜４０℃
の範囲で行うことが好ましい。

【００２４】有機溶媒の量についても上記と同じ理由で
特に限定することはできないが、おおむねＮ−アルコキ
シカルボニルアミノ酸の水溶液または水懸濁液１００容
量部に対して２０〜５０容量部の有機溶媒で３回程度抽
出すれば充分である。

【００２５】抽出操作は、従来の一般的な方法が何等制
限なく使用できる。例えば、該水溶液または水懸濁液と
有機溶媒を振とう或いは攪拌等で激しく混合させた後、
これを静置させて２相に分離させ、有機相を分液する方
法等が使用できる。混合させる時間としては、Ｎ−アル
コキシカルボニルアミノ酸は有機溶媒に対して溶解度が
高いため１〜３０分もあれば充分である。静置時間につ
いては、用いる溶媒の比重、メニスカスの発生の有無に
よっても異なるため一概に決めることはできないが、１
０分〜１００分の範囲で界面の様子を見ながら決めれば
良い。

【００２６】このようにしてＮ−アルコキシカルボニル
アミノ酸を抽出した有機相は、薄層クロマトグラフィー
等の分析によって出発原料であるアミノ酸が検出されな
ければそのまま共沸脱水操作によって脱水される。共沸
脱水操作は公知の方法を何等制限なく用いることができ
る。共沸脱水操作における温度は、Ｎ−アルコキシカル
ボニルアミノ酸の分解を抑えるため減圧下、例えば、１
〜５００Ｔｏｒ、且つ−５℃〜４０℃で行うことが好ま
しい。

【００２７】まお、薄層クロマトグラフィー等の分析に
よってアミノ酸が検出された場合は、有機溶媒１００容
量部に対して１０〜４０容量部の水或いは濃度が１０％
以下の食塩水等でアミノ酸が検出されなくなるまで有機
相を洗浄した後に、上記と同様な操作を行えばよい。

【００２８】このようにして共沸脱水を行った後、有機
溶媒を留去して濃縮し、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系
溶媒を添加することによってＮ−アルコキシカルボニル
アミノ酸を晶析させることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、Ｎ−アルコキシカルボ
ニルアミノ酸の水溶液または水懸濁液からＮ−アルコキ
シカルボニルアミノ酸を抽出する有機溶媒として、該水
溶液または水懸濁液と接触させたときにその温度での水
の溶解度が１重量％以下であり且つ水と共沸混合物を作
り得る有機溶媒を使用することによって、脱水操作時に
Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸を分解させることな
く製造することができる。

【００３０】

【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。

【００３１】実施例１ 攪拌器、温度計を備え付けた４つ口フラスコにグリシン
３７５．４ｇ（５．０ｍｏｌ）、水酸化ナトリウム２２
０．０ｇ（５．５ｍｏｌ）、水１８５０ｍｌ、ｔ−ブタ
ノール１２５０ｍｌを加え、攪拌下２０℃まで冷却し
た。冷却後、ジ−ｔ−ブチルジカーボネート１０９２．
０ｇ（５ｍｏｌ）を、内温を２５℃以下に保ちながら滴
下した。室温で１４時間反応させた後、減圧下でｔ−ブ
チルアルコールを留去し、得られた水溶液を５℃以下に
冷却した。冷却下、２Ｎの塩酸２．７Ｌを４時間かけて
滴下したところ、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシン
の白色結晶が析出した。また、この時の水溶液のｐＨは
２．２０（６．５℃）であった。

【００３２】この水懸濁液を、クロロホルム２Ｌを用い
て３回抽出した。この時の、クロロホルム相中の水分濃
度は０．６重量％であった。分離は、２５℃でクロロホ
ルムを添加して攪拌器で１０分攪拌した後、３０分間静
置し、クロロホルム相を分液した。クロロホルム相を薄
層クロマトグラフィーで分析したところ、微量のグリシ
ンが残存していたため、これを完全に除去する目的で、
１５００ｍｌのイオン交換水で２回洗浄したところ、グ
リシンを完全に除去することができたので、クロロホル
ム相を３５℃、４０Ｔｏｒで共沸脱水した。得られたク
ロロホルム溶液にヘプタン４Ｌを加えたところ、白色の
結晶が析出してきたので、これを５℃に冷却して濾別し
た。濾別した白色結晶を２０℃で減圧乾燥したところ、
Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシンが７３１．６ｇ
（８４．０％）得られた。

【００３３】このＮ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシン
を薄層クロマトグラフィーで分析したところグリシンの
スポットは確認されなかった。

【００３４】実施例２〜６ 表１に示したアミノ酸を使用し、ジ−ｔ−ブチルジカー
ボネートを１１４５．８ｇ（５．２５ｍｏｌ）使用した
以外は、実施例１と同様な操作を行った。なお、Ｎ−ア
ルコキシカルボニルアミノ酸の水溶液または水懸濁液と
クロロホルムとを接触させた後のクロロホルム相中の水
分濃度はいずれの場合も０．６重量％であった。結果を
表１に示した。得られたＮ−ｔ−ブトキシカルボニルア
ミノ酸を、薄層クロマトグラフィーで分析したところい
ずれも原料のアミノ酸のスポットは確認されなかった。

【００３５】

【表１】

【００３６】実施例７〜１１ アミノ酸としてＬ−フェニルアラニンを、ジ−ｔ−ブチ
ルジカーボネート量を１１４５．８ｇ（５．２５ｍｏ
ｌ）及び表２に示した各種有機溶媒を使用して抽出した
以外は実施例１と同様な操作を行った。その結果を表２
に示した。得られたＮ−ｔ−ブトキシカルボニル−Ｌ−
フエニルアラニンを薄層クロマトグラフィーで分析した
ところ、Ｌ−フェニルアラニンのスポットはいずれの場
合も確認されなかった。

【００３７】

【表２】

【００３８】比較例１ 抽出に使用する有機溶媒として酢酸エチルを使用した以
外は実施例１と同様な操作を行い、グリシンが完全に除
去されたＮ−ｔ−ブトキシカルボニルグリシンの酢酸エ
チル溶液を得た。この溶液中に含まれる水分量は５．９
％であった。この酢酸エチル溶液から４０℃、４０Ｔｏ
ｒで共沸脱水を行ったところ、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボ
ニルグリシンの分解が見られ、薄層クロマトグラフィー
分析によって、グリシンのスポットが確認された。ま
た、晶析によって得られたＮ−ｔ−ブトキシカルボニル
グリシンの白色結晶（収量７３８．６ｇ、収率８５％）
を、薄層クロマトグラフィーで分析したところやはりグ
リシンのスポットが確認された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ酸の水溶
   液または水懸濁液と、該水溶液または水懸濁液と接触さ
   せたときにその温度における水の溶解度が１重量％以下
   であり且つ水と共沸混合物を作り得る有機溶媒とを接触
   させてＮ−アルコキシカルボニルアミノ酸を有機相中に
   抽出した後、該有機相を水相から分離し、次いで有機相
   を共沸脱水することを特徴とするＮ−アルコキシカルボ
   ニルアミノ酸の製造方法。