KR100876509B1 - 산화 방호 효과가 높은 용매를 사용한 환원형 보효소ｑ１０의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식품, 영양 기능 식품, 특정 보건용 식품, 영양 보조제, 영양제, 음료, 사료, 동물약, 화장품, 의약품, 치료약, 예방약 등으로서 유용한 환원형 보효소 Q10을 공업적 규모에서의 생산에 알맞는 방법으로 고품질로 간편하고 효율적으로 얻는 방법의 제공에 관한 것이다.
산화형 보효소 Q10을 환원하여 환원형 보효소 Q10을 합성 및 결정화하는 방법에 있어서, 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상을 용매로서 사용함으로써 환원형 보효소 Q10의 산화가 방호되고, 결과적으로 산화형 보효소 Q10의 부차적 생성이 최소한으로 억제된 고품질의 환원형 보효소 Q10을 제조할 수가 있다.
환원형 보효소, 결정화

Description

산화 방호 효과가 높은 용매를 사용한 환원형 보효소 Ｑ１０의 제조 방법{METHOD OF PRODUCING REDUCED COENZYME Q10 USING SOLVENT WITH HIGH OXIDATION-PROTECTIVE EFFECT}
본 발명은 환원형 보효소 Q10의 합성 방법 및 결정화 방법에 관한 것이다. 환원형 보효소 Q10은 산화형 보효소 Q10에 비하여 높은 경구 흡수성을 나타내고, 우수한 식품, 영양 기능 식품, 특정 보건용 식품, 영양 보조제, 영양제, 음료, 사료, 동물약, 화장품, 의약품, 치료약, 예방약 등으로서 유용한 화합물이다.
널리 생물계에 분포하는 벤조퀴논 유도체인 산화형 보효소 Q10은 그 비타민과 같은 기능으로부터 비타민 Q라고도 불리고, 약해진 세포 활성을 건강한 상태로 복귀시키는 영양원으로서 신체를 젊어지게 하는 성분이다. 한편, 환원형 보효소 Q10은 산화형 보효소 Q10의 2 전자 환원체이고, 산화형 보효소 Q10이 오랜지색 결정인데 대하여 환원형 보효소 Q10은 백색 결정이다. 환원형 보효소 Q10 및 산화형 보효소 Q10은 미토콘드리아, 리소좀, 골지체, 미크로좀, 퍼옥시좀 또는 세포막 등에 국재하고, 전자 전달계의 구성 성분으로서 ATP 산생부활, 생체 내에서의 항산화 작 용, 막 안정화에 관여하고 있는 것이 알려져 있는 생체의 기능 유지에 필요 불가결한 물질이다.
환원형 보효소 Q10은 예를 들면, 합성, 발효, 천연물로부터의 추출 등의 종래 공지된 방법에 의해 보효소 Q10을 얻은 후, 크로마토그래피에 의해 유출액 중의 환원형 보효소 Q10 분획을 농축하는 방법 등에 의해 얻어진다는 것이 알려져 있다 (일본 특허 공개 평 10-109933호 공보). 이 경우, 또한 상기 환원형 보효소 Q10 중에 포함되는 산화형 보효소 Q10을 수소화붕소나트륨, 아디티온산나트륨 (차아황산나트륨) 등의 일반적인 환원제를 사용하여 환원한 후, 크로마토그래피에 의한 농축을 행할 수 있고, 환원형 보효소 Q10은 기존의 고순도 보효소 Q10 (산화형)에 상기 환원제를 작용시키는 방법에 따라서도 얻어진다는 것이 해당 공보 중에 기재되어 있다. 그러나, 이렇게 하여 얻어지는 환원형 보효소 Q10은 반드시 순도가 높은 상태에서 취득할 수는 없고, 예를 들면, 이산화형 보효소 Q10을 비롯한 불순물을 함유하는 저순도 결정, 반고체형이나 유상물로서 얻어지기 쉽다.
또한 일본 특허 공개 소 57-70834호 공보에는 보효소 Q10을 헥산에 용해하고, 여기에 하이드로술피드소다 (차아황산나트륨) 수용액을 가하여 교반하고, 환원형 보효소 Q10을 합성한 예가 개시되어 있지만, 환원제로서 보효소 Q10의 2배 중량쯤의 차아황산나트륨을 사용하고 있고, 경제적인 관점에서도 그 후의 정제가 번잡한 문제를 갖고 있었다.
환원형 보효소 Q10은 분자 산소에 의해서 산화형 보효소 Q10으로 산화되기 쉽다. 공업적 규모에서의 제조에 있어서는 완전한 산소의 제거는 매우 어렵고, 또한 개개의 조작에 필요한 시간은 연구실 스케일에서의 제조와는 달리 상당히 장시간이 되기 때문에 잔존하는 산소가 큰 악영향을 미치게 한다. 상기 산화는 난제거성의 산화형 보효소 Q10의 부차적 생성 및 제품으로의 혼입 등의 수율, 품질면의 문제에 직결한다. 고순도의 환원형 보효소 Q10 결정을 얻기 위해서는, 상기 산화로부터 바람직하게 방호하는 것이 중요하다.
<발명의 요약>
본 발명은 상기한 바를 감안하여 고품질의 환원형 보효소 Q10을 얻기 위한 간편하고 효율적인 합성 방법 배열 및 결정화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 고품질의 환원형 보효소 Q10 결정을 얻기 위한 공업적 규모로서의 생산에 적합한 우수한 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 연구 결과, 환원형 보효소 Q10은 특정한 용매 중에서 분자 산소에 의한 산화로부터 바람직하게 방호되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 산화형 보효소 Q10을 환원하고 환원형 보효소 Q10을 합성하는 방법에 있어서, 헥산을 제외한 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트 릴류에서 선택되는 1종 이상을 용매로서 사용하는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 산화형 보효소 Q10을 환원하고 환원형 보효소 Q10을 합성하는 방법에 있어서, 탈산소 분위기하에서 탄화수소류를 용매로서 사용하는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 환원형 보효소 Q10을 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류에서 선택되는 1종 이상을 용매로서 사용하여 결정화하는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 결정화 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 환원형 보효소 Q10을 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류에서 선택되는 1종 이상의 용매에 용해시켜 취급함으로써 분자 산소에 의한 산화를 방호하는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 안정화 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비가 96/4 이상인 환원형 보효소 Q10 결정에 관한 것이다.
본 발명의 방법에 의하면 산화형 보효소 Q10을 환원하여 환원형 보효소 Q10을 합성하는 방법에 있어서, 환원형 보효소 Q10이 분자 산소에 의해서 산화되는 것을 바람직하게 방호할 수가 있고, 산화형 보효소 Q10의 부차적 생성이 최소화된 상태에서 고품질의 환원형 보효소 Q10을 합성할 수 있다. 또한, 환원형 보효소 Q10을 결정화하는 방법에 있어서, 환원형 보효소 Q10이 분자 산소에 의해서 산화되는 것을 바람직하게 방호할 수가 있고, 산화형 보효소 Q10의 부차적 생성이 최소화된 상태에서 결정 상태로 이행시켜 고품질의 환원형 보효소 Q10 결정을 취득할 수가 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 있어서는, 환원형 보효소 Q10에서 산화형 보효소 Q10으로의 분자 산소에 의한 산화를 억제하고, 고품질의 환원형 보효소 Q10을 합성하고 결정화하기 위해서, 및 환원형 보효소 Q10을 안정적으로 취급하기 위해서, 상기 산화로부터의 방호 효과가 높은 용매, 즉, 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류, 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상을 사용한다. 환원형 보효소 Q10은 놀랍게도 결정 상태보다도 상기 용매에 용해 또는 현탁한 상태에서 분자 산소에 의한 산화로부터 보다 바람직하게 방호된다. 이러한 상기 용매에 의한 산화 방호 효과는 본 발명자들에 의해 처음으로 발견된 것이다.
탄화수소류로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 할로겐 화탄화수소 등을 들 수 있다. 지방족 탄화수소, 방향족 탄 화수소가 바람직하고, 지방족 탄화수소가 보다 바람직하다.
지방족 탄화수소로서는 환상, 비환상을 막론하고, 또한 포화, 불포화를 막론하고 특별히 제한되지 않지만 통상 탄소수 3 내지 20, 바람직하게는 탄소수 5 내지 12의 것이 사용된다.
구체적인 예로서는, 예를 들면 프로판, 부탄, 이소부탄, 펜탄, 2-메틸부탄, 시클로펜탄, 2-펜텐, 헥산, 2-메틸펜탄, 2,2-디메틸부탄, 2,3-디메틸부탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 1-헥센, 시클로헥센, 헵탄, 2-메틸헥산, 3-메틸헥산, 2,3-디메틸펜탄, 2,4-디메틸펜탄, 메틸시클로헥산, 1-헵텐, 옥탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 이소옥탄, 에틸시클로헥산, 1-옥텐, 노난, 2,2,5-트리메틸헥산, 1-노넨, 데칸, 1-데센, p-멘탄, 운데칸, 도데칸 등을 들 수 있다.
그 중에서도 탄소수 5 내지 8의 포화 지방족 탄화수소가 보다 바람직하고, 탄소수 5의 펜탄, 2-메틸부탄, 시클로펜탄(펜탄류라 칭한다); 탄소수 6의 헥산, 2-메틸펜탄, 2,2-디메틸부탄, 2,3-디메틸부탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산(헥산류라 칭한다); 탄소수 7의 헵탄, 2-메틸헥산, 3-메틸헥산, 2,3-디메틸펜탄, 2,4-디메틸펜탄, 메틸시클로헥산(헵탄류라 칭한다): 탄소수 8의 옥탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 이소옥탄, 에틸시클로헥산(옥탄류라 칭한다); 및 이들 혼합물이 바람직하게 사용된다. 특히, 상기 헵탄류는 산화로부터의 방호 효과가 특히 높은 경향이 있어 특히 바람직하고, 헵탄이 가장 바람직하다.
방향족 탄화수소로서는 특별히 제한되지 않지만 통상적으로 탄소수 6 내지 20, 바람직하게는 탄소수 6 내지 12, 보다 바람직하게는 탄소수 7 내지 10의 것이 사용된다. 구체적인 예로서는 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 에틸벤젠, 쿠멘, 메시틸렌, 테트랄린, 부틸벤젠, p-시멘, 시클로헥실벤젠, 디에틸벤젠, 펜틸벤젠, 디펜틸벤젠, 도데실벤젠, 스티렌 등을 들 수 있다. 바람직하게는 톨루엔, 크실렌, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 에틸벤젠, 쿠멘, 메시틸렌, 테트랄린, 부틸벤젠, p-시멘, 시클로헥실벤젠, 디에틸벤젠, 펜틸벤젠이다. 보다 바람직하게는 톨루엔, 크실렌, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 쿠멘, 테트랄린이고, 가장 바람직하게는 쿠멘이다.
할로겐화탄화수소로서는 환상, 비환상을 막론하고, 또한 포화, 불포화를 막론하고, 특별히 제한되지 않지만 비환상의 것이 바람직하게 사용된다. 염소화 탄화수소, 불소화 탄화수소가 보다 바람직하고, 염소화 탄화수소가 보다 바람직하다. 또한 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 탄소수 1 내지 4, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 2의 것이 사용된다.
구체적인 예로서는 예를 들면, 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 1,1,1-토리클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 1,1,1,2-테트라클로로에탄, 1,1,2,2-테트라클로로에탄, 펜타클로로에탄, 헥사클로로에탄, 1,1-디클로로에틸렌, 1,2-디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 1,2-디클로로프로판, 1,2,3-트리클로로프로판, 클로로벤젠, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 등을 들 수 있다. 바람직하게는 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1,2-토리클로로에탄, 1,1-디클로로에틸렌, 1,2-디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 클로 로벤젠, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄이다. 보다 바람직하게는 디클로로메탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 클로로벤젠, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄이다. 더욱 바람직하게는 디클로로메탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌이다.
지방산 에스테르류로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 프로피온산에스테르, 아세트산에스테르, 포름산에스테르 등을 들 수 있다. 아세트산에스테르, 포름산에스테르가 바람직하고, 아세트산에스테르가 보다 바람직하다. 에스테르기로서는 특별히 제한되지 않지만 탄소수 1 내지 8의 알킬에스테르, 탄소수 1 내지 8의 아랄킬에스테르 등을 들 수 있고, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬에스테르, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 4의 알킬에스테르이다.
프로피온산에스테르로서는 예를 들면, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 프로피온산부틸, 프로피온산이소펜틸 등을 들 수 있다. 바람직하게는 프로피온산에틸이다.
아세트산에스테르로서는 예를 들면, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소프로필, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸, 아세트산sec-부틸, 아세트산펜틸, 아세트산이소펜틸, 아세트산sec-헥실, 아세트산시클로헥실, 아세트산벤질 등을 들 수 있다. 바람직하게는 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소프로필, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸, 아세트산sec-부틸, 아세트산펜틸, 아세트산이소펜틸, 아세트산sec-헥실, 아세트산시클로헥실이다. 보다 바람직하게는 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소프로 필, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸이고, 가장 바람직하게는 아세트산에틸이다.
포름산에스테르로서는, 예를 들면 포름산메틸, 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산이소프로필, 포름산부틸, 포름산이소부틸, 포름산sec-부틸, 포름산펜틸 등을 들 수 있다. 바람직하게는 포름산메틸, 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산부틸, 포름산이소부틸, 포름산펜틸이고, 가장 바람직하게는 포름산에틸이다.
에테르류로서는 환상, 비환상을 막론하고, 또한 포화, 불포화를 막론하고, 특별히 제한되지 않지만 포화의 것이 바람직하게 사용된다. 통상적으로 탄소수 3 내지 20, 바람직하게는 탄소수 4 내지 12, 보다 바람직하게는 탄소수 4 내지 8의 것이 사용된다.
구체적인 예로서는 예를 들면, 디에틸에테르, 메틸tert-부틸에테르, 디프로필에테르, 디이소프로필에테르, 디부틸에테르, 디헥실에테르, 에틸비닐에테르, 부틸비닐에테르, 아니솔, 페네톨, 부틸페닐에테르, 메톡시톨루엔, 디옥산, 푸란, 2-메틸푸란, 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등을 들 수 있다.
바람직하게는 디에틸에테르, 메틸tert-부틸에테르, 디프로필에테르, 디이소프로필에테르, 디부틸에테르, 디헥실에테르, 아니솔, 페네톨, 부틸페닐에테르, 메톡시톨루엔, 디옥산, 2-메틸푸란, 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 에틸렌 글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르이다. 보다 바람직하게는 디에 틸에테르, 메틸tert-부틸에테르, 아니솔, 디옥산, 테트라히드로푸란, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르이다. 더욱 바람직하게는, 디에틸에테르, 메틸tert-부틸에테르, 아니솔 등이고, 가장 바람직하게는 메틸tert-부틸에테르이다.
니트릴류로서는 환상, 비환상을 막론하고, 또한 포화, 불포화를 막론하고, 특별히 제한되지 않지만, 포화의 것이 바람직하게 사용된다. 통상, 탄소수 2 내지 20, 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 8의 것이 사용된다.
구체적인 예로서는 예를 들면, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 말로노니트릴, 부티로니트릴, 이소부티로니트릴, 숙시노니트릴, 발레로니트릴, 글루타로니트릴, 헥산니트릴, 헵틸시아니드, 옥틸시아니드, 운데칸니트릴, 도데칸니트릴, 트리데칸니트릴, 펜타데칸니트릴, 스테아로니트릴, 클로로아세토니트릴, 브로모아세토니트릴, 클로로프로피오니트릴, 브로모프로피오니트릴, 메톡시아세토니트릴, 시아노아세트산메틸, 시아노아세트산에틸, 톨니트릴, 벤조니트릴, 클로로벤조니트릴, 브로모벤조니트릴, 시아노벤조산, 니트로벤조니트릴, 아니소니트릴, 프탈로니트릴, 브로모톨니트릴, 메틸시아노벤조에이트, 메톡시벤조니트릴, 아세틸벤조니트릴, 나프토니트릴, 비페닐카르보니트릴, 페닐프로피오니트릴, 페닐부티로니트릴, 메틸페닐아세토니트릴, 디페닐아세토니트릴, 나프틸아세토니트릴, 니트로페닐아세토니트릴, 클로로벤질시아니드, 시클로프로판카르보니트릴, 시클로헥산카르보니트릴, 시클로헵탄카르보니트릴, 페닐시클로헥산카르보니트릴, 트릴시클로헥산카르보니트릴 등을 들 수 있다.
바람직하게는 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 부티로니트릴, 이소부티로니트릴, 숙시노니트릴, 발레로니트릴, 클로로프로피오니트릴, 시아노아세트산메틸, 시아노아세트산에틸, 톨니트릴, 벤조니트릴이다. 보다 바람직하게는 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 부티로니트릴, 이소부티로니트릴이고, 가장 바람직하게는 아세토니트릴이다.
상기 용매 중에서도, 예를 들면 용해도를 높이기 위한 적절한 가온을 할 수 있고, 또한 습체로부터의 용제의 건조 제거나 결정화 여액 등으로부터 용제 회수가 용이한 비점 (1 기압하, 약 30 내지 150 ℃), 실온에서의 취급시에서도 실온 이하로 냉각하였을 때라도 고화하기 어려운 융점 (약 20 ℃ 이하, 바람직하게는 약 10 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 약 0 ℃ 이하)을 갖고, 점성이 낮은 (20 ℃에서 약 10 cp 이하 등) 등의, 비점, 점성 등의 성질을 고려하여 선정하는 것이 바람직하다. 공업적인 작업상의 관점에서, 상온에서 휘발하기 어려운 것이 바람직하고, 예를 들면 비점이 약 80 ℃ 이상의 것이 바람직하고, 약 90 ℃ 이상의 것이 보다 바람직하다.
환원형 보효소 Q10은 고농도의 용액일수록 산화되기 어려운 경향이 있다. 상기 용매에 대하여 환원형 보효소 Q10은 높은 용해성을 나타내고, 상기 용매는 이 점에서도 산화 방호에 바람직하다. 환원형 보효소 Q10의 산화를 방호하기 위한 바람직한 농도는 용매의 종류 등에 의해 일률적으로는 규정할 수 없지만, 상기 용매 에 대한 환원형 보효소 Q10의 농도로서 통상 1 w/w％ 이상, 바람직하게는 2 w/w％ 이상이다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 실제적인 조작성이라는 관점에서 400 w/w％ 이하, 바람직하게는 200 w/w％ 이하, 보다 바람직하게는 100 w/w％ 이하, 더욱 바람직하게는 50 w/w％ 이하이다.
또한, 상기 용매에 대한 환원형 보효소 Q10의 용해도는 바람직한 온도 의존성을 나타낸다. 이 때문에, 상기 용매의 사용은, 환원형 보효소 Q10의 용해량을 바람직하게 감소시켜 결정 상태로 이행시키는 (결정화시키는) 점에서도 바람직하다.
이와 같이 상기 용매의 사용에 의해서, 바람직하지 않은 산소의 부반응은 산화형 보효소 Q10의 환원 반응, 및(또는) 환원형 보효소 Q10의 결정화 공정에서 최소화된다. 더하여 환원형 보효소 Q10을 상기 용매에 용해시켜 취급함으로써 분자 산소에 의한 산화를 방호하고, 환원형 보효소 Q10을 안정화시킬 수 있기 때문에, 추출ㆍ세척 (외부 첨가한 상기 용매를 사용하는 추출ㆍ세척), 농축 (농축하면서 다른용매를 첨가하는 용매 치환을 포함함), 칼럼 크로마토그래피 등의 취급 조작을 바람직하게 실시할 수가 있다. 본 발명에 있어서는 물론이고, 산화형 보효소 Q10의 환원 반응으로부터 환원형 보효소 Q10의 결정화 (정제 결정화)까지의 일련의 과정 (필요에 따라 환원형 보효소 Q10의 추출ㆍ세척 등을 포함함)을 상기 용매를 사용하여 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는 필요에 따라, 상기 용매 이외에 다른 용매를 악영향이 없는 범위에서 병용할 수 있다. 예를 들면, 환원 반응에 있어서는 산화형 보효소 Q10이나 환원형 보효소 Q10의 용해도, 환원제의 용해도, 반응 속도 등을 개선하기 위해서, 또한 환원형 보효소 Q10의 결정화에 있어서는, 환원형 보효소 Q10의 용해도, 결정화 농도, 결정화 온도, 수율, 슬러리성상, 결정 성상 등을 개선하기 위해서 상기한 용매에 다른 용매를 적량 가하여 사용할 수가 있다.
이러한 다른 용매는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 물, 알코올류, 지방산류, 케톤류, 니트릴류를 제외한 질소 화합물류, 유황 화합물류 등을 들 수 있다.
알코올류로서는 환상, 비환상을 막론하고, 또한, 포화, 불포화를 막론하고, 특별히 제한되지 않지만, 포화의 것이 바람직하게 사용된다. 통상, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 6, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 5, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 것이다. 또한, 탄소수 2 내지 3의 1가 알코올, 탄소수 2 내지 5의 2가 알코올, 탄소수 3의 3가 알코올이 바람직하다.
1가 알코올로서는, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부틸알코올, tert-부틸알코올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-부탄올, 이소펜틸알코올, tert-펜틸알코올, 3-메틸-2-부탄올, 네오펜틸알코올, 1-헥산올, 2-메틸-1-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 1-헵탄올, 2-헵탄올, 3-헵탄올, 1-옥탄올, 2-옥탄올, 2-에틸-1-헥산올, 1-노난올, 1-데칸 올, 1-운데칸올, 1-도데칸올, 알릴알코올, 프로파르길알코올, 벤질알코올, 시클로헥산올, 1-메틸시클로헥산올, 2-메틸시클로헥산올, 3-메틸시클로헥산올, 4-메틸시클로헥산올 등을 들 수 있다.
바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부틸알코올, tert-부틸알코올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-부탄올, 이소펜틸알코올, tert-펜틸알코올, 3-메틸-2-부탄올, 네오펜틸알코올, 1-헥산올, 2-메틸-1-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 시클로헥산올이다. 보다 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부틸알코올, tert-부틸알코올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-부탄올, 이소펜틸알코올, tert-펜틸알코올, 3-메틸-2-부탄올, 네오펜틸알코올이다. 더욱 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부틸알코올, 2-메틸-1-부탄올, 이소펜틸알코올이다. 특히 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올이고, 특히 바람직하게는, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올이고, 가장 바람직하게는 에탄올이다.
2가 알코올로서는, 예를 들면 1,2-에탄디올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올 등을 들 수 있다. 바람직하게는 1,2-에탄디올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올이고, 가장 바람직하게는 1,2-에탄디올이다.
3가 알코올로서는, 예를 들면 글리세린 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
지방산류로서는, 예를 들면 포름산, 아세트산, 프로피온산 등을 들 수 있다. 바람직하게는 포름산, 아세트산이고, 가장 바람직하게는 아세트산이다.
케톤류로서는 특별히 제한되지 않고, 탄소수 3 내지 6의 것이 바람직하게 사용된다. 구체적인 예로서는, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등을 들 수 있다. 바람직하게는 아세톤, 메틸에틸케톤이고, 가장 바람직하게는 아세톤이다.
질소 화합물류로서는, 예를 들면 니트로메탄, 트리에틸아민, 피리딘, 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.
유황 화합물류로서는, 예를 들면 디메틸술폭시드, 술포란 등을 들 수 있다.
상기한 다른 용매는 융점, 비점, 증기압 특성, 상전이 등의 이미 알려진 물성이나 상기 반응 용매량, 및 산화형 보효소 Q10, 환원형 보효소 Q10이나 환원제의 용해도에 대한 효과 등을 바탕으로, 각각의 용매의 특성에 따라서 바람직한 비율로, 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상의 용매와 함께 사용하는 것이 좋다.
상기한 다른 용매는 악영향이 없는 범위에서 특히 제한없이 사용할 수 있지만, 산화 방호 효과나 후술하는 결정화 수율 등의 관점에서, 상술한 산화 방호 효과가 높은 용매 (탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상)의 비율(용량비)이 클수록 바람직하고, 실질적으로 산화 방호 효과가 높은 용매를 주성분으로 하는 용매를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
계가 균일한 용매상인 경우는 반응 용매, 결정화 용매 또는 농축, 추출, 칼럼 크로마토그래피 등으로 취급할 때에 사용하는 경우의 주성분이 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상의 용매인 것이 바람직하다. 또한 계가 다른 용매상을 형성하는 것과 같은 경우는 환원형 보효소 Q10을 보다 잘 용해하는 용매상 (예를 들면, 물과 상용성이 낮은 유기 용매와 물과의 혼합 용매계인 것과 같은 경우, 환원형 보효소 Q10은 수상에는 난용이고, 물과 상용성이 낮은 유기 용매상에 가용이다)의 주성분이, 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상의 용매인 것이 바람직한 형태이다.
이 관점에서, 다른 용매의 사용량은 균일계인 경우는 전 용매량에 대한 용량비로서, 또한 불균일계인 경우는 환원형 보효소 Q10을 보다 잘 용해하는 용매상의 용량에 대한 용량비로서, 통상 약 0.3 미만, 바람직하게는 약 0.2 미만, 보다 바람직하게는 약 0.1 미만, 더욱 바람직하게는 약 0.05 미만이다. 물론 하한은 O이다.
상기한 다른 용매 중에서도 (특히), 산화형 보효소 Q10의 환원 반응에 있어서는 반응 속도나 수율 향상의 점에서, 알코올류 및(또는) 물을 병용하는 것이 특히 바람직하다. 환원형 보효소 Q10의 결정화에서는 유동성 등의 슬러리성상 개선의 점에서, 물을 바람직하게 사용할 수 있다.
다음으로 산화형 보효소 Q10을 환원하여 환원형 보효소 Q10을 제조하는 방법 에 대해서 설명한다.
본 발명에 사용하는 산화형 보효소 Q10은 상술한 바와 같이 합성, 발효, 천연물로부터의 추출 등에 의해 제조한 것일 수도 있고, 기존의 고순도 보효소 Q10 일 수도 있다. 또한, 산화형 보효소 Q10만을 함유하는 것일 수도 있고, 산화형 보효소 Q10과 환원형 보효소 Q10의 혼합물일 수도 있다.
본 발명에 있어서, 산화형 보효소 Q10의 환원은 상기한 산화 방호 효과가 높은 용매, 즉, 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류 중의 1종 이상을 용매로서 사용하고, 수소화 금속 화합물, 철 (금속 또는 염으로서의 철), 아연 (금속으로서의 아연), 차아황산류, 아스코르빈산류 등을 환원제로서 사용하여 실시된다.
수소화 금속 화합물은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 수소화붕소나트륨, 수소화리튬알루미늄 등을 들 수 있다. 상기 수소화 금속 화합물의 사용량은 수소화 금속 화합물의 종류에 따라 다르고, 일률적으로 규정할 수 없지만 통상 이론 수소 당량의 1 내지 3 배량으로 바람직하게 실시할 수 있다.
철 또는 아연을 사용하는 환원은 통상 산을 사용하여 실시된다. 산으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 아세트산 등의 지방산, 메탄술폰산 등의 술폰산, 염산이나 황산 등의 무기산 등을 들 수 있다. 바람직하게는 무기산이고, 보다 바람직하게는 황산이다.
철의 사용량은 특별히 제한되지 않지만 산화형 보효소 Q10의 장치 중량에 대하여, 예를 들면 약 1/5 중량 이상으로 바람직하게 실시할 수 있다. 상한은 특별히 제한되지 않지만 경제성의 관점 등으로부터 약 2배 중량 이하이다. 또한 철은 금속철 뿐만 아니라, 황산 철(II) 등의 염의 형태로도 사용할 수 있다.
아연의 사용량은 특별히 제한되지 않지만 산화형 보효소 Q10의 장치 중량에 대하여, 예를 들면 약 1/10 중량 이상으로 바람직하게 실시할 수 있다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 경제성의 관점 등으로부터 약 2 배 중량 이하이다.
차아황산류는 특별히 제한되지 않고, 통상 차아황산의 염이다. 차아황산의 염은 특별히 제한되지 않고, 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염, 암모늄염 등이 바람직하고, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염이 보다 바람직하고, 나트륨염이 가장 바람직하다. 상기 차아황산류의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 통상 산화형 보효소 Q10의 장치 중량에 대하여 약 1/5 중량 이상, 바람직하게는 약 2/5 중량 이상, 보다 바람직하게는 약 3/5 중량 이상이다. 많아도 특별히 지장은 없지만, 경제적인 관점에서, 통상 약 2 배 중량 이하, 바람직하게는 동 중량 이하로 사용된다. 따라서, 약 2/5 중량 내지 약 동일 중량의 범위에서 보다 바람직하게 실시할 수 있다.
아스코르빈산류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 아스코르빈산 뿐만 아니라 람모-아스코르빈산, 아라보-아스코르빈산, 글루코-아스코르빈산, 푸코-아스코르빈산, 글루코헵토-아스코르빈산, 크실로-아스코르빈산, 갈락토-아스코르빈산, 굴로-아스코르빈산, 알로-아스코르빈산, 에리쓰로-아스코르빈산, 6-데스옥시아스코르빈산 등의 아스코르빈산에 류하는 것을 들 수 있고, 또한 이들의 에스테르체나 염일 수도 있다. 또한, 이들은 L체, D체 또는 라세미체일 수도 있다. 보다 구체적으로는 예를 들면 L-아스코르빈산, L-아스코르빈산팔미테이트, L-아스코르빈산스테아레이트, D-아라보-아스코르빈산 등을 예를 들 수 있다. 환원형 보효소 Q10의 제조에 있어서, 상기 아스코르빈산류를 모두 바람직하게 사용할 수 있지만, 생성한 환원형 보효소 Q10과의 분리의 용이함 등을 고려하면 상기한 아스코르빈산류 중 특히 수용성의 것이 바람직하게 사용되고, 가장 바람직하게는 입수 용이성, 가격 등의 관점에서 L-아스코르빈산, D-아라보-아스코르빈산 등의 프리체이다.
상기 아스코르빈산류의 사용량은 특별히 제한되지 않고, 산화형 보효소 Q10을 환원형 보효소 Q10으로 변환할 수 있는 유효량이면 좋고, 산화형 보효소 Q10에 대하여 통상 1 배 몰량 이상, 바람직하게는 1.2 배 몰량 이상이다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 경제성을 고려하여 통상 10 배 몰량 이하, 바람직하게는 5 배 몰량 이하, 보다 바람직하게는 3 배 몰량 이하이다.
상기 환원제 중, 환원 능력, 수율, 품질 등의 관점에서, 아연, 차아황산류, 아스코르빈산류가 바람직하고, 특히 차아황산류 (구체적으로는 차아황산염), 아스코르빈산류가 바람직하다.
환원 반응에 있어서는, 상기한 바와 같이 알코올류 및(또는) 물을 바람직하게 병용할 수가 있다. 물은 특히 환원제로서 철, 아연, 차아황산류를 사용하는 경 우에 바람직하다. 환원제로서 수소화 금속 화합물이나 아스코르빈산류를 사용하는 경우에는, 알코올류를 병용할 수가 있다. 물, 알코올류의 병용은 이들 물, 알코올류의 특성이 발휘되어, 반응 속도의 향상이나 반응 수율의 향상 등에 기여한다.
이하에 바람직한 환원 방법에 대해서 보다 상세히 진술한다.
상기 차아황산류를 사용하는 환원은 물을 병용하여, 상기한 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상의 유기 용매와 물과의 혼합 용매계에서 실시하는 것이 바람직하다. 그 때, 반응시의 pH는 수율 등의 관점에서 통상 pH 7 이하, 바람직하게는 pH 3 내지 7, 보다 바람직하게는 pH 3 내지 6으로 실시된다. 상기 pH는 산 (예를 들면, 염산이나 황산 등의 무기산)이나 염기 (예를 들면, 수산화나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물)을 사용하여 조정할 수가 있다.
상기 차아황산류를 사용하는 환원에 있어서, 물의 사용량은 특별히 제한되지 않고, 환원제인 차아황산류를 적절히 용해하는 양이면 좋고, 예를 들면 상기 차아황산류의 물에 대한 중량이 통상 30 w/w％ 이하, 바람직하게는 20 w/w％ 이하가 되 도록 조정하는 것이 좋다. 또한, 생산성 등의 관점에서 통상 1 w/w％ 이상, 바람직하게는 5 w/w％ 이상, 보다 바람직하게는 10 w/w％ 이상인 것이 좋다.
상기 아스코르빈산류를 사용하는 환원은, 상기한 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류 중, 특히 물과 상용성이 높은 용매, 특히 물과 상용성이 높은 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상, 구체적으로는 테트라히드로푸란, 디옥산, 아세토니트릴 등을 이용하여 실시하는 것이 특히 바람직하다. 다 른 용매로서 알코올류를 사용할 수도 있다. 또한, 환원형 보효소 Q10의 제조에 있어서의 반응 촉진의 관점에서 (예를 들면, 반응 온도의 저하, 반응 시간의 단축 등), 염기성 물질이나 아황산수소염 등의 반응 촉진 효과를 갖는 첨가제를 공존시켜 환원을 실시할 수가 있다.
상기 염기성 물질로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 무기 화합물, 유기 화합물을 막론하고 사용할 수 있다. 상기 무기 화합물로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 금속 (바람직하게는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 등)의 수산 화물, 탄산염, 탄산수소염이나 암모니아 등을 들 수 있다. 그 대표적인 것으로서, 예를 들면 수산화나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물, 탄산나트륨 등의 알칼리 금속 탄산염, 탄산수소나트륨 등의 알칼리 금속 탄산수소염, 탄산마그네슘 등의 알칼리토금속 탄산염 등을 들 수 있다. 상기 유기 화합물로서는 특히 제한되지 않지만, 예를 들면 트리에틸아민 등의 아민 등을 들 수 있다. 상기한 염기성 물질 중, 금속 (바람직하게는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 등)의 탄산염, 탄산수소염, 암모니아 등의 무기 화합물; 트리에틸아민 등의 아민 등의 유기 화합물과 같은 약한 염기성 물질 (약염기 또는 약알칼리)을 바람직하게 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기한 약염기성의 무기 화합물이다.
또한, 상기 아황산수소염으로서는, 예를 들면 아황산수소나트륨 등의 알칼리 금속 아황산수소염 등을 바람직한 것으로 들 수 있다.
상기 첨가제의 양은 기대할 정도의 반응 촉진 효과를 발휘할 수 있는 양 (유 효량)이면 좋고, 특별히 제한되지 않지만 경제성도 고려하여 아스코르빈산류에 대하여 통상 20 배 몰량 이하, 바람직하게는 10 배 몰량 이하, 보다 바람직하게는 5 배 몰량 이하, 더욱 바람직하게는 2 배 몰량 이하이다. 하한은 특별히 제한되지 않지만, 통상 0.01 배 몰량 이상, 바람직하게는 0.05 배 몰량 이상, 보다 바람직하게는 0.1 배 몰량 이상, 더욱 바람직하게는 0.2 배 몰량 이상이다.
본 발명의 환원 반응은 강제 유동하에서 실시하는 것이 바람직하다. 단위 용적당의 교반 소요 동력으로서 통상 약 O.O1 kW/m3 이상, 바람직하게는 약 O.1 kW/m3 이상, 보다 바람직하게는 약 O.3 kW/m3 이상의 유동이 바람직하다. 상기한 강제 유동은 통상 교반 날개의 회전에 의해 주어지지만 상기 유동이 얻어지면 반드시 교반 날개를 이용할 필요는 없고, 예를 들면 액의 순환에 의한 방법 등을 이용할 수 있다.
환원 온도는 환원제의 종류나 양에 따라 다르고, 일률적으로 규정할 수 없다. 예를 들면, 차아황산류를 사용하는 환원에 있어서는 통상 100 ℃ 이하, 바람직하게는 80 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 60 ℃ 이하로 실시된다. 하한은 계의 고화 온도이다. 따라서, 환원은 통상 0 내지 100 ℃ 정도, 바람직하게는 0 내지 80 ℃ 정도, 보다 바람직하게는 0 내지 60 ℃ 정도에서 바람직하게 실시될 수 있다. 또한, 아스코르빈산류를 사용하는 환원에 있어서는 통상 30 ℃ 이상, 바람직하게는 40 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 50 ℃ 이상에서 실시된다. 상한은 계의 비점이다. 따라서, 환원은 통상 30 내지 150 ℃ 정도, 바람직하게는 40 내지 120 ℃ 정도, 보 다 바람직하게는 50 내지 100 ℃ 정도에서 바람직하게 실시될 수 있다.
반응 농도는 특별히 제한은 없지만 용매의 중량에 대한 산화형 보효소 Q10의 중량으로서 통상 약 1 w/w％ 이상, 바람직하게는 3 w/w％ 이상, 보다 바람직하게는 10 w/w％ 이상, 더욱 바람직하게는 15 w/w％ 이상이다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 통상 약 60 w/w％ 이하, 바람직하게는 50 w/w％ 이하, 보다 바람직하게는 40 w/w％ 이하, 더욱 바람직하게는 30 w/w％ 이하이다. 따라서, 반응 농도는 약 1 내지 60 w/w％, 바람직하게는 약 3 내지 50 w/w％, 보다 바람직하게는 약 10 내지 40 w/w％로 바람직하게 실시할 수 있다.
환원 반응은 환원제의 종류나 양에 따라 다르고, 일률적으로 규정할 수 없지만 통상 48 시간 이내, 바람직하게는 24 시간 이내, 보다 바람직하게는 10 시간 이내, 더욱 바람직하게는 5 시간 이내에 완료시킬 수 있다.
또한, 환원 반응은 탈산소 분위기하에서 실시하는 것이 매우 바람직하고, 놀랍게도 특히 차아황산류를 사용한 환원 반응이 환원 반응 수율 향상이나 환원제량의 감소에 크게 기여한다는 것도 발견하였다. 탈산소 분위기는 불활성 가스에 의한 치환, 감압, 비등이나 이들을 조합함으로써 달성할 수 있다. 적어도, 불활성 가스에 의한 치환, 즉, 불활성 가스 분위기를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 불활성 가스로서는, 예를 들면 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스, 수소 가스, 탄산 가스 등을 들 수 있고, 바람직하게는 질소 가스이다.
이와 같이 하여 얻어진 환원 반응액으로부터 생성된 환원형 보효소 Q10을 함 유하는 유기상을 채취하고, 필요에 따라서 (바람직하게는), 또한 유기상을 물이나 식염수 등을 사용하여 반복 세척하고, 오염물을 완전히 제거한 후, 결정화에 사용할 수가 있다. 특히, 환원제로서 차아황산나트륨 등의 상기 차아황산류를 사용한 경우에는 차아황산류 유래의 오염물을 완전히 제거하거나 수상의 pH를 안정시키기 위해서 반복하여 세척하는 것이 바람직하다.
또한, 산화형 보효소 Q10을 상기한 물과 상용성이 높은 용매, 특히 물과 상용성이 높은 에테르류 및 니트릴류 (예를 들면, 테트라히드로푸란, 디옥산, 아세토니트릴 등)에서 선택되는 1종 이상을 사용하여 아스코르빈산류로 환원을 행한 경우는 환원 반응액으로부터 직접 환원형 보효소 Q10을 결정화하는 (직접 단리법 (원포트법)) 것이 매우 간편하고 효율적인 방법이다.
상기 환원 반응 후의 처리는 탈산소 분위기하에서 실시하는 것이 바람직하고, 이에 따라 산화 방호 효과를 더욱 높일 수 있다.
다음으로, 환원형 보효소 Q10의 결정화에 대해서 설명한다.
결정화에 사용하는 환원형 보효소 Q10은 예를 들면, 합성, 발효, 천연물로부터의 추출 등 종래 공지된 방법에 의해 얻을 수 있다. 바람직하게는 환원형 보효소 Q10 중에 포함되는 산화형 보효소 Q10을 환원 또는 산화형 보효소 Q10을 환원함으로써 얻어진 것으로, 보다 바람직하게는 상기의 본 발명의 환원 반응을 사용하여 얻어진 것이다.
본 발명의 결정화법은 산화형 보효소 Q10을 비교적 많이 함유하는 것에 대해서도 적용할 수 있지만, 상기한 환원 방법 등에 의해 제조된 고순도의 환원형 보효소 Q10에 대하여 특히 유효하다. 본 발명에 있어서는 종래 공지된 방법에 의해 얻어지거나, 또는 상기 환원 방법 등에 의해 제조된 환원형 보효소 Q10을 함유하는 반응액이나 추출액에 함유되는 불순물의 제거도 겸하여 정제 결정화하는 것이 특히 효과적이다. 보다 구체적으로는, 상기 환원 방법으로 얻어진 환원 반응액, 또는 이 반응액으로부터 환원형 보효소 Q10을 포함하는 유기상을 채취하고, 필요에 따라서 유기상을 세정하여 얻어진 용액으로부터 환원형 보효소 Q10을 결정화할 수가 있다. 이 때, 불순물을 모액에서 제거하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 공존하는 불순물, 특히 통상 제거하는 것이 반드시 용이하지 않은 구조의 유사한 유연 화합물 (구체적으로는 환원형 보효소 Q9, 환원형 보효소 Q8, 환원형 보효소 Q7 등)을 제거할 수가 있다. 말할 것도 없이 한번 정제 결정화하여 얻어진 환원형 보효소 Q10 결정을 재정제하기 위한 재결정법으로서도 이용할 수 있다.
환원형 보효소 Q10의 결정화는 상기한 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상을 용매로서 사용하여 행하여진다. 그 중에서도 탄화수소류가 바람직하고, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소가 보다 바람직하고, 지방족 탄화수소가 보다 바람직하고, 상술한 펜탄류, 헥산류, 헵탄류, 옥탄류가 특히 바람직하다. 또한, 결정화 수율, 결정화 시에도 과도한 냉각을 필 요로 하지 않는다는 등의 관점에서는 지방족 탄화수소류 중에서도 비환상 지방족 탄화수소가 특히 바람직하다.
결정화 방법은 특별히 제한되지 않고, 일반적으로 사용되는 결정화법, 즉, 냉각 결정화, 농축 결정화, 용매 치환 결정화 중의 적어도 하나를 이용하여 실시할 수가 있다. 특히, 냉각 결정화, 또는 냉각 결정화에 다른 결정화법을 조합하여 실시하는 것이 바람직하다.
결정화시의 냉각 온도는 하나의 중요한 인자이고, 예를 들면 수율 등의 관점에서, 통상 20 ℃ 이하, 바람직하게는 10 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 5 ℃ 이하이다. 하한은 계의 고화 온도이다. 따라서, 냉각 온도를 통상 -30 ℃ 내지 +10 ℃ 정도, 바람직하게는 -20 ℃ 내지 +10 ℃ 정도, 보다 바람직하게는 -10 ℃ 내지 +5℃ 정도로 함으로써 결정화를 바람직하게 실시할 수 있다.
얻어지는 환원형 보효소 Q10 중에의 각종 불순물의 혼입을 최소화하거나, 또는 양호한 성형의 슬러리를 얻을 목적으로, 결정화시의 단위 시간 당의 결정의 정출량을 제어할 수가 있다. 바람직한 단위 시간 당의 정출량은, 예를 들면 단위 시간 당 전 정출량의 약 50 ％량이 정출하는 속도 이하 (즉, 최대로 50 ％량/시간)이고, 바람직하게는 단위 시간 당 전 정출량의 약 25％ 량이 정출하는 속도 이하 (즉, 최대로 25 ％량/시간)이다. 또한, 냉각 결정화에 있어서의 냉각 속도는 통상 약 40 ℃/ 시간 이하이고, 바람직하게는 약 20 ℃/시간 이하이다.
결정화 농도도 하나의 중요한 인자이고, 결정화 종료시의 결정화 용매의 중 량에 대한 환원형 보효소 Q10의 중량으로서 약 15 w/w％ 이하, 바람직하게는 약 13 w/w％ 이하, 보다 바람직하게는 약 1O w/w％ 이하이다. 사용하는 용매종에 따라서도 바람직한 결정화 농도는 다르고, 양호하게 결정화하기 위해서는 예를 들면, 지방족 탄화수소 또는 지방족 탄화수소를 주성분으로 할 경우는 결정화 농도는 약 13 w/w％ 이하, 바람직하게는 약 10 w/w％ 이하, 보다 바람직하게는 약 8 w/w％ 이하이고, 가장 바람직한 비환상 지방족 탄화수소 또는 비환상 지방족 탄화수소를 주성분으로 할 경우는 결정화 농도는 약 10 w/w％ 이하, 바람직하게는 약 8 w/w％ 이하, 보다 바람직하게는 약 7 w/w％ 이하이다. 상기 농도를 유지함으로써, 공업적 규모에서의 조작성에 견딜 수 있는 바람직한 결정화가 가능하다. 농도의 하한은 특별히 제한되지 않지만 생산성의 관점에서 통상 약 1 w/w％ 이상이고, 바람직하게는 약 2 w/w％ 이상이다.
결정화는 강제 유동하에서 실시하는 것이 바람직하다. 과포화의 형성을 억제하고, 순조롭게 핵화ㆍ결정 성장을 행하기 때문에, 또한 고품질화의 관점에서 단위용적당의 교반 소요 동력으로서 통상 약 O.O1 kW/m3 이상, 바람직하게는 약 O.1 kW/m3 이상, 보다 바람직하게는 약 O.3 kW/m3 이상의 유동이 바람직하다. 상기한 강제 유동은 통상 교반 날개의 회전에 의해 주어지지만 상기 유동이 얻어지면 반드시 교반 날개를 사용할 필요는 없고, 예를 들면 액의 순환에 의한 방법 등을 이용할 수도 있다.
결정화에 있어서는 과포화의 형성을 억제하고, 순조롭게 핵화ㆍ결정 성장을 행하기 위해서 결정핵을 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 결정화에 있어서는, 필요에 따라 상기 산화 방호 효과가 높은 용매 이외에, 상술한 보조적인 다른 용매를 악영향이 없는 범위에서 병용할 수 있다. 환원형 보효소 Q10의 용해도, 결정화 농도, 결정화 온도, 수율, 슬러리성상, 결정 성상 등을 개선하기 위해서 상기 용매에 보조적인 용매를 적량 가하여 사용할 수도 있지만, 혼합 용매로 함으로써 용해도가 극적으로 상승하여, 오히려 결정화 수율이 저하되는 등의 경향이 인정되는 경우도 있다. 따라서, 산화 방호 효과나 결정화 수율 등의 관점에서 실질적으로 상기 용매를 주성분으로 하는 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 다른 용매와의 혼합 용매로서 사용하는 경우에 있어서는 다른 용매의 비율(용량비)은 반드시 한정 되지는 않지만, 통상 약 0.3 미만, 바람직하게는 약 0.2 미만, 보다 바람직하게는 약 0.1 미만, 더욱 바람직하게는 약 0.05 미만이다. 말할 것도 없이 하한은 0이다. 용량비는 상술한 바와 같이 같이, 균일계에서는 전 용매의 용량에 대한 다른 용매의 용량 비율이고, 불균일계에서는 환원형 보효소 Q10을 보다 잘 용해하는 용매상의 용량에 대한 다른 용매의 용량 비율이다.
그러나, 보조적인 다른 용매로서 물을 병용함으로써 물의 특성이 발휘되고, 슬러리성상의 개선 등에 기여할 수 있다. 환원형 보효소 Q10의 결정화에 있어서의 물의 사용량은 정출한 환원형 보효소 Q10의 슬러리 농도나 슬러리성상에 영향을 준다. 물의 사용량이 많을 수록 슬러리 농도가 저하되고 일반적으로 유동성도 향상 되는 한편, 전체적으로 슬러리 농도가 내려가 생산성의 저하로 연결되기 때문에 이러한 점을 감안하여 바람직한 범위로 조정ㆍ유지하기 위해서 적절하게 양을 변경시킬 수 있고 특별히 제한되지 않는다.
상기한 보조적인 다른 용매는 결정화에 있어서 미리 첨가할 수도 있고, 결정화 도중에서 첨가할 수도 있고, 또한 정출량이 안정된 후에 첨가할 수 있다.
이렇게 하여 얻어지는 환원형 보효소 Q10의 결정은, 예를 들면 원심 분리, 가압 여과, 감압 여과 등에 의한 고액 분리, 또한 필요에 따라서 케이크 세정을 행하여 습체로서 취득할 수가 있다. 또한, 내부를 불활성 가스로 치환한 감압 건조기 (진공 건조기)에 습체를 넣고, 감압하에서 건조하여, 건체로서 취득할 수가 있고, 건체로서 취득하는 것이 바람직하다.
또한, 결정화는 탈산소 분위기하에서 실시함으로써 또한 산화 방호 효과를 높일 수 있다. 탈산소 분위기는 불활성 가스에 의한 치환, 감압, 비등이나 이들을 조합함으로써 달성할 수 있다. 적어도, 불활성 가스에 의한 치환, 즉, 불활성 가스 분위기를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 불활성 가스로서는, 예를 들면 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스, 수소 가스, 탄산 가스 등을 들 수 있고, 바람직하게는 질소 가스이다.
본 발명에 의해 고품질의 환원형 보효소 Q10을 간편하고 효율적으로 합성, 결정화할 수가 있다. 또한, 본 발명에 의해 얻어지는 환원형 보효소 Q10 결정은 매우 고품질이고, 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 96/4 이상, 바람직 하게는 98/2 이상, 보다 바람직하게는 99/1 이상을 기대할 수 있다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예만 한정되는 것이 아니다. 또한, 실시예 중의 환원형 보효소 Q10의 순도, 환원형 보효소 Q10과 산화형 보효소 Q10와의 중량비는 하기 HPLC 분석에 의해 구하였지만, 얻어진 환원형 보효소 Q10의 순도는 본 발명에 있어서의 순도의 한계치를 규정하는 것이 아니고, 또한 마찬가지로 환원형 보효소 Q10과 산화형 보효소 Q10의 중량비도 그 상한치를 규정하는 것이 아니다.
(HPLC 분석 조건)
칼럼; SYMMETRY C18 (Waters 제조), 250 mm (길이), 4.6 mm (내부 직경), 이동상; C2H5OH:CH3OH=4:3 (v:v), 검출 파장; 210 nm, 유속; 1 ㎖/분, 환원형 보효소 Q10의 유지 시간; 9.1 분, 산화형 보효소 Q10의 유지 시간; 13.3 분.
<실시예 1>
100 g의 산화형 보효소 Q10 (산화형 보효소 Q9를 0.40 ％ 함유, 순도 99.4 ％)를 25 ℃에서 1000 g의 헵탄에 용해시켰다. 교반 (교반 소요 동력 0.3 kW/m3)하면서 환원제로서 차아황산나트륨 (순도 75 ％ 이상) 100 g에 1000 ㎖의 물을 가하여 용해시킨 수용액을, 서서히 첨가하여 25 ℃, pH 4 내지 6으로 환원 반응을 행하 였다. 2 시간 후, 반응액으로부터 수상을 제거하고 탈기한 포화 식염수 1000 g으로 헵탄상을 6 회 세척하고 환원형 보효소 Q10을 100 g (환원형 보효소 Q9를 0.40 ％ 함유)를 포함하는 헵탄상을 얻었다. 이 헵탄상을 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 백색의 슬러리를 얻었다. 또한 이상 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하여, 습결정을 냉헵탄, 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올, 냉헵탄으로 차례로 세정 (세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃)하고, 또한 습결정을 감압 건조 (20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 93 g (환원형 보효소 Q9를 0.29 ％ 함유, 제거율 28 ％)을 얻었다 (단리 생성물 수율 93 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.6/0.4, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.2 ％이었다.
<실시예 2, 비교예 1>
실시예 1에서 얻어진 1 g의 환원형 보효소 Q10을 25 ℃하에서 표 1에 나타내는 각종 용매 20 g에 용해하였다. 대기 중 25 ℃에서 24 시간 교반 후, 액 중의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비를 측정한 결과와 비교를 위해 상기와 동일 조건하 (1 g의 환원형 보효소 Q10을 대기 중 25 ℃에서 24 시간)으로 결정을 보존한 결과를 표 1에 나타냈다.
R
실시예 2 헵탄 헥산 톨루엔 클로로포름 아세트산에틸 메틸tert-부틸에테르 테트라히드로피란 99.1/0.9 98.7/1.3 98.8/1.2 98.9/1.1 98.9/1.1 98.6/1,4 98.5/1.5
비교예 1 메틸이소부틸케톤 디메틸포름아미드 N-메틸-피롤리돈 결정 69.2/30.8 31.0/69.0 67.3/32.7 95.9/4.1
R: 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비
<실시예 3, 비교예 2>
실시예 1에서 얻어진 1 g의 환원형 보효소 Q10을 35 ℃하에서 표 2에 나타내는 각종 용매 100 g에 용해하였다. 대기 중 35 ℃에서 24 시간의 교반 후, 액 중의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비를 측정한 결과를 표 2에 나타냈다.
용매 R
실시예 3 헵탄 아세트산에틸 아세토니트릴 96.7/3.3 96.4/3.6 96.0/4.0
비교예 2 메틸이소부틸케톤 46.1/53.9
R: 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비
<실시예 4>
10 g의 산화형 보효소 Q10을 25 ℃에서 표 3에 기재한 각종 용매 100 g에 용해시켰다. 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 환원제로서 시판의 차아황산나 트륨(순도 75 ％ 이상) 10 g에 100 ㎖의 물을 가하여 용해시킨 수용액을 서서히 첨가하고, 25 ℃, pH 4 내지 6으로 환원 반응을 행하였다. 2 시간 후 반응액으로부터 수상을 제거하고, 또한 탈기한 포화 식염수 100 g으로 유기상을 6 회 세척하였다. 또한 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 유기상 중의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비를 측정한 결과를 표 3에 나타냈다.
용매 R
헵탄 헥산 아세트산에틸 메틸tert-부틸에테르 톨루엔 클로로포름 99.5/0.5 99.3/0.7 99.4/0.6 99.2/0.8 99.4/0.6 99.3/0.7
R: 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비
<실시예 5>
10 g의 산화형 보효소 Q10을 25 ℃에서 100 g의 헵탄에 용해시키고, 아연 분말 1.5 g 및 2.9 N 황산 110 g을 첨가하고, 25 ℃에서 6 시간의 교반 (교반 소요 동력 0.3 kW/m3) 후, 100 g의 진한염산을 첨가하였다. 헵탄상의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비를 측정하였더니 99.6/0.4이었다. 또한 모든 조작은 질소분위기하에서 실시하였다.
<실시예 6>
산화형 보효소 Q10을 용해하는 용매로서 헥산을 사용하는 것 이외에, 실시예 1과 동일하게, 환원 및 결정화를 행하였다. 그 결과, 백색의 건조 결정 93 g을 얻었다 (단리 생성물 수율 93 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.4/0.6, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.0 ％이었다.
<실시예 7>
100 g의 산화형 보효소 Q10 (순도 99.4 ％)를 25 ℃에서 1000 g의 헥산에 용해시켰다. 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 환원제로서 차아황산나트륨 (순도 75 ％ 이상) 100 g에 1000 ㎖의 물을 가하여 용해한 수용액을 서서히 첨가하고, 25 ℃, pH 4 내지 6으로 환원 반응을 행하였다. 2 시간 후 반응액으로부터 수상을 제거하고, 또한 탈기한 포화 식염수 1000 g으로 헥산상을 6 회 세척하였다. 이 헥산상에 메탄올 50 g을 첨가하고, 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 백색의 슬러리를 얻었다. 또한 이상 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하여 습결정을 냉헥산, 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올, 냉헥산으로 차례로 세정하여 (세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃), 습결정을 감압 건조 (20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 92 g을 얻었다 (단리 생성물 수율 92 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.4/0.6, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.0 ％이었다.
<실시예 8>
100 g의 산화형 보효소 Q10 (순도 99.4 ％)를 25 ℃에서 1000 g의 아세트산에틸에 용해시켰다. 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 환원제로서 차아황산나트륨 (순도 75 ％ 이상) 100 g에 1000 ㎖의 물을 가하여 용해시킨 수용액을 서서히 첨가하여 25 ℃, pH 4 내지 6으로 환원 반응을 행하였다. 2 시간 후 반응액으로부터 수상을 제거하고, 또한 탈기한 포화 식염수 1000 g으로 아세트산에틸상을 6 회 세척하였다. 이 아세트산에틸상에 에탄올 300 g 및 물 50 g을 첨가하고, 교반 (교반 소요 동력 0.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 실시예 1과 비교하여 유동성이 개선된 백색의 슬러리를 얻었다. 또한 이상 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하여 습결정을 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올로차례로 세정하여 (세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃), 습결정을 감압 건조 (20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써, 백색의 건조 결정 89 g을 얻었다 (단리 생성물 수율 89 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.5/0.5, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.2 ％이었다.
<실시예 9>
환원형 보효소 Q10 100 g (환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비= 95/5, 보효소 Q10의 순도는 99.4 ％)을 25 ℃에서 1000 g의 헵탄에 용해시켰다. 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 환원제로서 차아황산나트륨 (순도 75 ％ 이 상) 10 g에 1000 ㎖의 물을 가하여 용해시킨 수용액을 서서히 첨가하여 25 ℃, pH 4 내지 6으로 환원 반응을 행하였다. 2 시간 후 반응액으로부터 수상을 제거하고, 탈기한 포화 식염수 1000 g으로 헵탄상을 6 회 세척하였다. 이 헵탄상을 교반하면서 (교반 소요 동력 0.3 kW/m3) 2 ℃까지 냉각하여 백색의 슬러리를 얻었다. 또한 이상 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하고, 습결정을 냉헵탄, 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올, 냉헵탄으로 차례로 세정하여 (세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃), 습결정을 감압 건조 (20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 93 g을 얻었다 (단리 생성물 수율 93 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.6/0.4, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.2 ％이었다.
<실시예 10>
사용한 산화형 보효소 Q10의 순도가 98.4 ％ (산화형 보효소 Q9를 1.0 ％, 산화형 보효소 Q8을 0.30 ％ 및 산화형 보효소 Q7을 0.04 ％ 함유)인 것 이외에는, 실시예 1과 완전히 동일한 조건하에서 환원 및 결정화를 행하였다. 그 결과, 백색의 건조 결정 93 g (환원형 보효소 Q9를 0.72 ％ 함유: 제거율 28 ％, 환원형 보효소 Q8을 0.11 ％ 함유: 제거율 63 ％, 환원형 보효소 Q7은 검출되지 않음)을 얻었다 (단리 생성물 수율 93 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.6/0.4, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.0 ％이었다.
<실시예 11>
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 환원형 보효소 Q10의 결정 (환원형 보효소 Q9를 0.29 ％ 함유, 순도 99.1 ％, 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.4/0.6) 10 g을 45 ℃에서 140 g의 아세토니트릴에 용해시키고, 교반 (교반 소요 동력 0.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 백색의 슬러리를 얻었다. 또한 이상의 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하여, 습결정을 냉아세토니트릴, 냉수, 냉아세토니트릴로 차례로 세정하여 (세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃), 습결정을 감압 건조 (20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 9.5 g (환원형 보효소 Q9를 0.25 ％ 함유, 제거율 14 ％)을 얻었다 (단리 생성물 수율 95 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.4/0.6, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.1 ％이었다.
<실시예 12>
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 환원형 보효소 Q10의 결정 (환원형 보효소 Q9를 0.29 ％ 함유, 순도 98.8 ％, 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.1/0.9) 10 g을 25 ℃에서 100 g의 헵탄에 용해시키고, 교반 (교반 소요 동 력 O.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 백색의 슬러리를 얻었다. 또한 이상의 모든 조작은 공기 중에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하고, 습결정을 냉헵탄, 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올, 냉헵탄으로 차례로 세정하여 (세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃), 습결정을 감압 건조 (20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 (환원형 보효소 Q9를 0.20 ％ 함유, 제거율 31 ％) 9.3 g을 얻었다 (단리 생성물 수율 93 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.0/1.0, 환원형 보효소 Q10의 순도는 98.8 ％이었다.
<비교예 3>
실시예 1에서 얻어진 환원형 보효소 Q10의 결정 10 g을 25 ℃에서 70 g의 N-메틸피롤리돈에 용해시켰다. 또한 물 10 g을 첨가하고, 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 담황색의 슬러리를 얻었다. 또한 이상의 모든 조작은 공기 중에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하여, 습결정을 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올로 차례로 세정하여 (세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃), 습결정을 감압 건조 (20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 담황색의 건조 결정 9.6 g을 얻었다 (단리 생성물 수율 96 몰％). 얻어진 결정은 담황색으로, 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 88.6/11.4, 환원형 보효소 Q10의 순도는 88.3 ％이었다.
<실시예 13>
100 g의 산화형 보효소 Q10을 25 ℃에서 1000 g의 헥산에 용해시켰다. 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 환원제로서 차아황산나트륨 (순도 75 ％ 이상) 40 g에 1000 ㎖의 물을 가하여 용해시킨 수용액을 서서히 첨가하여 25 ℃, pH 4 내지 6으로 환원 반응을 행하였다. 2 시간 후 반응액으로부터 수상을 제거하고, 탈기한 포화 식염수 1000 g으로 헥산상을 6 회 세척하였다. 또한 이상의 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 이 헥산 용액 중의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.2/0.8이었다.
<실시예 14>
1000 g의 아세토니트릴 중에, 100 g의 산화형 보효소 Q10 (순도 99.4 ％), 60 g의 L-아스코르빈산 및 30 g의 탄산수소나트륨을 가하여 55 ℃에서 교반하고, 환원 반응을 행하였다. 40 시간 후, 반응액에 헵탄 1000 g, 탈기한 물 1000 g을 가하여 25 ℃로 냉각하였다. 수층을 제거한 후, 탈기한 포화 식염수 1000 g으로 헵탄상을 6 회 세척하였다. 이 헵탄상을 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 백색의 슬러리를 얻었다. 또한 이상의 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하여 습결정을 냉헵탄, 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올, 냉헵탄으로 차례로 세정 (세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃)하고, 또한 습결정을 감압 건조 (20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 95 g을 얻었다 (단리 생성물 수율 95 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/ 산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.5/0.5, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.0 ％이었다.
<비교예 4>
모든 조작을 공기 중에서 행하는 것 이외는, 모두 실시예 13과 동일하게 하여 환원 반응을 행하였다. 얻어진 헥산 용액 중의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 45.3/54.7이었다.
본 발명은 상술한 구성으로 이루어지기 때문에, 공업적 규모에서의 생산에 적합한 방법으로 고품질의 환원형 보효소 Q10을 간편하고 효율적으로 얻을 수 있다.

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  15. 환원형 보효소 Q10을 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 적어도 1종을 용매로서 사용하여 결정화하는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 결정화 방법.
  16. 제15항에 있어서, 지방족 탄화수소를 용매로서 사용하는 결정화 방법.
  17. 제16항에 있어서, 지방족 탄화수소가 비환상 지방족 탄화수소인 결정화 방법.
  18. 제16항에 있어서, 지방족 탄화수소가 펜탄류, 헥산류, 헵탄류 및 옥탄류로부터 선택되는 적어도 1종인 결정화 방법.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 불순물을 모액에서 제거하는 결정화 방법.
  20. 제19항에 있어서, 제거되는 불순물이 환원형 보효소 Q9, 환원형 보효소 Q8, 및 환원형 보효소 Q7로부터 선택되는 적어도 1종인 결정화 방법.
  21. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 환원형 보효소 Q10의 결정화는 냉각 결정화, 또는 냉각 결정화에 다른 결정화법을 조합하여 행하는 결정화 방법.
  22. 제21항에 있어서, 결정화시의 냉각 온도가 20 ℃ 이하인 결정화 방법.
  23. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 결정화 농도가 결정화 종료 시의 결정화 용매의 중량에 대한 환원형 보효소 Q10의 중량으로서 15 w/w％ 이하인 결정화 방법.
  24. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 결정화가 단위 용적당 교반 소요 동력으로서 0.O1 kW/m3 이상의 강제 유동하에서 실시되는 결정화 방법.
  25. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 결정화에 있어서 결정핵을 첨가하는 결정화 방법.
  26. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 탈산소 분위기하에서 실시하는 결정화 방법.
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  36. 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비가 96/4 이상인 환원형 보효소 Q10 결정.
  37. 산화형 보효소 Q10을 환원하여 환원형 보효소 Q10을 합성하는 방법에 있어서, 헥산을 제외한 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 적어도 1종을 용매로서 이용하는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 제조 방법.
  38. 제37항에 있어서, 용매로서 지방산 에스테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 적어도 1종을 사용하는 제조 방법.
  39. 제37항 또는 제38항에 있어서, 환원을 탈산소 분위기하에서 행하는 제조 방법.
  40. 산화형 보효소 Q10을 환원하여 환원형 보효소 Q10을 합성하는 방법에 있어서, 탈산소 분위기하에서 탄화수소류 및(또는) 에테르류를 용매로서 사용하는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 제조 방법.
  41. 제40항에 있어서, 용매로서 탄화수소류를 사용하는 제조 방법.
  42. 제41항에 있어서, 용매로서 헵탄류를 사용하는 제조 방법.
  43. 제40항에 있어서, 용매로서 에테르류를 사용하는 제조 방법.
  44. 제37항 또는 제40항에 있어서, 환원제로서 수소화 금속 화합물, 철, 또는 아연을 사용하는 제조 방법.
  45. 제37항 또는 제40항에 있어서, 환원제로서 차아황산류를 사용하고, 물 공존하에서 환원을 행하는 제조 방법.
  46. 제45항에 있어서, 환원을 pH 3 내지 7에서 행하는 제조 방법.
  47. 제45항에 있어서, 차아황산류의 사용량이 산화형 보효소 Q10과 동일 중량 이하인 제조 방법.
  48. 제37항 또는 제40항에 있어서, 환원제로서 아스코르빈산류를 사용하여 실시하는 제조 방법.
  49. 제48항에 있어서, 용매로서 테트라히드로푸란, 디옥산 및 아세토니트릴로부터 선택되는 적어도 1종을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  50. 제48항에 있어서, 아스코르빈산류의 사용량이 산화형 보효소 Q10에 대하여 1 배몰 이상인 제조 방법.
  51. 제48항에 있어서, 염기성 물질 또는 아황산수소염의 공존하에서 환원을 행하는 제조 방법.
  52. 제37항 또는 제40항에 있어서, 환원 반응 후, 생성된 환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기상을 채취하고, 이 유기상을 세척하는 제조 방법.
  53. 제15항에 있어서, 결정화에 사용하는 환원형 보효소 Q10은 제37항 또는 제40항에 기재된 방법에 의해 얻어진 것인 결정화 방법.
  54. 제15항에 있어서, 제37항 또는 제40항에 기재된 방법으로 얻어진 환원 반응액, 또는 이 반응액으로부터 환원형 보효소 Q10을 포함하는 유기상을 채취하여 얻어진 용액으로부터 환원형 보효소 Q10을 결정화하는 결정화 방법.
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