WO2006115194A1 - 光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法 - Google Patents

光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法 Download PDF

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WO2006115194A1
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optically active
active amino
acid amide
aqueous solution
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Inventor
Masaki Sugita
Satoshi Nanba
Akinori Tanaka
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Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/22—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C231/24—Separation; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/07—Optical isomers

Definitions

  • the present invention relates to a method for efficiently separating and recovering an optically active amino acid amide from an aqueous solution containing the optically active amino acid amide and the optically active amino acid.
  • an aqueous solution containing a raw racemic amino acid amide is allowed to act on an enzyme that selectively hydrolyzes the amide bond of one of the optically active substances, and then the aqueous solution is removed as desired.
  • Both the chemical purity and the optical purity of the obtained optically active amino acid amide and the aqueous solution containing the optically active amino acid are obtained by a method using the difference in solubility between the optically active amino acid amide and the optically active amino acid in an organic solvent.
  • the present invention relates to a method for easily separating and recovering an excellent optically active amino acid amide in a high yield.
  • Optically active amino acid amide is a very important substance as an intermediate for the production of various industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals.
  • an optically active amino acid amide for example, a racemic amino acid amide is enzymatically asymmetrically hydrolyzed to form an aqueous solution containing the optically active amino acid amide and the optically active amino acid. Then, an organic solvent that becomes a solvent rich with respect to the optically active amino acid amide and a poor solvent with respect to the optically active amino acid is added to the obtained enzyme reaction completion solution or this concentrate to precipitate the optically active amino acid, and the organic solvent A method to separate optically active amino acid amides contained in phases has been proposed! (For example, refer to Patent Document 1).
  • an acid, base, or salt derived from an aqueous solution containing the raw material amino acid amide or the microbial cell enzyme used as a catalyst is used.
  • an aqueous solution containing a target it is soluble even if an organic solvent that is a solvent rich with respect to the optically active amino acid amide and a poor solvent with respect to the optically active amino acid is added to the obtained enzyme reaction completion solution or this concentrate.
  • Patent Document 1 JP 2001-11034 A
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, for example, to stereoselect the amide bond of either D or L optically active amino acid amide in an aqueous solution of amino acid amide consisting of racemate. It is an object of the present invention to establish and provide a method capable of easily separating and recovering high-purity optically active amino acid amides from an aqueous solution treated with a biocatalyst such as microbial cells or enzymes that hydrolyzes automatically.
  • the present inventors set the pH of an aqueous solution to dissociate the optically active amino acid amide with an acid group so that the amount of the optically active amino acid amide in the free form that migrates to the organic solvent phase is maximized.
  • an organic solvent is added to the resulting concentrate to add an organic solvent that becomes a rich solvent for optically active amino acid amides and a poor solvent for optically active amino acids. Attempts were made to obtain amino acid amides.
  • the present inventors conducted an analysis of ion concentration contained in an aqueous solution treated with a biocatalyst such as a microbial cell or enzyme. After that, ions that are insufficient as needed so that the ratio (CZA) of the total number of equivalents of cations (CZA) to the total number of equivalents of anions (A) contained therein is within a specific range.
  • optically active amino acid amide and the optically active amino acid when an acid, base, or salt is present in an aqueous solution treated with an enzyme or the like, the solubility of the optically active amino acid amide in an organic solvent is affected by the influence of the acid or base. The amount of optically active amino acid amide adhering to the salt precipitated as a solid matter increases and the purity and yield of the optically active amino acid amide obtained are reduced. Obviously, it became a force.
  • the present inventors have established a production method in which the optically active amino acid amide and the optically active amino acid are well separated, and the amount of salt contamination in the optically active amino acid obtained as a solid is reduced.
  • a biological catalyst such as a microbial cell or an enzyme was neutralized as necessary, and then desalted by electrodialysis with an ion exchange membrane under the addition of ammonia.
  • the ratio (CZA) of the sum of the number of equivalents of cations (C) to the sum of the number of equivalents of anions (A) contained therein is specified.
  • the method of the present invention comprises:
  • the ratio (CZA) of the total number of equivalents of cations (C) to the total number of equivalents of anions (A) contained in the aqueous solution is desalted.
  • Substitution with an organic solvent solution is preferably performed under the condition of the following mathematical formula ( ⁇ ).
  • X is a numerical value of 10 or less represented by BZA, and BZA
  • the aqueous solution is obtained by desalting an aqueous solution containing an optically active amino acid amide and an optically active amino acid with an ion exchange membrane.
  • the aqueous solution is desalted by adding ammonia to an aqueous solution containing an optically active amino acid amide and an optically active amino acid and electrodialyzing with an ion exchange membrane.
  • the amount of ammonia added is preferably 0.01 to LOO times the amount of optically active amino acid amide contained in the aqueous solution.
  • optically active amino acid amide is an L-amino acid amide represented by the following general formula (1).
  • R represents a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a full group, or a Represents an benzyl group.
  • the present invention is suitable when the optically active amino acid is a D amino acid represented by the following general formula (2).
  • R in the general formula (2) represents a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a full group, or a benzyl group.
  • the L-amino acid amide represented by the general formula (1) typically includes L-2 amino-n-butyric acid amide, and the D amino acid represented by the general formula (2) is a representative.
  • An example is D-2-amino-n-butyric acid.
  • the organic solvent is isobutyl alcohol.
  • One or more selected from the group consisting of n-heptyl alcohol and 2-ethyl 1-hexanol are used.
  • the ionic substance distilled off during azeotropic distillation or dehydration concentration is ammonia or alkylamines.
  • the aqueous solution containing the optically active amino acid amide and the optically active amino acid is directly or after neutralization and desalting as necessary, and then the concentration of anions and cations in the aqueous solution is analyzed to be contained in the aqueous solution.
  • the solvent becomes an organic solvent that becomes a rich solvent for optically active amino acid amide and a poor solvent for optically active amino acid from water.
  • the organic solvent containing the optically active amino acid amide and the slurry-like precipitate containing the optically active amino acid are subjected to solid-liquid separation by a method such as filtration, and the obtained organic solvent phase is concentrated and solidified. Dry the phase This makes it possible to obtain a highly pure optically active amino acid amide in a high yield.
  • an aqueous solution containing an optically active amino acid amide and an optically active amino acid is used as it is without desalting, an acid, a base, a salt and the like treated with a biocatalyst such as an enzyme. It is possible to separate and recover highly pure optically active amino acid amide from an aqueous solution containing impurities, without the need to remove these impurities intensively, and there is an industrial merit that the process can be simplified. can get.
  • optically active amino acid amide and the optically active amino acid to be used in the present invention are not particularly limited, and any natural or non-natural optically active amino acid amide and optically active amino acid may be used.
  • Examples include 2-amino-n-butyric acid amide and 2-amino-1-n-butyric acid, t-leucine amide and t-leucine, norinamide and norin, and optically active amino acid amides and optical compounds other than these examples.
  • An active amino acid or an optically active amino acid amide having an amino acid moiety having a different structure may be used.
  • the aqueous solution containing an optically active amino acid amide and an optically active amino acid is, for example, an aqueous solution of a racemic amino acid amide, which is a microorganism that stereoselectively hydrolyzes the amide bond of either D or L amino acid amide. It can be obtained by allowing a biocatalyst such as an enzyme obtained from the microbial cells or the processed microbial cells to act.
  • a biocatalyst such as an enzyme obtained from the microbial cells or the processed microbial cells to act.
  • microorganisms for example, microorganisms belonging to the genus Rhodococcus, Syudomonas, Otatobactrum, Serratia, etc. Examples include Serratia Marcescens IAM12143.
  • amino acid amides may be any strains such as mutant strains derived from these microorganisms by artificial mutation means, or recombinant strains derived by genetic techniques such as cell fusion or gene recombination. Any substance having an ability to asymmetrically hydrolyze an amide bond can be used.
  • These microorganisms are used as microbial cells or processed microbial cells, for example, dried microbial cells, crushed microbial cells, microbial cell extracts, crude or purified enzymes, or fixed carriers thereof.
  • the optical resolution method using a biocatalytic reaction of an enzyme or the like is, for example, It is carried out by bringing the above-mentioned bacterial cells or treated bacterial cells into contact with an aqueous solution in which a semi-amino acid amide is dissolved.
  • the concentration of the amino acid amide serving as a substrate is preferably 0.01 wt% to a saturated concentration, preferably 1 to 25 wt% in terms of operability and production efficiency.
  • the concentration of bacterial cells or treated cells used as a catalyst varies depending on the specific activity or amount of activity. Usually, it is preferably 1Z1000 to 1Z10 times the amount of amino acid amide of the raw material 1Z500 to 1Z20 More preferably, the amount is doubled.
  • the pH of the reaction solution is preferably 4 to: L1, more preferably 6 to 10.
  • the reaction temperature is preferably 10 to 60 ° C, more preferably 30 to 40 ° C.
  • the reaction may be performed until, for example, either the D or L optically active amino acid amide contained in the racemic amino acid amide is converted to the corresponding optically active amino acid.
  • an aqueous solution containing the optically active amino acid amide and the optically active amino acid is obtained by removing the bacterial cells or the treated bacterial cells from the reaction solution using a known method such as centrifugation and filtration.
  • the desalting method is not particularly limited. For example, desalting is efficiently performed by electrodialysis using an ion exchange membrane.
  • desalting dialysis is performed by electrodialysis, the optically active amino acid amide before desalting and an aqueous solution containing the optically active amino acid are neutralized as necessary, and the optically active amino acid amide amount of 0.01 to:
  • the loss of optically active amino acid amide can be reduced by adding electrolysis of LOO-fold moles, preferably 3 to 10-fold moles of ammonia, and using force electrodialysis.
  • the desalination rate after desalting is the electric conductivity (C1) of the aqueous solution after desalting, the initial electrical conductivity (C2) before desalting, and when the desalting proceeds completely and reaches equilibrium. From the electrical conductivity (C3), it can be calculated approximately using Equation (2).
  • the desalination rate (Y) is the ratio of the total number of moles of ionic species constituting the salinity removed after desalting to the total number of moles of ionic species constituting the salinity present in the aqueous solution before desalting.
  • Desalting is not necessary until the ionic species constituting the salt are completely removed, but it is preferable to perform desalting within a range of 50 to 90%. If the desalination rate is less than 50%, the amount of acid and base used to adjust the ion ratio increases and the amount of salt produced increases. Meanwhile, 90% If the desalination rate is increased until it exceeds, the amount of acid and base used to adjust the ion ratio will decrease, but the desalting process will take a long time and the use efficiency of the dialysis membrane will decrease, resulting in an increase in operating cost. In addition, the collection rate of the optically active amino acid amide after desalting dialysis is also reduced.
  • the concentration of anions and cations in the aqueous solution containing the optically active amino acid amide and the optically active amino acid thus obtained and not desalted or desalted is determined by ion chromatography. Measure using analytical methods.
  • the ratio (CZA) of the total number of equivalents of cations (C) to the total number of equivalents of anions (A) contained therein is required to be in the range of the above formula (1).
  • the counter ionic substance is removed and the ratio of both ions is adjusted.
  • CZA does not fall below 0.9 when the desalination rate is 50%, and that CZA does not fall below 0.5 when the desalination rate is 90%. .
  • CZA does not exceed 1.1 when the desalination rate is 50%, and that CZA does not exceed 1.5 when the desalination rate is 90%.
  • the solubility of the optically active amino acid amide in the organic solvent is not affected, but since the cation salt of the optically active amino acid formed is reduced, the mixing of the optically active amino acid in the organic solvent is suppressed.
  • the upper limit and the lower limit of the above formula (1 ⁇ each have the same meaning as described above.
  • the ionic substance added to the total number of equivalents of ions is a non-volatile ionic substance that remains in the system even after substitution from an aqueous solution to an organic solvent solution, and is released during, for example, a concentration operation. Volatile ionic substances that are distilled off are excluded. For example, ammonia and alkylamines that are less basic than the base used to adjust the concentration ratio of the optically active amino acid amide ions contained in the aqueous solution are distilled out of the system. I can't enter
  • the counter ionic substance used to adjust CZA is, for example, mineral acid such as HC1, HNO, HSO, etc.
  • the ion concentration ratio CZA may be adjusted by adding a compound.
  • the adjustment of the ion concentration ratio may be performed at any stage before or during the substitution of the optically active amino acid amide with an organic solvent that is a rich solvent and a poor solvent for the optically active amino acid.
  • Organic solvents that are rich in solvents for optically active amino acid amides and poor for optically active amino acids include methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol, and n- Examples include ptanol, isopropyl alcohol, isobutyl alcohol, 2-ethyl-1-hexanol and the like.
  • the replacement of the aqueous solution with an organic solvent solution is performed by removing the water by performing an operation of concentration or drying of the aqueous solution under normal pressure or under reduced pressure in consideration of the temperature stability of the optically active amino acid amide.
  • a method of adding an organic solvent that is a rich solvent for amides and a poor solvent for optically active amino acids may be used.
  • the organic solvent which is a solvent rich with respect to the optically active amino acid amide and a poor solvent with respect to the optically active amino acid is a solvent having an azeotropic property with water.
  • ethanol, n propanol, n-butanol, n pentanol, n-hexanol, n-heptanol, isobutyl alcohol, 2-ethyl-1-hexanol, etc. in the above solvent are mentioned, especially isobutyl alcohol, n-Heptyl alcohol and 2-ethyl-1-hexanol can be cited as more preferred organic solvents.
  • the azeotropic temperature of organic solvent with water under normal pressure from ethanol to 2-ethyl 1-hexanol is 78. C, 88. C, 93. C, 96. C, 98. C, 99. C, 90. C, 99. C.
  • Examples of a method for supplying an organic solvent when performing azeotropic distillation include a method in which a necessary amount of a solvent is charged in advance, and a method in which a solvent is added while performing distillation. In the latter method, it may be performed in the form of a one-pass distillation in which a fresh solvent is always supplied, or after removing water using a decanter from the distilled trapped water and a recovered solution that also has organic solvent power, Any method in which the organic solvent is reused at reflux may be used.
  • These solvent replacement operations By the operation, the solvent-soluble optically active amino acid amide is dissolved in the organic solvent phase, and the solvent-insoluble optically active amino acid and salts are precipitated as a slurry solid phase.
  • the water concentration contained in the total amount of the organic solvent phase and the solid phase is preferably 0.5 wt% or less, more preferably 0.1 wt% or less. It is desirable to perform until When the water concentration exceeds 0.5%, the precipitation of the optically active amino acid or salt, which is an insoluble matter, becomes insufficient, resulting in a decrease in the purity of the optically active amino acid amide contained in the organic solvent liquid phase. .
  • the organic solvent phase containing the optically active amino acid amide and the slurry-like solid phase composed of the optically active amino acid and salts are subjected to means such as centrifugation and filtration.
  • a cell treatment solution for enzymatic reaction was prepared from cells of Otatobactrum anthropi ATCC492 37 strain that had been cultured and separated, according to the method described in the published patent relating to the method for producing optically active aliphatic amino acid amide, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-253294.
  • the ion species and ion concentration coexisting in the aqueous solution containing L-2-amino- ⁇ -butyric acid amide and D-2-amino- ⁇ -butyric acid obtained by the enzymatic reaction were analyzed by ion chromatography.
  • the C1— ion was 7.03 wt% (0.198 mol per lOOg of solution), and the Na + ion was 0.61 wt% ( It was 0.027 mol) per 100 g of the solution. From this result, it was confirmed that the concentration ratio of Na + ions to C1 ⁇ ions was 0.136, and the concentration ratio of both ions contained in the aqueous solution after the enzyme reaction was biased to an anion excess state. .
  • Example I 1 to ⁇ 3 and Comparative Example I 1 to ⁇ 3 10 l of the enzyme reaction finished solution was taken and the Na + ZCl— concentration ratio remained unadjusted to 0.14, while 48 wt. It was adjusted to 0.95, 1.00, 1.05, 1.10, 1.15 by using an aqueous solution of NaOH, and then concentrated with a rotary evaporator. After concentration, L-2-amino-n-butyric acid amide was rich in solvent, and isobutyl alcohol lOOmL, which is a poor solvent for D-2-amino-n-butyric acid, was azeotropically dehydrated and concentrated using a rotary evaporator.
  • Example I-1 500 g of the enzyme reaction-finished solution containing L-2-amino-n-butyric acid amide and D-2-amino-butyric acid was obtained in the largest amount, and free L-2-amino-butyric acid amide was the most.
  • the recovery rate of the obtained L-2 amino-n-butyric acid amide was obtained. The value was 0.76% and the purity was 60.4%.
  • Example 11 1-11 4, and Comparative Example II- 1, II 2 takes the aqueous solution was desalted each 50g as the concentration ratio Na + ZCL _ a 0.36 ions, 0.50, 0.
  • a 48 wt% NaOH aqueous solution was added to 80, 1.0, 1.5, and 2.0, and the mixture was concentrated by a rotary evaporator. After concentration, add 50 mL isobutyl alcohol, perform azeotropic dehydration concentration using a rotary evaporator, add 50 mL isobutyl alcohol again to form an organic solvent solution containing slurry-like white crystals, and thoroughly remove the organic solvent solution containing these white crystals.
  • the present invention is a method for easily separating and recovering an optically active amino acid amide having excellent chemical purity and optical purity in a high yield and is very important as an intermediate for the production of various industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals. It is useful for the production of an optically active amino acid amide which is a new substance.

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Abstract

　 　【課題】光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液から、各種工業薬品、農薬、及び医薬品の製造中間体として大変重要な物質である光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を効率良く分離回収する方法を提供する。 　【解決手段】光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液から、有機溶媒に対する光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸の溶解度の差を利用する方法によって光学活性アミノ酸アミドを分離回収する際、前記水溶液を脱塩しないで、または、脱塩した後、その水溶液に含まれる陰イオンの当量数の総和（Ａ）に対する陽イオンの当量数の総和（Ｃ）の比率（Ｃ／Ａ）が、脱塩しない水溶液の場合には０．９５～１．０５の範囲、脱塩した水溶液の場合には０．５～１．５の範囲となる条件下で該分離操作を行う。 　

Description

明 細 書
光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法
技術分野
[0001] 本発明は、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液から、光学活性 アミノ酸アミドを効率良く分離回収する方法に関する。詳しくは、例えば、原料のラセ ミ体のアミノ酸アミドを含む水溶液に、そのうちの一方の光学活性体のアミド結合を立 体選択的に加水分解する酵素を作用させた後、該水溶液を所望により脱塩し、得ら れた光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液から、有機溶媒に対す る光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸の溶解度の差を利用した方法によって、 化学純度及び光学純度がともに優れた光学活性アミノ酸アミドを高収率かつ簡便に 分離回収する方法に関する。光学活性アミノ酸アミドは、各種工業薬品、農薬、及び 医薬品の製造中間体として大変重要な物質である。
背景技術
[0002] 従来の光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法としては、例えば、ラセミ体のアミノ 酸アミドを酵素的に不斉加水分解して光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含 む水溶液となした後、得られた酵素反応終了液又はこの濃縮物に、光学活性アミノ 酸アミドに対して富溶媒となりかつ光学活性アミノ酸に対して貧溶媒となる有機溶媒 を加えて光学活性アミノ酸を析出させ、有機溶媒相に含まれる光学活性アミノ酸アミ ドと分離する方法が提案されて！ヽる (例えば、特許文献 1参照)。
[0003] し力しながら、この方法は、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸の他に、原料 のアミノ酸アミド或いは触媒として使用した微生物菌体ゃ酵素を含む水溶液に由来 する酸、塩基、塩を含む水溶液を対象とした場合、得られた酵素反応終了液又はこ の濃縮物に光学活性アミノ酸アミドに対して富溶媒かつ光学活性アミノ酸に対して貧 溶媒となる有機溶媒を加えても、可溶であるべき光学活性アミノ酸アミドと不溶である べき光学活性アミノ酸の荷電状態が適正でないため、有機溶媒相に含まれる光学活 性アミノ酸アミド量の減少や光学活性アミノ酸の混入が起こり、光学活性アミノ酸アミド の収率やィ匕学純度が低下してしまう問題点を有して 、た。 [0004] 特許文献 1 :特開 2001— 11034号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明の目的は、従来技術における上記のような課題を解決し、例えばラセミ体か らなるアミノ酸アミドの水溶液に、 D, L何れか一方の光学活性アミノ酸アミドのアミド 結合を立体選択的に加水分解する微生物の菌体又は酵素等の生体触媒で処理し た水溶液から、高純度の光学活性アミノ酸アミドを高収率かつ簡便に分離回収できる 方法を確立し提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは、上記課題を解決すべく、有機溶媒相に移行する遊離体の光学活性 アミノ酸アミド量が最も多くなるように、水溶液の pHを光学活性アミノ酸アミドの酸塩 基解離平衡定数から予測される等電点 pHに調整した後、それより得られる濃縮物に 光学活性アミノ酸アミドに対して富溶媒となり光学活性アミノ酸に対して貧溶媒となる 有機溶媒を加えて、光学活性アミノ酸アミドを取得する試みを行った。しかしながら、 等電点 pHに調整するだけでは、原料アミノ酸アミドの不斉加水分解によって生じた アンモニアやアルキルアミン類等の揮発性のイオン物質が系外に留去されるため、 有機溶媒相への光学活性アミノ酸アミドの移行が不十分となり、得られる光学活性ァ ミノ酸アミドの収率が大幅に低下し、課題の解決には至らないことが判明した。
[0007] そこで、本発明者らは、上記課題を解決するべくさらに鋭意検討を重ねた結果、微 生物の菌体又は酵素等の生体触媒で処理した水溶液に含まれているイオン濃度分 析を行った後、その中に含まれる陰イオンの当量数の総和 (A)に対する陽イオンの 当量数の総和（C)の比率 (CZA)が特定の範囲になるように、必要に応じ不足した イオンのカウンターイオンを加え、これを共沸蒸留又は脱水濃縮することによって脱 水し、光学活性アミノ酸アミドは溶解するが光学活性アミノ酸や無機塩類は溶解しな Vヽ有機溶媒溶液へと置換した後、得られた光学活性アミノ酸アミドを含む有機溶媒相 と析出した光学活性アミノ酸を含む固形物相とを分離することによって、光学活性アミ ノ酸ゃ夾雑塩類の混入量が極めて少ない高純度の光学活性アミノ酸アミドを高収率 かつ簡便に取得できるようになることを見出した。 [0008] また、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸以外に、酸、塩基、塩が酵素等で 処理した水溶液に存在すると、酸、又は塩基の影響によって有機溶媒に対する光学 活性アミノ酸アミドの溶解性が低下したり、光学活性アミノ酸の溶解性が増したりする 他、固形物として析出した塩に付着する光学活性アミノ酸アミド量が増加するため、 得られる光学活性アミノ酸アミドの純度及び収率が低下してしまうことが明ら力となつ た。
[0009] そこで、本発明者らは、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸が良好に分離し 、しカゝも固形物として得られる光学活性アミノ酸への塩類混入量が低減できる製造方 法を確立すべく鋭意検討を重ねた。その結果、微生物の菌体又は酵素等の生体触 媒で処理した水溶液を必要に応じ中和した後、アンモニア添加下にイオン交換膜に よる電気透析を行うことによって脱塩し、さらに得られた水溶液に含まれて 、るイオン 濃度分析を行った後、その中に含まれる陰イオンの当量数の総和 (A)に対する陽ィ オンの当量数の総和（C)の比率 (CZA)が特定の範囲になるように、必要に応じ不 足したイオンのカウンターイオンを加え、これを共沸蒸留又は脱水濃縮することによつ て脱水し、光学活性アミノ酸アミドは溶解するが光学活性アミノ酸は溶解しな 、有機 溶媒へと置換した後、得られた光学活性アミノ酸アミドを含む有機溶媒相と析出した 光学活性アミノ酸力もなる固形物相とを分離することによって、光学活性アミノ酸アミ ドを高純度かつ高収率に取得できるようになることを見出し、本発明を完成させた。
[0010] 即ち、本発明の方法は、
光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液から、有機溶媒に対する光 学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸の溶解度の差を利用する方法によって光学 活性アミノ酸アミドを分離回収する方法にぉ 、て、
前記水溶液に含まれる陰イオンの当量数の総和 (A)に対する陽イオンの当量数の 総和 (C)の比率 (CZA)が下記数式 (1)の範囲となる条件下で、前記有機溶媒と共 沸蒸留することによって有機溶媒溶液に置換するか、または脱水濃縮した後に前記 有機溶媒を加えることによって有機溶媒溶液に置換した後、得られた光学活性アミノ 酸アミドを含む有機溶媒相と析出した光学活性アミノ酸を含む固形物相を固液分離 することを特徴とする、光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法を提供する。 1 -0.05X≤C/A≤ 1 + 0.05X (1)
(上記数式（1)において、前記水溶液が脱塩処理されていない場合、 X= lであり、 前記水溶液が脱塩処理されている場合、 X= 10である。また、 Aと Cには、光学活性 アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸、水素イオンと水酸化物イオン、及び共沸蒸留又は 脱水濃縮する際に留去されるイオン物質に基づく陰イオンと陽イオンの当量数は含 ませない。 )
[0011] 前記水溶液が脱塩処理されている本発明の態様において、該水溶液に含まれる 陰イオンの当量数の総和 (A)に対する陽イオンの当量数の総和（C)の比率 (CZA) が下記数式（Γ)の範囲となる条件下で、有機溶媒溶液に置換することが好ましい。
1 -0.05X≤C/A≤ 1 + 0.05X (1')
(上記数式（Γ)において、 X=BZAで表される 10以下の数値であり、かつ、 BZA
> 1であり、 Bは前記水溶液中に含まれる光学活性アミノ酸アミドの当量数である。 ) [0012] 前記水溶液が脱塩処理されている本発明の態様において、前記水溶液は、光学 活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液をイオン交換膜で電気透析して 脱塩したものであることが好ましい。また、前記水溶液は、光学活性アミノ酸アミドと光 学活性アミノ酸を含む水溶液にアンモニアを加えてイオン交換膜で電気透析して脱 塩したものであることがより好ましい。ここで、加えるアンモニア量は前記水溶液中に 含まれる光学活性アミノ酸アミド量の 0. 01〜： LOO倍モルであることが好ましい。
[0013] 本発明は、光学活性アミノ酸アミドが下記一般式（1)で示される L—アミノ酸アミドで ある場合に好適である。
[化 3]
0
R丫 NH2
NH2 ( i )
(但し、一般式（1)の中の Rは、炭素数 1〜4の低級アルキル基、フ -ル基、又はべ ンジル基を示す。 )
また、本発明は、光学活性アミノ酸が下記一般式 (2)で示される D アミノ酸である場 合に好適である。
[化 4]
Figure imgf000006_0001
(但し、一般式（2)の中の Rは、炭素数 1〜4の低級アルキル基、フ -ル基、又はべ ンジル基を示す。 )
[0014] 上記一般式（1)で示される L—アミノ酸アミドとしては、代表的には、 L— 2 アミノー n 酪酸アミドが挙げられ、上記一般式（2)で示される D アミノ酸としては、代表的に は、 D— 2—アミノー n—酪酸が挙げられる。
[0015] 本発明の好ま 、実施形態によれば、前記有機溶媒として、イソブチルアルコール
、 n—へプチルアルコールおよび 2—ェチル 1 へキサノールからなる群より選ば れた一種以上が用いられる。
また、本発明の他の好ましい実施形態によれば、共沸蒸留又は脱水濃縮する際に 留去されるイオン物質はアンモニア又はアルキルアミン類である。
発明の効果
[0016] 光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液を、そのまま、または、必要 に応じ中和し脱塩した後、該水溶液中の陰イオン及び陽イオンの濃度分析を行い、 水溶液に含まれる陰イオンに対する陽イオンの濃度比率が特定範囲となる条件下で 水を留去することにより、溶媒を水から光学活性アミノ酸アミドに対して富溶媒かつ光 学活性アミノ酸に対して貧溶媒となる有機溶媒に置換した後、光学活性アミノ酸アミド を含む有機溶媒と光学活性アミノ酸を含むスラリー状の沈殿物を濾過等の方法によ つて固液分離し、さらに得られた有機溶媒相を濃縮するとともに固形物相を乾燥する ことによって、高純度の光学活性アミノ酸アミドを高い収率で得ることが可能になる。
[0017] 本発明にお ヽて、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液を、脱塩 せずにそのまま使用する態様では、酵素等の生体触媒を用いて処理した酸、塩基、 塩等の夾雑物を含む水溶液から、これらの不純物をあら力じめ除去することなく高純 度の光学活性アミノ酸アミドを分離回収することが可能となり、工程が簡略ィ匕できると いう工業上のメリットが得られる。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の実施態様を詳しく説明する。本発明で使用する光学活性アミノ酸ァ ミドと光学活性アミノ酸の種類に特に制限はなぐ天然型又は非天然型の何れの光 学活性アミノ酸アミド及び光学活性アミノ酸でもよ ヽ。例えば 2 -ァミノ— n—酪酸アミ ドと 2—ァミノ一 n—酪酸、 t—ロイシンアミドと t—ロイシン、ノ リンアミドとノ リンなどが 挙げられるが、これらの例以外の光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸、或いは アミノ酸部分の構造が異なる光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸力 なるもの であってよい。
[0019] 光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液は、例えば、ラセミ体のアミ ノ酸アミドの水溶液を、 D, L何れかのアミノ酸アミドのアミド結合を立体選択的に加水 分解する微生物の菌体又は該菌体処理物から得られる酵素等の生体触媒を作用さ せることによって得られる。微生物としては特に制限がなぐ例えば、ロドコッカス属、 シユードモナス属、オタトバクトラム属及びセラチア属等に属する微生物、具体的には ロドコッカス エリス口ポリス NR28 (FERM P— 8938)、シユードモナス フローレ ッセンス IFO12055、オタロバクトラム アンスロピ ATCC49237、セラチア マル セッセンス IAM12143等が挙げられる。また、これら微生物から人工的変異手段に よって誘導される変異株、又は細胞融合若しくは遺伝子組み替え等の遺伝学的手法 により誘導される組換え株等の何れの株であってもよぐアミノ酸アミドのアミド結合を 不斉加水分解する能力を有するものであれば使用可能である。また、これら微生物 は、菌体又は菌体の処理物、例えば乾燥菌体、菌体破砕物、菌体抽出物、粗若しく は精製酵素、又はこれらの担体固定物として使用される。
[0020] 酵素等の生体触媒反応を利用した上記光学分割法は、例えば、原料基質としてラ セミ体のアミノ酸アミドを溶解させた水溶液に、上記菌体又は菌体処理物を接触させ ることによって行われる。通常、基質となるアミノ酸アミドの濃度は 0. 01wt%〜飽和 濃度、好ましくは l〜25wt%とするのが操作性や生産効率の面で好ましい。触媒とし て使用する菌体又は菌体処理物の濃度はその比活性または活性量によっても異な る力 通常は原料のアミノ酸アミド重量に対し 1Z1000〜1Z10倍量とするのが好ま しぐ 1Z500〜1Z20倍量とするのがより好ましい。反応液の pHは 4〜： L 1が好ましく 、 6〜10とするのがより好ましい。反応温度は 10〜60°Cが好ましぐ 30〜40°C力 り 好ましい。反応は、例えばラセミ体のアミノ酸アミド中に含まれる D、 L何れかの光学 活性アミノ酸アミドが対応する光学活性アミノ酸に変換されるまで行えばょ ヽ。反応終 了後、反応液からの菌体又は菌体処理物を遠心分離、濾過などの公知の方法を用 いて除去することにより、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液が 得られる。
[0021] この水溶液を脱塩する場合、脱塩する方法に特に制限はな 、が、例えば、イオン交 換膜による電気透析で行うと効率良く脱塩が行われる。また、脱塩透析を電気透析 で行う場合、脱塩する前の光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含んだ水溶 液を必要に応じ中和した後、光学活性アミノ酸アミド量の 0. 01〜： LOO倍モル、好まし くは 3〜 10倍モルのアンモニアを加えて力も電気透析を行うと、光学活性アミノ酸アミ ドのロスを抑えることができる。
また、脱塩後の脱塩率は、脱塩後の水溶液の電気伝導度 (C1)と脱塩前の初期電 気伝導度 (C2)及び完全に脱塩が進行し平衡に達したときの電気伝導度 (C3)より数 式（2)を用いて近似的に求めることができる。
[0022] Y= { (C2-C1) / (C2-C3) } X 100 (2)
(但し、脱塩率 (Y)は、脱塩前の水溶液中に存在する塩分を構成するイオン種の総 モル数に対する、脱塩後に除去された塩分を構成するイオン種の総モル数の割合と 定義する。 )
脱塩は塩を構成するイオン種が完全に除去されるまで行う必要はな ヽが、脱塩率 が 50〜90%の範囲以内で行うことが好ましい。脱塩率を 50%未満とした場合、ィォ ン比率調整に使用する酸及び塩基の量が増加し生成塩が多くなる。一方、 90%を 超えるまで脱塩率を高めると、イオン比率調整に使用する酸及び塩基の量は減少す るが、脱塩に長時間を要し透析膜の使用効率が低下するため運転コストが上昇する 。また、脱塩透析後の光学活性アミノ酸アミドの捕集率が低下する原因ともなる。 つまり、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸以外に酸、塩基、塩を含む酵素 処理した水溶液を対象とする場合、イオン交換膜を使用した電気透析による脱塩と、 水溶液に含まれるイオン濃度比率の調整を組み合わせて行うことにより、電気透析に よる脱塩が非常に速やかに進行し、かつ光学活性アミノ酸アミドの捕集率が低下しな い、比較的早い段階で脱塩操作を終了することが可能となる。一方、脱塩処理を併 用することにより、イオン濃度比率の選択幅が比較的広い状態で比率調整を行うこと ができるという相乗効果が得られることになる。
このようにして得られた光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含み、脱塩され ないかまたは脱塩された水溶液中の陰イオン及び陽イオンの濃度をイオンクロマトグ ラフィーゃ ICP発光分析等のイオン濃度分析法を用いて測定する。次に、その中に 含まれる陰イオンの当量数の総和 (A)に対する陽イオンの当量数の総和（C)の比率 (CZA)を、上記数式（1)の範囲となるように、必要に応じてカウンターのイオン物質 をカロえ両イオン量の比率を調整する。
すなわち、前記水溶液が脱塩処理されていない場合、上記数式（1)において X= l であり、上記比率（C/A)が 0. 95≤C/A≤1. 05の範囲、より好ましくは 0. 975≤ C/A≤l. 025の範囲となるように調整する。 CZAが 0. 95を下回る場合には、光 学活性アミノ酸アミドが陰イオンと塩を形成する割合が増加するため、有機溶媒に対 する光学活性アミノ酸アミドの溶解性が減少し、光学活性アミノ酸アミドの収率が著し く低下する。一方、 CZAが 1. 05を上回る場合には、有機溶媒に対する光学活性ァ ミノ酸アミドの溶解性は減少しな ヽが、光学活性アミノ酸が陽イオンと塩を形成する割 合が増加するため、有機溶媒に対する光学アミノ酸の溶解性が増すので、光学活性 アミノ酸を多く含む純度の低 、光学活性アミノ酸アミドし力得られな 、こと〖こなる。 また、前記水溶液が脱塩処理されている場合、上記数式（1)において X= 10であり 、上記比率 (CZA)は 0. 5≤C/A≤1. 5の範囲となるように調整する力 好ましくは 、脱塩の程度に応じて下記数式（Γ)に従う範囲となるように調整する。 1 -0.05X≤C/A≤ 1 + 0.05X (1')
(上記数式（Γ)において、 Χ=ΒΖΑで表される 10以下の数値であり、かつ、 ΒΖΑ
> 1であり、 Βは前記水溶液中に含まれる光学活性アミノ酸アミドの当量数である。 ) 脱塩率が 50%であるとき（または ΒΖΑ=2であるとき）は、上記比率 (CZA)は 0. 9≤C/A≤1. 1の範囲に調整することが好ましぐ脱塩率が 90%であるとき（または B/A= 10であるとき）は、 0. 5≤C/A≤1. 5の範囲に調整することが好ましい。
このように、脱塩率が 50%であるときには CZAが 0. 9を下回らないように、また、 脱塩率が 90%であるときには CZAが 0. 5を下回ないようにすることが好ましい。この ようにすることによって、有機溶媒に対する光学活性アミノ酸アミドの溶解度の低下を 抑えることができる。さらに、脱塩率が 50%であるときには CZAが 1. 1を上回らない ように、また、脱塩率が 90%であるときに CZAが 1. 5を上回らないようにすることが 好ましい。この場合は、有機溶媒に対する光学活性アミノ酸アミドの溶解性には影響 しないが、形成される光学活性アミノ酸の陽イオン塩が減るので、有機溶媒に対する 光学活性アミノ酸の混入が抑えられることになる。他の脱塩率の場合でも、上記式（1 Ίの上限及び下限のそれぞれは、上記と同様の意義を有する。
[0024] なお、イオンの当量数の総和に加算するイオン物質は、水溶液から有機溶媒溶液 へと置換した後も系内に残存する不揮発性のイオン物質であり、例えば濃縮操作中 に遊離して留去されてしまう揮発性のイオン物質は除外する。例えば、水溶液に含ま れる光学活性アミノ酸アミドゃイオン濃度の比率調整のために使用される塩基よりも 塩基性が低いアンモニアやアルキルアミン類は系外に留去されるため、陽イオンの 加算対象には入れない。
また、反応液内に存在する水などに由来する水素イオンと水酸ィ匕物イオンもイオン 種としては除外する。さらに、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸そのものも、 中性荷電の遊離した状態とすることが目的であるので、加算するイオン物質には加え ない。
[0025] イオンの濃度比 CZAを調整するために使用するカウンターのイオン物質としては、 例えば、陰イオンが不足している場合には HC1、 HNO、 H SO等の鉱酸ゃ H PO
3 2 4 3 4 等の酸を、陽イオンが不足している場合には KOH、 NaOH等のアルカリ金属の水酸 化物を添加することによってイオンの濃度比 CZAを調整すればよい。なお、イオン 濃度比の調整は、光学活性アミノ酸アミドに対して富溶媒かつ光学活性アミノ酸に対 して貧溶媒となる有機溶媒へ置換する前段、或いは途中の何れの段階で行ってもよ い。
[0026] 次に光学活性アミノ酸アミドを溶解し光学活性アミノ酸を溶解し難い、光学活性アミ ノ酸アミドに対し富溶媒かつ光学活性アミノ酸に対し貧溶媒となる有機溶媒を用いて 有機溶媒溶液へと置換する。光学活性アミノ酸アミドに対し富溶媒かつ光学活性アミ ノ酸に対し貧溶媒となる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、 n—プロパノール 、 n—ブタノール、 n—ペンタノール、 n—へキサノール、 n—へプタノール、イソプロピ ルアルコール、イソブチルアルコール、 2—ェチルー 1一へキサノールなどが挙げら れる。
[0027] 水溶液カゝら有機溶媒溶液への置換は、水溶液を常圧下若しくは光学活性アミノ酸 アミドの温度安定性を考慮した減圧下における濃縮や乾燥の操作を行うことにより水 を取り除き、光学活性アミノ酸アミドに対し富溶媒かつ光学活性アミノ酸に対し貧溶媒 となる有機溶媒を添加する方法などを用いて行えばょ 、。
さらに、光学活性アミノ酸アミドに対し富溶媒かつ光学活性アミノ酸に対し貧溶媒と なる有機溶媒が水と共沸する性質を併せ持つ溶媒であることが好ましい。例えば、上 記溶媒中のエタノール、 n プロパノール、 n—ブタノール、 n ペンタノール、 n—へ キサノール、 n—へプタノール、イソブチルアルコール、 2—ェチルー 1一へキサノー ル等が挙げられ、特にイソブチルアルコール、 n—へプチルアルコール、 2—ェチル —1—へキサノールがより好ましい有機溶媒として挙げることができる。なお、エタノー ルから 2—ェチル 1 へキサノールまでのそれぞれの常圧下における有機溶媒の 水との共沸温度は 78。C、 88。C、 93。C、 96。C、 98。C、 99。C、 90。C、 99。Cである。
[0028] 共沸蒸留を行う際の有機溶媒の供給方法としては、あらかじめ必要量の溶媒を仕 込んで置く方法や、蒸留を実施しながら溶媒を添加していく方法が挙げられる。なお 、後者の方法では、常に新鮮溶媒を供給するワンパス蒸留の形で行ってもよいし、蒸 留トラップした水と有機溶媒力もなる回収液から、デカンターを用いて水を除いた後、 上層の有機溶媒を還流再使用する何れの方法を用いてもよい。これらの溶媒置換操 作によって、溶媒可溶の光学活性アミノ酸アミドは有機溶媒相に溶解した状態となり 、溶媒不溶の光学活性アミノ酸や塩類はスラリー状の固形物相として析出する。
[0029] この水溶液カゝら有機溶媒溶液への置換は、有機溶媒相と固形物相からなる全体量 に含まれる水分濃度が好ましくは 0. 5wt%以下、より好ましくは 0. lwt%以下となる 状態まで行うことが望ましい。水分濃度が 0. 5%を超える場合には、不溶物である光 学活性アミノ酸や塩類の析出が不十分となり、結果的に有機溶媒液相に含まれる光 学活性アミノ酸アミドの純度が低下する。
[0030] このようにして水溶液力も有機溶媒溶液へと置換した後、光学活性アミノ酸アミドを 含む有機溶媒相と光学活性アミノ酸や塩類からなるスラリー状の固形物相を、遠心 分離や濾過等の手段を用いて固液分離する。さらに、有機溶媒を用いて固形物を洗 浄し、得られた有機溶媒溶液を濃縮、冷却することによって、高純度の光学活性アミ ノ酸アミドを、高収率で得ることが可能となる。
実施例
[0031] 以下、本発明の内容を実施例及び比較例を以て具体的に説明するが、本発明は これらの例によって制限されるものではない。
実施例 1—1〜卜 3、及び比 例 1—1〜卜 3
[0032] 1.酵素反 用の菌体処理液の調製
光学活性脂肪族アミノ酸アミドの製造法に関する公開特許、特開 2002— 25329 4号公報記載の方法に従い、培養分離したオタトバクトラム アンスロピ ATCC492 37株の菌体から酵素反応用の菌体処理液を調製した。
2.酵素処理したアミノ酸アミド水溶液の調製
D, L—2—アミノー n—酪酸アミド塩酸塩 353g (2. 55mol)を水 lOOOgに溶解し た後、 48wt%の NaOH水溶液で酵素反応の至適 pHである 7に調整し、さらに水を カロえて全量を 2000gとなした。この D, L— 2—アミノー n—酪酸アミド塩酸塩の水溶 液 2000gに対して、乾菌重量 2. 6gに相当する菌体処理液を加え 40°Cで 22時間反 応させた。反応終了後、遠心分離により菌体由来の不溶物を除去し、酵素処理した アミノ酸アミドの水溶液を得た。
この酵素反応終了液を HPLCにて分析したところ、原料中の D— 2—アミノー n— 酪酸アミドのみがほぼ 100%の収率で D - 2-ァミノ n 酪酸に定量的に変換され ていた。なお、脱アミドィ匕した D— 2—ァミノ一 n—酪酸及び未反応の L— 2—ァミノ一 n 酪酸アミドの水溶液中の濃度は何れも 6. 3wt%であり、立体選択的に反応が進 行していた。
3.酵素反 終 T液中のイオン糠及びイオン濃度の分析
酵素反応によって得られた L— 2—アミノー η—酪酸アミドと D— 2—アミノー η—酪 酸を含む水溶液中に共存するイオン種及びイオン濃度をイオンクロマトグラフィーで 分析した。陰イオンとしては C1—が、陽イオンとしては Na+が各イオン種のほぼ全量を 占めており、 C1—イオンは 7. 03wt% (溶液 lOOgあたり 0. 198mol)、 Na+イオンは 0 . 61wt% (溶液 100gあたり 0. 027mol)となっていた。この結果より、 C1—イオンに対 する Na+イオンの濃度比が 0. 136と、酵素反応後の水溶液中に含まれる両イオンの 濃度比が陰イオン過剰の状態に偏っていることが確認された。
4.イオンの濃度比 光学活件アミノ酸アミドの分離件 の閗係
実施例 I 1〜卜 3、及び比較例 I 1〜卜 3として酵素反応終了液を lOOmLず つ分取し、 Na+ZCl—の濃度比が未調整のままの 0. 14に、一方、 48wt%の NaOH 水溶液を用 ヽることによって 0. 95、 1. 00、 1. 05、 1. 10、 1. 15になるように調整し た後、ロータリーエバポレータで濃縮した。濃縮後、 L— 2—アミノー n—酪酸アミドに 対して富溶媒、 D— 2—アミノー n 酪酸に対して貧溶媒となるイソブチルアルコール lOOmLをカ卩え、ロータリーエバポレータにより共沸脱水濃縮した。乾固後、再びイソ ブチルアルコール lOOmLをカ卩えてスラリー状の白色結晶を含む有機溶媒溶液にな し、この白色結晶を含む有機溶媒溶液をよく攪拌した後にサンプリングし、その中に 含まれている水分濃度が 0. 5 ％以下になつていることを確認した。次いで、スラリ 一状の白色結晶を吸引濾過によって分離し、さらに、 30mLのイソブチルアルコール を加えて付着母液を洗浄回収した。この濾液をロータリーエバポレータにて濃縮した 後、 40°Cにて真空乾燥することにより、 L 2 アミノー n 酪酸アミドの針状結晶を 得た。調整したイオンの濃度比と得られた L 2—アミノー n 酪酸アミドの回収率及 び純度との関係を表 1に示す。イオンの濃度比が 0. 95〜： L 05の範囲で、得られた 光学活性アミノ酸アミドの回収率と化学純度が共に最適となる結果を得た。 [0033] [表 1] 表 1. 酵素反応処理した水溶液中のイオン濃度比と、 得られた L一 2—アミノー n 一路酸アミドの回収率及び化学純度との関係
イオンモル比 回収率 化学純度 例 Naゾ Cl_ [%] [%] 比較例 I— 1 0.14 0.1未満 20未満 実施例 I - 1 0.95 80.2 98.7 実施例 I - 2 1.00 88.2 99.0 実施例 I - 3 1.05 96.0 80.2 比較例 I一 2 1.10 97.7 69.8 比較例 I一 3 1.1 5 95.3 62.1
[0034] 比較例 I 4
実施例 I - 1の方法によって得られた L— 2—アミノー n—酪酸アミドと D— 2—ァミノ n 酪酸を含む酵素反応終了液 500gを、遊離の L -2-ァミノ n 酪酸アミドが 最も多くなる PH8.5に 48wt%の NaOH水溶液を用いることによって調整した。なお 、このときのイオンの濃度比 Na+ZC厂は 0.56であった。この水溶液を、イオンの濃 度比以外は上記の実施例 I 1〜卜 3及び比較例 I 1〜卜 3と同様に処理したとこ ろ、得られた L— 2 アミノー n—酪酸アミドの回収率は 0.76%、純度は 60.4%と何 れも不十分な値であった。
[0035] 実施例 II 1〜11 4、比較例 II 1. II 2
1. 反 の ¾ίί本 理 の調
上記実施例 I 1〜卜 3、及び比較例 I 1〜卜 3と同様に行った。
2.酵素処理したアミノ酸アミド水溶液の調製
上記実施例 I 1〜卜 3、及び比較例 I 1〜卜 3と同様に行った。
この酵素反応終了液を HPLCにて分析したところ、原料中の D— 2—アミノー η—酪 酸アミドのみがほぼ 100%の収率で D -2-ァミノ η 酪酸に定量的に変換されて いた。なお、脱アミドィ匕した D— 2—ァミノ一 η—酪酸及び未反応の L— 2—ァミノ一 η 酪酸アミドの水溶液中の濃度は何れも 6.3wt%であり、立体選択的に反応が進行 していた。 3.酵素反 終 τ液の脱塩
酵素反応によって得られた L— 2—アミノー η—酪酸アミドと D— 2—アミノー η—酪 酸を含む水溶液 1200gに 25%アンモニア水を 245g加え、これを電気透析前の塩の 濃度に対して残存する塩の濃度が 10%となるまで脱塩を行った。脱塩後の水溶液は 1095gとなり、 L— 2 ァミノ一 n—酪酸アミドと D— 2 ァミノ一 n—酪酸は共に 7wt% 、 L— 2 アミノー n—酪酸アミドと D— 2 アミノー n—酪酸の回収率は共に 97%であ つ 7こ。
4.脱塩した水溶液中のイオン糠及びイオン濃度の分析
脱塩した L— 2—アミノー n—酪酸アミドと D— 2—アミノー n—酪酸を含む水溶液中 に存在するイオン種及びイオン濃度をイオンクロマトグラフィーで分析した。陰イオン としては Cl_が、陽イオンとしては Na+が各イオン種のほぼ全量を占めており、 C厂は 0. 776wt% (水溶液 lOOgあたり 0. 0216mol)、 Na+は 0. 178% (水溶液 100gあた り 0. 00774mol)となり、イオンの濃度比率 Na+/Cl—は 0. 358であり陰イオンが陽 イオンに比べて過剰であることが確認された。
5.イオンの濃度 1： 光学活件アミノ酸アミドの分離件 の閗係
そこで、実施例11 1〜11 4、及び比較例 II— 1, II 2として各 50gの脱塩した上記 水溶液を取り、イオンの濃度比率 Na+ZCl_を 0. 36、 0. 50、 0. 80、 1. 0、 1. 5、 2 . 0になるように 48wt%NaOH水溶液を添カ卩して、ロータリーエバポレータで濃縮し た。濃縮後 50mLイソブチルアルコ一ルを加えてロータリーエバポレータにより共沸 脱水濃縮を行い、再びイソブチルアルコール 50mLを加えてスラリー状の白色結晶 を含む有機溶媒溶液となし、この白色結晶を含む有機溶媒溶液をよく攪拌した後に サンプリングし、その中に含まれている水分濃度が 0. 5wt%以下となっていることを 確認した。次いで、スラリー状の白色結晶を吸引濾過によって分離し、さらに、 20mL のイソブチルアルコールを加えて付着母液を洗浄回収した。この濾液をロータリーェ バポレータにて濃縮した後、濃縮物を 40°Cにて真空乾燥することにより L 2 ァミノ n 酪酸アミドの針状結晶を得た。調整したイオンの濃度比と得られたこのときの回 収率および純度を表 2に示す。脱塩率を 90%で脱塩を実施した場合にはイオンの濃 度比が 0. 5〜1. 5の範囲で、得られた光学活性アミノ酸アミドの回収率と化学純度 が共に最適となる結果を得た。
[0036] [表 2] 表 2. 脱塩透析及びイオンの濃度比率を調整した場合の
L 2—アミノー n—駱酸アミドの回収率及び化学純度との関係
イオンモル比 回収率 化学純度 例 Naゾ C1 [¾] [%] 比較例 II一 1 0.36 86.2 97.4 実施例 II一 1 0.5 95.6 97.2 実施例 II一 2 0.8 99.8 97.6 実施例 π— 3 1.0 99.2 99.1 実施例 II一 4 1.5 99.3 98.5 比較例 II一 2 2.0 99.3 40.1 産業上の利用可能性
[0037] 本発明は、化学純度及び光学純度に優れた光学活性アミノ酸アミドを、高収率か つ簡便に分離回収する方法であり、各種工業薬品、農薬、及び医薬品の製造中間 体として大変重要な物質である光学活性アミノ酸アミドの製造に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液から、有機溶媒に対する光 学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸の溶解度の差を利用する方法によって光学 活性アミノ酸アミドを分離回収する方法にぉ 、て、
前記水溶液に含まれる陰イオンの当量数の総和 (A)に対する陽イオンの当量数の 総和 (C)の比率 (CZA)が下記数式 (1)の範囲となる条件下で、前記有機溶媒と共 沸蒸留することによって有機溶媒溶液に置換するか、または脱水濃縮した後に前記 有機溶媒を加えることによって有機溶媒溶液に置換した後、得られた光学活性アミノ 酸アミドを含む有機溶媒相と析出した光学活性アミノ酸を含む固形物相を固液分離 することを特徴とする、光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
1 -0.05X≤C/A≤ 1 + 0.05X (1)
(上記数式（1)において、前記水溶液が脱塩処理されていない場合、 X= lであり、 前記水溶液が脱塩処理されている場合、 X= 10である。また、 Aと Cには、光学活性 アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸、水素イオンと水酸化物イオン、及び共沸蒸留又は 脱水濃縮する際に留去されるイオン物質に基づく陰イオンと陽イオンの当量数は含 ませない。 )
[2] 前記水溶液が脱塩処理されて!、る場合、該水溶液に含まれる陰イオンの当量数の 総和 (A)に対する陽イオンの当量数の総和（C)の比率 (CZA)が下記数式（Γ)の 範囲となる条件下で、有機溶媒溶液に置換することを特徴とする、請求項 1に記載の 光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
1 -0.05X≤C/A≤ 1 + 0.05X (1')
(上記数式（Γ)において、 X=BZAで表される 10以下の数値であり、かつ、 BZA > 1であり、 Bは前記水溶液中に含まれる光学活性アミノ酸アミドの当量数である。 )
[3] 前記水溶液は、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液をイオン交 換膜で電気透析して脱塩したものである、請求項 1に記載の光学活性アミノ酸アミド の分離回収方法。
[4] 前記水溶液は、光学活性アミノ酸アミドと光学活性アミノ酸を含む水溶液にアンモ ユアを加えてイオン交換膜で電気透析して脱塩したものである、請求項 3に記載の光 学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
[5] 加えるアンモニア量が前記水溶液中に含まれる光学活性アミノ酸アミド量の 0. 01 〜100倍モルである、請求項 4に記載の光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
[6] 光学活性アミノ酸アミドが下記一般式（1)で示される L アミノ酸アミドである、請求 項 1に記載の光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
[化 1]
Figure imgf000018_0001
(但し、一般式（1)の中の Rは、炭素数 1〜4の低級アルキル基、フ -ル基、又はべ ンジル基を示す。 )
光学活性アミノ酸が下記一般式（2)で示される D アミノ酸である、請求項 1に記載 の光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
[化 2]
Figure imgf000018_0002
(但し、一般式（2)の中の Rは、炭素数 1〜4の低級アルキル基、フ -ル基、又はべ ンジル基を示す。 )
[8] 前記一般式（1)で示される L -アミノ酸アミドが L - 2-ァミノ n—酪酸アミドである
、請求項 6に記載の光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
[9] 前記一般式（2)で示される D アミノ酸が D— 2 ァミノ— n—酪酸である、請求項 7 に記載の光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
[10] 有機溶媒がイソブチルアルコール、 n プチルアルコールおよび 2—ェチルー 1 キサノール力もなる群より選ばれた一種以上である、請求項 1に記載の光学活 性アミノ酸アミドの分離回収方法。
[11] 共沸蒸留又は脱水濃縮する際に留去されるイオン物質がアンモニア又はアルキル アミン類である、請求項 1に記載の光学活性アミノ酸アミドの分離回収方法。
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