KR20120105000A

KR20120105000A - Ｌ-카르니틴의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120105000A
Application number: KR1020127015645A
Authority: KR
Inventors: 게사 파라다이스; 토마스 부흐너
Original assignee: 론차리미티드
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-09-24
Also published as: EP2501673A1; JP2013511478A; WO2011060903A1; EP2325164A1; KR101823971B1; CN102656139A; CN102656139B; EP2501673B1; JP6234030B2; ES2668771T3

Abstract

본 발명은 L- 카르니틴의 제조 방법에 관한 것으로서, L-카르니틴(L-carnitine)의 제조 방법에 있어서, (a) 용액이 제1용매 내에 적어도 5%(w/w)의 카르니틴을 포함하고, 상기 카르니틴이 D-카르니틴과 L-카르니틴의 혼합물인 용액을 제공하는 단계; (b) 상기 L-카르니틴 결정(crystals)을 갖는 상기 용액을 선택적으로 시딩(seeding)하는 단계; (c) 제2용매를 첨가하고, 상기 제2용매 안에서 상기 L-카르니틴이 가용성이 없거나 가용성이 낮은 제2용매를 첨가하는 단계; 그리고 (d) L-카르니틴을 포함하는 결정을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

Ｌ-카르니틴의 제조 방법{Methods for the production of L-carnitine}

본 발명은 L- 카르니틴의 제조 방법에 관련된 발명이다.

카르니틴(비타민 Bt; 3-히드록시-4-트리메틸암모니오-부타노에이트(vitamin Bt; 3-hydroxy-4trimethylammonio-butanoate))은 아미노산 라이신(amino acids lysine)과 메티오닌(methionine)으로부터 생합성되는 4급 암모늄 화합물(quaternary ammonium compound)이다. 생세포에서, 대사 에너지의 생성을 위한 지질의 분해 동안, 사이토졸(cytosol)로부터 미토콘드리아(mitochondria)로 지방산의 운송이 요구된다. 카르니틴은 영양보충제로 이용되기도 한다.

카르니틴은 2개의 입체이성체(stereoisomer)로 존재한다. L-카르니틴은 생물학적으로 활성 형태인 반면, L-카르니틴의 거울상체(enantiomer)인 D-카르니틴은 생물학적으로 비활성이다. 산업 공정에서 L-카르니틴의 제조시, 생물학적으로 활성인 L-형을 고순도로 제조하는 것이 바람직하다. 고순도의 L-카르니틴은 미생물학적 프로세스에 의하여 얻어질 수 있다. EP 0195944에서는 특정한 미생물의 도움으로 생체반응기 내의 크로토노베타인(crotonobetain) 및 부티로베타인(butyrobetain)으로부터 L-카르니틴이 제조되는 미생물학적 프로세스가 개시된다. 부티로베타인과 거울상체 순수 L-카르니틴의 혼합물이 얻어진다. 부티로베타인을 제거하기 위하여, 메탄올(methanol) 및 이소부탄올(isobutanol)로 최종 생성물이 재결정된다.

본질적으로 순수한 L-카르니틴을 얻기 위한 또 다른 미생물학적 프로세스는 DD 296702에 의하여 개시된다. L-카르니틴의 전기투석 및 재결정화에 의하여 배양액에서 L-카르니틴이 제거된다. 이러한 미생물학적 프로세스에 있어서, 본질적으로 어떤 D-카르니틴도 제조되지 않기 때문에, 거울상체의 분리단계는 필요하지 않다. 용매로부터 L-카르니틴의 재결정화는 다른 물질들을 제거하기 위하여 적용된다.

비미생물학적 또는 비효소 프로세스를 사용할 때, 고순도의 L-카르니틴을 얻는 것은 더 복잡하다. 유기 합성 방법에 의하여, D-카르니틴 및 L-카르니틴의 혼합물이 보통 얻어진다. DE 689 01 889 T2는, 순수 L-카르니틴을 얻기 위하여, 입체선택적 비대칭 수소화에 있어서 루테늄 포스핀 착물(ruthenium phosphine complex)을 적용하는 것을 제안한다. 이러한 착물은 비교적 복잡하고 비용이 높으므로, 산업 공정에서 대량의 L-카르니틴 제조에 적용되지 않는다.

따라서, L-카르니틴과 D-카르니틴의 혼합물로부터 L-카르니틴을 분리하기 위한 방법들이 개발되었다. 일반적으로, 상기 방법들은 광학 활성인 산을 갖는 염으로의 카르니틴의 전환 및, 예를 들어, 가용성과 같은 서로 다른 물리적 특성에 의한 L-카르니틴 및 D-카르니틴의 분리에 기초한다.

이러한 점에 있어, 장뇌산(camphoric acid), 디벤조일 주석산(dibenzoyl tartric acid) 또는 이들의 혼합물의 존재 하에서 알콜성 용액으로부터 D-카르니틴과 L-카르니틴을 분리하는 방법은 DD 93 347에서 개시된다. 염의 서로 다른 가용성 때문에 D-카르니틴은 L-카르니틴으로부터 분리된다.

DE 35 36 093에서는 라세믹(racemic) 혼합물로부터의 L-카르니틴의 제조 방법이 개시되고, 상기 방법에서는 D-카르니틴 및 L-카르니틴이 디벤조일-L-주석산을 갖는 광학 활성인 염으로 전환되고, 이후 분별 결정(fractionated crystalization) 작용이 뒤따른다.

그러나, 카르니틴이 광학 활성인 염 또는 산으로 전환되는 방법은 비교적 복잡하다. 왜냐하면 분리제(separating agent)를 첨가하는 단계 및 분리 과정 후 분리제를 제거하는 단계를 포함하기 때문이다. 이는 전체 과정을 비교적 시간 및 노동 효율적이도록 해준다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 L-카르니틴의 제조를 위한 방법을 제공하는 것이고, 이러한 L-카르니틴의 제조를 통해 상기 기재된 문제점을 극복할 수 있다.

상기 방법은 L-카르니틴 및 D-카르니틴을 포함하는 거울상체 혼합물로부터 고순도의 L-카르니틴을 제조하기 위하여 적용 가능해야 한다. 따라서 거울상체 순도는 상당히 증가되고, 수율은 높아진다.

상기 방법은 간단한 방법으로 수행된다. 보다 상세하게는, 이후 제거되어야 하는 광학 활성 보조제와 같은 추가적인 화합물의 사용은 꺼려진다. 나아가, 방법의 단계 수는 비교적 적고, 방법은 복잡한 장치를 필요로 하지 않는다. 상기 방법은 전반적으로, 비용 및 노동 효율적이다.

발명의 공개

놀라운 점은, 본 발명이 해결해야 하는 문제점이 청구항에 따른 방법에 의하여 해결될 수 있다는 것이다. 나아가, 발명 실시예들은 기재되는 설명에 걸쳐서 제공된다.

본 발명의 주제는 L-카르니틴의 제조 방법이고,

(a) 용액은 제1용매 내에 적어도 5%(w/w)의 카르니틴을 포함하고, 상기 카르니틴은 D-카니르틴과 L-카르니틴의 혼합물인, 용액을 제공하는 단계;

(b) 상기 L-카르니틴 결정으로 상기 용액을 선택적으로 시딩(seeding)하는 단계;

(c) 제2용매를 첨가하고, 상기 제2용매 안에서 상기 L-카르니틴이 가용성이 없거나 가용성이 낮은 제2용매를 첨가하는 단계; 그리고 (d) L-카르니틴을 포함하는 결정을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법이다.

카르니틴은 양성이온(zwitterion)이고, 카복시 그룹(carboxy group) 및 4급 암모늄 그룹을 포함한다. 단계 (a)에서 사용되는 카르니틴은 바람직하게, 이러한 양성이온 카르니틴이다. 그러나, 클로라이드(chloride), 황산염(sulphate) 또는 질산염(nitrate salt)과 같은 염을 이용하는 것 또한 가능하다. 단계 (a)에서 사용되는 카르니틴은 광학 활성인 음이온(optically active anion)을 갖는 카르니틴의 염이 아닌 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 의하여, 향상된 순도의 L-카르니틴이 얻어진다. 따라서, 본 발명의 방법은 또한 L-카르니틴을 정화하기 위한 방법, 또는 고순도의 L-카르니틴을 얻기 위한 방법, 또는 L-카르니틴의 거울상체 잉여를 증가시키기 위한 방법 이기도하다.

본 발명에 따르면, 결정(crystalline) L-카르니틴은 D-카르니틴 및 L-카르니틴을 포함하는 용액으로부터 얻어진다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 단계 (a)의 용액은 본질적으로 용매 및 카르니틴을 포함한다. 본 발명의 방법에 있어서, L-카르니틴의 거울상체 잉여(e.e.)는 증가된다. 바람직하게는, 거울상체 잉여는 1% 이상 또는 2% 이상 더 증가된다. 거울상체 잉여의 증가는 단계 (a)에서 초기 용액(initial solution) 내의 거울상체 잉여에 의하여 좌우된다. 거울상체 잉여(e.e.)는 각 거울상체의 몰분율(mole fractions) 사이의 절대차로서 퍼센트로 정의된다. 일례로서, 90% L-이성질체 및 10% D-이성질체를 갖는 시료는 80% L-이성질체의 거울상체 잉여를 갖는다.

바람직한 실시예에 있어서, 단계 (a)에서의 카르니틴은 50%, 80%, 90%, 95% 또는 98%(e.e.)의 L-카르니틴을 포함한다. 바람직하게는, 단계 (d)에서 분리된 L-카르니틴은 90%, 98%, 99% 또는 99.5%(e.e.)의 L-카르니틴을 포함한다. 바람직하게는, 단계 (a)에서 95%(e.e.)이상의 L-카르니틴을 포함하는 용액이 사용될 때, 단계 (d)에서 99%(e.e.) 이상의 L-카르니틴을 포함하는 결정이 얻어진다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 제1 용매는 에탄올(ethanol), 메탄올, 물, 아세토니트릴(acetonitrile) 및 이들의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 상기 용매는 카르니틴에 적합한 용매이다. 이는 상온에서 카르니틴의 가용성이 적어도 5%이고, 바람직하게는 적어도 10% 또는 적어도 20%(w/w)임을 의미한다. 바람직하게는, 제1 용매는 에탄올이다. 특정 실시예에 있어서, 제1용매는 0.5%까지, 2%까지 또는 5%(w/w)까지의 물을 포함한다. 따라서, 용매는 공업 등급(technical grade)이 될 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 단계 (a)에서 용액은 포화 용액 또는 과포화 용액이다. 또한, 상기 용액은 포화에 가까운 것이 바람직하고, 이는 카르니틴 농도가 포화 농도의 80% 이상 또는 90% 이상인 것을 의미한다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 제1용매 내의 전체 카르니틴의 농도는 5 내지 75%이다. 에탄올에서의 농도는 10 내지 59% 또는 15 내지 40%(w/w)인 것이 바람직하다. 메탄올에서의 농도는 20 내지 70%(w/w)인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 단계 (a)에서 용액에 용해되어 있는 카르니틴은 순수 또는 고순도의 카르니틴이다. 본 실시예에 있어서, 단계 (a)의 용액은 추가 물질의 미량만을 포함한다. 용액 내의 전체 카르니틴(D- 및 L-)의 양에 기초하여, 추가 물질의 양은 0.5 이하, 1 이하 또는 2%(w/w) 이하일 수 있다. 또 다른 일 실시예에 있어서, 단계 (a)에서 용액에 용해되어 있는 카르니틴은, 예를 들어, 제조 방법으로부터의 출발 화합물과 같은, 일정량의 부산물 또는 다른 화합물을 포함한다. 본 실시예에서, 단계 (a)에서 용액은 카르니틴의 전체 양에 기초하여, 5%까지, 10%까지 또는 15%(w/w)까지의 다른 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합성 카르니틴은 1%(w/w) 이하의 히드록시크로톤산(hydroxycrotonic acid)을 포함할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 단계 (a)에서의 용액은 본질적으로 물을 포함하고 있지 않다. 이는 카르니틴 및 용매가 본질적으로 물을 포함해서는 안되거나, 최대한 적은 양의 물을 포함해야 한다는 것을 의미한다. 상기 방법은 적은 양의 물만이 존재할 때 더 효율적인 것으로 밝혀졌다. 용액 (a)에서의 전체 물의 양은 2% 이하, 1% 이하 또는 0.5%(w/w) 이하인 것이 바람직하다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 단계 (a)는 용액을 가열하는 단계를 포함하고, 바람직하게는 모든 카르니틴이 용해될 때까지, 예를 들어, 40℃ 이상 또는 50℃ 이상의 온도까지 용액을 가열하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 잔여 고형질 카르니틴 및/또는 잔여 고형질은, 예를 들어, 여과에 의하여 이후 제거될 수 있다. 단계 (a)에서 온도는 40 내지 80℃ 또는 59 내지 75℃로 조절될 수 있다. 온도는 용매에 따라 선택된다. 에탄올이 사용될 때, 50과 75℃ 사이, 예를 들어, 약 65℃정도의 온도인 것이 바람직하다.

단계 (b)에서, 단계 (a)로부터의 용액은 L-카르니틴 결정으로 시딩(seeded)될 수 있다. 시딩되는 용액은 포화 또는 과포화 용액인 것이 바람직하다. 단계 (a)에서 포화 용액을 상승 된 온도에서 제조하고, 상기 포화 용액을 천천히 냉각시켜서 카르니틴의 침전물(precipitation) 또는 결정이 발생하지 않을 때, 과포화 용액은 얻어질 수 있다.

L-카르니틴 결정으로 용액을 시딩하고 배양함으로써, 결정의 성장이 유도된다. 따라서, 시딩 단계 (b)가 발명 방법에 포함될 때, 최종적으로 얻어지는 결정의 평균 크기는 더 크다. 그러나, 고수율의 고순도를 갖는 카르니틴 결정은 시딩 단계 (b)에서 시딩 결정(seeding crystals)을 추가하지 않고도 얻어질 수 있다. 결정은 본질적으로 L-카르니틴으로 구성되어 있거나, L-카르니틴이 풍부하다. 시딩에는 시딩 결정의 소량만이 필요하다. 시딩 결정은 고순도이고 매우 미세해야 한다. 시딩 결정은 용액이 투명할 때, 즉, 결정 또는 침전물이 아직 자발적으로 형성되지 않거나, 실질적으로 형성되지 않았을 때 첨가되는 것이 바람직하다. 이는 증가된 온도에서 시딩함으로써 달성될 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 시딩 단계 (b)에서 용액은 25 내지 50℃, 바람직하게는 30에서 45℃ 사이의 온도를 갖는다. 그러나, 시딩하는 동안 및 시딩한 후에, 그리고 제2 용매를 첨가하기 이전에, 카르니틴의 가용성은 여전히 비교적 높고, 실질적으로 결정의 급속 형성이 전혀 관찰되지 않거나, 또는 한정된 결정의 급속 형성이 관찰된다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 용액의 온도는 결정으로 시딩한 이후 감소된다. 온도는 10 내지 30℃, 예를 들어, 약 20℃ 정도로 감소하는 것이 바람직하다.

단계 (c)에서, 제2용매가 첨가되고, 상기 제2용매 내의 L-카르니틴은 가용성이 없거나 가용성이 낮다. 제2용매를 첨가하는 동안 및 첨가 후, L-카르니틴의 결정화가 관찰된다. L-카르니틴의 결정화 동안, 용액은 L-카르니틴이 제거되고 서스펜션이 된다. 따라서, 결정화 이후, 조성물은 용액 또는 서스펜션으로 여겨질 수 있다. 단계 (b)와 이후 단계들에서 "용액"이라고 언급될 때, 이러한 용액/서스펜션을 의미하는 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 제2용매는 아세톤(acetone), 이소프로판올(isopropanol), 이소부타놀(isobutanol), 2-프로판올(2-propanol), 1-펜탄올(pentanol), 2-부타논(butanone), 메틸아세테이트(methylacetate), 에틸아세테이트(ethylacetate), 부틸아세테이트(butylacetate), 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran), 톨루엔(toluene) 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 바람직하게는, 제2용매는 아세톤이다.

제2용매는 제2용매 내의 L-카르니틴이 가용성이 없거나 낮은 가용성만을 갖는 용매이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 제2용매 내의 L-카르니틴의 가용성은 25℃에서 3% 이하, 2% 이하 또는 1%(w/w) 이하이다. 제2용매를 첨가할 때, 용액 내의 카르니틴의 전반적인 가용성은 감소하고, 카르니틴은 결정화된다. 따라서, 제2용매를 첨가하면, 고형질 카르니틴 결정이 용액 내에 형성된다.

본 발명의 매우 바람직한 실시예에 있어서, 제1용매는 에탄올이고 제2용매는 아세톤이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 단계 (c)에서 제1용매 대비 제2용매의 비율은 1:1과 1:10(w/w) 사이이고, 더 바람직하게는 1:1.5 와 1:6 또는 1:2와 1:4(w/w) 사이이다. 상기 비율은 조절되어야 하고, 따라서, 카르니틴의 가용성은 상당히 감소하며, 그 결과, 전체 카르니틴의 많은 부분이 결정화된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 선택적인 시딩 단계 (b) 이후, 또는 단계 (c) 이전 또는 동안, 또는 단계 (c)에서 제2 용매를 첨가한 후에, 용액의 온도는 10℃와 30℃ 사이로 조절된다. 그러나, 제2용매는 용액의 온도를 감소시킨 이전 또는 이후에 첨가될 수 있다.

바람직하게는, 단계 (c)에서 제2용매가, 예를 들어, 적가하여, 천천히 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 단계 (c)에서 제2용매는 20분 내지 8시간 동안, 또는 1시간 내지 6시간 동안 용액에 첨가된다. 아세톤의 첨가 및 배양 동안, L-카르니틴은 결정화된다. 결정화되는 L-카르니틴의 양은 보통 저온에서 배양에 의하여 증가될 수 있다.

바람직하게는, 제2용매의 첨가 이후, 조성물은 감소된 온도에서 배양된다. 예를 들어, 온도는 5 내지 20℃, 또는 15℃ 이하로 감소 될 수 있다. 조성물은 이 온도에서 10분 내지 2일 동안 또는 30분 내지 24시간 동안 배양될 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 단계 (c)에서 제2용매의 첨가 이후, 조성물은 10분 내지 2일 동안 20℃ 이하의 온도에서 배양된다.

단계 (d)에서, 고형질 결정은 예를 들어, 여과 또는 침전과 같은 종래의 수단에 의하여 분리된다. 선택적으로, 결정은 세척되는데, 제2용매로 세척되는 것이 바람직하다. 용매는 건조에 의하여 제거되고, 선택적으로는 감소 된 압력에서 제거된다. 예를 들어, 아세톤은 55℃, 100mbar 이하의 압력에서 건조에 의하여 제거될 수 있다.

본 발명에 따르면, 단계 (d)에서 분리된 전체 고형질 카르니틴은 "결정"이라고 언급된다. 고형질은 결정 구조를 갖는 것으로 알려졌다. 그러나, 특히 제2용매의 급속 첨가 즉시, 고형질 카르니틴 "결정"은 적어도 부분적으로 카르니틴 침전물 또한 포함할 수 있다.

출발 용액 내의 전체 L-카르니틴에 기초하여서, L-카르니틴의 전체적인 수율은, 바람직하게는 80% 이상 또는 85% 이상이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 제조 방법은,

(a) 에탄올 내에 적어도 5%(w/w)의 카르니틴을 포함하고, 상기 카르니틴은 적어도 50%(e.e.)의 L-카르니틴을 포함하고, 상기 용액은 모든 카르니틴이 용해될 때까지 가열되는 용액을 제공하는 단계,

(a1) 상기 용액의 온도를 25 내지 50℃로 조절하는 단계,

(b) L-카르니틴 결정으로 상기 용액을 시딩하는 단계,

(b1) 상기 온도를 10 내지 30℃로 선택적으로 조절하는 단계

(c) 에탄올 대 아세톤의 비율이 1:1과 1:10(w/w) 사이가 되는 함량의 아세톤을 첨가하는 단계,

(c1) 조성물을 20℃ 이하의 온도로 선택적으로 냉각시키는 단계,

(d) 바람직하게는 여과에 의하여, L-카르니틴을 포함하는 결정을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법이다.

상술된 방법에 있어서, 단계 (a) 내지 (d)는 순차적으로 수행된다.

본 발명의 특정 일 실시예에서는, 본 발명의 전체 방법은 단계 (d)에서 얻어지는 결정을 갖고 반복된다. 이 실시예에서, 제1용매 내의 결정의 용액이 제조된다. 전체 과정을 두번 또는 그 이상 반복할 때, 고순도의 L-카르니틴은 낮은 거울상체 순도의 카르니틴에서부터도 얻어질 수 있다.

발명 방법은 상술된 문제점을 해결한다. 고순도의 L-카르니틴은 본 발명 방법에 의하여 D-카르니틴 및 L-카르니틴의 혼합물로부터 얻어질 수 있다. D-카르니틴과 L-카르니틴의 혼합물을 분리시킬 때, 예를 들어, DE 35 36 093 또는 DD 93 347에 개시된 바와 같이, 광학 활성 화합물을 첨가하는 것은 필요하지 않다. 본 발명 방법에 있어서, 카르니틴은 중간 단계에서 광학 활성인 염으로 전환되지 않는다. 본 발명 방법이 매우 효율적이라는 것은 놀랍다. 왜냐하면 일반적으로 주지 기술에서는, 효율적인 양성 이온의 분리는 광학 활성 첨가제 없이 어렵다고 여겨졌기 때문이다(DD 93 347, 2번째 세로단, 8-11번째 줄 참조). 따라서, 비교적으로 간단한 본 발명의 방법에 의해서는 L-거울상체 형의 큰 증가가 얻어질 것이라고 여겨질 수 없었다.

본 발명의 방법은 방법 단계의 수가 적은 간단한 방법으로 적용 가능하다.

상기 방법은 추가적인 결정화 단계에 의한 L-카르니틴의 광학 활성 염의 침전, 분리 및 분해를 필요로 하지 않는다. 본 발명의 방법은 고순도의 거울상체 순도에서와 고수율에서 L-카르니틴을 제공한다. 본 발명의 방법은 주지 기술의 방법에 비해 덜 비용 및 노동 집약적이다. 예를 들어, 본 발명의 방법은 공업 합성 방법에 의하여 얻어진 것과 같은 거울상체 혼합물로부터의 L-카르니틴을 정화하는데 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, L-카르니틴의 제조를 위한 방법을 제공하는 것이고, 이러한 L-카르니틴의 제조를 통해 상기 기재된 문제점을 극복할 수 있다.

상기 방법은 L-카르니틴 및 D-카르니틴을 포함하는 거울상체 혼합물로부터 고순도의 L-카르니틴을 제조하기 위하여 적용 가능해야 한다. 따라서 거울상체 순도는 상당히 증가되고, 수율은 높아지는 장점이 있다.

상기 방법은 간단한 방법으로 수행된다. 보다 상세하게는, 이후 제거되어야 하는 광학 활성 보조제와 같은 추가적인 화합물의 사용은 꺼려진다. 나아가, 방법의 단계 수는 비교적 적고, 방법은 복잡한 장치를 필요로 하지 않는다. 상기 방법은 전반적으로, 비용 및 노동 효율적인 장점이 있다.

실시예

실시예1

실험용 반응기는 100g의 카르니틴과 300g의 에탄올로 충전된다. 상기 반응기는 65℃까지 가열되고, 모든 카르니틴이 용해될 때까지 교반된다. 이후, 반응기 온도는 37℃로 설정된다. 37℃에서 순수 L-카르니틴의 시드 결정이 첨가된다. 반응기 온도는 -0.2K/min의 속도로 20℃까지 냉각된다. 20℃에서 900g의 아세톤은 2시간 이내에 첨가된다. 이후 서스펜션은 10℃까지 냉각된다. 10℃에서 고체는 분리되고 아세톤으로 세척되고, 55℃, 100mbar 이하에서 건조된다.

그 결과로, 86.1g의 결정형 백색 건조 고형질이 얻어진다. 전체 카르니틴의 99.036%(w/w)는 고체를 포함한다. 거울상체 순도는 99.60%(e.e.)이다. 잔여 용매량은 349mg/kg의 에탄올이고, 386mg/kg의 아세톤이다. L-카르니틴의 전체 수율은 88.6%이다.

실시예2

실험용 반응기는 60.2g의 카르니틴과 60g의 메탄올로 충전된다. 상기 반응기는 50℃까지 가열되고, 모든 카르니틴이 용해될 때까지 교반된다. 이후, 반응기 온도는 25℃로 설정된다. 25℃에서 순수 L-카르니틴의 시드 결정이 0.74g 첨가된다. 반응기 온도는 -0.2K/min의 속도로 20℃까지 냉각된다. 20℃에서 180g의 에틸 아세톤은 1시간 이내에 첨가된다. 이후 서스펜션은 50분 이내에 10℃까지 냉각된다.

서스펜션은 이 온도에서 30분 동안 더 교반된다. 그 후, 고체는 흡입(Nutsch) 필터를 통해 여과되고, 약 60g의 아세톤으로 2번 세척되고, 이후 55℃, 250mbar 압력에서 8시간 동안 건조된다.

그 결과로, 결정형 백색 건조 고형질 45.78g이 얻어진다. 전체 카르니틴의 98.94%(w/w)는 고체는 포함한다. 거울상체 순도는 99.78%(e.e.)이다.

실시예3

실험용 반응기는 30.1g의 카르니틴과 90g의 에탄올로 충전된다. 상기 반응기는 65℃까지 가열되고, 모든 카르니틴이 용해될 때까지 교반된다. 이후, 반응기 온도는 37℃로 설정된다. 37℃에서 순수 L-카르니틴의 시드 결정이 0.91g 첨가된다. 반응기 온도는 -0.2K/min의 속도로 20℃까지 냉각된다. 20℃에서 270g의 에틸 아세톤은 1시간 이내에 첨가된다. 이후 서스펜션은 50분 이내에 10℃까지 냉각된다.

서스펜션은 이 온도에서 30분 동안 더 교반된다. 그 후, 고체는 흡입(Nutsch) 필터를 통해 여과되고, 약 30g의 에틸 아세테이트로 2번 세척되고, 55℃, 100mbar 압력에서 8시간 동안 건조된다.

그 결과로, 28.66g의 결정형 흰색 건조 고형질이 얻어진다. 전체 카르니틴의 98.51%(w/w)는 고체를 포함한다. 거울상체 순도는 99.46%(e.e.)이다.

Claims

L-카르니틴(L-carnitine)의 제조 방법에 있어서,
(a) 용액이 제1용매 내에 적어도 5%(w/w)의 카르니틴을 포함하고, 상기 카르니틴이 D-카르니틴과 L-카르니틴의 혼합물인 용액을 제공하는 단계;
(b) 상기 L-카르니틴 결정(crystals)을 갖는 상기 용액을 선택적으로 시딩(seeding)하는 단계;
(c) 제2용매를 첨가하고, 상기 제2용매 안에서 상기 L-카르니틴이 가용성이 없거나 가용성이 낮은 제2용매를 첨가하는 단계; 그리고
(d) L-카르니틴을 포함하는 결정을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 용매는 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 물, 아세토니트릴(acetonitrile) 및 이들의 혼합을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 상기 제1 용매 내의 전체 카르니틴의 농도는 5 내지 75%(w/w)인 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 상기 카르니틴은 80%(e.e.) 이상의 L-카르니틴을 포함하고, 단계 (d)에서 상기 결정은 95%(e.e.) 이상의 L-카르니틴을 포함하는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (a)는 40℃ 이상의 온도로 상기 용액을 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2용매는 아세톤(acetone), 이소프로판올(isopropanol), 이소부타놀(isobutanol), 2-프로판올(2-propanol), 1-펜탄올(1-pentanol), 2-부타논(2-butanone), 메틸아세테이트(methylacetate), 에틸아세테이트(ethylacetate), 부틸아세테이트(butylacetate), 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran), 톨루엔(toluene) 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 용매 내의 상기 L-카르니틴의 가용성이 25℃에서 2%(w/w) 이하인 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시딩 단계 (b)에서 상기 용액은 25 내지 50℃의 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (c)에서 상기 제1 용매 대비 상기 제2 용매의 비율은 1:1과 1:10(w/w) 사이인 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시딩 단계 (b) 이후, 단계 (c) 이전 또는 동안, 또는 단계 (c)에서 상기 제2용매를 첨가한 후에, 상기 용액의 상기 온도는 10℃ 내지 30℃ 사이로 조절되는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (c)에서 상기 제2 용매는 20분 내지 24시간의 기간 동안 상기 용액에 첨가되는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (c)에서 상기 제2 용매의 첨가 이후, 조성물은 20℃ 이하의 온도에서 10분 내지 2일간 배양되는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (d)에서 상기 결정은 99%(e.e.) 이상의 L-카르니틴을 포함하는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 (d)에서 상기 결정은 여과 또는 침전에 의하여 분리되는 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 용매는 에탄올이고, 상기 제2 용매는 아세톤인 것을 특징으로 하는 L-카르니틴의 제조 방법.