JPS62286959A - 光学活性シアノカルニチン塩の製造方法 - Google Patents

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】 発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はし一力ルニチンの合成に用いられる重要な中間
体であるＬ−（２−ヒドロキシ−３−シアノプロピル）
トリメチルアンモニウム塩（以下Ｌ−シアノカルニチン
塩と略す）を製造する方法において分割剤である光学活
性な酸と光学不活性な酸を組み合せて用いることによっ
て口し−シアノカルニチン塩を効率的に光学分割し、Ｌ
−シアノカルニチン塩のみを収率良く、かつ、光学的に
高純度で製造□することを目的とする。

Ｌ−力ルニチンはビタミンＢｙとして知られ、人間から
微生物に至る多くの生物組織中に含有されている重要な
化合物である。近年、その生理作用ならびに臨床的応用
に関して多くの研究がなされ慢性の血液透析、心臓不整
脈の抑制などの臨床の分野における治療剤として注目さ
れている。従来臨床的にはＤＬ−力ルニチン（ラセミ体
）が用いられていたが、Ｄ−カルニチンがし一カルニチ
ンの生理作用を競合的に阻害することが知られるように
なり、〔アイ・ビー・フリック等、ジャーナル、オプ、
バイオロジカル、ケミストリー、ｉＢ、Ｆｒ１ｔｚ；Ｊ
、Ｂｉｏｌ、　Ｃｈｅｍ、　２４０．２１８８（１９６
５）　）治療や研究の目的にＬ−力ルニチンを工業的に
安価に製造することが必要になってきた。

（従来の技術） し−力ルニチンの製法は、先ず、ＤＬ−シアノカルニチ
ン塩を合成し、これを光学分割することによって得られ
るし一シアノカルニチン塩を加水分解する方法が一般的
である。そのうち、ＯＬ−シアノカルニチン塩を光学活
性な分割剤を用いて分割する方法としては、従来法のも
のが公知である。

■　光学分割剤としてｄ−ショウノウ−１Ｏ−スルホン
酸と（−）−ジベンゾイル−ｔ、ｇ−酒石酸の２種類を
組合わせて用いる方法〔ニー・シュトラック等；ツアイ
トシュリフト、フィール、フィジオロジッシェ、ヘミ−
１Ｅ、５ｔｒａｃｋ等；Ｚ、Ｐｈｙｓｉｏ１．Ｃｈｅｍ
、３旦、１２９（１９６０））　、この方法では、先ず
、塩酸ＤＬ−シアノカルニチンを酸化銀で処理して水酸
化ＤＬ−シアノカルニチンとし、これにｄ−シュウノウ
−１０−スルホン酸を添加してＤＬ−シアノカルニチン
・ｄ−ショウノウ−１０−スルホン酸塩を形成させ、生
成した２種のジアステレオマー間の溶媒に対する溶解度
差を利用して両者を分離する。この際、母液中に残る粗
し一シアノカルニチン・ｄ−ショウノウ−１０−スルホ
ン酸塩を塩酸処理して得た粗塩酸し一シアノカルニチン
を再び酸化銀で処理して粗水酸化し一シア之力・ルニチ
ンとし、これに、もう１つの分割剤である（−）−ジベ
ンゾイル−Ｌｇ−酒石酸を添加して難溶性塩であるし一
シアノカルニチン・　（−）−ジベンゾイル−Ｌｇ−酒
石酸塩を形成させ、分別晶出により精製する。

■　分割剤としてＬｇ−（＋）−酒石酸、または（−）
−ジベンゾイル−Ｌｇ−酒石酸を用いてＬ−シアノカル
ニチン塩を分割取得する方法〔綾田：薬誌、■、７７Ｂ
（１９６１）　）。

■　分割剤としてｌ−ショウノウ−１０−スルホン酸を
用いてＬ−シアノカルニチン塩を分割取得する方法〔堀
内等；特公昭４Ｏ−３８９１）。

■　分割剤としてＮ−アセチル−ローグルタミン酸を用
いてＬ−シアノカルニチン塩を分割取得する方法、また
は、Ｎ−アセチルＬ−グルタミン酸を用いてＤ−シアノ
カルニチン塩を分割取得する方法〔土肥等；特公昭４３
−８２４８）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の方法のうち■Ｅ、５ｔｒａｃｋ法は目的とするＬ
−シアノカルニチン・ｄ−ショウノウ−１０−スルホン
酸塩が溶媒に易溶性の塩であるため、そのままでは精製
して光学純度を上げることはできないのでもう１つの分
割剤である（−）−ジベンゾイル−Ｌｇ−酒石酸を用い
て再び精製する必要がある。このように２種の分割剤を
用いると分割剤が製品に比べて高価であるので生成コス
トが亮くつき、工業的分割法としては不適当である。ま
た、■絞出法は分割剤との間で精製する２種のジアステ
レオマー塩間の溶解度差が小さいので、分割の効率が悪
い。■城内法は、分割剤が天然物由来でないため、コス
トが高くなる。■土肥法も、目的のし一シアノカルニチ
ン塩を取得するための分割剤が天然由来のＮ−アセチル
−し−グルタミン酸でなくその対掌体であるＮ−アセチ
ル−Ｄ−グルタミン酸であるので工業的に不利である。

またＤ−シアノカルニチン・Ｎ−アセチル−し−グルタ
ミン酸塩を取出した母液から目的とするし一シアノカル
ニチン塩を取出すには、これを相当する塩酸塩に変えた
のち、光学純度を上げるために分別晶出を繰返し行なう
必要があり、精製の効率が悪い。

これに対し、本発明は分割剤を用いてＤＬ−シアノカル
ニチン塩を光学分割した分割母液中に残存する粗し−シ
アノカルニチン塩、もしくは光学分割で効率よく精製で
きなかった粗し一シアノカルニチン塩を更に光学的に精
製するために、そのシアノカルニチンの対イオンである
光学活性な酸（分割剤）を、より安価な光学不活性な酸
に交換し、それによって分割効率の良いラセミ混合物の
塩を形成させ、分別晶出により、高収率かつ高純度でＬ
−シアノカルニチン塩を製造する方法である。・また、
使用する対イオンが光学不活性な酸であるため多数の候
補の中から、目的に応じて任意に選ぶことができ、かつ
、光学分割剤に比べて安価に入手できるので工業的に応
用できる有利な方法である。

なお、シアノカルニチンとラセミ混合物を形成する光学
不活性な酸としては、従来、塩酸、シュウ酸、および過
塩素酸、〔ジェー・ジャーク等；Ｊ。

Ｊａｃｑｕａｓ等；Ｆｒ、　２，５３６．３９Ｈ１９８
４）　）が公知である。また、この方法はＤ−シアノカ
ルニチン塩を効率良く高純度で製造したい場合にも全く
同様に用いることができる。

〔問題点を解決するための手段〕

ＯＬ−シアノカルニチン塩■の光学分割は、幾つかの光
学活性な酸を分割剤として試みられてきたが、いずれも
効率良く、かつ安価にＬ−シアノカルニチン塩を精製し
製造することができなかった。

我々は更に分割効率の良い光学活性な酸を求めて探索研
究を行なうと共に、一旦分割した粗し−シアノカルニチ
ン塩の光学純度および精製効率を向上させる方法を模索
するうち、Ｌ−シアノカルニチン塩を形成している光学
活性な酸Ｒ”　Ｈを光学不活性な酸ＲＨと置き換えるこ
とによって、し−シアノカルニチン塩自体の結晶性が良
くなり、かつ優先的にＬ一体のみが晶出し易くなる事実
を発見し、本発明に至った。

Ａ−）リウム、陰イオン交換 １　　；　　Ａ＝Ｃ１，Ｂｒ、　　Ｉ ｎ　、ＡＨ＝Ｒ”　Ｈ（光学活性な酸）ＩＩＩ；ＡＨ＝
ＲＨ（光学不活性な酸）樹脂などで処理することによっ
て生成した水酸化ＯＬ−シアノカルニチンに分割剤であ
る光学活性な酸Ｒ”　Ｈを加えて、光学活性な対アニオ
ンＲ９−と被分割剤であるＤＬ−シアノカルニチンカチ
オンとのジアステレオマー塩■を形成させ、２種のジア
ステレオマー塩間の溶媒に対する溶解度差を利用して、
分別晶出し、両者を大まかに分割するものである。

本発明に利用できる第１段階の光学分割剤は光学活性な
酸もしくは光学活性な酸性化合物Ｒ”ｌ−ｔであって、
シアノカルニチンと塩を形成し、生成する２種のジアス
テレオマー塩田間に溶媒に対する溶解度差があるもので
あれば何でもよく、例えば、ショウノウ−１０−スルホ
ン酸、マンデル酸、シス−２−ベンズアミドシクロヘキ
サンカルボン酸、２−フェニルプロピオン酸、２−フェ
ニル−３−メチルブタン酸、２−フェノキシプロピオン
酸、５−ヒダントインプロピオン酸、１．１−メチレン
ビス（５−オキソ−２−ピロリジン）シルボン酸、２−
ブタンスルホン酸、ピロリドンカルボン酸、１−フェニ
ルエタンスルホン酸、酒石酸モノメチルエステル、３−
ブロムショウノウ−８−スルホン酸、フタル酸モノ１−
フェニルエチルアミド、フタル酸モノメンチルアミドな
どの一塩基酸、酒石酸、リンゴ酸、ショウノウ酸、ジベ
ンゾイル酒石酸、ジアセチル酒石酸、モノベンゾイル酒
石酸、ジトルイル酒石酸、６．６−シニトロジフエン酸
などの二塩基酸、グルタミン酸、アスパラギン酸、ホモ
システィン酸、Ｎ−アセチルバリン、Ｎ−アセチルイソ
ロイシン、Ｎ−アセチルセリン、Ｎ−アセチルスレオニ
ン、Ｎ−アセチルヒドロキシプロリン、Ｎ−アセチルプ
ロリン、Ｎ−アセチルフェニルアラニン、Ｎ−アセチル
チロシン、Ｎ−アセチルヒドロキシフェニルグリシン、
Ｎ−アセチルグルタミン酸、Ｎ−アセチルアスパラギン
酸、Ｎ〜ルアセチル３．５−ジブロモチロシン、カルバ
モイルバリン、ｐ−ニトロベンゾイルグルタミン酸、カ
ルバモイルグルタミン酸などのアミノ酸類などの他、キ
ナ酸、２−ケトグルコン酸、２．３．４．６−テトライ
ーアセチル−グルコース、グルコン酸、アスコルビン酸
、イソアスコルビン酸、ガラフタル酸、グルクロン酸、
α−ガラクツロン酸などの糖類があげられる。

上に挙げた光学活性な酸Ｒ”　Ｈと水酸化ＯＬ−シアノ
カルニチンの比は当量が好ましく、光学活性な多塩基酸
に対しては、一つの酸性置換基に対してＤＬ−シアノカ
ルニチンが当量でよい場合もある。

分別晶出に用いる溶媒としては水、メタノール、エタノ
ール、プロパツール、イソプロパツール、メトキシエタ
ノール、およびこれらと水の混合溶媒であり、好ましく
はメタノール、エタノール、および、これらと水の混合
溶媒がよい。分別晶出の回数は次の工程で更に精製でき
るので、１回でも充分であるが、分別晶出を繰り返すこ
とによって著しく光学純度が上がる場合には、数回繰り
返してもよい。

本発明の第２段階では第１段階で得られた粗しまたはＤ
−シアノカルニチンの光学活性塩Ｈの対アニオンＲ９−
を光学不活性な酸ＲＨから生ずる対イオンＲ′″に置き
換えて、シアノカルニチン塩■がラセミ混合物である塩
を生成させ、その塩■の光学活性体と０シ（ラセミ）体
との間の溶媒に対する溶解度差および同種の光学活性体
同士の親和力が大きく、ＬまたはＤの光学活性体のみが
晶出し易い性質を利用して、分別晶出させるものである
。

その詳細な方法は以下の如くである。光学活性な酸Ｒ”
　Ｈを対アニオンとする当該塩■の分割後の母液もしく
は当該塩■を溶媒に溶かした溶液に光学不活性な酸の塩
■を構成する対アニオンを生ずる当該酸ＲＨを加えて、
光学活性な酸Ｒ′″Ｈを析出させ、効率良く回収できる
場合には上記の方法により、一方、この方法では当該酸
Ｒ”　Ｈが析出しない場合、もしくは、抽出等により効
率良く回収されない場合には、光学活性な酸の塩Ｈの水
溶液を陰イオン交換樹脂（０１）型）に通液して水酸化
しまたはＤ−シアノカルニチンの水溶液とし、これに光
学不活性な酸ＲＨを添加して、当該塩■を形成させても
よい。

この場合に用いる陰イオン交換樹脂としては、例えばア
ンバーライトＩＩ？Ａ−４００、Ｉｌ？Ａ−９１０（オ
ルガノ社製）、ダウエックス１．２　（ダウケミカル社
製）などがある。

光学不活性な酸ＲＨとしては、当該対アニオンＲ−がシ
アノカルニチンと結晶性の良い塩を形成し、その生成し
た塩がラセミ混合物であるものであれば何でもよく、例
えばベンゼンスルホン酸、フェノール−４−スルホン酸
、ｐ−クロロベンゼンスルホン酸、ｐ−また０−トルエ
ンスルホン酸、２．５−ジメチルベンゼンスルホン酸、
ｍ−キシレンスルホン酸、２−メシチレンスルホン酸、
２−ナフタリンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタン
スルホン酸などのスルホン酸類、安息香酸、ｐ−または
ｏ−トルイル酸、ｐ−または０−ブロム安息香酸、ｔ−
ブチル安息香酸、Ｉ）−＋ｍ−または０−ニトロ安息香
酸ｐ−，ｍ−または０−クロロ安息酸、ｐ−またはｍ−
ヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、アセチルサリチル酸
、ベンゾイルサリチル酸、ｐ−アセチル安息香酸、ドア
ニス酸、トフエノキシ安息香酸、ｐ−アセチルアミノ安
息香酸、チオサリチル酸、３．５−ジニトロ安息香酸、
２゜４−ジクロロ安息香酸、２．４−ジヒドロキシ安息
香酸、ベラトルム酸、４−または５−クロロサリチル酸
、５−プロモサリチル酸、４−クロロ−０−アニス酸、
２−クロロ−４−二トロ安患香酸、２−ニトロ−４−ク
ロロ安息香酸、３−ニトロ−４−クロロ安息香酸、２−
クロロ−４−二トロ安息香酸などの安息香酸誘導体、ミ
リスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、β−ブロム
プロピオン酸、ｐ−ヒドロキシフェニル酢酸、０−クロ
ロフェニル酢酸、α−ナフタリン酢酸、フェノキシ酢酸
、馬尿酸、ジフェニル酢酸、ベンジル酸くケイ皮酸、２
−フランカルボン酸、チオフェン−２−カルボン酸など
の一塩基酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、−アジピ
ン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、フェニルマ
ロンＭ、１゜３−アセトンジカルボン酸、２−ケトグル
タル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、スル
ホサリチル酸、２．２−チオグリコール酸なとの二塩基
酸、トランス−アコニット酸、クエン酸、トリメシン酸
、トリメリド酸、などの多価酸、硫酸、ホウ酸、リン酸
、過塩素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸などの無機酸で
あり、また、ピクリン酸などの酸性化合物であってもよ
い。

水酸化シアノカルニチンと当該ＲＨとの比は当該酸が１
価であるものについてはｌ：１．２価であるものについ
ては１：ｌもしくは２：１が好ましい。多価であるもの
については１：１もしくは当該酸ＲＨの一つの酸性官能
基に対して水酸化シアノカルニチンが当量でよい場合も
ある。ここで得られるし一シアノカルニチンと光学不活
性な酸１？Ｈとの塩を分別晶出する溶媒としては例えば
メタノール、エタノール、プロパツール、イソプロパツ
ール、メトキシエタノールまたは、これらと水の混合溶
媒が用いられる。分別晶出の回数、濃度および温度は分
別晶出を行なう当該塩■の性質および塩■と溶媒の組合
せによって異なるが、１回ないし数回の分別晶出および
、溶媒に対して当該塩■が１０〜７０％の濃度になるよ
うに４０〜８０℃付近で溶解させ、−１０〜５０℃で徐
々に晶出させるのが好ましい。

こうして得られた光学活性の当該塩■は、相当する塩化
物に変えることなくそのまま引き続き塩酸を加えて、加
熱、加水分解し、し−カルニチン塩酸塩とする。この際
、塩酸添加により生成する光学不活性な酸ＲＨは濾過、
もしくは溶媒による抽出によって回収することも可能で
ある。このＬ−カルニチン塩酸塩の溶液より、イオン交
換樹脂を用いて精製し、Ｌ−力ルニチンを単離する方法
については既に本発明者らが発明し出願した特許出願（
出願番号５９−１８７３７７）　している通りである。

（実施例） 実施例１ 塩化ＯＬ−シアノカルニチン１７．９ｇを１０％水溶液
とし、これをアンバーライトＩＩ？Ａ−４１０（０１）
型）のカラム（２２ｍｍ　Ｘ　３００ｍｍ）に流下させ
て得られる水酸化ＤＬ−シアノカルニチン溶液に光学分
割剤として等モルのｄ−ショウノウ−１０−スルホン酸
２３゜２ｇを加えて溶解させ、減圧上濃縮乾固する。こ
の濃縮残渣をエタノールより再結晶して得られたＤ−シ
アノカルニチン・ｄ−ショウノウ−１０−スルホン酸塩
の結晶を濾別し、母液を濃縮した後、この残渣を２００
　　ｍｌの水に溶かし、再びこれをアンバーライトＩＲ
Ａ−４１０ＣＯＨ型）のカラム（２２ｍｍＸ　１５０ｍ
ｍ）　　に流下させ、生成する粗水酸化し一シアノカル
ニチンの水溶液にシュウ酸・二水和吻７．２ｇを加えて
濃縮乾固する。得られた粗結晶を７０％メトキシエタノ
ール３５ｇに加熱溶解し、再結晶を行なう。この溶液を
１０℃まで徐冷して晶出するＬ−シアノカルニチン、酸
性シュウ酸塩の結晶を濾過して減圧下乾燥させ、１０．
０ｇ　　（収率８０％）の結晶を得る。ｍｐ、　１４６
−７℃、〔α〕。′５＝　−２０，６°　（Ｃ＝２．水
）。

上記のし一シアノカルニチン・酸性シュウ酸塩９．０ｇ
に濃塩酸１０ｍ　ｌを加えて８０℃で２時間加熱した後
、濃縮乾固する。得られた残渣を５％水溶液とし、アン
モニア水で中和して、これをアンバーライトＩＲ−１２
０Ｂ　（ｌ（型）のカラム（２２１Ｘ　１７０ｍｍｍ）
に流下させて吸着させ、水で洗った後、１Ｎアンモニア
水でＬ−カルニチンを脱着させる。流出液を濃縮乾固し
、し＝カルニチン５．６ｇ（収率９６％）を得るｍｐ、
２０２−２０４°Ｃ１〔α〕。

２ｓ＝−３０，８°ｃ　（Ｃ＝２　、水）。

実施例２ 実施例１と全く同じ方法で得た水酸化口し＝シアノカル
ニチン溶液にＮ−アセチル−し−グルタミン酸１８．９
ｇを加え溶解する。この溶液を減圧上濃縮乾固し、残渣
を９５％エタノールより再結晶して得られるＤ−シアノ
カルニチン・Ｎ−アセチル−し−グルタミン酸塩の結晶
を濾別し、母液を約２０＋／！まで減圧下濃縮して６０
％過塩素酸５．５ｍｆｆ１を加えて冷却すると、Ｎ−ア
セチル−し−グルタミン酸が析出する。これを濾別し、
濾液を減圧下２０ｍｊ２まで濃縮、続いてアセトンを加
えて析出した粗結晶を、メタノール５０ｍ１に加熱溶解
し、再結晶を行なう。この溶液をＱ　’Ｃまで徐冷して
晶出するし一シアノカルニチン・過塩素塩の結晶を濾集
して、減圧乾燥させ９．１ｇ　（収率７５％）の結晶を
得る。ｍｐ、　１７１−３℃、〔α〕。２′・−１９，
４’（（，２、水）。

上記のし一シアノカルニチン・過塩素酸塩８．５ｇに濃
塩酸９．５ｍｌを加えて、実施例１と同様に処理し、し
−力ルニチン５．４ｇ　（収率９５％）を得る。

ｍｐ、２０１−２０２℃、〔α）　ｏ　”−３０，２”
　（（：ｄ、水）実施例３〜７ 表−１に示した光学活性な酸Ｒ”Ｈと光学不活性な酸Ｒ
Ｈの組合わせを用いる以外は実施例１と同様の方法でし
一カルニチンを分９Ｉ取得する。

この時のし一カルニチンの収率と比旋光度を表−１に示
す。

表−Ｌ 実施例８〜１２ 表−２に示した光学活性な酸Ｒ＝　Ｈと光学不活性な酸
ＲＨの組合わせを用いる以外は実施例２と同様の方法で
Ｌ−力ルニチンを分割取得する。

この時のし一カルニチンの収率と比旋光度を表２に示す
。

（発明の効果） このように、本発明の方法を用いることによって、従来
の光学分割剤のみを用いる方法では限界のあったし−ま
たはＤ−シアノカルニチン塩の光学純度と製造効率を更
に向上させることができるので、Ｌ−カルニチンだけで
なくローカルニチンをも治原や研究の目的に対して充分
な光学純度をもった製品として工業的に安価に製造し、
供給することができる。

出願人　　製鉄化学工業株式会社 代表者　増１）裕治

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）水酸化ＤＬ−シアノカルニチンと光学活性な酸と
   の塩を分別晶出することにより製造したＬ−またはＤ−
   シアノカルニチン塩を陰イオン交換試剤で処理して水酸
   化Ｌ−またはＤ−シアノカルニチンとした後、これと光
   学不活性な酸との塩を形成させ、分別晶出することによ
   りＬ−またはＤ−シアノカルニチン塩の光学純度および
   製造効率を向上させることを特徴とする光学活性シアノ
   カルニチン塩の製造方法。
2. （２）光学活性な酸がｄ−ショウノウ−１０−スルホン
   酸である特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）光学活性な酸がＮ−アセチルＬ−グルタミン酸で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）光学活性な酸がＬｇ（＋）酒石酸である特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
5. （５）光学活性な酸が（−）−ジベンゾイル−Ｌｇ−酒
   石酸である特許請求の範囲第１項記載の方法。
6. （６）光学不活性な酸がシュウ酸である特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項、第４項、第５項記載の方法。
7. （７）光学不活性な酸が過塩素酸である特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項、第４項、第５項記載の方法。
8. （８）陰イオン交換試剤が水酸化ナトリウム、水酸化カ
   リウム、陰イオン交換樹脂または酸化銀である特許請求
   の範囲第１項記載の方法。