JPS6335620B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 生体系は長い間、きわめて立体選択的で、且つ
恐らく最も一般的なカイラル（chiral）な環境を
表わすものとして認識されて来た。カイラリテイ
ー（chirality）の結果は一般的な規則として生体
系がカイラルセンターを有するこれら代謝産物の
うち唯一つの鏡像異性体を利用しているというこ
とである。必須アミノ酸はその一例であり、Ｌ型
のものだけが人に利用されている。また他の例と
してアミノ酸３，４―ジヒドロキシフエニルアラ
ニンがあり、この場合はＬ型鏡像異性体はパーキ
ンソン病の治療に唯一の薬理作用を有している。

問題はカイラル環境を利用して合成的に直接光
学活性なアミノ酸を製造するか或いはそのラセミ
体から効果的に光学活性なアミノ酸を得ることで
ある。実質的な進歩はカイラルな環境、例えばカ
イラル試薬を用いて合成的に行なわれて来たが、
不活性な先駆体から光学活性な物質を作る更に一
般的な方法はラセミ成分の一方又は両者を含むラ
セミ混合物から分離する方法、例えば従来の光学
分割法である。

光学分割の１つの方法は異なる物性を有するジ
アステレオマーを用いて通常の分離法によつて少
くとも１つのジアステレオマーを精製することで
ある。次に適当な化学的転化によりこの精製ジア
ステレオマーから所望の鏡像異性体が得られる。
ジアステレオマーの分離法としては一般に分別結
晶が採用されている。アミノ酸の分割は原田及び
早川、Bull、Chem、Soc、Japan，37，191
（1964）に基づいて行なうことができる。原田ら
はジアステレオマーの１つを結晶種として過飽和
溶液に入れることにより、アミノ酸メンチルエス
テルのジアステレオマー塩酸塩を分別した。他の
方法としてはHalpern及びWestley，Chem，
Comm.，421（1965）が例示できる。Halpernら
はアミノ酸メンチルエステルのｐ―トルエンスル
ホン酸塩ジアステレオマーが容易に分別結晶でき
ることを見出した。

カイラルな定常相によるジアステレオマーのク
ロマトグラフ分離は例えば“Advances in
Chromatography”第16巻177〜83頁（1978）に
記載されるように結晶化による分離とは別の方法
である。アミノ酸の分割法として商業的に成功し
得るジアステレオマーのクロマトグラフ分離に関
してはジアステレオマーに対して厳しい要求があ
る。１つは化学的に且つ光学的に高い収率で光学
活性なアミノ酸を再生できなければならないこと
である。他の１つは方法自体が物質の供給及び品
質の変化に対して比較的感じ難く、且つ工程管理
を比較的要求しないように、広範な定常相で且つ
各種の溶離剤を用いて容易にジアステレオマーを
分離できることである。本発明の基礎となる基本
的な発見は広範なクロマトグラフ条件下でも、あ
る種の光学活性なシクロヘキサノール及びアミノ
酸ラセミ体のジアステレオマーエステルを容易に
分離できるということである。アミノ酸の光学活
性な鏡像異性体は種々の方法により分離したジア
ステレオマーから化学的に、且つ立体化学的に高
収率、高純度で容易に再生できるので、前記発見
は特に好結果の得られるアミノ酸の分割法の基礎
となる。更に分割剤として使用される光学活性な
シクロヘキサノールも高収率で回収してジアステ
レオマーの製造、分離及びアミノ酸鏡像異性体の
再生からなる他のサイクルに再使用できる。

本発明の目的はアミノ酸ラセミ体から光学活性
なアミノ酸を得ることである。１つの実施態様は
光学活性なアミノ酸ラセミ体とシクロヘキサノー
ルとのエステルをクロマトグラフ分離し、精製さ
れたジアステレオマーを加水分解し、ついでこれ
により再生された光学活性なアミノ酸を回収する
というものである。更に特定の実施態様において
はシクロヘキサノールは２―イソプロピル―５―
メチルシクロヘキサノールである。また更に特定
の実施態様においてはシクロヘキサノールはメン
トールである。

ここに記載した発明はアミノ酸ラセミ体及び光
学活性なシクロヘキサノールから得られたジアス
テレオマーエステルの溶液をクロマトグラフ支持
体と接触せしめ、この支持体をクロマトグラフ条
件下に溶媒で溶離せしめ、精製されたジアステレ
オマーを含む流出分別物の少くとも１つを集め、
この精製ジアステレオマーを処理して光学活性な
アミノ酸を遊離せしめ、アミノ酸を回収すること
を特徴とするものである。この発明は２―イソプ
ロピル―５―メチルシクロヘキサノール及びアミ
ノ酸のジアステレオマーエステルが各種のクロマ
トグラフ支持体上で溶離剤として各種の溶媒によ
り容易に分離されるという発見により可能であ
る。

ジアステレオマーはカイラルセンターの少くと
も１つは異なり、且つ少くとも１つは同一である
という少くとも２つのカイラルセンターを持つた
化合物である。ジアステレオマーが２つのカイラ
ルセンターを含む場合は各組が２つの鏡像異性体
からなる２組のジアステレオマーである。各組の
ジアステレオマーにおいては一方のカイラルセン
ターは異なり、他方のカイラルセンターは同一で
あるという点で構成要素が異なつている。例えば
Ａをアミノ酸とし、Ｍをメントールとし、またｄ
及びｌの記号を偏光の旋回性とすれば、メントー
ルとアミノ酸とのエステルにおけるジアステレオ
マーの組は下記のようになる。

(1) ｌ―Ｍ―ｄ―Ａ (3) ｌ―Ｍ―ｌ―Ａ (2) ｄ―Ｍ―ｌ―Ａ (4)ｄ―Ｍ―ｄ―Ａ ここで(1)及び(2)は(3)及び(4)と同様、鏡像異性体
であるが、(1)，(2)の両者は(3)，(4)の両者のジアス
テレオマーである。特に(2)及び(3)はｌ―メントー
ル及びアミノ酸ラセミ体のジアステレオマーエス
テルである。

本発明に使用されるジアステレオマーエステル
は溶離剤として広範囲の溶媒を用いて各種のクロ
マトグラフ支持体上のクロマトグラフにより容易
に分離できる。カラム選択率は α＝（t₂−ｔ）／（t₁−ｔ）＝k₂／k₁ という量で定義される。ここでt₂及びt₁は２つの
ジアステレオマーの保持時間、ｔは保持されなか
つた成分の保持時間である。このカラム選択率α
は特定の支持体及び溶離剤として特定の溶媒によ
る成分の分離容易性の目安である。αの値が大き
い程、分離の容易性は向上する。αの値が約1.3
より大きいと分離がきわめて容易であることを意
味する。またαの値が約1.1〜約1.3の範囲は分離
が必らずしも容易ではないが、可能であることを
意味する。本発明に用いられるアミノ酸ラセミ体
の特定のジアステレオマーのα値は多くは約1.3
以上であることが見出された。

本発明に用いられるジアステレオマーはアミノ
酸ラセミ体、特にα―アミノ酸、及び光学活性な
２―イソプロピル―５―メチルシクロヘキサノー
ルから得られたエステルである。後者のアルコー
ルは合計８つの立体異性体に対して、各々１対の
鏡像異性体からなる４つの幾何異性体として存在
する。ヒドロキシル基に夫々向かい合つたイソプ
ロピル基とメチル基との幾何的関係はtrans，cis
（メントール），cis，trans（ネオメントール），
trans，trans（イソメントール），又はcis，cis（ネ
オイソメントール）である。本発明では上記幾何
異性体のいかなる鏡像異性体も使用できる。メン
トールはその入手容易性から特に好ましい異性体
であり、またｌ―メントールは同じ理由から特に
好ましい。

本発明方法によつて分割できるアミノ酸として
は天然産のアミノ酸、例えばアラニン、アルギニ
ン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイ
ン、シスチン、３，５―ジブロモチロシン、３，
５―ジヨードチロシン、グルタミン酸、グルタミ
ン、ヒスチジン、ヒドロキシリジン、ヒドロキシ
プロリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メ
チオニン、フエニルアラニン、プロリン、セリ
ン、スレオニン、チロキシン、トリプトフアン、
チロシン及びバリンがある。本発明に使用できる
他のアミノ酸としては３，４―ジヒドロキシフエ
ニルアラニン、４―ヒドロキシフエニルグリシ
ン、３，５―ジヨードチロニン及びｍ―チロシン
が挙げられるが、これらは単に例示の目的で挙げ
たものであり、何な限定されるものではない。

このジアステレオマーエステルの溶液はクロマ
トグラフ支持体と接触される。本発明を実施する
に際しては広範な支持体を使用できることが見出
された。好ましい支持体の一群はシリカ、アルミ
ナ及びゼオライトである。本発明を実施する際に
使用される支持体の他の一群は逆相クロマトグラ
フイーで通常使用される支持体からなる。逆相ク
ロマトグラフイーは移動相が固定相、即ち支持体
よりも極性であるクロマトグラフイーの分派であ
る。逆相クロマトグラフイーに使用される支持体
としては変性シリカ、即ち表面の水酸基に代つて
シリカ表面に非極性基を持つようにシラン化によ
り変性したシリカがある。この種のシリカは例え
ばSi含有部分によつて表面に結合した長鎖アルキ
ル、アリール、アミノ又はシアノ基を持つていて
よい。

このクロマトグラフ支持体は溶媒又は溶媒系に
よりクロマトグラフ条件下に溶離される。

“クロマトグラフ条件”とは当該技術に精通す
る者に知られ、且つ液体―固体クロマトグラフ操
作に通常適用されるクロマトグラフイーによる分
離の一般的原理を意味する。従つてこの一般的原
理は例えば溶媒流は均一であり、ガス泡の生成を
防止し、また固体支持体の撹乱を最小限にする等
である。本発明方法に使用できる溶媒はクロマト
グラフ法で代表的なものである。このような溶媒
は脂肪族炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロペ
ンタン、シクロヘキサン、ジイソブチレン、ペン
テン、ヘキセン；芳香族炭化水素、例えばベンゼ
ン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエ
チルベンゼン、メチルエチルベンゼン等；ハロゲ
ン化炭化水素、特に塩素化及び弗素化炭化水素、
例えばクロロホルム、メチレンクロライド、四塩
化炭素、クロロプロパン、クロロブタン、クロロ
ペンタン、フルオロアルカン、ブロモエタン、ク
ロロベンゼン、クロロトルエン及びエチレンクロ
ライド；サルフアイド、特に二硫化炭素；エーテ
ル、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、テトラヒドロピラン及びジオキサン；エステ
ル、特にアセテート、例えば酢酸メチル、酢酸ブ
チル及び炭素数約６以下の飽和カルボン酸のエス
テル（但しアルコールによる部分は飽和し、且つ
炭素数は約６以下）；炭素数約８以下のケトン、
例えばアセトン、ブタノン、ペンタノン、ヘキサ
ノン、ヘプタノン及びオクタノン；ニトロアルカ
ン、例えばニトロメタン、ニトロエタン、ニトロ
プロパン及びニトロブタン；アミン、特にピリジ
ン；ニトリル、例えばアセトニトリル、プロピオ
ニトリル及びブチロニトリル；炭素数約８以下の
アルコール（ジオール及びトリオールを含む）；
酢酸及びジメチルスルホキシド等が挙げられる。

次に精製されたジアステレオマーを含む流出分
別物の少くとも１つが集められる。この流出物に
ついては適切な流出分別物にするため、特定の性
能を監視することが多い。例えば、流出分別物の
決定に多く使われている代表的な性質として特定
の紫外又は赤外吸収又は屈折率を監視する。精製
ジアステレオマーの濃度は低くてもよいので、流
出分別物の決定においては示差（differential）
測定は特に有用である。

精製ジアステレオマーを含む流出物を集めた
後、精製ジアステレオマーは光学活性なアミノ酸
を遊離させるために処理される。光学活性なアミ
ノ酸を得るための最も普通の精製ジアステレオマ
ー処理法は加水分解である。きわめて代表的な加
水分解は酸触媒及び塩基触媒によるものである。
塩基触媒による加水分解はこれにより再生された
アミノ酸の光学純度を最小限にし、また同時に回
収される遊離シクロヘキサノールのラセミ化を最
小限にするため若干好ましい。鉱酸は酸触媒の適
当な例であり、またアルカリ金属水酸化物及び炭
酸塩は適当な塩基触媒の例である。次に光学活性
なアミノ酸は適当な手段により回収される。

以下の実施例は単に本発明を例示するものであ
つて本発明を何ら限定するものではない。これら
の実施例で使用されたクロマトグラフ装置は
10000psiで１分間当り10ml以下の流速が得られる
ポンプ、ゼロ死点容量の付属品を備えた非隔膜式
インジエクター、分離用の適当なカラム、254及
び280nmで流出液を監視するための２チヤンネル
吸収検出器及び２チヤンネルレコーダーで構成し
た。使用した管は全て外径1/16インチ、内径
0.009インチのステンレススチールである。カラ
ムは内径4.6mm、長さ2.5cmのステンレススチール
製である。

溶離剤として使用した溶媒は全て使用前にガス
抜きし、また濾過した。ヘキサンは新たに蒸留
し、また前方の相の溶離剤は無水硫酸マグネシウ
ムを用いて乾燥した。溶離剤及び他の化学薬品と
しては市販品を精製せずにそのまま用いた。

実施例 １ デイーン・スタークトラツプ付き200ml入り１
口丸底フラスコに還流冷却器、磁気撹拌器及び加
熱用マントルを備え、フラスコ内にｄ，ｌ―フエ
ニルグリシン2.50ｇ（0.0165モル）、ｌ―メント
ール3.00ｇ（0.0192モル）、ｐ―トルエンスルホ
ン酸１水和物3.65ｇ（0.0192モル）、ベンゼン30
ml及びトルエン13mlを加えた。得られたスラリー
を撹拌下に３日間ゆるやかに加熱還流せしめ、生
成した水は共沸蒸留により除去した。冷却したス
ラリーを濾過し、固形分を10％炭酸ソーダ水溶液
で処理した後、得られた塩基混合物をジエチルエ
ーテルで抽出した。エーテル相を硫酸マグネシウ
ムで乾燥し、溶媒を除去してジアステレオマーの
結晶混合物（ｌ―Ｍ―ｄ―Ａとｌ―Ｍ―ｌ―Ａと
の混合タイプ）4.3ｇ＋未反応メントールを得た。
ついで未反応メントールを昇華により除去した。

参考例 １ 各種ジアステレオマーエステルのクロマトグラ
フ分離が製造法に関係なく実験的にも工業的にも
可能であることを証明するために次のような実験
を行なつた。メントールラセミ体、即ちｄ―メン
トールとｌ―メントールとの等量混合物及び
（−）―フエニルグリシン（ｌ―フエニルグリシ
ン）から実施例１と同様にしてジアステレオマー
の結晶混合物（ｄ―Ｍ―ｌ―Ａとｌ―Ｍ―ｌ―Ａ
との混合タイプ）を製造した。分離は溶離剤とし
て２―プロパノール〜ヘキサン溶媒系を用いてシ
リカゲルカラムで行なつた。溶離剤組成物に対す
る分離の不感性を下記表に示す。この表は各種溶
離剤について測定したα値である。

シリカゲル上の２―プロパノール〜ヘキサン 混合物についてのα値溶離剤，２―プロパノールの％ α 20 1.53 10 1.54 ５ 1.51 １ 1.44 これらの実験で使用したジアステレオマー対の
機能はフエニルグリシンラセミ体及びメントール
鏡像異性体から得られたジアステレオマー対と同
等なので、これらの実験は本発明のジアステレオ
マーエステルが溶離剤の変化に対して比較的感じ
ないことを示している。

実施例 ２ 実施例１で製造したジアステレオマー混合物
2.8ｇを含む溶液を溶離剤として20％２―プロパ
ノール〜ヘキサンを用いて１分間当り150mlの流
速でシリカゲル（375ｇ使用）のクロマトグラフ
にかけた。ジアステレオマーは２回循環させて４
つの分別物を集めた。比較的少なく保持されたジ
アステレオマーを含む分別物を一緒にして純度99
％の物質0.90ｇを得た。残りの分別物を一緒にし
て比較的多く保持されたジアステレオマー1.1ｇ
を純度99％で得た。前記物質の残りは大部分ｌ―
メントールであつた。

参考例 ２ 実施例１に示したフエニルグリシンラセミ体及
びｌ―メントールから得られたジアステレオマー
エステルをオクタデシルシラン変性シリカゲルを
用いて逆相クロマトグラフ条件下で分離した。溶
離剤は0.1M酢酸アンモン水溶液10％及びアセト
ニトリル90％からなる溶液である。これらの条件
下でα値は1.08であつた。

実施例 ３ ｌ―メントール及びアミノ酸ラセミ体からメン
トールと各種アミノ酸とのジアステレオマーエス
テルを実施例１の一般的な方法により製造した。
これらジアステレオマーの各分離は溶離剤として
20％２―プロパノール〜ヘキサンを用いてシリカ
ゲルカラムで行なつた。下記表からメントール及
びアミノ酸のジアステレオマーエステルの部類は
クロマトグラフ分離が可能なα値を有し、しかも
これらエステルの多くはこの分離がきわめて容易
なα値を持つていることが伴る。

シリカ上のｌ―メントールのジアステレオマ
ーエステルのα値（溶離剤として20％２―プ
ロパノール〜ヘキサン使用） アミノ酸 α フエニルグリシン 1.53 ４―ヒドロキシフエニルグリシン 1.39 チロシン 1.10 フエニルアラニン 1.14 トリプトフアン 1.30 実施例 ４ 磁気撹拌器付き100ml丸底フラスコ内のｌ―フ
エニルアラニン―ｌ―メンチルエステル0.92ｇ
（0.00303モル）に、メタノール９mlに溶かした
2.5等量の水酸化ナトリウムを加えた。室温で５
時間放置後、反応混合物に水15mlを加え、得られ
た溶液をジエチルエーテル約20mlで３回抽出し
た。エーテル抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾
燥し、濾過し、濃縮してｌ―メントール0.39ｇを
得た。水相は希塩酸で中和し、次いで２―プロパ
ノールで処理し、また水及びメタノールは共沸に
より除去して塩化ナトリウム及びフエニルアラニ
ンの残査を得た。残査はこの塩化ナトリウムを除
去するのに丁度十分な量の水で慎重に抽出し、フ
エニルアラニンを得た。このフエニルアラニン残
査は２―プロパノールによる共沸抽出を用いて乾
燥し、更に真空乾燥して〔α〕²⁰ _D＝−33.3±1.6゜
（Ｃ 1.23，H₂O）の白色粉末ｌ―フエニルアラ
ニン0.36ｇを得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アミノ酸ラセミ体及び光学活性なメントール
   から得られたジアステレオマーエステルを含む溶
   液をクロマトグラフ支持体と接触せしめ、前記支
   持体を、クロマトグラフ条件下にジアステレオマ
   ーエステルのカラム選択率αが約1.1以上を示す
   溶媒からなる溶離剤で溶離せしめ、精製されたジ
   アステレオマーを含む流出分別物の少くとも１つ
   を集め、この精製ジアステレオマーを処理して光
   学活性なアミノ酸を遊離せしめることを特徴とす
   る光学活性なアミノ酸の製造法。 ２ メントールがｌ―メントールである特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３ クロマトグラフ支持体がシリカ、アルミナ、
   変性シリカ及びゼオライトよりなる群から選ばれ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 光学活性なアミノ酸を遊離させるために、精
   製ジアステレオマーが加水分解される特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ５ 前記加水分解が塩基触媒で行なわれる特許請
   求の範囲第５項記載の方法。