KR20020092166A

KR20020092166A - 5'-구아닐산디나트륨·5'-이노신산디나트륨 혼합 결정의제조법

Info

Publication number: KR20020092166A
Application number: KR1020020010150A
Authority: KR
Inventors: 다치바나신야; 요노야스오; 히라노나오토; 아베시게미쓰
Original assignee: 아지노모토 가부시키가이샤
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2002-12-11
Also published as: KR100810452B1; JP2002284794A; CN1196710C; US6821306B2; CN1376674A; US20020177702A1

Abstract

간단하고 쉬운 공정관리 및 염가의 설비를 사용하여, 5'-구아닐산디나트륨(5'-GMP2Na) 및 5'-이노신산디나트륨(5'-IMP2Na)을, 특히 결정 성상과 분체 특성 때문에 취급이 곤란한 5'-GMP2Na를 취급하기 용이한 결정, 즉 5'-IMP2Na와의 혼합 결정 형태로 하고, 또한 양자를 소정의 I/G 비를 갖는 I+G 혼합 결정으로서 제조할 수 있는, I/G 비의 조절이 용이한 I+G 혼합 결정의 우수한 제조방법을 제공한다.

5'-구아닐산디나트륨과 5'-이노신산디나트륨과의 혼합 용액으로부터 양자의 혼합 결정을 석출시키는 데 있어서, 장입액 또는 장입 슬러리를 일정 온도로 유지시킨 결정 석출조(저온조)에, 당해 일정 온도에서는 과포화로 되는 5'-구아닐산디나트륨과 5'-이노신산디나트륨과의 혼합 용액을 공급하여 혼합 결정을 석출시킴을 특징으로 하는, 5'-구아닐산디나트륨·5'-이노신산디나트륨 혼합 결정의 제조법을 제공한다.

Description

5'-구아닐산디나트륨·5'-이노신산디나트륨 혼합 결정의 제조법{Process for producing mixed crystals of disodium 5'-guanylate and disodium 5'-inosinate}

본 발명은 조미료, 의약품 등으로서 중요한 5'-구아닐산디나트륨(이하, 5'-GMP2Na라고 약칭하는 경우가 있다)과 5'-이노신산디나트륨(이하, 5'-IMP2Na라고 약칭하는 경우가 있다) 양자를 이들의 단순한 혼합물이 아니라 이들의 혼합 결정 형태로 제조하는 방법의 현저하게 개량된 방법에 관한 것이다.

5'-GMP2Na 및 5'-IMP2Na는 위에서 기재한 바와 같이 조미료와 의약품 등의분야에서 중요한 것이지만, 양자를 병용할 필요가 있는 경우, 단순하게 양자의 결정을 분체 혼합한 것은 각각의 결정 성상 또는 분체 특성 등이 달라서 소정 혼합비의 혼합물을 조제하는 것이 매우 곤란하며, 추가하여 이러한 혼합물의 취급도 여러가지 곤란을 수반한다.

그런데, 5'-GMP2Na와 5'-IMP2Na를 혼합 결정 형태로 제조하는 방법으로는 다음 3가지 방법이 공지되어 있다. 즉, (1) 5'-GMP2Na와 5'-IMP2Na를 메탄올 등의 유기 용매 함유 수용액에 용해시킨 다음, 이로부터 5'-GMP2Na와 5'-IMP2Na의 혼합 결정(이하, I+G 혼합 결정이라고 약칭하는 경우가 있다)을 수득하는 방법[참조: 일본 특허공보 제(소)40-12914호], (2) 5'-GMP2Na와 5'-IMP2Na를 물에 용해시킨 다음, 이로부터 냉각 또는 농축 결정 석출에 의해 I+G 혼합 결정을 수득하는 방법[참조: 일본 특허공보 제(소)54-16582호 및 제(소)55-4787호] 및 (3) 5'-GMP2Na가 액저체(液底體)로서 존재하는 슬러리 용액에 5'-IMP2Na 함유 수용액을 서서히 첨가하여 I+G 혼합 결정을 생성시킴을 특징으로 하는 방법[참조: 일본 특허공보 제(평)3-215494호 및 특허 제2770470호 명세서]이다.

한편, 5'-GMP2Na와 5'-IMP2Na는 메탄올 등의 유기 용매 함유 수용액 또는 단순한 수용액 속에서 5'-IMP2Na의 결정 격자 속에 5'-GMP2Na를 수납한 형으로 혼합 결정을 형성하는 것이 공지되어 있다. 이러한 혼합 결정의 X선 회절도는 거의 5'-IMP2Na와 동일한 패턴을 나타내며, 화학구조가 유사한 5'-GMP2Na가 5'-IMP2Na의 격자에 들어가서 수소결합에 의해 안정한 상태를 유지하는 것으로 생각되어진다. 5'-IMP2Na의 결정은 결정 형상이 양호하며 동일한 격자를 갖는 I+G 혼합 결정도 거의 동등한 것으로 된다.

그런데, I+G 혼합 결정을 결정 석출 취득할 때에 상기한 (1)의 방법에서는 높은 회수율로 결정 석출할 수 있지만, 유기 용매를 사용하기 위해 공업적으로는 비싼 방폭 설비를 필요로 하며 제조원가가 상승된다는 문제가 있다. 또한, (2)의 방법에서는 바람직한 5'-IMP2Na의 5'-GMP2Na에 대한 중량 비율(이하, I/G 비라고 약칭하는 경우가 있다)을 갖는 제품(혼합 결정)을 수득하기 위해 농축 결정 석출에서는 농축 드레인과 공급액의 관리 또는 온도, 압력 등의 설정 조건을 엄격하게 관리하는 것이 필요하고, 또한 냉각 결정 석출에서는 연속적으로 결정 석출액 조성이 변화되므로 결정 석출액 조성의 관리가 보다 엄격해지며, 어느 것이나 장치와 공정관리가 복잡화된다는 문제가 있다. (3)의 방법에서는 원료를 5'-IMP2Na와 5'-GMP2Na로 나누는 것이 필요하고, 결정 석출 이전에서의 혼합을 피하기 위해 설비 점수가 증가한다는 문제가 따른다.

본 발명은 간단하고 쉬운 공정관리 및 염가의 설비를 사용하여, 5'-GMP2Na 및 5'-IMP2Na를, 특히 결정 성상과 분체 특성 때문에 취급이 곤란한 5'-GMP2Na를 취급하기 용이한 결정, 즉 5'-IMP2Na와의 혼합 결정 형태로 하고, 또한 양자를 소정의 I/G 비를 갖는 I+G 혼합 결정으로서 제조할 수 있는, I/G 비의 조절이 용이한 I+G 혼합 결정의 우수한 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 혼합 결정의 결정 석출 중의 모액 조성의 증감을 나타낸다(실시예 1).

도 2는 혼합 결정의 입자 직경마다의 I/G 비를 나타낸다(실시예 1).

도 3은 혼합 결정의 입자 직경마다의 I/G 비를 나타낸다(비교예 1).

도 4는 공급 온도와 석출 혼합 결정의 I/G 비의 관계를 나타낸다(실시예 2).

본 발명자들은 종래 공지된 바와 같은 관리 및 공정이 복잡한 I+G 혼합 결정의 결정 석출 방법을 개량하기 위해 검토를 거듭한 결과, 공업적으로 관리가 용이한 온도의 일정 조건하에서 결정 석출을 실시함으로써 I/G 비가 일정한 안정적인 품질의 I+G 혼합 결정을 석출시켜 취득할 수 있음을, 상세하게 기재하면, 5'-IMP2Na와 5'-GMP2Na와의 혼합 용액으로부터 I+G 혼합 결정을 석출시킬 때에 하기 결정 석출조 속의 장입액[본 명세서에서는 "장입액"을 이후에 설명하는 "장입 슬러리"를 포함하는 의미(광의)로 사용하는 경우가 있다]의 온도에서는 과포화되도록 하는 고농도의 5'-IMP2Na와 5'-GMP2Na와의 혼합 공급 용액을, 보다 저온에서 일정 온도로 유지되어 있는 결정 석출조(저온조)로 공급함으로써 온도차에 따른 용해도 차이를 이용하여 결정 석출을 실시함으로써 상기한 목적을 달성할 수 있음을 밝혀내고, 이러한 발견에 기초하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 5'-구아닐산디나트륨과 5'-이노신산디나트륨과의 혼합 용액으로부터 양자의 혼합 결정을 석출시키는 데 있어서, 장입액(장입 슬러리를 포함한다)을 일정 온도로 유지시킨 결정 석출조(저온조)에, 당해 일정 온도에서는 과포화로 되는 5'-구아닐산디나트륨과 5'-이노신산디나트륨과의 혼합 용액을 공급하여 혼합 결정을 석출시킴을 특징으로 하는, 5'-구아닐산디나트륨·5'-이노신산디나트륨 혼합 결정의 제조법에 관한 것이다.

하기에 본 발명을 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 제조법에서 공급액으로 사용되는 5'-IMP2Na와 5'-GMP2Na와의 혼합 용액(혼합 공급액)에 관해서 설명한다.

이러한 공급액은 물 또는 유기 용매 수용액 등을 용매로 하여 양자의 각 제품 결정으로부터는 말할 필요도 없고, 예를 들면, I/G 비가 소정 범위외인 I+G 혼합 결정 또는 발효법, 유기 합성법 등에 의한 양자의 제조공정 중의 조결정 수준의 것으로부터도 제조할 수 있다. 단, 불순물의 함유량은 목적하는 I+G 혼합 결정의 용해도 또는 결정 성장 속도에 영향을 주지 않을 정도로 한정되는 것은 말할 필요도 없다. 용해액(혼합 공급액)의 5'-IMP2Na 및 5'-GMP2Na의 조성은 목적하는 I+G 혼합 결정의 I/G 비에 맞추어서 각각 5 내지 40% 범위내에서 임의로 설정할 수 있지만, 바람직하게는 각각 8 내지 25%가 바람직하며, 또한 저온조의 설정 온도에서 5'-IMP2Na 및 5'-GMP2Na의 공통 용해도 이상의 농도일 것이 필요하다. 또한, 예를 들면, I/G 비= 1.0의 I+G 혼합 결정을 취득하기 위해서는 용해액의 I/G 비는 0.82 내지 0.95 범위에 수렴하는 것이 필요하다.

또한, 결정 석출률 향상을 위해 혼합 공급액에 NaCl, Na₂SO₄, (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl, Na₂HP0₄등의 염류를 5 내지 20% 정도, 바람직하게는 8 내지 15% 정도 가하고, 이들에 의한 염석 작용을 활용하여 목적하는 혼합 결정의 각 성분의 용해도가 작은 곳에서 결정 석출을 실시하는 것도 효과적이다.

이어서, 본 발명의 제조법에서 혼합 공급액을 과포화 상태에 도달하게 하여 I+G 혼합 결정을 석출시키기 위해 당해 공급액보다 저온인 동시에 일정한 온도로 유지되어 있는 저온조의 장입액 또는 장입 슬러리에 관해서 설명한다.

이러한 장입액 또는 장입 슬러리로서는 공급액과 동일한 혼합 용액으로 제조한 결정 석출 슬러리, 용매로서 물, 유기 용매 수용액 등을 사용하여 제조한 5'-IMP2Na와 5'-GMP2Na와의 혼합 용액 등을 들 수 있다. 이의 조성은, 특별한 제한은 없지만, 혼합 공급액을 공급하여 수득되는 I+G 혼합 결정의 각 성분, 그 중에서 5'-GMP2Na와 비교하여 결정 물성을 개선시키고, 또한 I/G 비 관리의 안정성 확보를 고려하면, 바람직하게는 슬러리 농도가 10 내지 20% 정도(5'-IMP2Na와 5'-GMP2Na와의 혼합 결정의 고형물 양의 혼합 결정 고형물을 함유시킨 혼합 액량에 대한 비율(%)로 표시)이고, I/G 비가 0.8 내지 1.5인 I+G 혼합 결정 슬러리이며, 온도는 30 내지 50℃ 정도가 바람직하다. 이의 양은 첨가하는 공급 액량에 대해 10 내지 30% 정도가 바람직하다. 슬러리의 제조법으로서는 냉각 결정 석출, 농축 결정 석출 및 조제(무기염류, 유기 용제 등)의 첨가에 의한 결정 석출 등의 임의의 결정 석출 방법을 채용할 수 있다. 어느 경우에도 자연적으로 결정을 생성시킬 수 있지만, 바람직하게는 5'-IMP2Na 또는 I+G 혼합 결정을 종정(種晶)으로서 장입액 중의 5'-IMP2Na와 5'-GMP2Na의 합계량에 대한 비율로 이의 5 내지 20% 정도로 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 결정 석출을 실시하지 않고 기존의 5'-IMP2Na 또는 I+G 혼합 결정을 물에 용해도 이상으로 첨가하여 슬러리를 제조할 수 있다. 이와 관련하여, 5'-GMP2Na는 이의 결정 성상과 분체 특성의 이유로 종정으로서는 적당하지 않다.

저온조 속의 장입액 또는 장입 슬러리는 일정 온도로 유지시키는 것이 필요하다. 이에 따라, 결정 석출 중의 모액 조성이 일정해지며, 나아가서는 석출 동안에 석출되는 I+G 혼합 결정은 일정한 I/G 비를 갖게 된다.

결정 석출 조작을 실시하는 pH는 서로의 도면 위의 5'-IMP2Na 및 5'-GMP2Na의 각 디나트륨염의 영역, 즉 6 내지 10의 pH 범위에 있으면 I+G 혼합 결정을 수득할 수 있다. 바람직하게는, 공급액 및 장입액 또는 장입 슬러리 모두 pH 6 내지 8정도가 바람직하다.

공급액을 저온조로 공급할 때에는 탱크 속에서 종정의 성장 또는 자연적 결정 생성에 의해 생성 석출되는 결정의 형상을 양호하게 유지하기 위해 가능한 한 저속으로 하며, 바람직하게는 3시간 이상에 걸쳐 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 공급액이 신속하게 확산되도록 교반이 양호한 상태로 유지되는 것도 바람직하다.

공급 종료 후, 그대로 고액 분리를 실시할 수 있지만, 수율을 향상시키기 위해 약간의 냉각 조작을 실시할 수 있다. 이 경우에도 석출 결정의 80% 정도는 공급 도중에 석출되고, 최초부터 냉각 결정 석출을 실시하는 것보다는 I+G 혼합 결정의 I/G 비는 안정적이다.

하기에 본 발명을 실시예로 구체적으로 기재한다.

실시예 1: 종정 무첨가, 정온 공급식 결정 석출

5'-IMP2Na 1.1g, 5'-GMP2Na 3.2g 및 NaCl 6.5g을 함유하는 수용액 63g을 40℃에서 보온하여 장입액으로 한다. 여기에 5'-IMP2Na 52g, 5'-GMP2Na 64g 및 NaCl 52g을 함유하는 공급액 520g을 3시간에 걸쳐 교반하면서 연속적으로 첨가한다. 첨가 도중 모액 조성은 초기에는 5'-IMP2Na 농도가 상승하지만, 이후에는 일정 조성으로 유지된다(도 1).

첨가 종료 후, 슬러리를 30℃까지 냉각시킨 다음, 탁상 분리기로 고액 분리를 실시하고, 분리된 결정(혼합 결정)을 건조시킨다. 결정 분리시의 고액 분리성은 양호하다.

또한, 혼합 결정의 입자 직경별 I/G 비는 각 입자 직경을 통해 거의 일정하다(도 2). 즉, 건조된 결정을 메쉬 크기가 44, 66, 88, 105, 149, 177 및 250㎛인 체를 사용하여 체 분리를 실시한다(도면에서 메쉬 크기가 44㎛인 체 분리는 0㎛로서 표시). 체 분리 후, 각각의 분획 결정의 I/G 비를 측정한 결과, I/G 비는 각 분획을 통해서 거의 일정하다.

비교예 1: 종정 무첨가, 냉각 결정 석출

5'-IMP2Na 67g, 5'-GMP2Na 74g 및 NaCl 57g을 함유하는 수용액 575g을 65℃에서 30℃까지 5시간 동안 냉각시킨 다음, 탁상 분리기로 고액 분리를 실시하여 분리된 결정을 건조시킨다.

건조된 결정의 입자 직경별 I/G 비를 측정하고, 실시예 1에서 수득한 결정의 I/G 비와 비교한다(도 3). 즉, 비교예 1에서 수득한 건조 결정 및 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 수득한 건조 결정의 2종류를 각각 메쉬 크기가 53, 106, 180, 215, 250 및 355㎛인 체를 사용하여 체 분리를 실시한다(도면에서 메쉬 크기가 53㎛인 체 분리는 0㎛로서 표시). 체 분리 후, 각각의 분획 결정의 I/G 비를 측정한결과, 실시예 1의 정온(定溫) 공급식 결정 석출과 상이하며, 본 비교예 1의 냉각 결정 석출로 수득한 결정의 I/G 비는 입자 직경마다 크게 변화되어 있다.

상기한 실시예 1 및 비교예 1의 결과로부터, 본 발명의 방법은 일정 조건하에서 안정적인 결정 석출을 실시하는 것이 용이하며 I+G 혼합 결정의 조성(I/G 비)을 관리하기 쉬운 결정 석출 방법인 것으로 확인된다.

실시예 2: 종정 무첨가, 몇가지 온도에서의 정온 공급식 결정 석출

5'-IMP2Na 1.1g, 5'-GMP2Na 3.2g 및 NaCl 6.5g을 함유하는 수용액 63g을 30℃, 40℃ 또는 50℃에서 보온하여 장입액으로 한다. 여기에, 5'-IMP2Na 52g, 5'-GMP2Na 64g 및 NaCl 52g을 함유하는 공급액 520g을 4시간에 걸쳐 교반하면서 연속적으로 첨가한다. 첨가 종료 후, 슬러리를, 공급 온도를 유지한 채로, 탁상 분리기로 고액 분리를 실시하여 분리된 결정을 건조시킨다.

건조된 결정의 I/G 비를 측정한다(도 4). 당해 도면으로부터, 온도를 관리함으로써 목적하는 I/G 비를 갖는 혼합 결정을 용이하게 취득할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 3: 종정 무첨가 및 종정 첨가(장입 슬러리 사용)

5'-IMP2Na 7.6g, 5'-GMP2Na 8.5g 및 NaCl 6.5g을 함유하는 장입액 65g을 그대로(종정 무첨가), 또는 여기에 I+G 혼합 결정 또는 5'-IMP2Na를 종정으로서 4g 첨가하고 40℃까지 냉각 결정 석출하여 장입 슬러리로 한다. 여기에, 5'-IMP2Na67g, 5'-GMP2Na 74g 및 NaCl 57g을 함유하는 공급액 575g을 4시간에 걸쳐 교반하면서 연속적으로 첨가한다. 첨가 종료 후, 슬러리를 30℃까지 냉각시킨 다음, 탁상 분리기로 고액 분리를 실시하여 분리한 결정을 건조시킨다.

수득한 결정의 분체 물성[조비용(粗比容) 및 안식각(安息角)]을 하기 표 1에 기재한다.

종정 첨가 효과

종정	조비용	안식각(°)
무첨가	1.9	49
I + G 혼합 결정	1.6	46
IMP(※)	1.4	43

(※)IMP는 5'-이노신산디나트륨 결정을 의미한다.

상기한 실시예 3의 결과로부터, 종정을 첨가하면 분체 물성이 양호해짐이 확인된다.

실시예 4: 종정 사용(장입 슬러리 사용)

하기 표 2에 기재한 조성의 공급액을 각각의 작업으로 동일 조성의 용액을 40℃까지 냉각 결정 석출하여 수득한 슬러리를 장입 슬러리[동일 반응계에서 석출된 것에 함유된 결정이 종정의 작용을 한다]로 하고, 여기에 4시간에 걸쳐 교반하면서 연속적으로 첨가한다. 첨가 종료 후, 슬러리를 30℃까지 냉각시킨 다음, 탁상 분리기로 고액 분리를 실시하여 분리된 결정을 건조시킨다.

공급액 조성과 I+G 혼합 결정의 조성 관계

작업 번호	공급액 조성^(※1)	석출 결정 조성
작업 번호	IMP	GMP^(※2)	I/G 비	I/G 비
1	1.2	12.2	0.81	0.89
2	9.7	11.5	1.84	1.02
3	10.6	11.6	0.91	1.03
4	10.2	11.1	0.92	1.04
5	9.1	12.8	0.71	0.87
6	12.1	9.8	1.23	1.875

(※ 1) 공급액은 어느 것이나 NaCl을 10% 함유한다.

(※ 2) GMP는 5'-구아닐산디나트륨 결정을 의미한다.

상기한 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 결과를 참조하고, 필요하면, 사전의 예비 시험으로 당업자가 목적하는 조성(I/G 비)의 I+G 혼합 결정을 석출시키기 위한 공급액 조성을 정하는 것은 매우 용이한 것으로 이해된다.

본 발명에 따르면, 5'-구아닐산디나트륨·5'-이노신산디나트륨의 혼합 결정 중의 I/G 비의 조절이 용이하고, 또한 결정의, 특히 5'-GMP2Na의 비용(比容), 안식각 등의 물성 개선을 용이하게 할 수 있다.

Claims

5'-구아닐산디나트륨과 5'-이노신산디나트륨의 혼합 용액으로부터 양자의 혼합 결정을 석출시키는 데 있어서, 장입액 또는 장입 슬러리를 일정 온도로 유지시킨 결정 석출조(저온조)에, 당해 일정 온도에서는 과포화로 되는 5'-구아닐산디나트륨과 5'-이노신산디나트륨과의 혼합 용액을 공급하여 혼합 결정을 석출시킴을 특징으로 하는, 5'-구아닐산디나트륨·5'-이노신산디나트륨 혼합 결정의 제조법.
제1항에 있어서, 5'-구아닐산디나트륨과 5'-이노신산디나트륨과의 혼합 용액에서 5'-구아닐산디나트륨에 대한 5'-이노신산디나트륨의 비율(중량비)이 0.5 이상임을 특징으로 하는 제조법.