JPH08208679A - 結晶性スクラロース−6−エステルの中間体単離を伴わないスクラロースの産生 - Google Patents
結晶性スクラロース−6−エステルの中間体単離を伴わないスクラロースの産生Info
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Abstract
れる塩素化反応混合物からの第三級アミド反応ビヒクル
の除去前もしくは後のいずれかに直接脱アシル化して、
スクラロースおよび塩、ならびに不純物からなる水溶液
を生成し、そこからスクラロースを抽出により回収し、
そしてその後に好ましくは結晶化により精製する、スク
ラロース−6−エステルからスクラロースの製造方法。
Description
−エステルの中間体単離を伴わないスクラロースの製造
のための方法に関する。
−4,1’,6’−トリデオキシガラクトスクロース
(「スクラロース」)は、4、1’、および6’位にお
けるヒドロキシルを塩素で置換することによりスクロー
スから取得される。この化合物を作成する方法では、4
位の立体配置が反転する。従ってスクラロースは以下の
分子構造、
ることが主な合成上の問題であり、それは置換されるヒ
ドロキシルが異なる反応性のものである、すなわち2つ
のものが第一級であり、そして一つのものが第二級であ
るためである。この合成は、6位にある第一級ヒドロキ
シルが最終生成物では未置換であるという事実により一
層複雑になっている。
合成経路が開発されており、これらの方法では6位の反
応性ヒドロキシルを、4、1’、および6’位のヒドロ
キシルの塩素化の前にまずエステル基によるなどして保
護し、その後に加水分解を行ってエステル置換基を除去
してスクラロースを生成する。このような合成経路の内
の幾つかのものはスズ介在性のスクロース−6−エステ
ルの合成を必要とする。Navia(米国特許第4,9
50,746号)、Neiditch etal.(米
国特許第5,023,329号)、Walkup et
al.(米国特許第5,089,608号−”Wal
kup et al.−I”)、Vernon et
al.(米国特許第5,034,551号)、およびS
ankey et al.、1994年5月2日に提出
され、そして本出願と同じ譲渡人に譲渡される米国特許
出願第08/237,947号により開示されるスズ介
在性経路が実例である。
スクロース−6−エステルは典型的には、Walkup
et al.、米国特許第4,980,463号(”
Walkup et al.−II”)の方法により塩
素化される。この塩素化方法は、典型的にはN,N−ジ
メチルホルムアミド(「DMF」)である第三級アミド
中の溶液である生成物としての4,1’,6’−トリク
ロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトスクロー
ス−6−酢酸エステルのようなスクラロース−6−エス
テル(スクラロース−6−エステルが酢酸エステルであ
る場合には「TGS−6−Ac」、あるいはより一般的
には「TGS−6−エステル」)、および塩(塩素化反
応の完結後の塩素化剤の中和の結果としての生成物)、
ならびに不純物を生成する。一つの態様では本発明は、
Walkup et al.−IIの塩素化方法の生成
物である第三級アミド中の溶液からのTSG−6−エス
テルの回収のための方法を提供する。
て開示される方法、および1994年2月18日に提出
され(そして米国特許出願第08/368,466号と
して1995年1月1日に再提出された)、そして本出
願と同じ譲渡人に譲渡される米国特許出願公開第08/
198,744号、Navia et al.「REC
OVERY OF SUCRALOSE INTERM
EDIATES」において開示される方法のような既に
開示されている従来の方法では、スクラロースは以下の
手順により、Walkup et al.−IIの塩素
化反応混合物から生成され、その手順とは a. 中和段階後に塩素化反応用の第三級アミド反応ビ
ヒクルを水蒸気蒸留によるなどして除去し(Navia
et al.において開示される)、このことが塩、
TGS−6−エステル、および不純物を含む水性混合物
を形成し、 b. その後にこのTGS−6−エステルを、酢酸エチ
ルのような適切な有機溶媒を用いる抽出によりその水性
混合物から回収し、 c. その後に粗生成のTGS−6−エステルを脱アシ
ル化させてスクラロースを形成し、そして d. このスクラロースを向流抽出により回収し、そし
て結晶化により精製する、というものである。
スおよび塩、ならびに不純物からなる水溶液を生成し、
この水溶液からスクラロースを有機溶媒での抽出による
などして回収し、そして好ましくはその後にスクラロー
スを向流抽出、結晶化、もしくは両方の技術の組み合わ
せにより精製するためのTGS−6−エステルを直接脱
アシル化する方法の提供を目的とする。
t al.、米国特許出願第08/368,466号に
おいて開示される方法のような以前に記載されるスクラ
ロース方法に勝る数々の有望な経済的利点を有する。こ
れらの利点には以下のものが含まれ、それは以下のよう
なものである。
ないという理由での全方法における固体取り扱い段階の
減少。このことは必要とされる装置を効果的に減少させ
る(例えば、液体からの固体の分離のために用いられる
遠心機についてのより低い必要性)。
必要性の減少の見込み(すなわち、より少ない再結晶化
段階)。これはスクラロースの結晶化がスクラロース−
6−酢酸エステルの結晶化と比較してより容易であるよ
うに思われるためである。および 3. 僅かに上昇するように思われる総収率。これは、
正しい塩素化置換を有する二酢酸エステルのスクラロー
スへの転化に起因する可能性がある。これらの二酢酸エ
ステルは、Navia et al.におけるTGS−
6−Acの苛酷な精製のためNavia et al.
の方法においては失われている。
を含む反応媒質中での(a)6−O−アシル−4,
1’,6’−トリクロロ−4−,1’−6’−トリデオ
キシガラクトスクロース[「TGS−6−エステ
ル」]、(b)アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属
の塩化物を初めとする塩、(c)水、および(d)他の
塩素化スクロース副生成物の供給材料混合物からスクラ
ロースを製造するための方法を提供するものであり、前
記方法は、(i)6−O−アシル−4,1’,6’−ト
リクロロ−4−,1’−6’−トリデオキシガラクトス
クロースを脱アシル化させてスクラロース、(b)アル
カリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物を初めとす
る塩、(d)他の塩素化スクロース副生成物を含む水溶
液を生成すること、および(ii)抽出およびその後の
結晶化、もしくは抽出技術単独によるなどして段階
(i)の生成物からスクラロースを回収すること、を含
む。
含む反応媒質中での(a)6−O−アシル−4,1’,
6’−トリクロロ−4−,1’−6’−トリデオキシガ
ラクトスクロース、(b)アルカリ金属もしくはアルカ
リ土類金属の塩化物を初めとする塩、(c)水、および
(d)他の塩素化スクロース副生成物の供給材料混合物
からスクラロースを製造するための方法を提供するもの
であり、前記方法は、(i)(a)、(b)、(c)、
および(d)の水溶液のpHを約11(±1)に上昇さ
せることにより6−O−アシル−4,1’,6’−トリ
クロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトスクロ
ースを脱アシル化させて(前記脱アシル化を実施するの
に十分な温度および期間)、第三級アミドを含む反応媒
質中で、スクラロース、アルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属の塩化物を初めとする塩、および他の塩素化ス
クロース副生成物を含む水溶液を生成すること、(i
i)水蒸気蒸留もしくは抽出によるなどして前記第三級
アミドを除去すること、ならびに(iii)抽出および
その後の結晶化、もしくは抽出技術単独によるなどして
段階(ii)の生成物からスクラロースを回収するこ
と、を含む。
の段階、すなわち(i)水蒸気蒸留によるなどして前記
第三級アミドを除去して、前記供給材料混合物中の第三
級アミドの主要部分が除去されている(a)、(b)、
および(d)の水溶液を生成する段階、(ii)段階
(i)の水溶液生成物のpHを約11(±1)に上昇さ
せることによるなどして6−O−アシル−4,1’,
6’−トリクロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラ
クトスクロースを脱アシル化させて(前記脱アシル化を
実施するのに十分な温度および期間)、スクラロース、
アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物を初め
とする塩、および他の塩素化スクロース副生成物を含む
水溶液を生成する段階、ならびに(iii)結晶化後の
抽出、もしくは抽出単独によるなどして、段階(ii)
の生成物からスクラロースを回収する段階、により脱ア
シル化の前に第三級アミドを除去することにより実施す
る。
up et al.−IIにより記載される塩素化反応
の反応停止(又は失活)生成物のような、第三級アミド
(好ましくはDMF)反応媒質中に6−O−アシル−
4,1’,6’−トリクロロ−4,1’,6’−トリデ
オキシガラクトスクロースを含む組成物をその供給材料
混合物として利用する。好ましい6−O−アシル−4,
1’,6’−トリクロロ−4,1’,6’−トリデオキ
シガラクトスクロースエステルは、6−O−アセチル−
4,1’,6’−トリクロロ−4,1’,6’−トリデ
オキシガラクトスクロースおよび6−O−ベンゾイル−
4,1’,6’−トリクロロ−4,1’,6’−トリデ
オキシガラクトスクロースである。
l.−IIの教示に従い、粗生成の塩素化生成物を一モ
ル等量(ホスゲンを基にする)のアルカリもしくはアル
カリ土類金属の水酸化物の氷冷水溶液もしくはスラリー
の添加(一度での)によりバッチ操作で失活させること
ができる。好ましいアルカリ性試薬には、ナトリウム、
カリウム、およびカルシウムの水酸化物がある。例えば
3〜4Nの水酸化ナトリウムのような、より希釈された
アルカリ性水溶液が好ましい。広範囲の濃度を用いるこ
とができる(例えば、2〜8Nの水酸化ナトリウムのよ
うな濃度)。より低い濃度では塩の沈殿が減少もしくは
回避され、このことがこのプロセス流れが収容する必要
のある固体の量を有意に減少させる。しかしながら濃度
が低すぎる場合には(例えば、約2N以下)、生成物流
れは、この方法の効率に不利な影響を及ぼす可能性があ
る程度にまで希釈される。
冷却アルカリ水溶液をpHを8〜10に上昇させるのに
十分な量でできる限り迅速に、激しく撹拌しながら添加
する。この緩和に上昇したpHで数分間撹拌した後に、
失活化溶液を、例えば濃厚な塩酸水溶液もしくは氷酢酸
のような酸の添加によりpH5〜7に中和する。pH8
〜10での失活化塩素化反応混合物の短時間の処理は、
塩素原子で置換されていなかったスクロース−6−エス
テルの全てのヒドロキシル基をそれ自体のもともとのヒ
ドロキシル基形態に戻すことを確実に行うという有益な
効果を有する。
て11(±1)のpHを達成し、そして十分な期間保持
して6−アシル官能基を除去し、そして全ての塩、残存
性第三級アミド(DMF)などの存在下で直接スクラロ
ースを取得することができる。これは、ジメチルアミン
およびギ酸ナトリウムへのアルカリ性加水分解により失
われる幾らかのDMFを犠牲にして実施される。この理
由のため、および以下により詳細に説明されるように、
DMFの除去前の脱アシル化はあまり好ましくはなく、
それはリサイクルおよび再使用のために全てのDMFを
回収することが所望されるためである。
ためのバッチ法は、熱および物質輸送が非能率的である
ため規模の制限を受ける。「二重流れ」もしくは「同時
添加」法として知られる改良法は、アルカリ性水溶液と
冷却された(おおよその室温にまで)粗生成塩素化生成
物との流れをpHおよび温度制御条件下で激しく浸透し
ながら注意深く測定される速度で一緒に混合することを
必要とする。二重流れ失活方法の主な利点は、この失活
化の過程全体を通しての、pH、温度、および混合速度
の完璧な制御が提供されることである。従って、生成物
の損失をもたらす副反応が最低限に抑えられる。二重流
れ失活方法の別の利点は、底部排水もしくはポンプのい
ずれかに適合する失活化容器を使用することによりこの
方法を継続的に操作することが可能であることである。
継続様式で二重流れ失活方法を操作することにより、比
較的大量の粗生成塩素化生成物を中庸サイズの失活化容
器を用いて処理することができる。この継続操作は、商
業的操作での失活のために利用することが可能であろう
並列混合方法に大体は近似している。
を用いて、粗生成のスクラロース−6−エステル生成物
混合物を、分当たり約10mlの塩素化混合物定常供給
速度、約15℃の失活混合物温度(冷却機温度5℃)、
良好な混合を保証するのに十分な撹拌速度での四枚刃式
プロペラタイプの撹拌機24、およびpH制御ポンプ上
でのpH8.5のpH制御設定を用いて効果的に失活さ
せることができる。これらの結果は、アルカリ性試薬と
しての3Nもしくは4NのNaOHに関して、そして失
活化容器内での3:1〜1:3のDMF−H2Oの間の
約100mlの出発供給量(失活の初期段階中の正確な
pH測定のために十分な溶液容量を有する目的で)に関
して取得された。
がDMFである場合には、この失活段階で形成される塩
は、塩化ナトリウム、水酸化ジメチルアミン、および少
量のギ酸ナトリウムを含む。失活を、十分にpHを上昇
させることにより脱アシル化を伴いながら継続させて脱
アシル化を実施するとしたら、失活されそしてそれによ
り脱アシル化された生成物混合物からのスクラロースの
抽出は、DMF(もしくは他の第三級アミド)の存在、
ならびにスクラロースを産生するための一連の工程にお
ける理論上の次の段階であろう抽出段階における有機相
および水相の両方の間で拡散する傾向により複雑化され
てしまうであろう。第三級アミドは両方の相でスクラロ
ースを溶解するであろうし、かつまた両方の相に存在す
る他の物質を溶解する傾向にもあり、このことは良好な
収率でのスクラロースの回収を困難および/または高価
なものにするであろう。更に、DMFもしくは他の第三
級アミドの存在は、抽出溶媒からの結晶化によるスクラ
ロースの精製の効率を妨害する。別の困難な事情の可能
性は第三級アミドの塩基−触媒化分解であろう。これら
の理由全てのために、DMFのような第三級アミドはス
クラロースの回収および精製前に除去されるべきであ
る。その上、脱アシル化段階前にDMFを除去すること
が好ましい。
材料混合物中(好ましい様式)もしくは失活かつ脱アシ
ル化される反応混合物中のDMF(もしくは他の第三級
アミド)の主要部分を除去するために実施する。これま
での文節で概要を記載した所望されない結果を回避する
目的で、少なくとも95%、そして好ましくは約98〜
99.9%のDMFを除去することが所望される。
くは他の第三級アミド)の除去の際にはDMFはプロセ
ス流れ中で水と効果的に置換され、そしてDMFをその
後に蒸留により水性搭頂流出物から回収することがで
き、そしてこれをリサイクルすることができる。
生成物からDMFをストリッピングするために所望され
る研究室規模の流下膜式充填塔水蒸気蒸留装置の例は、
5−mmのラッシヒ(Raschig)リングもしくは
他の適切な充填材で充填される5.0−cm直径、90
−cm長さの真空ジャケット型蒸留塔である。別法で
は、15−プレートのジャケット型オールダーショー
(Oldershaw)塔を使用することができる。典
型的には予備加熱される失活化生成物を、分当たり約
5.0〜5.5グラムの速度で塔の上端に入れる。水蒸
気を塔底部に位置するサイドアームを通して塔内に導入
する。縮合物非含有性の水蒸気が必要とされる場合には
水蒸気を「予備ボイラー」に通して、持ち越されてくる
いずれかの縮合物を捕捉する。研究室では、この予備ボ
イラーは典型的には加熱マントルに装着される小さな多
口フラスコである。典型的な水蒸気供給速度は分当たり
38〜47グラムの範囲内であり(搭頂および底部生成
物の重量を加算し、そしてその後に塩素化供給材料の量
を引き算することにより算出される)、これは4:1〜
12:1の範囲にわたる水蒸気対供給材料比率に相当
し、7.5:1と9:1との間の水蒸気対供給材料比率
が充填式塔組み立て物には典型的である。好ましい態様
は、例えば約4:1の水蒸気/供給材料比率に関して1
5プレートのように、より低い水蒸気:供給材料比率に
関してより多いプレートを使用するであろう。
に導入する前に予備加熱することは、ストリッピング操
作の効率を増大させる目的で実施される。予備加熱は研
究室では典型的には、二次的水蒸気源と共に加熱される
密封式ガラスコイル装置を通して供給材料を送ることに
より実施される。供給材料は通常は約90〜95℃に加
熱される。DMF除去の効率は、「レボイラー」(すな
わち、残液生成物を還流させてストリッピング塔内に上
昇させてゆく様式となるように残液生成物を加熱するこ
とによる)を利用することにより亢進させることもでき
る。
つの場所で測定すると有利である。先に記載される失活
化塩素化供給材料に加え、蒸留塔頭部を通過する蒸気の
温度も測定される。頭部の蒸気温度は典型的には約99
℃〜約104℃の範囲内である。
な失活化塩素化生成物は、約1.5〜5重量%のスクラ
ロース−6−エステル、約35〜45重量%のDMF、
約35〜45重量%の水、および約12〜18重量%の
塩を含む。このような生成物混合物の研究室規模の水蒸
気ストリッピング装置の通過後には、残液生成物は典型
的には約1〜3重量%のスクラロース−6−エステル、
約0.1〜0.5重量%のDMF、約80〜90重量%
の水、および約8〜12重量%の塩(ナトリウムおよび
塩素のアッセイに基づきNaClとして表現される)か
らなる。
的な研究室条件下では、失活化塩素化供給材料のpHが
中性から若干の酸性(pH5.0〜7.0)までである
とするとスクラロース−6−酢酸エステルの分解は全く
検出されない。
反応混合物からDMFを水蒸気ストリッピングするのに
使用することができる。
クラロース−6−エステルを、脱アシル化を実施するの
に十分な温度および期間で、約11(±1)にこの反応
混合物のpHを上昇させることにより脱アシル化する。
この段階は典型的には、所望のレベルまでにpHを上昇
させるために撹拌しながら水酸化ナトリウムのようなア
ルカリ金属水酸化物を十分に添加することにより実施さ
れる。約30分〜2時間で15〜30℃の反応時間およ
び温度が有用であることを見いだした。脱アシル化の結
果、存在する塩基は通常約5〜7のpHに、塩酸の添加
によるなどして中和されるであろう。中和後にはこの水
性反応混合物は、スクラロース、塩(先に記載されるよ
うに、すぐ前に記載される中和段階により生成される塩
を含む)、および他の塩素化スクロース副生成物を含
む。
塩水水溶液の抽出により単離することができる。これら
の溶媒には、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケト
ン、塩化メチレン、クロロホルム、ジエチルエーテル、
およびメチル第三級ブチルエーテルなどがある。抽出選
択性、リサイクルの容易さ、および毒性学的安全性の理
由につての好ましい溶媒は酢酸エチルである。
には粗生成中和化脱アシル化反応生成物をまず部分的に
蒸留することにより実施される。存在する水の約半分を
場合によっては除去して、約2〜5重量%の炭水化物お
よび約15〜25重量%の塩を含む溶液を生成すること
ができる。単離は通常、酢酸エチルもしくは他の適切な
溶媒での3回の連続抽出を実施することにより実施され
る。抽出物を合わせ、そして場合によっては水で洗浄す
ることができる(幾分かは有機相内に分配されるいずれ
かの残存性DMFおよびジクロロジデオキシスクロース
誘導体を部分的に除去するため)。
て、抽出を向流ミキサセトラ抽出系内での希釈(蒸留に
より濃縮されていない)流れ上で継続的に実施すること
もできる。この利点は、事前の蒸留−濃縮段階を必要と
しないことである。このような向流抽出技術は当該技術
分野において知られている。
溶媒中の溶液として食塩水水溶液から回収したら、これ
を濃縮し、そしてその生成物を、必要とされる純度が達
成されるまで同じ溶媒からの結晶化および再結晶化によ
り精製することができる。別法では、スクラロースをメ
タノール−酢酸エチルのような溶媒混合物もしくは水か
ら結晶化させて所望の純度レベルを達成することができ
る。向流様式での溶媒−水混合物間のスクラロースの連
続分配もやはり、達成予定の精製を可能にさせ、そして
同様に直接的な液体充填方法の可能性を広げる(すなわ
ち、物質の単離を全く必要とせず、最終プロセス流れは
使用のために直接梱包される予定の必要明細事項を有す
る)。
ち、抽出およびその後の結晶化)の他の注目すべき側面
は、同じ溶媒を抽出および精製段階に用いることができ
るということである。典型的には(すなわち、他の化学
的材料を用いる場合)、精製予定の化学的生成物を、そ
れを抽出するために用いられる同じ溶媒から結晶化する
であろうことは稀である。しかしながら本事例では、希
釈と比較的低いレベルの不純物との組み合わせが抽出中
スクラロースを溶液内に留まらせ、そして抽出されるス
クラロースを含む溶液の濃縮後にはそのためスクラロー
ス生成物を同じ溶媒から結晶化することができる。
酢酸エステルを含むDMF(1.447kg)中の粗生
成スクロース−6−酢酸エステルの溶液を2.51kg
の新鮮なDMFで希釈した。この溶液を−2℃に冷却し
(ドライアイス/アセトン/水浴)、そしてホスゲン
(1.125kg、99%、11.26モル)を5.4
〜6.7g/分の速度で添加しながら激しく撹拌した。
この混合物の温度は大部分の添加中5〜12℃に保持し
た。
せ、その後に2〜3時間の期間にわたり115℃に加熱
し、その後に1.75時間115゜±1゜に保持し、そ
の後に30分間にわたり35℃に冷ました。4.34k
gの最終量は続けて二重水蒸気アルカリ性失活および更
に進んだ処理にかけた。
0ml/分でFMILabポンプ(モデルRP−G2
0)で、DMF−水の200mlの1:1混合物を含む
底部に止水栓の付いたジャケット型の2−L樹脂反応釜
(蓋無し)に送り込んだ。5kgのNaOHの水溶液
(3N、12%)を、9.0のpH設定点およびポンプ
ストロークを25%までに設定してあるpH制御式の優
秀なポンプにより同時に輸送した。比例バンド幅を最大
設定値(±1pHユニット)にさせていずれかのpHの
行き過ぎを最低限に抑えた。失活フラスコのジャケット
温度はForma Scientific社の循環式浴
槽で制御した。ジャケット温度は5℃に維持した。失活
混合物の温度は当初6℃であり、そして最初の10分で
20℃に上昇した。その後に失活の全期間にわたり温度
は約17℃に安定化した。失活中、フラスコ内のpHは
8.0〜8.5の間を上下した。この混合物を頑丈な研
究室用撹拌機で激しく撹拌した。失活させた混合物は、
失活化容器がその許容量まで満たされた時点で数回に分
けて容器から取り出した。各バッチを先の条件で約6時
間失活させた。大半のバッチについては約9kgの失活
混合物が取得された。4,1’,6’−トリクロロ−
4,1’,6’−トリデオキシガラクトスクロース−6
−酢酸エステル(「TGS−6−Ac」)はその混合物
中2重量%で存在していた。条件およびパラメーターを
至適化させて失活中に2モルパーセントを下回る脱アセ
チル化を達成した。
ラスブフナー(Buchiner)漏斗を通す減圧濾過
もしくは遠心分離のいずれかを用いて不溶性粒子性物質
を除去した。この濾液を分析用に試料採取し、そして続
けて水蒸気ストリッピングにかけた。
気ストリッピングにかけた。2つの事柄が水蒸気ストリ
ッピングを介して達成され、それらは、1)容易な抽出
のためのDMFの除去、2)失活混合物中に見いだされ
るタール状の高分子性可溶性物質の除去、であった。水
蒸気ストリッピングは4インチのI.Dで良好に絶縁さ
れた4フィート高さのガラス塔で実施した。条件を至適
化させて残液に1%を下回るDMFを取得した。この塔
に1/4”サイズのラッシヒリングを充填した。水蒸気
対供給材料の比率は6〜8の範囲に保持した。3バッチ
の水蒸気ストリッピング後毎に塔を1Nのアルカリ性溶
液で洗浄したが、このことは充填材および塔表面からタ
ール状の高分子性物質を除去する。水蒸気ストリッピン
グの典型的な作業は6時間目に完了した。9kgのバッ
チの供給材料毎に、約13kgの水蒸気ストリッピング
残液が、約1.5重量%のTSG−6−Ac濃度で産生
された。
プ(RP−G20)で失活かつ濾過された混合物をジャ
ケット内に水蒸気を含む4”のグラハム(Graha
m)タイプの冷却機からなる予備ヒーターを通し、そし
てその後に塔の頭部の中心内に直接送り込んだ。水蒸気
をレボイラー(磁性らせん状の低圧ゲージおよび加熱マ
ントルが付いている3つ首の500mlのフラスコ)に
通して、充填材の下の塔底部に入る前に縮合物を除去し
た。塔圧は操作全体を通して0〜3インチの水圧に保持
した。供給速度は段階リザーバーからの送り出し速度を
調時することにより最初に決定した。残液回収速度は段
階リザーバー内の回収により測定した。蒸留速度は、m
l/分として塔の頭部からの溶出液を凝縮することによ
り測定した。水蒸気の比率は差(水蒸気=トップ+残液
−供給材料)により決定した。
の研究室規模の実施例に類似する組成物の塩素化かつ失
活させたプロセス流れは、20シーブのトレーを含む1
0インチ直径塔の頭部トレーより上で供給される一方
で、水蒸気は塔の底部内に向かっていった。約3の水蒸
気/供給材料比を保持して残液流れ内のDMFの所望さ
れる除去を達成した(供給材料の内で塔に充填されるD
MFのアッセイ量に基づくと>99.2%の除去)。供
給材料流れの80〜90℃への予備加熱は塔内でのスト
リッピング効率を改善するのに有益であった。DMF/
水流れを向流水蒸気流出により搭頂でストリッピングに
かけた。TGS−6−Ac、塩、および水を含む塔残液
を精製用の次のプロセス領域に送った。搭頂留出物はD
MFの回収のために他の塔に送られる(典型的には12
%のDMF、88%の水からなる)。この様式では、
1.8%のTGS−6−Ac、8.5%の塩、54.6
%の水、および30.4%のDMFを含む失活化供給材
料をストリッピングにかけて、1.6%のTGS−6−
Ac、9.8%の塩、84.9%の水、および0.1%
のDMF残渣(99.6%のDMFの除去)を含む残液
を産生した。残液に対する水蒸気ストリッピング用供給
材料の比率は約1:22であった。
の除去後に取得されるTGF−6−Ac(15.4k
g)の粗生成食塩水溶液を、その水溶液のpHを11.
5に上昇させることによる脱アシル化に供した。このこ
とは、pH制御下で計量ポンプを用いて迅速撹拌溶液に
50%w/wの水酸化ナトリウムを添加することにより
達成した。十分なアルカリをこの溶液に添加してpHを
11.5に上昇させ、そしてこれをそのレベルに約2時
間、周囲の温度で保持した。脱アセチル化が完了したと
判断されたら、この溶液を濃厚な塩酸で中和した。
単離 粗生成脱アセチル化混合物を、ROBATEL向流抽出
機を用いて酢酸エチルで継続的に抽出した。水相(供給
材料)および酢酸エチル(抽出剤)を、4:1(抽出
剤:供給材料)の比率で2台のMasterflex
Digistat蠕動式ポンプによりROBATELに
輸送した。
なシロップ状物にまで蒸発させ、これを水に溶解した。
この水溶液を脱色用炭素で処理し、その後に再度濃厚な
シロップ状物にまで蒸発させた。このシロップ状物を新
鮮な酢酸エチルで希釈した。この溶液をスクラロース結
晶を種結晶として加え、そして周囲の温度で数日間にわ
たり放置および結晶化させた。スクラロースは白色の結
晶性固体(24g、92.7%w/w)として取得され
た。追加的な収穫物を溶媒の反復蒸発により取得し、そ
して新鮮な酢酸エチル中にこのシロップ状物を再溶解さ
せた。総計で33.5g(40.6%)のスクラロース
が、以前と類似する純度で白色生成物として回収され
た。母液中の残渣は数日間にわたり一層ゆっくりと結晶
析出し続けた。追加的な物質を、後続の収穫もしくは後
続の結晶化への母液のリサイクルにより取得することが
できる。
な暗色シロップ状物にまで濃縮した(62g、95〜9
7%のスクラロース)。このシロップ状物を十分な水で
希釈して20%のスクラロース溶液を作成し、この溶液
を5gの脱色用炭素で処理し、そして濾過して淡黄色溶
液を取得した。この溶液を約65%スクラロースにまで
濃縮し、周囲の温度にまで冷まし、スクラロース結晶を
種結晶として加え、そして5日にわたり撹拌しながら結
晶化させた。結晶性スラリーを水の減圧蒸留により約7
0〜75%スクラロースにまで若干濃縮し、そして結晶
化を更に24時間継続させた。この結晶性生成物を濾過
により回収し、そして空気乾燥させて20.2gの生成
物を取得した。
塩素化/スクラロースの製造 スクロース−6−酢酸エステル(18.93g)および
DMF(172g)を、搭頂撹拌機、温度計、および減
圧蒸留設備が装着されている500mLの4つ首丸底フ
ラスコ内に充填した。この混合物を、約50mLの蒸留
物が回収されるまで(54.8gの損失)減圧蒸留した
[これは残存する水分を除去するための乾燥段階であ
る]。
水コンデンサーおよび乾燥用のチューブに置き換え、そ
して塩化クロロメチレンジメチルアンモニウム(アーノ
ルド(Arnold’s)試薬;46.8g、347.
34ミリモル)を、30℃以下の内部反応温度を保持し
ながら大量部分に分けて添加した。その後にこの混合物
を65℃にまで20分間にわたり加熱し、この温度に5
分間保持し、110〜115℃にまで25分間にわたり
加熱し、そしてこの範囲内に3.75時間保持した。そ
の後にこの混合物を0〜5℃に冷却し、そして0℃に予
備冷却させてある189gの3モルの水酸化ナトリウム
水溶液の添加により塩基性にさせた。45分後に粗生成
スクラロースへの脱アシル化が完了し(TLCによりモ
ニターした)、そしてこの混合物を17.8gの氷酢酸
の添加により中和させた。粗生成混合物のHPLCアッ
セイは、この混合物が11.35g(65%の収率)の
スクラロースを含むことを示した。
ッピングを実施してDMFを除去した。スクラロース−
6−酢酸エステルの、アーノルド(Arnold’s)
の塩素化およびDMF溶液へのホスゲンの直接導入によ
り実施される塩素化からの結果は、80〜90%の間の
理論量のDMFを回収することができることを示す。
ストリッピング残液から適切な食塩水水溶液−不混和性
有機溶媒[この例は、ジクロロメタン、クロロホルム、
2−ブタノン、シクロヘキサノン、酢酸エチルを含み、
後者2つは処理工程および毒性学的理由で特に有用かつ
所望される]での抽出により回収する。この水性有機抽
出物を水で逆抽出してスクラロースを水相に移動させ
た。この水溶液を炭素で脱色し、濃縮し、そしてスクラ
ロースを炭化水素を基にする>91% w/wの純度で
結晶化させた。この母液は追加的な物質を取得するため
のリサイクル用に使用することができる。別法ではスク
ラロースを、より極性の弱い物質および着色体からの所
望の生成物の分離を容易にするであろう有機抽出媒質
(特に酢酸エチル)からの事前の結晶化により精製する
ことができる。
成スクラロースを作成するための脱ベンゾイル化および
その直後の塩素化段階を実施するためのスクロース−6
−安息香酸エステルアナログの使用を示す。この事例に
おいてはDMFは水蒸気ストリッピングによって除去さ
れず、そして抽出的精製方法を利用した。本発明のこの
態様(すなわち、抽出的精製方法対DMFの水蒸気蒸
留)は効果的であるものの好ましくはなく、それはDM
Fが粗生成スクラロースの回収を妨害することにより収
率を下げるためであり、これは例えば抽出をくぐり抜け
てくる残存性DMFがスクラロースの結晶化を妨害する
ということである。
素化粗生成スクラロースへの直接転化 磁石撹拌機、温度計、追加的漏斗、空気冷却式コンデン
サー、およびアルゴン入口部が装着されている100m
Lの3つ首丸底フラスコに18mLのDMFを充填し
た。これを−5℃に冷却し、そしてこれに6.8mL
(99%の純度;71.7ミリモル)のオキシ酸化リン
を滴下することにより、10℃もしくはそれ以下の内部
温度を保持するような速度で添加した。この添加の完了
後に、この混合物を−10℃に冷却し、そしてこれに9
mLの脱水DMFに溶解される5.0g(91.2%の
純度;10.21ミリモル)からなる溶液を滴下によ
り、内部温度が6℃を越えないことを確証できる速度で
添加した。この添加の完了後に、この透明反応混合物を
60℃にまで20分間にわたり暖めた。その後にこの加
熱を、85℃の内部温度が得られるまでの15分の期間
にわたり増加させ、この温度でこの混合物を1時間維持
した。得られる黄金色溶液をその後に115℃にまで加
熱し、そしてその温度で3時間維持した。得られる赤茶
色の混合物を後のそに約50℃にまで冷まし、そしてこ
れに35gの氷と一緒に予備冷却させてあった145m
Lの4N水酸化ナトリウム水溶液(580ミリモル)を
一度に添加した。このアルカリ性混合物を周囲の温度で
45分間撹拌し、その後にTLC分析が、スクラロース
−6−安息香酸エステルのスクラロースへの転化が完了
したことを示した。この混合物を各150mLのトルエ
ンで2度抽出して非極性不純物を除去し、そしてその後
にこれを各100mLの2−ブタノンのアリコートで反
復抽出した。この有機抽出物を硫酸マグネシウムに通し
て脱水し、濾過し、そして減圧下で濃縮して3.42g
の赤味がかったシロップ状物を産生し、これは36.9
% w/wのスクラロース(2段階にわたり31.1%
の収率)を含んでいた。この水相は追加的なスクラロー
スを含んでおり、これを2−ブタノンの反復抽出により
回収することができる。
りである。
(a)6−O−アシル−4,1’,6’−トリクロロ−
4−,1’−6’−トリデオキシガラクトスクロース、
(b)アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物
を初めとする塩、(c)水、および(d)他の塩素化ス
クロース副生成物の供給材料混合物からスクラロースを
産生するための方法であって、前記方法が、(i)
(a)、(b)、(c)、および(d)の水溶液のpH
を約11(±1)に上昇させることにより6−O−アシ
ル−4,1’,6’−トリクロロ−4,1’,6’−ト
リデオキシガラクトスクロースを脱アシル化させて(前
記脱アシル化を実施するのに十分な温度および期間)、
第三級アミドを含む反応媒質中で、スクラロース、アル
カリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物を初めとす
る塩、および他の塩素化スクロース副生成物を含む水溶
液を産生すること、(ii)前記第三級アミドを除去す
ること、ならびに(iii)段階(ii)の生成物から
スクラロースを回収すること、を含む、前記方法。
グにより実施する、前記1の方法。
ルムアミドである、前記2の方法。
トリクロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトス
クロースが、6−O−アセチル−4,1’,6’−トリ
クロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトスクロ
ースもしくは6−O−ベンゾイル−4,1’,6’−ト
リクロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトスク
ロースである、前記3の方法。
ロースを抽出する段階を、バッチの継続抽出もしくは継
続向流抽出により実施する、前記4の方法。
製する、前記5の方法。
実施する、前記6の方法。
(a)6−O−アシル−4,1’,6’−トリクロロ−
4−,1’−6’−トリデオキシガラクトスクロース、
(b)アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物
を初めとする塩、(c)水、および(d)他の塩素化ス
クロース副生成物の供給材料混合物からスクラロースを
産生するための方法であって、前記方法が、(i)前記
第三級アミドを除去して、前記供給材料混合物中の第三
級アミドの主要部分が除去されている(a)、(b)、
および(d)の水溶液を産生すること、(ii)段階
(i)の水溶液のpHを約11(±1)のpHに上昇さ
せることにより6−O−アシル−4,1’,6’−トリ
クロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトスクロ
ースを脱アシル化させて(前記脱アシル化を実施するの
に十分な温度および期間)、スクラロース、アルカリ金
属もしくはアルカリ土類金属の塩化物を初めとする塩、
および他の塩素化スクロース副生成物を含む水溶液を産
生すること、ならびに(iii)段階(ii)の生成物
からスクラロースを回収すること、を含む、前記方法。
トリクロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトス
クロースが、6−O−アセチル−4,1’,6’−トリ
クロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトスクロ
ースもしくは6−O−ベンゾイル−4,1’,6’−ト
リクロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラクトスク
ロースである、前記8の方法。
り段階(ii)の生成物からスクラロースを抽出し、そ
の後の前記有機溶媒からのスクラロースの結晶化により
実施する、前記9の方法。
る、前記10の方法。
り段階(ii)の生成物からスクラロースを抽出し、そ
の後の水からのスクラロースの結晶化により実施する、
前記9の方法。
ホルムアミドである、前記9の方法。
の除去を水蒸気蒸留により実施する、前記13の方法。
ラロースの抽出の段階を、バッチの継続抽出もしくは継
続向流抽出により実施する、前記11の方法。
Claims (2)
- 【請求項1】 第三級アミドを含む反応媒質中での
(a)6−O−アシル−4,1’,6’−トリクロロ−
4−,1’−6’−トリデオキシガラクトスクロース、
(b)アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物
を初めとする塩、(c)水、および(d)他の塩素化ス
クロース副生成物の供給材料混合物からスクラロースを
製造するための方法であって、 (i)(a)、(b)、(c)、および(d)の水溶液
のpHを、脱アシル化を実施するのに十分な温度および
期間約11(±1)に上昇させることにより6−O−ア
シル−4,1’,6’−トリクロロ−4,1’,6’−
トリデオキシガラクトスクロースを脱アシル化させて、
第三級アミドを含む反応媒質中に、スクラロース、アル
カリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物を初めとす
る塩、および他の塩素化スクロース副生成物を含む水溶
液を生成する段階、 (ii)前記第三級アミドを除去する段階、ならびに (iii)段階(ii)の生成物からスクラロースを回
収する段階、を含む、前記方法。 - 【請求項2】 第三級アミドを含む反応媒質中での
(a)6−O−アシル−4,1’,6’−トリクロロ−
4−,1’−6’−トリデオキシガラクトスクロース、
(b)アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物
を初めとする塩、(c)水、および(d)他の塩素化ス
クロース副生成物の供給材料混合物からスクラロースを
産生するための方法であって、 (i)前記第三級アミドを除去して、前記供給材料混合
物中の第三級アミドの主要部分が除去されている
(a)、(b)、および(d)の水溶液を生成する段
階、 (ii)段階(i)の水溶液のpHを、脱アシル化を実
施するのに十分な温度および期間約11(±1)のpH
に上昇させることにより6−O−アシル−4,1’,
6’−トリクロロ−4,1’,6’−トリデオキシガラ
クトスクロースを脱アシル化させて、スクラロース、ア
ルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の塩化物を初めと
する塩、および他の塩素化スクロース副生成物を含む水
溶液を生成する段階、ならびに (iii)段階(ii)の生成物からスクラロースを回
収する段階、を含む、前記方法。
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