JPH0912482A - 新規な光学分割法 - Google Patents
新規な光学分割法Info
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Abstract
に適した新規な光学分割法の提供。 【構成】 光学異性体混合物を光学分割するに際し、N
−イソプロピルアクリルアミドと光学活性イソブチルア
クリルアミドとの共重合体のような、光学活性基を有す
る温度応答性ポリマーを用いる新規な光学分割法。
Description
し、詳しくは、光学活性基を有する温度応答性ポリマー
を用いることを特徴とする新規な光学分割法に関するも
のである。ここにいう温度応答性ポリマーとは、溶液中
で、ある温度で可逆的に可溶←→不溶になる性質をもつ
ポリマーのことである。本発明に用いる光学活性基を有
する温度応答性ポリマーは、溶液に溶解しているポリマ
ーが、ある温度で不溶化するときに光学異性体混合物の
中の一方の光学異性体を選択的に取り込むという特異な
性質を有するものである。
合物の中には、不斉中心を持つものが多くあり、それに
由来する光学異性体が存在する。光学異性体は、沸点や
溶解度などの物理的性質にはほとんど差が見られない。
しかし、生理活性には多くの違いが見出されることがし
ばしばある。したがって、光学異性体の一方(D体また
はL体)を得ることは、医薬品、農薬、食品などの分野
に関しては非常に有用なことである。
体)には旨味はあるが、D体(R体)には旨味がない。
また、甘味料アスパルテームの場合には、S体は甘味を
呈するが、R体は苦味を呈すると言われている。医薬品
の場合においても、D体、L体でその薬効、毒性におい
て、顕著な差を示す場合もあるため、厚生省は、1985年
度版医薬品製造指針において、「当該薬物がラセミ体で
ある場合には、それぞれの異性体について、吸収、分
布、代謝、排泄動態を検討しておくことが望ましい。」
と記載している。
から光学活性体を得る種々の手段が考案されている。光
学活性体をラセミ体から得る方法としては、優先晶出
法、ジアステレオマー法、酵素法、クロマトグラフィー
法、膜分離法などがある。優先晶出法は、ラセミ体の過
飽和溶液に希望の結晶を接種し、その結晶のみを成長さ
せ、析出させる方法である。これは、優れた方法にもか
かわらず、その実績が少ないのは、次のような理由によ
る。すなわち、あるラセミ体を優先晶出法で分割しよう
とするには、先ず、ラセミ体と両活性体の溶解度を測定
し、ラセミ体>活性体であること、沸点は活性体の方が
ラセミ体より高いこと、ラセミ体の過飽和溶液には活性
体は溶けないこと、更には、ラセミ体と活性体の赤外線
吸収スペクトルが一致することなどを確かめておく必要
がある(山中宏、田代泰久、季刊化学総説、No.6, 198
9, P4-5) 。また、固−液分離のタイミングと濾過時間
を短縮することが、技術的に重要な問題であることなど
からして、優先晶出法は、特殊な結晶にのみ適用可能な
技術である。ジアステレオマー法は、ラセミ体に光学活
性な酸または塩基を作用させて、生成したジアステレオ
マー塩の溶解度の差により、分別結晶によって分ける方
法である。この方法は、分割剤がラセミ体と容易に塩、
または誘導体を形成するものでなければならないことに
よる分割剤の選定の困難さが付随する。また、高純度の
光学活性体を得るのも困難であることや、ラセミ体と等
量の分割剤が必要であるという制約がある。
質に対する立体特異性を利用している。この方法は、光
学活性体を大量に得る方法としては適しており、例え
ば、ヒダントイナーゼ反応と化学的脱カルバミル化反応
を組み合わせた酵素法によるD−アミノ酸の工業的規模
の生産技術が確立している(S. TAKAHASHI, "Biotechno
logy of Aminoacid Production", H. YAMADA et al., K
odansya Ltd., (1986),P.289)。また、米国特許第4,80
0,162 号には、酵素をキャピラリー型膜に固定化するこ
とにより、光学活性体を得る方法が記載されている。し
かしながら、酵素法の場合には、光学分割しようとする
対象ラセミ体に適合する酵素を見つけることが極度に困
難であり、したがって、非常に限定されたラセミ体にし
か適用できないという欠点を有している。クロマトグラ
フィー法は、キラルな化合物を固定相とし、D体、L体
と固定相(充填剤)との相互作用によって光学分割する
方法である。HPLC(高性能液体クロマトグラフィ
ー)法の進歩及び大きな光学認識能を持つ充填剤の開発
によって、対象化合物の範囲が拡大するとともに、処理
能力も向上しているが、まだ工業規模で経済的に行われ
る域には達していない。
連続して光学活性体を得ることができるという利点があ
る。このため、膜による光学分割法も近年、研究が盛ん
になされてきている。その例を挙げるならば、特開昭6
1−50603号公報や特開昭62−180701号公
報に不斉認識能を持つクラウン化合物を含浸させた多孔
質膜を用いる方法が、英国特許公開第2,233,248 号公報
に光学活性ポリマー膜を用いる方法が、開示されてい
る。しかし、これまでの膜による光学分割法は、膜の一
方の側にラセミ体溶液、他方の側に溶媒を接触させると
いう濃度勾配法がとられている。この場合、光学分割対
象物によっては、透過性や分離性に問題があることがあ
った。
は、上記の各種光学分割法の欠点に鑑みて、大量の光学
活性体を経済的、汎用的に得るのに適した新規な光学分
割法を提供することである。
題を解決すべく鋭意研究を行い、本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明は、光学異性体混合物を光学分
割するに際し、光学活性基を有する温度応答性ポリマー
を用いることを特徴とする新規な光学分割法に係わるも
のである。
いて、低温で溶解、高温で不溶となり、冷却されると再
度溶解するという可逆的な溶解挙動を示すものがある。
これらのポリマーの分子構造は、親水性部と疎水性部か
ら成り立っている両親媒性物質である。これらポリマー
は、水溶液状態にあるとき、温度に敏感にしかも可逆的
に応答するので、温度応答性ポリマーと呼ばれ機能性材
料として注目されている。このような温度応答性ポリマ
ーとしては、ポリビニルアルコール部分酸化物、ポリビ
ニルメチルエーテル、メチルセルロース、ポリエチレン
オキシド、ポリビニルメチルオキソゾリジノン、ポリN
−アルキルアクリルアミドなどが知られている。中でも
ポリN−アルキルアクリルアミドについては多くの研究
がなされており、その水溶液は熱刺激に対する応答性が
よく、固有の相転移温度を有する。このようなポリN−
アルキルアクリルアミドの具体例としては、ポリN−n-
プロピルアクリルアミド、ポリN−イソプロピルアクリ
ルアミド、ポリN−シクロプロピルアクリルアミド等が
挙げられる。
答性ポリマーは、溶液に溶解しているポリマーが、ある
温度で不溶化するときに光学異性体混合物の一方を選択
的に取り込むという特異な性質を有するものである。本
発明に用いる光学活性基を有する温度応答性ポリマーと
しては、このような性質を有するものであればどのよう
なものでもよいが、具体的には、N−置換アクリルアミ
ド誘導体と光学活性基を有する重合性モノマーとの共重
合体が挙げられる。特に好ましいものとしては、N−イ
ソプロピルアクリルアミドと光学活性イソブチルアクリ
ルアミドとの共重合体が挙げられる。ポリN−イソプロ
ピルアクリルアミド水溶液は、低温では溶液が透明にな
り、高温になると溶液が白濁する。これは、低温では親
水性であるカルボニル基が水和サイトとして働き、ある
温度以上になると疎水性であるイソプロピル基の運動性
の増大によって脱水和効果が現れ白濁すると考えられ
る。本発明は、このポリN−イソプロピルアクリルアミ
ドのようなN−置換アクリルアミド誘導体に光学活性基
を導入し、光学分割への応用を図ったものである。
イソプロピルアクリルアミドと光学活性イソブチルアク
リルアミドとの共重合体を製造するには、先ず、塩化ア
クリロイルと光学活性ブチルアミンとから光学活性イソ
ブチルアクリルアミドを合成し、次いで、重合開始剤と
してアゾイソブチロニトリル(AIBN)を用いて、N
−イソプロピルアクリルアミドと光学活性イソブチルア
クリルアミドとを共重合させる。共重合体の分子量は
5,000〜100,000 程度が好ましい。
リマーを用いてラセミ体を光学分割するには、分離対象
のラセミ体水溶液に温度応答性ポリマーを溶解後、相転
移(液体→固体)温度以上に温度を上げてポリマーを固
化析出させて、同時に一方の光学異性体を吸着分離す
る。
に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定
されるものではない。尚、例中の%は特記しない限り重
量基準である。
(1) で表される塩化アクリロイル3.09g(34mmol)を塩化
メチレン20mlに溶解し、氷冷下で激しく攪拌しながら、
下記式(2) で表される(S)−(+)−ブチルアミン
5.0g(68mmol)をゆっくりと滴下した。滴下終了後、氷
冷下で4時間攪拌して反応させた。反応物の精製とし
て、まず水で分液し、後は5%の炭酸水素ナトリウム、
水、飽和食塩水、硫酸水素ナトリウムの順に投入するこ
とで不純物を取り除き、残った濾液をエバポレーターに
かけて溶媒を留去し、下記式(3) で表される(S)−イ
ソブチルアクリルアミド3.21g(28mmol)を得た。この生
成物の元素分析値、IRスペクトル、MSスペクトル、
1H−NMRスペクトルをそれぞれ表1、図1、図2、
図3に示した。この製造における反応スキームは下記の
とおりである。
ルアクリルアミドとの共重合体の製造) 下記式(4) で表されるN−イソプロピルアクリルアミド
0.21g(1.83mmol)と製造例1で得られた(S)−イソブ
チルアクリルアミド0.10g(0.79mmol)とをジメチルホル
ムアミド(DMF)に溶解し、重合開始剤としてAIB
Nを加えた後、真空ラインを使って重合管を封管し、70
℃で25時間振とうして重合反応を行った。次いで、重合
管を開管し、減圧蒸留してDMFを留去した後、ジエチ
ルエーテルを用いて沈澱させ、減圧乾燥して粉末を得
た。この粉末を酢酸エチルに溶解してからジエチルエー
テルで再沈し、下記式(5) で表されるN−イソプロピル
アクリルアミドと(S)−イソブチルアクリルアミドと
の共重合体 0.3gの白色粉末を得た。得られた共重合体
の 1H−NMRスペクトルを図4に示した。共重合体中
の(S)−イソブチルアクリルアミドの含有率は 30mol
%であった。この製造における反応スキームは下記のと
おりである。
チルアミンの代わりにR体のブチルアミンを用い、製造
例1と全く同様にして、(R)−イソブチルアクリルア
ミドを製造した。
ルアクリルアミドとの共重合体の製造)N−イソプロピ
ルアクリルアミドと製造例3で得られた(R)−イソブ
チルアクリルアミドを用いて、製造例2と全く同様にし
て、N−イソプロピルアクリルアミドと(R)−イソブ
チルアクリルアミドとの共重合体を製造した。
ルアクリルアミドとの共重合体による光学異性体の吸着
分離)製造例2で得られたN−イソプロピルアクリルア
ミドと(S)−イソブチルアクリルアミドとの共重合体
(以下共重合体Aと略記)を用いて光学異性体の吸着分
離実験を行った。なお、この実験におけるUV測定に関
して、セルは石英製ブラックセルを、UV計は島津製作
所製UV1200を使用し、波長は 190〜350nm で行った。
先ず、共重合体A 0.1gをD−トリプトファン水溶液10
ml(濃度 0.1%) に室温で混合し、直後に混合液のUV
スペクトルを測定し、図5の昇温前の結果を得た。その
後、これを昇温し、50℃で10分間放置し白濁させ、遠心
分離器にかけて沈澱後、その上澄み液をとり、UVスペ
クトルを測定し、図5の昇温後の結果を得た。昇温前後
のUVの差からD−トリプトファン水溶液の昇温前後の
濃度差は1.2×10-2mmol/リットル(5.3%)であった。
ァン水溶液10ml(濃度 0.1%) に室温で混合し、直後に
混合液のUVスペクトルを測定し、図6の昇温前の結果
を得た。その後、これを昇温し、50℃で10分間放置し白
濁させ、遠心分離器にかけて沈澱後、その上澄み液をと
り、UVスペクトルを測定し、図6の昇温後の結果を得
た。昇温前後のUVの差からL−トリプトファン水溶液
の昇温前後の濃度差は0.0mmol/リットル(0.0%) であ
った。この実験から、N−イソプロピルアクリルアミド
と(S)−イソブチルアクリルアミドとの共重合体は、
D−トリプトファンは吸着するが、L−トリプトファン
は吸着しないことがわかる。
ルアクリルアミドとの共重合体による光学分割)製造例
2で得られたN−イソプロピルアクリルアミドと(S)
−イソブチルアクリルアミドとの共重合体(共重合体
A)を用いて光学分割実験を行った。共重合体A 0.1g
をラセミ体のトリプトファン水溶液10ml(濃度 0.1%)
に室温で混合した。その後、これを昇温し、50℃で10分
間放置し白濁させ、遠心分離器にかけて沈澱後、その上
澄み液をとり、光学分割カラムによりD体とL体の組成
割合を分析した結果、D体0%、L体 100%であった。
ルアクリルアミドとの共重合体による光学分割)製造例
4で得られたN−イソプロピルアクリルアミドと(R)
−イソブチルアクリルアミドとの共重合体(以下共重合
体Bと略記)を用いて光学分割実験を行った。共重合体
B 0.1gをラセミ体のトリプトファン水溶液10ml(濃度
0.1%) に室温で混合した。その後、これを昇温し、50
℃で10分間放置し白濁させ、遠心分離器にかけて沈澱
後、その上澄み液をとり、光学分割カラムによりD体と
L体の組成割合を分析した結果、D体 100%、L体0%
であった。
ポリマーを用いることを特徴とする新規な光学分割法
は、分離対象のラセミ体水溶液にこのポリマーを溶解
後、温度を上げてポリマーを固化析出させて、同時に一
方の光学異性体を吸着分離するというものである。それ
ゆえ、本発明の光学分割法は、装置及び操作が簡単で、
大量の光学活性体を経済的、汎用的に得るのに適してお
り、工業化に有利な方法である。
リルアミドのIRスペクトルである。
リルアミドのMSスペクトルである。
リルアミドの 1H−NMRスペクトルである。
ルアミドと(S)−イソブチルアクリルアミドとの共重
合体の 1H−NMRスペクトルである。
イソブチルアクリルアミドとの共重合体と、D−トリプ
トファン水溶液との混合液の昇温前後のUVスペクトル
である。
イソブチルアクリルアミドとの共重合体と、L−トリプ
トファン水溶液との混合液の昇温前後のUVスペクトル
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 光学異性体混合物を光学分割するに際
し、光学活性基を有する温度応答性ポリマーを用いるこ
とを特徴とする新規な光学分割法。 - 【請求項2】 光学活性基を有する温度応答性ポリマー
が、N−置換アクリルアミド誘導体と光学活性基を有す
る重合性モノマーとの共重合体である請求項1記載の新
規な光学分割法。 - 【請求項3】 光学活性基を有する温度応答性ポリマー
が、N−イソプロピルアクリルアミドと光学活性イソブ
チルアクリルアミドとの共重合体である請求項1記載の
新規な光学分割法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15890795A JP3696930B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 新規な光学分割法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15890795A JP3696930B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 新規な光学分割法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0912482A true JPH0912482A (ja) | 1997-01-14 |
JP3696930B2 JP3696930B2 (ja) | 2005-09-21 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15890795A Expired - Fee Related JP3696930B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 新規な光学分割法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3696930B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6706839B1 (en) | 1999-02-10 | 2004-03-16 | University Of Pittsburgh | Chemical partitioning agents and methods of using same |
WO2006136074A1 (fr) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | The Hong Kong Polytechnic University | Masque facial thermosensible et son procédé de préparation |
CN102659981A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-09-12 | 天津工业大学 | 一种l-氨基酸改性的温敏型微凝胶 |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP15890795A patent/JP3696930B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US6706839B1 (en) | 1999-02-10 | 2004-03-16 | University Of Pittsburgh | Chemical partitioning agents and methods of using same |
WO2006136074A1 (fr) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | The Hong Kong Polytechnic University | Masque facial thermosensible et son procédé de préparation |
CN102659981A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-09-12 | 天津工业大学 | 一种l-氨基酸改性的温敏型微凝胶 |
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