JPS6144850A - アミノ酸又は/及びペプチドの製造法 - Google Patents

アミノ酸又は/及びペプチドの製造法

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JPS6144850A
JPS6144850A JP59166199A JP16619984A JPS6144850A JP S6144850 A JPS6144850 A JP S6144850A JP 59166199 A JP59166199 A JP 59166199A JP 16619984 A JP16619984 A JP 16619984A JP S6144850 A JPS6144850 A JP S6144850A
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JP
Japan
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acid
catalyst
reaction
light
ammonia
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JP59166199A
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Tomoji Kawai
知二 川合
Nanao Kawai
河合 七雄
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、アミノ酸又は(及び)ペプチドの新規製造法
に関する。
従来技術 光触媒を用いたアミノ酸又は(及び)ペプチドの製造法
として実用的価値を有するものは、従来技術には全く存
在しない。
発明の目的 本発明の目的は、半導体光触媒を用いて光エネルギーを
駆動力として、炭水化物等とアンモニア等とから効率良
くアミノ酸又は(及び)ペプチドを製造するという、全
く新規なアミノ酸又は(及び)ペプチドの製造法を提供
することにある。
発明の構成及び効果 本発明は、炭水化物及び有機酸の少なくとも1種とアン
そニア、その塩及び1級アミンの少なくとも1種とに、
溶媒中半導体光触媒の存在下に、該触媒によって吸収さ
れる波長の光を照射することを特徴とするアミノ酸又は
(及び)ペプチドの製造法に係る。
上記本発明により、アミノ酸又は(及び)ペプチドを効
率的に製造できるのであるが、そのメカニズムは次の様
なものと考えられる。
即ち、本発明において用いる後記半導体光触媒は強い酸
化、還元力を有している。そして、そのエネルギー構造
は、価電子帯、伝導帯、バンドギャップによって構成さ
れておシ、バンドギャップ以上のエネルギーを持つ光の
照射によシミ電子が伝導帯に励起され、価電子帯には空
孔が生じる。この励起された電子及び生じた空孔が、炭
水化物等とアンモニア等とを酸化、還元して結合させる
ことによりアミノ酸又は(及び)ペプチドを生成するも
のと考えられる。
上記メカニズムにおいて、価電子帯の位置の深い半導体
光触媒はど強い酸化力を持ち、伝導帯の浅い半導体光触
媒はど強い還元力を持つと考えられる。
より具体的には、例えば下記反応様式によ)炭水化物等
(炭水化物の場合は半導体光触媒によシ有機酸に変換さ
れ友後反応すると考えられる)とアンモニア等が反応し
てアミノ酸が生成すると推定できる。
〈推定反応メカニズム〉 (1)メカニズム1(直接アンモノリシス)(2)メカ
ニズム2(ケト酸の還元) (3)メカニズム8(二重結合への付加)(4)メカニ
ズム4(酸化的ラジカル反応)酸基又はハロゲン原子を
示す。) また、ペプチドは、上記で生成したアミノ酸が、半導体
光触媒存在下に、更に結合して生成するものと推定でき
る。
本発明における炭水化物及び有機酸としては、側光ばグ
ルコース、フルクトース、マンノース等01m1%サッ
カロース、トレハロース、マルトース、セルビオース、
ケンチオビオース、ラクトース等の二接類、デンプン、
グリコーゲン、イヌリン、リケニン、セルロース、ヘミ
セルロース、ペクチン等の多糖類、ピルビン酸、ケトグ
ルタル酸、オキザロ酢酸、ケト酪酸、アセト酢酸、レブ
リン酸等のケト酸、α−ブロモプロピオン酸、ブロモ酢
酸、α−クロロプロピオン酸、クロロ酢酸等のハロゲノ
酸、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン酸、グリセリ
ン酸、酒石酸、クエン酸等のオキシ酸、フマル酸、マレ
イン酸、イタコン酸、メサコン酸等の不飽和有機酸、酢
酸、プロピオン酸等の飽和有機酸等を挙げることができ
、これらの少なくとも1種を用いる。
本発明におけるアンモニア、その塩及び1級アミンとし
ては、例えばアンモニア、塩化アンモニウム、臭化アン
モニウム、沃化アンモニウム、硝酸アンモニウム等のア
ンモニウム塩、メチルアミン、エチルアミン、プロピル
アミン、ブチルア“ミこれらの少なくとも1種を用いる
本発明における半導体光触媒としては、強い酸化、還元
力を有するもの即ち光エネルギーを吸収しそれを化学エ
ネルギーに効率的に変換するものが用いられる。そのよ
うな半導体光触媒としては、例えば8i0(400nm
以下の波長の光エネルギーを吸収して酸化、還元反応を
起す、以下同様)%GaF(560nm以下)、8!(
800nm以下)、G&ムS(850nm以下)、Cd
8(570nm以下)、8rTiOa(880nm以下
)、InP(870nm以下)、0c18e(800n
m以下)% Tj02(400nIn以下)sM08s
(700nm以下)b F620g (600”m以下
) s IngOa(470nm以下) s WOa 
(470nm以下)、MO8e12(750nm以下)
等を挙げることができ、これらの少なくとも1種を用い
る。
アミノ酸又は(及び)ペプチドの生成が前記メカニズム
1〜8によシ起こる場合には、上記半導体光触媒に、還
元反応を促進する助触媒を担持するのが好ましい。その
ような助触媒としては、例えばpt、 Pd、 Rh、
 l、 MOl(io、 Ni、 zn、 9n等の金
属、RuO2等の金属酸化物等を挙げることができ、こ
れらの少なくとも1種を用いる。これらの内、pt%p
a、 Rh、 Ni等の水素発生の活性の高いものが好
ましい。
上記助触媒を担持する場合の担持法としては、特に限定
されず、常法例えば含浸法、混練法、光電析法等のいず
れによっても良い。また、上記助触媒の担持量は、特に
限定されないが、半導体光触媒に対して通常0.001
〜80重量%程度、好ましくは0.1〜10重量%とす
るのが適当であるO半導体光触媒又はこれに上記助触媒
を担持したものは、反応効率の点から、微粒子状で使用
するのが好ましい。その粒径は、通常5 nm〜100
μm程度好ましくは89 nm−10μmとするのが良
い。
本発明によるアミノ酸又は(及び)ペプチドの製造は、
炭水化物及び有機酸の少なくとも1種とアンモニア、そ
の塩及び1級アミンの少なくとも1種とを、溶媒中半導
体光触媒の存在下に該触媒によって吸収される波長の光
を照射して、好ましくは撹拌下に反応させることによシ
行なわれる。
溶媒としては、光反応に関与せず且つ炭水化物及び有機
酸の少なくとも1種とアンモニア、その塩及び1級アミ
ンの少なくとも1種とを溶解できるものがいずれも使用
可能であるが、好ましいものとして例えば水、アセトニ
トリル、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等
の極性有機溶媒を挙げることができ、これらの少なくと
も1種を用いる。特に好ましい溶媒は、水又は水と上記
極性有機溶媒との混合溶媒である。
炭水化物及び有機酸の少なくとも1種の使用量は、特に
限定されないが、上記溶媒中通常10μM〜IOM程度
の濃度とするのが適当である。また、アンモニア、その
塩及び1級アミンの少なくとも1種の使用量は、特に限
定されないが、上記溶媒中通常lOμM〜IOM程度の
濃度とするのが適当でおる。更に、半導体光触媒の使用
量は、特に限定されず光の照射量に応じて適宜決定すれ
ば良いが、例えば500Wのキセノンランプ光照射の場
合上記溶媒中0.08〜8重量%程度、好ましくは0、
1−1重量%の濃度で懸濁させるのが適当である0 照射する光の強度は、特に限定されないが、通常500
0〜1000000d10n2程度の照度とするのが適
当である。また、照射する光は、前記半導体光触媒が吸
収する9QQnm 以下程度の波長の光即ち半導体光触
媒のバンドギャップ以上のエネルギーを持つ波長の光を
含んでいることが必要である。
使用可能な光源としては、特に限定されないが、例えば
キセノンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ等を挙げ
ることができる。
上記光反応の反応雰囲気としては、特に限定されないが
、反応が前記メカニズム1〜8に従う場合には窒素、ア
ルゴン等の不活性雰囲気、脱気雰囲気(反応容器中の空
気等を除去した後の溶媒蒸気雰囲気)等の非酸化的雰囲
気であるのが好ましく、又前記メカニズム4に従う場合
には、空気、酸素、これらの混合物等の酸化的雰囲気で
あるのが好ましい。また、反応温度は、特に限定されな
いが、通常θ〜50°C程度好ましくは室温とするのが
適当である。
反応時間は、用いた原料や半導体光触媒の種類や濃度、
光の照射量や波長、雰囲気等の各条件により種々変動し
、一義的に規定するのは困難であるが、通常1〜100
時間程度好ましくは15〜::・ 50時間とすることが多い。通常、反応時間の経過に従
ってアミノ酸又は(及び)ペプチドの生成量が増加する
が、反応時間が長くなシ過ぎると生成物の分解が起こる
ので好ましくない。
かくして、反応系中にアミノ酸又は(及び)ペプチドが
生成する。生成したアミノ酸又は(及び)ペプチドは、
常法例えば抽出、再結晶、各種クロマトグラフィー等に
よシ容易に単離できる。
本発明によ)製造できるアミノ酸又は(及び)ペプチド
の種類は、原料、半導体光触媒、光等の各条件によシ種
々であるが、好適に得られるものを挙げれば、例えばグ
リシン、アラニン1セリン1アスパラギン酸、グルタミ
ン酸、ロイシン、リジン、フェニルアラニン、バリン等
のアミノ酸、これらアミノ酸の2量体、8量体例えばグ
リクルーアラニン、グリシル−グリシン、グリシル−ア
ラニン−フェニルアラ二y1これらペプチドの2量体、
8量体、4量体等のペプチドである。また、アミノ酸又
は(及び)ペプチドの収率は、上記各条件によって変動
するが、より好適な条件下で紘所望のアミノ酸等を60
%以上という好収率で得ることもできる。
本発明の光エネルギーを駆動力とする全く新しい製造法
によシ、アミノ酸又は(及び)ペプチドを効率良く製造
することができる。
実施例 以下、実施例を挙げて、本発明をよル具体的に説明する
実施例1 グルコース0.05M及びNH40A’0.2Mの混合
水溶液80m1を2’00mJ容の7ラスコに入れ、更
に白金を10重量%担持させたTiQ、光触媒(粒径0
.5μm)800mjFを懸濁させた後、脱気雰囲気下
撹拌しながら室温にて600Wキセノンランプ全光照射
により照度8万(jd/cm”の光を48時間照射して
反応させた。
反応後の溶液をアミノ酸分析機で分析したところ、グリ
シン、アラニ/、セリン、アスパラギン酸等のアミノ酸
及びグリシル−アラニン、グリシル−グリシン等のペプ
チドが生成していることが判った。各アミノ酸Q及びベ
プチ爬量は、それぞれグリシンが21mf/  (グル
コースに対する収率6.7%)、アラニyが4.2mF
、セリンが400μf1  アスパラギン酸が200μ
fで、グリシル−アラニンが50μf1グリシル−グリ
シンが90μfであった。
上記反応に有効な波長は、Tt02のバンドギャップよ
りエネルギーの大きい400 nm以下の紫外光であっ
た。
上記反応におiて半導体光触媒のみを白金を10重量%
担持させたOd8 (粒径0.8μm)に代えた他はす
べて同様に反応させたところ、全体の収量は低下したが
アラニンの選択性が増加し、グリシンが4ml、アラニ
ンが8.4mFそれぞれ生成した。
本実施例の反応は、グルコースとアンモニアの酸化分解
及び酸化分解生成物の還元反応によると考えられ、グル
コースが半導体光触媒によってグルコン酸等を経てグリ
コール酸、酢酸等の有機酸にな)、前記メカニズムl又
は4に従ってグリシン等を生成したと考えられる。また
、ペプチドは、生成したアミノ酸が該触媒によシニ分子
結合して生成したものである。
実施例2 ピルビン酸0.8M及びNH31,5Mの混合水溶液8
0mIIに白金を10重量%担持させた0d8(粒径0
.8μm)光触媒aoomrを懸濁させたものを200
m!容のフラスコに入れて、脱気雰囲気下撹拌しながら
室温にて、実施例1と同じ条件で48時間光照射して反
応させた。
反応後の溶液を分析したところ、585mFのアラニン
が生成していた(収率60%)。
ピルビン酸に代えてオキザロ酢酸又はケトグルタル酸を
用いた他はすべて同様にして反応させたところ、それぞ
れアスパラギン酸(収率8%)又はグルタミン酸(収率
48X)が生成した。
本実施例の反応は、前記メカニズム2即ちケト酸のカル
ボニル基の還元とアンモニアの付加によって進行するも
のと考えられる。
実施例8 実施例2において、ピルビン酸に代、tてフマル酸を用
いた他はすべて同様にして反応させたところ、819m
Fのアスパラギン酸が得られた(収率24%)0 この反応は、前記メカニズム8即ち二重結合へのアンモ
ニアの付加によって進行するものと考えられる。
実施例4 実施例2において、ピルビン酸に代えてグリコール酸を
用いた他はすべて同様にして反応させたところ、210
mfのグリシンが得られた(収率28%)。
この反応は、前記メカニズム1即ちグリコール酸のヒド
ロキシラジカルとアンモニアとの置換反応による直接ア
ンモノリシスによって進行するものと考えられる。
実施例5 プロピオン酸0.8M及びNH31,5M の混合水溶
液8omlにIn208(粒径8μm>光触媒を懸濁さ
せたものを200!III容のフラスコに入れて、空気
雰囲気下撹拌しながら室温にて、実施例1と同じ条件で
48時間光照射して反応させた。
反応後の溶液を分析したところ、178mFのアラニン
が生成していた(収率20%)。
この反応は、前記メカニズム4即ちプロピオン酸及びア
ンモニアが酸化され、生じ九ラジカルが結合することに
よシ進行するものと考えられる。
実施例6 実施例1におりて、半導体光触媒を無担持のTiot(
粒径065μm)に代え、更に雰囲気を空気雰囲気とし
た他はすべて同様にして反応させ、グリシン25mFを
得た(収率8X)。
この反応は、グルコースの酸化分解によシ生じた直鎖カ
ルボン酸が前記メカニズム4に従って反応して、進行す
るものと考えられる。
(以上) 手続補正書(方幻 昭和59年12月鳳4日 特許庁長官  志賀 学   殿 1、事件の表示 昭和59年 特 許 願書166199  号2、発明
の名称 アミノ酸又は/及びペプチドの製造法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 4、代理人 大阪市東区平野町2の10沢の鶴ビル電話0fr−20
3−0941(代)7° 補正i対i  適正な願書及
び明細書中「発明の名称小の項8°補正0内容 訂正願
書 1通 別紙添附の通り 補正の内容 18Jl細書中発明の名称の項の記載を下記の通シ訂正
する。
「アミノ酸又は/及びペプチドの製造法」(以 上)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭水化物及び有機酸の少なくとも1種とアンモニ
    ア、その塩及び1級アミンの少なくとも1種とに、溶媒
    中半導体光触媒の存在下に、該触媒によつて吸収される
    波長の光を照射することを特徴とするアミノ酸又は(及
    び)ペプチドの製造法。
JP59166199A 1984-08-08 1984-08-08 アミノ酸又は/及びペプチドの製造法 Pending JPS6144850A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007320918A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Mitsuyoshi Akatsuka アミノ酸の製造方法
JP2015504872A (ja) * 2011-12-19 2015-02-16 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法、混合物、組成物及び錯体形成剤の製造方法
US9512061B2 (en) 2011-12-19 2016-12-06 Basf Se Process for the preparation of racemic alpha-amino acids

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JP2017214382A (ja) * 2011-12-19 2017-12-07 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 製造ラセミα−アミノ酸又はグリシンの製造方法、混合物、組成物及び錯体形成剤の製造方法

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