KR20040018456A - 환원형 보효소 ｑ10을 수용액 중에서 결정화하는 방법 - Google Patents

환원형 보효소 ｑ10을 수용액 중에서 결정화하는 방법 Download PDF

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KR20040018456A
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시로 키타무라
야스요시 우에다
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가네가후치 가가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 환원형 보효소 Q10결정을 얻기 위한 공업적 규모에서의 생산에 적합한 우수한 결정화 방법을 제공한다.
본 발명의 환원형 보효소 Q10을 수용액 중에서 결정화하는 방법, 특히, 환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기 용매의 용액을 물로 치환함으로써 결정화하는 방법, 또는 환원형 보효소 Q10의 유상물을 수용액 중에서 결정화시키는 방법 등에 의해 슬러리 성상, 결정화 수율을 개선하고, 양호한 품질의 환원형 보효소 Q10결정을 얻을 수 있다.

Description

환원형 보효소 Ｑ10을 수용액 중에서 결정화하는 방법 {Method of Crystallizing Reduced Coenzyme Q10 from Aqueous Solution}
환원형 보효소 Q10은 예를 들면 합성, 발효, 천연물로부터의 추출 등의 종래 공지된 방법에 의해 보효소 Q10을 얻은 후, 크로마토그래피에 의해 유출액 중의 환원형 보효소 Q10구분을 농축하는 방법 등에 의해 얻어진다는 것이 알려져 있다 (일본 특허 공개 평 10-109933호 공보). 이 경우에 상기 환원형 보효소 Q10중에 포함되어 있는 산화형 보효소 Q10을 수소화 붕소나트륨, 아디티온산나트륨 (차아황산나트륨) 등의 환원제를 사용하여 환원시킨 후 크로마토그래피에 의한 농축을 행할 수 있다는 것, 또한 환원형 보효소 Q10은 기존의 고순도 보효소 Q10(산화형)에 상기 환원제를 작용시키는 방법에 의해서도 얻을 수 있다는 것도 이 특허 공보 중에 기재되어 있다.
그러나 이와 같이 하여 얻어지는 환원형 보효소 Q10은 적절하게 결정화시키는 것이 반드시 용이하지만은 않고, 산화형 보효소 Q10을 비롯한 불순물을 함유하는 저순도 결정, 반고체상이나 유상물로 얻어지기 쉽다. 또한 어떻게든 결정화할 수 있었다고 하여도 슬러리 성상 등이 나쁘기 때문에 슬러리의 유동성이 나빠서 교반하기 어렵고, 정석관으로부터 인출하기 어렵고, 여과성이 나쁘고, 수율이 반드시 높지만은 않다라는 문제가 있었다.
더하여 대량의 유기 용매를 사용하여 결정화하는 경우는 매우 경제적이지 못하다. 또한, 이들 유기 용매는 제품에 들어가 사람이 섭취하는 제품에 대하여 바람직하지 않은 특성을 부여하기 쉽다. 제품 중의 유기 용매의 잔존량을 흔적량 이하로 줄이기 위해서는 유기 용매의 제거, 건조 등을 위한 과도한 시간이나 고가의 제조 장치를 필요로 한다.
본 발명은 환원형 보효소 Q10의 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.
본 발명은 위와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 환원형 보효소 Q10결정을 얻기 위한 공업적 규모에서의 생산에 적합한 우수한 결정화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 예의 연구한 결과, 환원형 보효소 Q10의 용해성이나 유동성은 물을 사용함으로써 바람직하게 제어할 수 있다는 것 및 환원형 보효소 Q10을 수용액중에서 결정화시킴으로써 슬러리 성상이나 수율 등을 개선하고, 양호한 품질의 환원형 보효소 Q10결정을 얻을 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 환원형 보효소 Q10을 수용액 중에서 결정화시키는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 결정화 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 사용할 수 있는 환원형 보효소 Q10은 예를 들면 합성, 발효, 천연물로부터의 추출 등의 종래 공지된 방법에 의해 얻을 수 있다. 바람직하게는 기존의 고순도 보효소 Q10등의 산화형 보효소 Q10, 또는 산화형 보효소 Q10과 환원형 보효소 Q10의 혼합물을 일반적인 환원제를 사용하여 환원함으로써 얻을 수 있다.
우선은 산화형 보효소 Q10을 환원하는 방법에 대해서 설명한다. 환원형 보효소 Q10은 분자 산소에 의해서 산화되어 산화형 보효소 Q10을 부생하기 쉽기 때문에 환원 공정의 용매로서 산화 방호 효과가 높은 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 용매로서는, 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 탄화수소류이다.
탄화수소류로서는 특별히 제한되지 않지만 예를 들면 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 할로겐화탄화수소 등을 들 수 있다. 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소가 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 칭함); 탄소수 6의 헥산, 2-메틸펜탄, 2,2-디메틸부탄, 2,3-디메틸부탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산 (헥산류라 칭함); 탄소수 7의 헵탄, 2-메틸헥산, 3-메틸헥산, 2,3-디메틸펜탄, 2,4-디메틸펜탄), 메틸시클로헥산, (헵탄류라 칭함); 탄소수 8의 옥탄, 2,2,3-트리메틸펜탄, 이소옥탄, 에틸시클로헥산 (옥탄류라 칭함); 및 이들의 혼합물이 바람직하게 사용된다. 특히, 상기 헵탄류는 산화로부터의 방호 효과가 특히 높은 경향이 있어 보다 바람직하고, 헵탄이 가장 바람직하다.
방향족 탄화수소로서는, 특별히 제한되지 않지만 통상 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, 큐멘, 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, 큐멘, 메시틸렌, 테트랄린, 부틸벤젠, p-시멘, 시클로헥실벤젠, 디에틸벤젠, 펜틸벤젠이다. 보다 바람직하게는 톨루엔, 크실렌, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 큐멘, 테트랄린이고 가장 바람직하게는 큐멘이다.
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-트리클로로에탄, 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-트리클로로에탄, 1,1-디클로로에틸렌, 1,2-디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 클로로벤젠, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄이다. 보다 바람직하게는 디클로로메탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 클로로벤젠, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄이다.
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, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬에스테르, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 4의 알킬에스테르가 사용된다.
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. 보 다 바람직하게는 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소프로필, 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, 특히 제한되지 않지만 포화의 것이 바람직하게 사용된다. 통상 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, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르이다. 보다 바람직하게는 디에틸에테르, 메틸tert-부틸에테르, 아니솔, 디옥산, 테트라히드로푸란, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르이다. 보다 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, 프로피온니트릴, 말로노니트릴, 부티로니트릴, 이소부티로니트릴, 숙시노니트릴, 바렐로니트릴, 글루탈로니트릴, 헥산니트릴, 헵틸시아니드, 옥틸시아니드, 운데칸니트릴, 도데칸니트릴, 트리데칸니트릴, 펜타데칸니트릴, 스테아로니트릴, 클로로아세토니트릴, 브로모아세토니트릴, 클로로프로피온니트릴, 브로모프로피온니트릴, 메톡시아세토니트릴, 시아노아세트산메틸, 시아노아세트산에틸, 톨니트릴, 벤조니트릴, 클로로벤조니트릴, 브로모벤조니트릴, 시아노벤조산, 니트로벤조니트릴, 아니소니트릴, 프탈로니트릴, 브로모톨니트릴, 메틸시아노벤조에이트, 메톡시벤조니트릴, 아세틸벤조니트릴, 나프토니트릴, 바이페닐카르보니트릴, 페닐프로피온니트릴, 페닐부티로니트릴, 메틸페닐아세토니트릴, 디페닐아세토니트릴, 나프틸아세토니트릴, 니트로페닐아세토니트릴, 클로로벤질시아니드, 시클로프로판카르보니트릴, 시클로헥산카르보니트릴, 시클로헵탄카르보니트릴, 페닐시클로헥산카르보니트릴, 톨릴시클로헥산카르보니트릴 등을 들 수 있다.
바람직하게는 아세토니트릴, 프로피온니트릴, 부티로니트릴, 이소부티로니트릴, 숙시노니트릴, 바렐로니트릴, 클로로프로피온니트릴, 시아노아세트산메틸, 시아노아세트산에틸, 톨니트릴, 벤조니트릴이다. 보다 바람직하게는 아세토니트릴, 프로피온니트릴, 부티로니트릴, 이소부티로니트릴이고, 가장 바람직하게는 아세토니트릴이다.
상기 용매 중에서도 예를 들면 용해도를 높이기 위한 적절한 가온을 할 수 있고 또한 습체로부터 용제를 건조 제거하기 쉽고 결정화 여액 등으로부터 용제를 회수하기 쉬운 비점(1 기압하, 약 30 내지 150 ℃), 실온에서의 취급시에도 실온 이하로 냉각하였을 때에도 고화하기 어려운 융점(약 20 ℃ 이하, 바람직하게는 약 10 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 약 0 ℃ 이하), 및 낮은 점성(20 ℃에서 약 10 cp 이하 등) 등과 같은 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.
상기 환원 반응의 용매 중, 물과 상용성이 낮은 용매를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 이에 따라, 후술하는 환원제나 환원제에서 유래하는 불순물을 수상으로 추출, 제거하여 환원형 보효소 Q10을 효율적으로 정제, 취득할 수 있다. 물과 상용성이 낮은 용매로서는 상기 용매 중, 예를 들면 상기 탄화수소류나 지방산 에스테르류 등을 들 수 있다.
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 위해서 바람직한 농도는 용매의 종류 등에 따라 일률적으로 규정할 수 없지만 상기 용매에 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.
이와 같이, 상기 용매의 사용에 의해서 바람직하지 않은 산소의 부반응은 환원 공정을 통해서 최소화된다.
또한, 결정화에 사용하는 환원형 보효소 Q10은 산화형 보효소 Q10의 유상물을 수용액 중에서 환원함으로써도 얻을 수 있다. 이 방법에 있어서는, 유기 용매를 사용하지 않아도 환원형 보효소 Q10을 합성할 수가 있고, 유기상으로의 추출, 농축 등의 부가적인 조작을 필요로 하지 않고, 조작 시간을 단축하고, 산화형 보효소 Q10의 부생을 최소화할 수가 있다.
환원 반응은 상기 용매 중에서 수소화 금속 화합물, 철(금속 또는 염으로서의 철), 아연(금속으로서의 아연), 차아황산류, 아스코르빈산류 등을 환원제로서 사용하여 실시할 수가 있다.
수소화 금속 화합물로서는 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 적절하게 실시할 수 있다.
철 또는 아연을 사용하는 환원은 통상 산을 사용하여 실시된다. 사용하는 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 혼입 중량에 대하여 예를 들면 약 1/5 중량 이상으로 적절하게 실시할 수 있다. 상한은 특별히 제한되지 않지만 경제성의 관점 등으로부터 약 2배 중량 이하이다. 또한 철은 금속 철 뿐만 아니라 황산철(II) 등의 염의 형태로도 사용할 수 있다.
아연의 사용량은 특별히 제한되지 않지만 산화형 보효소 Q10의 혼입 중량에 대하여 예를 들면 약 1/10 중량 이상으로 적절하게 실시할 수 있다. 상한은 특별히 제한되지 않지만 경제성의 관점 등으로부터 약 2배 중량 이하이다.
차아황산류로서는 통상 차아황산의 염을 사용하지만 특별한 제한은 없다. 차아황산의 염으로서는 특별히 제한되지 않고, 알칼리 금속염, 알칼리토류 금속염, 암모늄염 등이 바람직하고, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염이 보다 바람직하고, 나트륨염이 가장 바람직하다. 상기 차아황산류의 사용량은 특별히 제한되지 않지만 통상 산화형 보효소 Q10의 혼입 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 동일 중량 이하로 사용된다. 따라서, 약 2/5 중량 내지 약 동일 중량의 범위에서 보다 바람직하게 실시할 수 있다.
아스코르빈산류로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 아스코르빈산 뿐만 아니라, rhamno-아스코르빈산, arabo-아스코르빈산, gluco-아스코르빈산, fuco-아스코르빈산, glucohepto-아스코르빈산, xylo-아스코르빈산, galacto-아스코르빈산, gulo-아스코르빈산, allo-아스코르빈산, erythro-아스코르빈산, 6-데스옥시아스코르빈산 등의 아스코르빈산에 속하는 것을 들 수 있고, 또한 이들의 에스테르체나 염일 수 있다. 또한, 이들은 L체, D체 또는 라세미체일 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 L-아스코르빈산, L-아스코르빈산팔미테이트, L-아스코르빈산스테아레이트, D-arabo-아스코르빈산 등을 들 수 있다. 환원형 보효소 Q10의 제조에 있어서, 상기 아스코르빈산류를 모두 바람직하게 사용할 수 있지만 생성된 환원형 보효소 Q10과의 분리의 용이함을 등을 고려하면 상기 아스코르빈산류 중에서 특히 수용성의 것이 바람직하게 사용되고, 가장 바람직하게는 입수 용이성, 가격 등의 관점에서 L-아스코르빈산, D-arabo-아스코르빈산 등의 유리체이다.
상기 아스코르빈산류의 사용량은 특별한 제한 없이 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, 그 중에서도 환원형 보효소 Q10결정이 환원제나 환원제에서 유래하는 불순물을 흔적량 이하로 밖에 가지게하지 않는다는 관점에서는 차아황산류(구체적으로 차아황산염), 아스코르빈산류(특히, 유리체나 염)이 보다 바람직하다.
환원 반응에 있어서는, 후술하는 알코올류 및(또는) 물을 바람직하게 병용할 수가 있다. 물은 특별히 환원제로서 철, 아연, 차아황산류를 사용하는 경우에 바람직하다. 환원제로서 수소화 금속 화합물이나 아스코르빈산류를 사용하는 경우에는 알코올류를 병용할 수가 있다. 물, 알코올류의 병용은 이들 물, 알코올류의 특성이 발휘되고, 반응 속도의 향상이나 반응 수율의 향상 등에 기여한다.
이하에 바람직한 환원 방법에 대해서 상술한다.
상기 차아황산류를 사용하는 환원은 물을 병용하여 상기 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로부터 선택되는 적어도 1종의 유기 용매와 물과의 혼합 용매계에서 실시하는 것이 바람직하다. 그 때, 반응시의 pH는 수율 등의 관점으로부터 통상 pH 7 이하, 바람직하게는 pH 3 내지 7, 보다 바람직하게는 pH 3 내지 6에서 실시된다. 상기 pH는 산(예를 들면 염산이나 황산 등의 무기산)이나 염기(예를 들면 수산화 나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물)을 사용하여 조정할 수가 있다.
상기 차아황산류를 사용하는 환원에 있어서, 물의 사용량은 특별히 제한되지 않고, 환원제인 차아황산류를 적절하게 용해하는 양이면 좋고, 예를 들면 상기 차아황산류의 물에 대한 중량이 통상 30 w/w％ 이하, 바람직하게는 20 w/w％ 이하가 되도록 조정할 수 있다. 또한 생산성 등의 관점에서 통상 1 w/w％ 이상, 바람직하게는 5 w/w％ 이상, 보다 바람직하게는 10 w/w％ 이상일 수 있다.
상기 아스코르빈산류를 사용하는 환원도 상기한 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류 중에서, 특히 물과 상용성이 높은 용매, 그 중에서도 물과 상용성이 높은 에테르류 및 니트릴류, 구체적으로는 테트라히드로푸란, 디옥산, 아세토니트릴 등을 사용하여 실시할 수가 있지만 후술하는 알코올류 및(또는) 케톤류 (바람직하게는 물과 상용성이 높은 알코올류 및(또는) 케톤류(구체적으로는 알코올류로서는 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 탄소수 1 내지 4, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 1가 또는 2가 (바람직하게는 1가)의 알코올, 케톤류로서는 아세톤, 메틸에틸케톤 등))을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 즉, 아스코르빈산류를 사용하는 환원에 있어서는, 알코올류 및(또는) 수용성 유기 용매(예를 들면, 상기물과 상용성이 높은 에테르류, 니트릴류, 케톤류 등)을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 아스코르빈산류를 사용하는 환원에 있어서는, 반응촉진의 관점에서(예를 들면 반응 온도의 저하, 반응 시간의 단축 등) 염기성 물질이나 아황산수소염 등의 반응 촉진 효과를 갖는 첨가제를 공존시켜 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, 알칼리토류 금속 등)의 수산화물, 탄산염, 탄산수소염이나 암모니아 등을 들 수 있다. 그 대표적인 것으로서, 예를 들면 수산화 나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물, 탄산나트륨 등의 알칼리 금속탄산염, 탄산수소나트륨 등의 알칼리 금속 탄산수소염, 탄산마그네슘 등의 알칼리토류 금속 탄산염 등을 들 수 있다. 상기 유기 화합물로서는, 특별히 제한되지 않지만 예를 들면 트리에틸아민 등의 아민 등을 들 수 있다. 상기한 염기성 물질중에서 금속(바람직하게는 알칼리 금속, 알칼리토류 금속 등)의 탄산염, 탄산수소염, 암모니아 등의 무기 화합물; 트리에틸아민 등의 아민 등의 유기 화합물과 같은 약한 염기성 물질(약염기 또는 약알칼리)를 바람직하게 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기한 약염기성 무기 화합물이다.
또한, 아황산수소염으로서는 예를 들면 아황산수소나트륨 등의 알칼리 금속아황산수소염 등을 바람직한 것으로 들 수 있다.
상기 첨가제의 양은, 기대할 정도의 반응 촉진 효과를 발휘할 수 있는 양(유효량)일 수 있고, 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.
환원 반응은 강제 유동하에 실시하는 것이 바람직하다. 단위 용적당의 교반 소요 동력으로서 통상 약 O.O1 kW/m3이상, 바람직하게는 약 O.1 kW/m3이상, 보다 바람직하게는 약 O.3 kW/m3이상의 유동이 바람직하다. 상기 강제 유동은 통상 교반 날개의 회전에 의해 제공되지만 상기 유동이 얻어지면 반드시 교반 날개를 사용할 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 ℃ 이하에서 실시된다. 하한은 계의 고화 온도이다. 따라서, 환원은 통상 0 내지 100 ℃ 정도, 바람직하게는 0 내지 80 ℃ 정도, 보다 바람직하게는 0 내지 60 ℃ 정도에서 바람직하게 실시할 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, 보다 바람직하게는 50 내지 100 ℃ 정도에서 바람직하게 실시할 수 있다. 산화형 보효소 Q10의 유상물을 환원하는 경우는 그 순도 등에도 따르지만 통상 45 ℃ 이상, 바람직하게는 48 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 50 ℃ 이상에서 실시되고, 이에 따라 환원형 보효소 Q10의 유상물을 얻을 수 있다.
반응 농도는 특별히 제한은 없지만 용매의 중량에 대한 산화형 보효소 Q10의중량으로서 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 통상약 1 내지 60 w/w％, 바람직하게는 약 3 내지 50 w/w％, 보다 바람직하게는 약 10 내지 40 w/w％에서 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.
환원 반응 후에는 생성된 환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기상 또는 환원형 보효소 Q10의 유상물을 채취(예를 들면, 분액, 추출, 농축 등에 의해 채취)하고, 필요에 따라서(바람직하게는) 이 유기상을 예를 들면 물이나 식염수 등으로 반복하여 수세하고, 상잡물을 제거한 후, 그대로 또는 원하는 다른 용매에 용해 또는 치환하여 결정화에 사용할 수 있다.
다른 용매로서는 예를 들면 상술한 또는 후술하는 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류, 알코올류, 지방산류, 케톤류, 질소 화합물류(니트릴류, 아미드류를 포함함), 유황 화합물류 등을 들 수 있다.
또한 이상의 환원 반응 내지 후처리의 일련의 공정은 탈산소 분위기하에서 실시하는 것이 매우 바람직하고, 특히 차아황산류를 사용한 환원 반응에서는 환원반응 수율 향상이나 환원제량의 감소에 크게 기여하는 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.
다음으로 본 발명의 환원형 보효소 Q10의 결정화에 대하여 설명한다.
결정화에 사용하는 환원형 보효소 Q10은 예를 들면 합성, 발효, 천연물로부터의 추출 등의 종래 공지된 방법에 의해 얻을 수 있다. 바람직하게는 산화형 보효소 Q10을 환원시켜 얻어진 것이고, 보다 바람직하게는 상기한 본 발명의 환원 반응을 사용하여 얻어진 환원형 보효소 Q10의 용액 또는 유상물이다. 더욱 바람직하게는 산화형 보효소 Q10의 유상물을 차아황산류를 사용하여 수용액 중에서 환원시킴으로써 얻어진 것 또는 산화형 보효소 Q10을 알코올류 및(또는) 수용성 유기 용매를 사용하여 환원시킴으로써 얻어진 것이다.
본 발명의 결정화법은 산화형 보효소 Q10을 비교적 많이 함유하는 것에 대해서도 적용할 수 있지만 상기 환원 방법 등에 의해 제조된 고순도의 환원형 보효소 Q10에 대하여 특히 유효하다.
본 발명에 있어서는 환원형 보효소 Q10의 결정화를 수용액 중에서 실시한다.물의 사용은 경제성은 물론 공업적인 작업상의 안전성이나 제품 안전성에 기여한다. 또한, 상기 물의 사용은 환원형 보효소 Q10의 슬러리 성상이나 수율의 개선에도 기여함과 함께, 환원 반응에 사용되는 환원제나 환원제에서 유래하는 불순물을 모액에 잔존시켜 환원형 보효소 Q10을 효율적으로 단리하는 것을 도울 수 있다. 또한, 상기 물의 사용, 바람직하게는 염류를 포함하는 물의 사용은 환원형 보효소 Q10이 분자 산소에 의해서 산화되는 것을 바람직하게 방호할 수 있다.
상기 염류로서는 특별히 제한되지 않지만 예를 들면 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속; 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리토류 금속 등과, 불소, 염소, 브롬 등의 할로겐 원자; 황산 등의 무기산이나 포름산, 아세트산, 프로피온산 등의 유기산으로부터 프로톤을 제거한 잔기로부터 구성되는 염류 등을 들 수 있다. 그 중에서도 무기 염류가 바람직하고, 염화나트륨, 염화칼륨, 황산나트륨 등이 보다 바람직하다.
상기 염류의 농도로서는, 고염 농도인 것이 바람직하고, 통상 3 w/w％ 이상, 바람직하게는 5 w/w％ 이상, 보다 바람직하게는 10 w/w％ 이상, 더욱 바람직하게는 포화 또는 포화에 가까운 농도로 물에 용해시키는 것이 좋다.
상기 환원형 보효소 Q10의 결정화 방법으로서는, 냉각에 의한 결정화, 농축에 의한 결정화, 용매 치환에 의한 결정화 등의 일반적인 결정화법을 또한 사용할 수 있고, 바람직하게는 냉각에 의한 결정화를 사용 또는 병용하는 것이 좋다. 특히 바람직한 실시 형태로서 이하의 2가지 방법을 들 수 있다.
(1) 환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기 용매의 용액(예를 들면 반응액이나 추출액 등)에서 물로 치환(물의 조성비를 높인다)함으로써 결정화하는 방법.
(2) 환원형 보효소 Q10의 유상물을 수용액 중에서 결정화하는 방법.
또한 상기 2가지 방법에 있어서도, 냉각에 의한 결정화를 사용하는 또는 병용하는 것이 보다 바람직하다.
우선, (1)의 방법에 대해서 설명한다.
환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기 용매로서는 특별히 제한되지 않지만 예를 들면 탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류, 알코올류, 지방산류, 케톤류, 질소 화합물류 (니트릴류, 아미드류를 포함함), 유황 화합물류 등을 들 수 있다.
탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류로서는 상술한 산화형 보효소 Q10의 환원에 대한 설명에서 반응 용매로서 예시한 것을 바람직하게 사용할 수가 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 6의 것이다. 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 5의 1가 알코올, 탄소수 2 내지 5의 2가 알코올, 탄소수 3의 3가 알코올이다.
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-데칸올, 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, 이소펜틸알코올이고, 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 특히 제한되지 않고, 통상 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.
니트릴류 이외의 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.
상기 용매 중에서도, 비점, 점성 등의 성질(예를 들면 용해도를 높이기 위한 적절한 가온을 할 수 있고 또한 습체로부터의 용제의 건조 제거나 결정화 여액 등으로부터의 용제 회수가 용이한 비점(1 기압하, 약 30 내지 150 ℃), 실온에서의 취급시 및 실온 이하로 냉각하였을 때도 고화하기 어려운 융점(약 20 ℃ 이하, 바람직하게는 약 10 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 약 0 ℃ 이하), 낮은 점성(20 ℃ 에서 약 10 cp 이하 등))을 고려하여 선정하는 것이 특히 바람직하다. 공업적인 작업상의 관점에서 상온에서 휘발하기 어려운 것이 바람직하다.
상기 용매 중, 특히, 상술한 환원형 보효소 Q10의 산화 방호의 관점에서는탄화수소류, 지방산 에스테르류, 에테르류 및 니트릴류를 바람직하게 사용할 수 있고, 또한 환원형 보효소 Q10의 용해성을 바람직하게 낮추어 높은 수율을 얻을 수 있다는 관점에서는 알코올류, 지방산류, 에테르류, 케톤류 및 니트릴류를 바람직하게 사용할 수 있다. 공업적인 이용상의 관점에서는 예를 들면 탄화수소류, 알코올류를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 (1)의 방법에 있어서, 환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기 용매의 용액에서 물로 치환하는 방법으로서는 예를 들면 유기 용매를 농축, 제거하면서 물의 비율을 높이는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라 후술하는 냉각, 종정(種晶) 첨가 등의 조작을 적절하게 조합할 수 있다.
다음에 (2)의 방법, 즉, 환원형 보효소 Q10의 유상물을 수용액 중에서 결정화하는 방법에 대해서 설명한다. 이 방법에 의하면 큰 입경의 환원형 보효소 Q10결정을 얻을 수 있고, 여과성을 각별히 향상시킬 수 있다.
결정화는 예를 들면 환원형 보효소 Q10의 유상물에 물을 첨가하여 행할 수 있고, 반대로 물에 환원형 보효소 Q10의 유상물을 첨가하여 행할 수도 있다. 또한 환원형 보효소 Q10의 유상물과 물과의 혼합물을 냉각함으로써 결정화시킬 수도 있다. 보다 바람직하게는 환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기 용매와 물과의 혼합 용매의 용액으로부터 환원형 보효소 Q10또는 환원형 보효소 Q10을 주성분으로 하는 농축물의 융해 온도 이상의 온도에서 유기 용매를 증류 제거함으로써 계 중에서 유상물을 얻고 이것을 냉각하여 결정화하는 방법이다.
상기 융해 온도 이상의 온도는 환원형 보효소 Q10의 순도 등에 따라서도 다르겠지만 통상 45 ℃ 이상, 바람직하게는 48 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 50 ℃ 이상이다. 상한은 특별히 제한되지 않지만 통상 100 ℃ 이하가 바람직하고, 80 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 60 ℃ 이하가 보다 바람직하다.
이상과 같은 본 발명의 결정화 방법에 있어서, 환원형 보효소 Q10의 결정화 온도(결정화시의 냉각 온도)는 환원형 보효소 Q10의 순도에 따라서도 달라지고 일률적으로 규정하는 것은 어렵지만 수율 등의 관점으로부터 통상 48 ℃ 이하, 바람직하게는 45 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 40 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ℃ 이하에서 실시된다. 하한은 계의 고화 온도이다. 따라서 결정화 온도 0 내지 30 ℃ 정도에서 특히 바람직하게 결정화를 실시할 수 있다.
결정화시의 단위 시간 당의 결정화량, 즉 결정화 속도를 제어하는 것이 바람직하다. 바람직한 단위 시간 당의 결정화량은 예를 들면 단위 시간 당 전체 결정화량의 약 50 ％량이 결정화하는 속도 이하(즉, 최대 50 ％량/시간)이고, 바람직하게는 단위 시간 당 전체 결정화량의 약 25 ％량이 결정화하는 속도 이하(즉, 최대 25 ％량/시간)이다.
또한, 냉각에 의한 결정화의 경우, 냉각 속도는 통상 약 40 ℃/시간 이하, 바람직하게는 약 20 ℃/시간 이하이다.
과포화의 형성을 억제하여 부드럽게 핵화ㆍ결정 성장을 행하기 위해서나, 입경이 일정한 결정을 얻기 위해서, 또한 고품질화의 관점에서 상기 결정화는 강제 유동하에서 실시하는 것이 바람직하다. 단위 용적당의 교반 소요 동력으로서 통상 약 O.01 kW/m3이상, 바람직하게는 약 O.1 kW/m3이상, 보다 바람직하게는 약 O.3 kW/m3이상의 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 수 있다.
결정화에 있어서는, 과포화의 형성을 억제하여 부드럽게 핵화ㆍ결정 성장을 행하기 위해서 종정(種晶)을 첨가하는 것도 바람직하게 행하여 진다.
결정화 농도는, 결정화 종료시의 농도, 즉 결정화 종료시의 전체 용매의 중량에 대한 환원형 보효소 Q10의 중량으로서 약 15 w/w％ 이하, 바람직하게는 약 13 w/w％ 이하, 보다 바람직하게는 약 10 w/w％ 이하이다. 생산성의 관점에서 통상 농도의 하한은 약 1 w/w％ 이상이고, 바람직하게는 약 2 w/w％ 이상이다.
이와 같이 하여 얻어지는 환원형 보효소 Q10의 결정은 예를 들면 원심 분리, 가압 여과, 감압 여과 등에 의한 고체와 액체의 분리에 의해서, 또한 필요에 따라서는 케이크 세정을 더 행하여 습체로서 얻을 수 있다. 또한, 내부를 불활성 가스로 치환한 감압 건조기(진공 건조기)에 습체를 넣고, 감압하에 건조하여 건체로서 얻을 수도 있고, 건체로서 얻는 것이 바람직하다.
본 발명의 결정화 방법은 탈산소 분위기하에서 실시함으로써 산화 방지 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 이용하는 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 Q10결정을 작업성, 경제성 좋게 얻을 수 있다. 본 발명에 의해 얻어지는 환원형 보효소 Q10결정은 매우 고품질이고, 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 96/4 이상, 바람직하게는 98/2 이상, 보다 바람직하게는 99/1 이상을 기대할 수 있다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만 본 발명은 이들 실시예의 의해 한정되는 것이 아니다. 또한, 실시예 중의 환원형 보효소 Q10의 순도, 환원형 보효소 Q10과 산화형 보효소 Q10과의 중량비는 하기 HPLC 분석에 의해 구하였지만, 얻어진 환원형 보효소 Q10의 순도는 본 발명에 있어서의 순도의 한계치를 규정하는 것이 아니고 또한 동일하게 환원형 보효소 Q10과 산화형 보효소 Q10과의 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(순도 99.4 ％)를 교반하면서 48 ℃에서 융해시켰다. 교반 (교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 이 유상물에 환원제로서 차아황산나트륨(순도 75 ％ 이상) 100 g에 1000 ㎖의 물을 가하여 용해시킨 수용액을 서서히 첨가하고, 48 ℃, pH 4 내지 6에서 환원 반응을 행하였다. 유상물을 포함하는 반응액으로부터 수상을 제거하고, 탈기한 48 ℃의 포화 식염수 1000 g에서 유상물을 6 회 세정한 후, 수상을 제거함으로써 환원형 보효소 Q10의 유상물을 얻었다. 이 유상물에 탈기한 48 ℃의 물 1500 ℃를 첨가하고 교반(교반 소요 동력 0.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 백색의 슬러리를 얻었다(슬러리의 유동성은 양호). 또한 이상의 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하고, 습결정을 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올로 차례로 세정(세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃)하고, 또한 습결정을 감압 건조(20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 97 g을 얻었다(단리된 생성물 수율 97 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.4/0.6, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.2 ％이었다.
<실시예 2>
100 g의 산화형 보효소 Q10(순도 99.4 ％)를 25 ℃에서 1000 g의 헵탄에 용해시켰다. 교반(교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 환원제로서 차아황산나트륨(순도 75 ％ 이상) 100 g에 1000 ㎖의 물을 가하여 용해시킨 수용액을 서서히 첨가하고, 25 ℃, pH 4 내지 6에서 환원 반응을 행하였다. 2 시간 후, 반응액으로부터 수상을 제거하고, 탈기한 포화 식염수 1000 g에서 헵탄상을 6 회 수세하였다. 이 헵탄상에 물 1000 g을 첨가하고, 교반(교반 소요 동력 O.3 kW/m3)하면서 3O ℃에서 감압함으로 헵탄을 증류 제거하여 백색의 슬러리를 얻었다. 이 슬러리는 유동성이 양호하였고, 결정화 용기에서 쉽게 분리 가능하였다. 이상의 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하고, 습결정을 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올로 순으로 세정(세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃)하고, 또한 습결정을 감압 건조(20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 97 g을 얻었다(단리된 생성물 수율 97 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.5/0.5, 환원형 보효소 Q10순도는 99.2 ％이었다.
<실시예 3>
1000 g의 에탄올 중에 100 g의 산화형 보효소 Q10(순도 99.4 ％), 60 g의 L-아스코르빈산, 30 g의 탄산수소나트륨을 가하고, 78 ℃에서 교반하여 환원 반응을 행하였다. 3 시간 후, 50 ℃까지 냉각하고, 동일 온도를 유지하면서 헵탄 1000 g과 탈기한 물 1000 g을 가하였다. 25 ℃까지 냉각 후, 수상을 제거하고, 또한 탈기한 포화 식염수 1000 g에서 6회 수세하여 수상을 제거하였다. 48 ℃에서 헵탄을 증류 제거하여 이 헵탄 용액으로부터 환원형 보효소 Q10의 유상물을 얻었다. 이 유상물에 탈기한 48 ℃의 물 1500 g을 첨가하고, 교반(교반 소요 동력 0.3 kW/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하고, 백색의 슬러리를 얻었다(실시예 1과 동일하게 슬러리의 유동성은 양호). 또한 이상의 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하고, 습결정을 냉에탄올, 냉수, 냉에탄올로 차례로 세정(세정에 사용한 냉용매의 온도는 2 ℃)하고, 또한 습결정을 감압 건조(20 내지 40 ℃, 1 내지 30 mmHg)함으로써 백색의 건조 결정 97 g을 얻었다(단리된 생성물 수율 97 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.4/0.6, 환원형 보효소 Q10의 순도는 99.2 ％이었다.
<비교예 1>
실시예 2와 완전히 동일하게 하여 탈기한 포화 식염수로 세정 후의 환원형 보효소 Q10의 헵탄상을 얻었다. 이 헵탄상을 교반(교반 소요 동력 0.3 kw/m3)하면서 2 ℃까지 냉각하여 백색의 슬러리를 얻었다. 이 슬러리는 유동성이 부족하였고, 실시예 1과 비교하여 결정화 용기에서 분리하기가 곤란하였다. 이상의 모든 조작은 질소 분위기하에서 실시하였다. 얻어진 슬러리를 감압 여과하고, 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 g을 얻었다(단리된 생성물 수율 93 몰％). 얻어진 결정의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.6/0.4, 환원형 보효소 Q10순도는 99.3 ％이었다.
<참고예 1>
표 1에 나타낸 각종 용매 20 g에 1 g의 환원형 보효소 Q10(환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.6/0.4)을 25 ℃하에서 용해하였다. 대기 중, 25 ℃에서 24 시간의 교반 후, 액 중의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비를 측정한 결과를 표 1에 나타냈다.
R: 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비
<참고예 2>
표 2에 나타낸 각종 용매 100 g에 1 g의 환원형 보효소 Q10(환원형 보효소Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비는 99.6/0.4)을 35 ℃하에서 용해하였다. 대기 중, 35 ℃에서 24 시간의 교반 후, 액 중의 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비를 측정한 결과를 표 2에 나타냈다.
R: 환원형 보효소 Q10/산화형 보효소 Q10의 중량비
본 발명은 상술한 구성으로 이루어지기 때문에 공업적 규모에서의 작업성, 경제성이 우수한 방법으로 고품질의 환원형 보효소 Q10결정을 간편 또한 효율적으로 얻을 수 있다.

Claims (15)

  1. 환원형 보효소 Q10을 수용액 중에서 결정화시키는 것을 특징으로 하는 환원형 보효소 Q10의 결정화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기 용매의 용액을 물로 치환함으로써 환원형 보효소 Q10의 결정화를 행하는 결정화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 환원형 보효소 Q10의 유상물을 수용액 중에서 결정화시키는 결정화 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 결정화는 환원형 보효소 Q10의 유상물과 물과의 혼합물을 냉각함으로써 행하는 것인 결정화 방법.
  5. 제4항에 있어서, 환원형 보효소 Q10을 함유하는 유기 용매와 물과의 혼합 용매의 용액으로부터 환원형 보효소 Q10또는 환원형 보효소 Q10을 주성분으로 하는 농축물의 융해 온도 이상의 온도에서 유기 용매를 증류 제거함으로써 계 중에서 환원형 보효소 Q10의 유상물을 얻고, 이것을 냉각하여 결정화하는 결정화 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각에 의한 결정화를 사용하거나 또는 병용하는 결정화 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화 온도는 48 ℃ 이하인 것인 결정화 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화는 단위 용적당의 교반 소요 동력으로서 O.O1 kW/m3이상의 강제 유동 하에서 실시하는 것인 결정화 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화를 할 때 종정(種晶)을 첨가하는 것인 결정화 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화 속도는 단위 시간당 전체 결정화량의 50 ％가 결정화하는 속도 이하인 것인 결정화 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화를 탈산소 분위기하에서 실시하는 것인 결정화 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화에 사용하는 환원형 보효소 Q10은 산화형 보효소 Q10을 환원시킴으로써 얻어진 것인 결정화 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화에 사용하는 환원형 보효소 Q10은 산화형 보효소 Q10의 유상물을 차아황산류를 사용하여 수용액 중에서 환원시킴으로써 얻어진 것인 결정화 방법.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화에 사용하는 환원형 보효소 Q10은 산화형 보효소 Q10을 알코올류 및(또는) 수용성 유기 용매를 사용하여 환원시킴으로써 얻어진 것인 결정화 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 환원형 보효소 Q10을 결정화할 때에 상기 환원 반응에 사용된 환원제나 환원제에서 유래하는 불순물을 모액 쪽으로 제거하는 것인 결정화 방법.
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