JPH07636B2 - N−ホルミル−α−アスパルチルフエニルアラニンの製造法 - Google Patents

N−ホルミル−α−アスパルチルフエニルアラニンの製造法

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JPH07636B2
JPH07636B2 JP59264618A JP26461884A JPH07636B2 JP H07636 B2 JPH07636 B2 JP H07636B2 JP 59264618 A JP59264618 A JP 59264618A JP 26461884 A JP26461884 A JP 26461884A JP H07636 B2 JPH07636 B2 JP H07636B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はN−ホルミル−α−アスパルチルフエニルアラ
ニンの改良された製造法に関する。
最近、ジペプチド系の人工甘味剤であるα−L−アスパ
ルチル−L−フエニルアラニンメチルエステル(アスパ
ルテーム)は、その需要が急激に伸びている。
N−ホルミル−α−アスパルチルフエニルアラニンはこ
のアスパルテームの製造中間体として重要な化合物であ
る。すなわち、このN−ホルミル−α−L−アスパルチ
ル−L−フエニルアラニンをメタノール−塩酸溶液中で
脱ホルミル、つづいてエステル化することによってアス
パルテームを製造することができる(例えば、特公昭55
-26133号、特開昭53-82752号)。
(従来の技術およびその問題点) 従来、N−ホルミルアスパラギン酸無水物とフエニルア
ラニンとの縮合によるN−ホルミル−α−アスパルチル
フエニルアラニンの製造方法は、特公昭55-26133号の方
法が知られているにすぎない。この方法はN−ホルミル
アスパラギン酸無水物を氷酢酸中でフエニルアラニンと
縮合するものであり、さらに具体的には、N−ホルミル
アスパラギン酸無水物を10倍量の氷酢酸に懸濁させた混
合物中に45〜50℃でL−フエニルアラニンを少しづつ加
えて反応させるものである。
ところで、N−ホルミルアスパラギン酸無水物とフエニ
ルアラニンとの縮合においては、通常、目的のN−ホル
ミル−α−アスパルチルフエニルアラニン(α−異性
体)の生成のほかにフエニルアラニンがアスパラギン酸
のβ側のカルボン酸と縮合したN−ホルミル−β−アス
パルチルフエニルアラニン(β−異性体)が同時に生成
する。甘味剤としては、α−異性体から誘導されるエス
テルのみが有用であり、β−異性体は甘味効果はなく、
逆に苦味を呈するので好ましくない物質である。N−ホ
ルミルアスパラギン酸無水物とフエニルアラニンとの縮
合反応でのβ−異性体の副生量は20%以上と無視できな
い量であり、従って、甘味剤アスパルテームを工業的に
安価に製造するには、この副生したβ−異性体はα−異
性体と分離したのち、加水分解して再び原料のアスパラ
ギン酸とフエニルアラニンに戻して再利用する必要があ
る。
しかるに、縮合反応を酢酸中で実施する特公昭55-26133
号の方法では、反応後α−異性体を分離した主にβ−異
性体を含有する液から、加水分解してアスパラギン酸
とフエニルアラニンを回収するに際し、溶媒である酢酸
の処理が必要である。すなわち、前記従来方法では、工
程が繁雑化するなどの欠点がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の目的はこのような従来技術の欠点、すなわち、
N−ホルミルアスパラギン酸無水物とフエニルアラニン
とを酢酸溶媒中で縮合させる技術での副生β−異性体処
理上の欠点を解決し、さらに効率のよい縮合反応の方法
を提供することである。この目的を達成するため鋭意検
討した結果、有機溶媒を使用することなく、反応条件お
よび反応方法によって、水溶媒中でも該縮合反応が効率
良く進行すること、しかも反応後生成したN−ホルミル
−α−アスパルチルフェニルアラニンを単離するに際し
て酸析条件を選択することにより、N−ホルミル−α−
アスパルチルフェニルアラニンのみをほゞ選択的に析出
させることができること、また条件によってはα−異性
体とβ−異性体の混合物として単離可能であることを見
出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明はN−ホルミルアスパラギン酸無水物
とフエニルアラニンを縮合してN−ホルミル−α−アス
パルチルフエニルアラニンを製造する方法において、該
縮合反応を水溶媒中、反応時のpHを7〜12の範囲に保
ち、かつ、30℃以下の反応温度で行うことを特徴とする
N−ホルミル−α−アスパルチルフエニルアラニンの製
造法である。
本発明の方法ではN−ホルミルアスパラギン酸無水物を
原料として用いる。原料のN−ホルミルアスパラギン酸
無水物は公知の製造方法、例えば、アスパラギン酸をギ
酸と無水酢酸で処理することによって容易に製造するこ
とができる。その使用量は特に制限はないが、通常、フ
エニルアラニンに対して理論量以上用いれば良く、とり
わけ過剰に用いる必要はない。
本発明の方法において使用する溶媒の水の量は、特に制
限はないが、反応操作ならびに容積効率の点よりフエニ
ルアラニンに対して3〜50重量倍、通常は、5〜30重量
倍の範囲で使用される。
反応の方法は水にフエニルアラニン及びアルカリを装入
して溶解または懸濁した液中にN−ホルミルアスパラギ
ン酸無水物を少量づつ連続的にまたは分割して装入す
る。この際反応溶液のpHは7〜12の範囲に保つようにア
ルカリ水溶液を滴下して調整する。初めにフエニルアラ
ニンを溶解するアルカリ及び反応時のpH調整用のアルカ
リとしては、リチウム、ナトリウムまたはカリウムなど
のアルカリ金属の水酸化物、酸化物または炭酸塩、カル
シウムまたはマグネシウムなどのアルカリ土類金属の水
酸化物、酸化物または炭酸塩が多用される。勿論無水物
に対して不活性なトリエチルアミンで代表される有機塩
基を用いても問題はない。反応液のpHが12を越える強ア
ルカリ性条件下ではN−ホルミルアスパラギン酸無水物
の水による開環反応が増大され、その為N−ホルミルア
スパラギン酸無水物の使用量が増加すると同時にβ−異
性体以外の副生成物の生成も誘起されて好ましくない。
また、反応時のpHが酸性側に片寄ると反応が緩慢になり
無水物の水による開環反応が優先的に起り易くなり好ま
しくない。反応温度はN−ホルミルアスパラギン酸無水
物の水による加水分解反応を抑制する意味で30℃以下、
さらに好ましくは20℃以下の温度が良い。下限について
は特に制限はないが工業的見地より−20℃以上で行うの
が良い。
この反応に際してはメタノールやエタノールなどの低級
アルコール、ジオキサンやテトラヒドロフランなどのエ
ーテル系溶媒等の水と混和する有機溶媒を併用しても何
ら差し支えない。
こうしてN−ホルミルアスパラギン酸無水物とフエニル
アラニンとの反応によりN−ホルミル−α−アスパルチ
ルフエニルアラニンが生成するが前述のように異性体で
あるN−ホルミル−β−アスパルチルフエニルアラニン
も一部副生する。そのα−異性体とβ−異性体の生成比
は75:25〜80:20であり目的物とβ−異性体とを併せての
総合収率は95%以上である。
反応生成物は反応後溶解状態にある。反応混合物に塩
酸、硫酸等の鉱酸を加えてpH2.5〜3.5の酸性とすること
により、N−ホルミル−α−アスパルチルフエニルアラ
ニンがほぼ選択的に沈殿してくる。したがって、酸析
後、冷却、熟成し、固液分離することによって生成した
N−ホルミル−α−アスパルチルフエニルアラニンが高
収率で回収される。一方β−異性体はそのほとんどが
液に移行するので、このものは、例えば塩酸加水分解し
て原料のアスパラギン酸とフエニルアラニンに戻して再
利用することが容易にできる。
また、酸析時のpHを2.5以下にすると得られるN−ホル
ミル−α−アスパルチルフェニルアラニン中にはβ−異
性体の混入の程度が徐々に増加し、例えば、pH1では20
%前後のβ−異性体を含む混合物として単離される。
(作用および発明の効果) 本発明の方法によれば、縮合反応を水中で実施するにも
拘らず、95%以上という高い総合収率が得られる。生成
する異性体比もα:βがおよそ8:2と圧倒的に目的とす
るα−体の生成が多く、酢酸溶媒法に比較しても遜色は
ない。しかも、反応後、反応溶液を塩酸等の酸析操作に
よってpH2.5〜3.5で沈澱を析出させれば、分離して得ら
れる結晶はβ−異性体をほとんど含有していない。すな
わち、本発明の方法によって、α−異性体のみが選択的
に単離でき、回収率も極めて高い利点がある。
一方、β−異性体は、α−異性体を結晶として分離した
後の液へ移行し、しかも溶媒が水であるために、液
を塩酸酸性下に加熱して加水分解し必要に応じて濃縮後
それぞれの等電点で晶析操作を行えば良く、前記酢酸溶
媒中で縮合反応を行った場合に考えられる回収プロセス
の繁雑さがなくなる利点がある。
(実施例) 以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。尚、実
施例中の高速液体クロマトグラフイーの分析条件は次の
通りである。
実施例1 水330ml中に苛性カリ13.2gを溶解した水溶液中にL−フ
エニルアラニン33.0gを加えて溶解した。−5℃に冷却
したのちN−ホルミル−L−アスパラギン酸無水物30.0
gを−5〜5℃の温度に保ちおよそ1時間要して少量づ
つ装入した。
この際、10%苛性ソーダ水溶液を同時に滴下して反応液
のpHを8〜11に保った。その後同温度で1時間反応させ
た。反応混合物を高速液体クロマトグラフイーで分析し
たところ、N−ホルミル−L−α−アスパルチルフエニ
ルアラニンとN−ホルミル−L−β−アスパルチルフエ
ニルアラニンの異性体生成比は78:22であり、また総合
収率はL−フエニルアラニンに対して98%であった。
反応溶液にpHが3になるまで濃塩酸を10℃以下の温度で
滴下し、さらに0〜5℃で1時間かきまぜたのち、析出
した沈殿を取し、冷水で洗浄後乾燥することによって
白色のN−ホルミル−L−α−アスパルチルフエニルア
ラニンを得た。
収量 44.9g 収率 72.9% この結晶を高速液体クロマトグラフイーで分析の結果、
β−異性体の混入は2.0%であり、またN−ホルミル−
L−α−アスパルチルフエニルアラニンの純度は97.8%
であった。
比較例1 水330ml中にL−フエニルアラニン33.0g加え、0℃に冷
却した。この時の溶液のpHは5.6であった。攪拌しなが
らこの懸濁液中にN−ホルミル−L−アスパラギン酸無
水物30.0gを0〜5℃でおよそ1時間要して少量づつ装
入した。その後同温度で2時間反応させた。この時の溶
液のpHは2.4であり、この反応混合物の一部の高速液体
クロマトグラフィー分析の結果、N−ホルミル−α−L
−アスパルチル−L−フエニルアラニンの生成はほとん
ど認められなかった。
比較例2 水330ml中に苛性カリ14.5gを溶解した水溶液中にL−フ
エニルアラニン33.0g加えて溶解した。0〜−5℃に冷
却したのちN−ホルミル−L−アスパラギン酸無水物3
1.5gを0〜5℃の温度に保っておよそ1時間要して少量
づつ装入した。
この際10%苛性ソーダ水溶液を同時に滴下して反応液の
pHを12〜14に保った。その後同温度でさらに1時間反応
させた。反応混合物の一部を高速液体クロマトグラフィ
ーに供試して分析の結果、N−ホルミル−α−L−アス
パルチルフエニルアラニンとN−ホルミル−β−アスパ
ルチル−L−フエニルアラニンの異性体生成比76:24で
実施例1の場合と差はなかったが、総合収率はL−フエ
ニルアラニンに対して80.4%であり、原料のL−フエニ
ルアラニンが10.5%残存した。また不純物の副生がおよ
そ10%程度認められ、反応溶液も著しく黄色味を帯びた
ものとなった。
実施例2〜5 L−フエニルアラニン33.0gおよびN−ホルミル−L−
アスパラキン酸無水物31.5gを使用しアルカリの種類反
応温度pH等をかえて実施例1に準じて反応を行った結果
を表−1に示す。
実施例6 L−フエニルアラニン33.0gとN−ホルミル−L−アス
パラギン酸無水物30.0gを用いて実施例1と同様に反応
を行った。反応後10℃以下の温度で反応混合物のpHが1
になるまで濃塩酸を滴下装入した。0〜5℃で1時間か
きまぜたのち析出している沈澱を過し、冷水で洗浄後
真空乾燥した。収量58.6g 収率95.1% この結晶を高速液体クロマトグラフィーで分析の結果N
−ホルミル−α−L−アスパルチル−L−フェニルアラ
ニンとN−ホルミル−β−L−アスパルチル−L−フェ
ニルアラニンの比は78:22であった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】N−ホルミルアスパラギン酸無水物とフエ
    ニルアラニンを縮合してN−ホルミル−α−アスパルチ
    ルフエニルアラニンを製造する方法において、反応を水
    中、かつpH7〜12の範囲で実施することを特徴とするN
    −ホルミル−α−アスパルチルフエニルアラニンの製造
  2. 【請求項2】反応温度が30℃以下である特許請求の範囲
    第1項記載の方法
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