JPS6363699A - Ｎ−ホルミルアスパルチル−フエニルアラニンまたはそのメチルエステルの製造方法 - 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】 本発明は、ジペプチド系甘味料り一α−アスパルチルー
Ｌ−フェニルアラニンメチルエステルの製造中間体とな
るＮ−ホルミル−Ｌ−α−アス・ぐルチル−Ｌ−フェニ
ルアラニン又ＵＮ−ホルミル−Ｌ−α−アスノやルチル
−Ｌ−フェニルアラニンメチルエステルの製造法に関す
る。更に詳しくは、アスｐｉ　２ギン酸にギ酸及び無水
酢酸を触媒としての各種金属の酸化物、水散化物もしく
は塩の存在下又は不存在下でかつギ酸及び無水酢酸をそ
几ぞれアスパラギン酸に対してほぼ化学量論的量を加え
て反応せしめてＮ−ホルミルアスパ７　Ａ’　７　ｋｌ
　無水物を生成せしめ、ついで、Ｎ−ホルばルアス・臂
うギン酸無水物の生成反応液へ直接フェニルアラニンま
たはそのメチルエステルを添加し、両者を縮合せしめる
ことを特徴とする前記中間体の製造法に関する。

Ｌ−α−アス／４ルチルーＬ−フェニルアラニンメチル
エステルは、蔗１様の強い甘味を呈し、低カロリー甘味
剤として注目されている物質である。

従来、コのゾ（デチドエステルの一般的な製造法として
は、例えば、Ｎ−保護−Ｌ−アスパラギン酸にギン酸無
水物を溶媒中でＬ−フェニルアラニンメチルエステルと
縮合した後Ｎ−保護基を脱離して合成するか（ＵＳＰ　
３７８６０３９　）、Ｎ−保護−Ｌ−アスパラギン酸無
水物とＬ−フェニルアラニンとを縮合し、ついでＮ−保
護基？脱離した後、生成したＬ−α−アス／４ルチルー
Ｌ−フェニルアラニンをエステル化して合成する方法（
特公昭５５−２６１３３、ＵＳＰ　３９３３７　ｓ　１
）が知られている。フェニルアラニンをいずれの工程で
エステル化するにせよ、経済性の観点からＮ−保護基と
してホルミル基が好適である。

従来、Ｌ−α−アスノルチルーＬ−フェニルアラニンメ
チルエステルの製造ｆ、最終目的として、Ｎ−ホルミル
−Ｌ−アスノぐラギン酸無氷物、！：Ｌ−フェニルアラ
ニン又はそのメチルエステルを縮合せしめる際、予め原
料穴るＮ−ホルミル−し−アスパラギン酸無水物は、無
水物化反応液より単離しておく必要があり、実用土問題
があり７’Ｃａ即ち、一般的なＮ−ホルミル−Ｌ−アメ
／４２ギン酸無水物の製造法としては、大過剰のギ酸及
び無水酢酸にＬ−アスパラギン酸を加えて反応せしめる
方法が知られているが、この場合、反応終了時にも大量
の未反応ギ酸が残存する。このギ酸は、前記縮合反応に
おいて反応そのものを阻害するとともに、目的物たるＮ
−ホルミル−Ｌ−α−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラ
ニン又はそのメチルエステル（α一体）ＯＮ−ホルミル
−Ｌ−β−アス／４ルチルーＬ−フェニルアラニン又ハ
ソのメチルエステル（β一体）に対する生成比を低下せ
しめる作用を呈す為に１例えば、無水物化反応液に芳香
族炭化水素及び／または−・ログン化炭化水素を加えて
、無水物結晶を晶析分離しく特開唱５ｌ−９１２１０）
、あるいは無水物化反応液を蒸発乾固（ＵＳＰ３９３３
７８１　）することによって、Ｎ−ホルミル−Ｌ−ブス
／々ラギン酸無水物と残余ギ酸を含む反応液とを分離し
ていたのである。なお、反応液に大量の酢酸や芳香族炭
化水素を一時に又は連続的に添加して残余ギ酸を留去す
る方法も、後者の蒸発法と均等であることは当業者にと
って自明である。

これらの方法の欠点は、工業的視点からまず冷却・分離
または蒸発に多大なエネルギーを要し、かつ設備投資を
伴う工程の複雑化にある。次に、このような工程（主工
程）複雑化のみならず、無水物化反応液より除去された
一Ｎ＃酸−酢酸混合物又はこれに芳香族炭化水素等を加
えた３成分系から。

各成分を分離回収して再使用する為の精留設備を′４ｂ
建設・運転するという不利益が生じることである。

一方、Ｌ−アスパラギン酸にギン酸に対して化学量論的
量のギ酸及び無水酢酸を用いてＮ−ホルミル−Ｌ−アス
パラギン酸無水物を得る方法（特開昭５９−４６２７９
　）も考案されている。しかし、この方法も、Ｌ−フェ
ニルアラニン又はそのメチルエステルとの縮合によるＮ
−ホルミル−し−α−アスノぐルチル−Ｌ−７エニルア
ラニン又はそのメチルエステル（Ｎ−ホルミル−α−ジ
ペグチド）の合成に適用を試みた場合やはυ問題がある
。即ち、無水物化反応に数十時間以上の長大な時間を要
し、また前述の過剰ギ酸を用いる方法に比べてＮ−ホル
ミル−Ｌ−アスノぐラギン酸無水物の、初発原料たるＬ
−アスパラギン酸に対する収率が低下し、その結果、未
反応原料を初めとする不純物量が増大することが予想さ
れるので、結局、無水物結晶を分離しておシ、過剰ギ酸
を用いる方法の欠点を克服していないのは明らかである
。更に、晶析分離工程での無水物のロスは初発原料たる
Ｌ−アスパラギン酸より縮合工程でのＮ−ホルミル−α
−ジイグチドの収率を算出し次場合、明白に収率低下に
つながるので、好ましくない。この他、Ｎ−ホルミル−
Ｌ−アス・々ラギン酸無水物の製造法として、微粉砕Ｌ
−アスパラギン酸を使用するもの（％願昭５９−２５８
７６５　）　、又は無水物化反応中超音波を照射するも
の（％開昭６ｌ−１３７８７５）によれば、小量のギ酸
及び無水酢酸による無水物化反応をも短時間に終結せし
められることが知られているが、これらは先述の長時間
反応法に微粉砕機等の設備を付加して時間短縮を図るも
のにすぎない。

即ち、従来のＮ−ホルミル−Ｌ−アスパラギン酸無水物
の製造法は、当該無水物を高純度・高収率で得ることを
目的としておシ、これに引続いてＮ−ホルミル−α−ジ
ペプチドを製造するというところまで検討が及んでいな
かったので、本発明の目的からすると必ずしも満足すべ
き技術ではなかったのである。

そこで、本発明者等は、鋭意検討を試みた結果、触媒の
存在下又は不存在下に化学量論的量のギ酸及び無水酢酸
とアスノ４ラギン酸を反応せしめて得られる無水物化反
応液に、直接フェニルアラニン又はフェニルアラニンメ
チルエステルを添加して、これを該無水物化反応液中の
Ｎ−ホルミルアスノ々ライン酸無水物と反応させて高収
率でＮ−ホルミル−Ｌ−α−アス／々ルチルーＬ−フェ
ニルアラニン又はそのメチルエステルを得る方法を見出
し、大幅な工程削減を実現して工業的に格段に有利な本
発明を完成するに至りた。

本発明の特徴は、本発明のｇ１工程たるアスパラギン酸
の無水物化反応において、反応終了時にギ酸及び無水酢
酸を残存せしめることなく、Ｎ−ホルミルアスノクラギ
ン酸無水物結晶を酢酸懸濁液の状態で得る点にちゃ、本
発明の方法を用いることによって晶析分離・溶媒蒸発の
手段を経ることかしに、無水物化反応液を生成物Ｎ−ホ
ルミルアスパラギン酸無水物のロスなくしてそのまま第
２工程次る縮合反応に付することか出来るという利点が
ある。しかも、本発明の目的物するＮ−ホルミル−α−
ジペプチドを得ようとする場合、縮合反応を酢酸溶媒ま
九は溶媒の構成成分としての酢酸存在下に行わしめると
β一体の生成が抑制されてα一体の収率が著しく向上す
る（特開昭５１−１１３８４１、ＵＳＰ３，９３３，７
８１　）ので、大変好都合である。従来の無水物製造法
によってＮ−ホルミル−Ｌ−アスパラギン酸無水物を得
た場合、無水物化反応液中の酢酸を一旦除去した後で改
めて無水物に酢酸を加える必要があったわけであるが、
不発明の方法は、こうした無駄を省いた優れたプロセス
である。

本発明の方法において用いられるアスノ４ラギン酸は、
目的物がＬ−Ｌ体のＮ−ホルミル−α−ジペプチドなの
でＬ体のものであるが、後工程に支障の無い限り０体を
含んでいてもかまわない。

ま友、使用するギ酸及び無水酢酸は、アスパラギン酸に
対して化学量論的量であることが必要である。即ち、ア
スパラギン酸に対してギ酸１倍モル、無水酢酸２倍モル
が最も好ましいが、実用上ギ酸０．９〜１．１倍モル、
無水酢酸１．９〜２．１倍モルで良い。ここで、ギ酸が
不足であると、アスパラギン酸のアミノ基を保護するた
めのホルミル化収早が低く、また過剰であると第２工程
での縮合収率が低くなる。同様に、無水酢酸も不足であ
ると無水物化収率が低く、また過剰であると第２工程で
の縮合収率が低くなる。従って、初発原料アスパラギン
葭に対するＮ−ホルミル−α−ジペプチドの収率を最高
にする為には、前述の範凹の内で出来るだけ化学量論的
量とする必要がある。

無水物化反応で触媒として添加する金属化合物としては
、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等アルカリ
金属、マグネシウム、カルシウム等アルカリ土類金属、
銅等鋼族元素、亜鉛等亜鉛族元素、アルミニウム等ホウ
素族元素、鉄環鉄族元素等各種金属の酸化物、水酸化物
又は種々の酸との塩、例えば、炭酸塩、酢酸等カルがン
酸塩、塩酸塩（塩化物）、臭化水素酸塩（臭化吻）、硝
酸塩、リン酸塩、硫酸塩等である＜＃ｆａ昭５９−１７
５４３４　）。

その使用量には、特に制限はないが、後工程に影響しな
い程度に抑えられる。添即する化合物の種類により幾分
異にするが、例えば実施例１に示す如く、酢酸１グネシ
ウムの場合は、Ｌ−アスパラギン酸に対して０．００１
倍モルであり、極＜少量でも効果ヲ示すことが判る。本
発明を工業的に笑話する場合に存在せしめるこれらの化
合物の適量は、轟業者であれば、事前の予備実験により
容易に見い出しうる。又、その添加方法は、通’ｔ；　
、無水化反応開始時に添加されるが、一方、反応の途中
で添１することも出来る。々お、本発明の方法において
、未反応原料及び反応副生物を極力低域する為には触媒
の添ｆｌｏは不可欠であるが、未反応原料の残存及び反
応創成物の生成を許容するならば、必ずしも触媒を使用
する必要はない。

無水霧化の反応温度は１００℃以下１０℃以上の範囲で
選定されれば良いが、反応生成物の２セミ化防止と反応
時間短縮の観点から４５〜６５℃が最も好適である。

また、本発明の第２工程で使用されるフェニルアラニン
又はそのメチルエステルはＬ体のものを用いるが、後工
程に支障の無い限り０体を含んでいても刀）まわない。

第１工程で得られたＮ−ホルミルアス・臂うギン酸無水
物生成反応液へはフェニルアラニン又はそのメチルエス
テルは、結晶をそのまま添コロしても良いし、酢酸、ト
ルエンなどの適当な非水溶媒に野濁又は溶解した状態で
悉１０することも出来る。

縮合の反応温度は特に制限はないが、この反応は室温下
でも短時間完結するのであえて加熱する必要はなく、−
１０°〜６０℃のＱ囲で適当に選定すれば良い。

得うれたＮ−ホルミル−Ｌ−α−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニン又はそのメチルエステルを含む縮合反応
液は、そのまま次工程たる脱ホルミル反応に対しても良
いし、必要にょシ晶析分碓・溶媒蒸発・抽出などの手段
によって溶媒除去ま念は置換を行ってから次工程に付し
てもよい。

第２工程での反応生成物であるＮ−ホルミル−α−ジペ
プチドが予めエステル化されている場合（Ｎ−ホルミル
−Ｌ−α−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンメチル
エステル）には、公知の方法（％開田５８−１８５５４
５等）で脱ホルミル化することにより最終目的物念るＬ
−α−アスノぐルチル−Ｌ−フェニルアラニンメチルエ
ステルを容易に潜ることが出来る。

Ｎ−ホルミル−α−ジペプチドがエステル化されていな
い場合（Ｎ−ホルミル−Ｌ−α−アスΔルチルーＬ−フ
ェニルアラニン）には、先に脱ホルミルした後に、これ
をエステル化しても良いし、両反応（脱ホルミル反応と
エステル化反応）を同時に行つ方法（ＵＳＰ４，１７３
，５６２　）も知られている。

以下、実施例により更に詳しく説明する。ただし、実施
例Ｋ＞ける本発明の実施態様は、特許請求の範囲を限定
するものではない。

実施例１ ギ酸１０．３５ｇ（０，２２５モル）に無水酢酸４５．
９９ｇ（０−４５０モル）を加え、攪拌下に触媒として
酢酸マグネシウム４８■（０，０００２３％ル）を添加
して、温度を５５℃とした。ここへＬ−アスノ！ライン
酸結晶３０．　ＯＯｇ（０，２２５モル）を投入し、６
時間反応を行った。

無水物化反応終了後、反応液を３０℃に冷却し、０．６
モル／　ｔ　ｌＣｐ製したＬ−７エニルアラニンメチル
エステルのトルエン溶液３３８Ｆ−ｔ＜　０．２０３モ
ル）ｔ−Ｉ下して、Ｎ−ホルミルアスパ５　キ７　酸無
水物とＬ−フェニルアラニンメチルエステルとの縮合反
応を１時間行った。

スラリー状態で得られた反応液より、生成物を５００ｉ
／の水で抽出し、この水溶液を高速液体クロマトグラフ
ィーだよって分析定量した。カラムはガスクロ工業社製
のユニジルＱＣ１分析計は高滓社製ＬＣ−３Ａ型を使用
し、溶離液はリン酸バッファー、検出波長は２１０　ｎ
ｍとした。

目的物たるＮ−ホルミル−Ｌ−α−７スΔルチルーＬ−
フエニ化アラニンメチルエステルの収率は、投入したＬ
−アスパラギン酸に対して７３，０４であシ、副生物た
るβ一体との生成比はα／β＝４．８５であった。

実施例２ 触媒を加えなかった以外は、実施例１と同様の実験を行
った。

目的物りるＮ−ホルミル−Ｌ−α−アスＩ？ルチルーＬ
−フェニルアラニンメチルエステルの収率は、投入した
Ｌ−アスパラギン酸に対して５３．８壬であり、副生物
たるβ一体との生成比はα／β＝３．８３であった。

このことから、触媒が存在し々い無水物化工程での収率
が低く、またこの為に未反応のギ酸や無水酢酸が残存し
て、縮合工程におけるα一体の収率も低下することが理
解されよう。

実施例３および比較例１ ギ酸及び無水酢酸のＬ−アスパラギン酸に対するモル比
を各々、１．１と２，１（実施例３）また１、２と２．
２（比較例１）とした以外は、実施例１と同様の実験を
行った。結果を実施例１の結果と合わせて表１に示す。

な訃、表中の無水物化収率は、各実験例について同一条
件で無水物化反応のみ繰返し、得られたスラリーを減圧
下に濃縮して、溶媒を留去し、残渣にメタノールｘｏｏ
ｙｔ／を加えて溶解させ、これを高速液体クロマトグラ
フィーにより、Ｎ−ホルミル−Ｌ−アスノヤラギン酸−
α−メチルエステル、Ｎ−ホルミル−Ｌ−アスノセラギ
ン酸−β−メチルエステルを分析定量した。Ｎ−ホルミ
ル−Ｌ−アスパラギン酸無水物がメタノールと作用し、
α及びβのメチルエステル化合物を生成するので、この
エステル化合物を定量することによりＮ−ホルミル−Ｌ
−アスノぐラギン酸無水物の収率を知ることが出来る。

これよυ、ギ酸及び無水酢酸のＬ−アスパラギンＩ！２
に対するモル比が１．１及び２．１を越えると、縮合に
おけるＮ−ホルミル−Ｌ−α−アスノルチルーＬ−フェ
ニルアラニンメチルエステルの収率力”Ｊしく低下する
ことがわかる。

また、ギ酸及び無水酢酸の量が厳密に化学量論的量であ
ると（実施例１）、たとえ無水物化工程における反応収
率が多少低くとも、縮合工程においては最も高い収率を
与えることが容易ＶＣ理解されよう。

なお、実施例３の無水物化反応液を５℃に冷却してＮ−
ホルミルアスパラギン酸結晶を濾過分離したところ、そ
の収率（反応収率×晶析収率）は８３ｑｂであった。実
施例１について同様のことを試みれば、晶析ロスによシ
更に無水物収率が低下するのは自明である。即ち、本発
明の方法は、無水物結晶を固液分離する方法に比べて、
工程を大幅に簡略化しながら、なお収率面でも同等以上
の値を得ることが可能である。

実施例４ 無水物化工程については、実施例１と同一操作条件で実
施した。得られた無水物化反応液を５０℃とし、これに
Ｌ−フェニルアラニン結晶３３．４５１！（０，２０３
モル）を４５分かけて添加した。更にそのまま反応を３
０分行い、得られた縮合反応液の組成を分析した。

目的物たるＮ−ホルミル−Ｌ−α−アスパラチル−Ｌ−
７エニルアラニンの収率は、投入Ｌ−アスノラギン酸に
対して６２．０％であり、またφ生成比は２．４５であ
った。

比較例２ 特公昭５５−２６１３３（ＵＳＰ３，９３３．７８１”
）記載の方法で無水物化反応を行った。

ギｒ！！１８４．８９　（１，８４３モル）に無水酢酸
４４．０５ＩＣ０，４７９モル）を加え、２５℃攪拌下
ＶＣ４５分間保持した後、Ｌ−アス・Ｉラギン酸結晶３
０．０１１（０，２２５モル）を投入し、３．５時間イ
し 無水物反応を行った。

得られた反応液を５０℃に昇温し、Ｌ−フェニルアラニ
ン結晶３５．３３９（０，２１４モル）を４５分かけて
添加、更に縮合反応を３０分行った。

目的物たるＮ−ホルミル−Ｌ−α−アスパルチル−Ｌ−
７エニルアラニンの収率は、投入Ｌ−アスノ譬うギン酸
に対して、１２．１４であり、またφの生成比は１．８
３であった。

これは、無水物化反応において残存した過剰ギ酸の存在
だより、縮合反応が著しい低収率となった結果である。

因みに、先述の発明（ＵＳＰ　３，９３３．７８１　＞
においては、余剰ギ酸を除去する為、無水物化反応液を
蒸留に付している。全ての余剰ギ酸を留去する為には、
無水酢酸より生成した酢酸も含め、全ての溶媒を蒸発し
て、残渣を乾固する必要があった。

この残渣に改めて酢酸３０６．３ｇを加え、５５℃に昇
温した後、Ｌ−７エニルアラニン結晶３５．３３ｐ（０
，２１４モル）を４５分かけて添加、更に反応を３０分
行ったところ、目的物たるα一体−Ｚｆチドの収率は投
入アスパラギン酸に対して、６４％であシ、Ｖβ生成比
は２．３７であった。

このことから、本発明の方法は、無水物化反応液の溶媒
を留去することなく、工程の簡略化とエネルギーの大幅
削減を達成しながら、収車低下のない優れた方法である
ことが容易に理解されよう。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アスパラギン酸にギ酸及び無水酢酸を触媒として
   の各種金属の酸化物、水酸化物もしくは塩の存在下又は
   不存在下でかつギ酸及び無水酢酸をそれぞれアスパラギ
   ン酸に対してほぼ化学量論的量を加えて反応せしめてＮ
   −ホルミルアスパラギン酸無水物を生成せしめ、ついで
   、この反応液からＮ−ホルミルアスパラギン酸無水物を
   分離することなく、この反応液に直接フェニルアラニン
   またはフェニルアラニンメチルエステルまたはそれらの
   塩を加えて該Ｎ−ホルミルアスパラギン酸無水物と反応
   せしめることを特徴とするＮ−ホルミル−Ｌ−α−アス
   パルチル−Ｌ−フェニルアラニンまたはそのメチルエス
   テルの製造法。
2. （２）アスパラギン酸にギ酸及び無水酢酸を反応せしめ
   てＮ−ホルミルアスパラギン酸無水物を得る反応を４５
   〜６５℃の温度で行なう特許請求の範囲第１項記載の方
   法。
3. （３）アスパラギン酸にギ酸及び無水酢酸を反応せしめ
   てＮ−ホルミルアスパラギン酸無水物を得る反応をアス
   パラギン酸１モル当たりギ酸を０．９〜１．１モルおよ
   び無水酢酸を１．９〜２．１モル用いて行なうことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。