WO2019070018A1 - 光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法 - Google Patents

光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法 Download PDF

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pyrrolidone carboxylic
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metal salt
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貴謙 杉本
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味の素株式会社
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/18—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D207/22—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D207/24—Oxygen or sulfur atoms
    • C07D207/26—2-Pyrrolidones
    • C07D207/273—2-Pyrrolidones with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to other ring carbon atoms
    • C07D207/277—Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals
    • C07D207/28—2-Pyrrolidone-5- carboxylic acids; Functional derivatives thereof, e.g. esters, nitriles

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing optically active pyrrolidone carboxylic acid or an alkali metal salt thereof.
  • Pyrrolidonecarboxylic acid is a compound useful not only as a cosmetic material but also as a raw material for pharmaceuticals and the like. Pyrrolidone carboxylic acid is synthesized by heating glutamic acid and causing a self cyclization reaction.
  • a solventless direct heating method a high pressure hyperthermia method in the presence of a solvent, a subcritical pressure heating method, and an enzymatic cyclization method are known.
  • JP-A-1-132560 Patent Document 1
  • the solvent-free direct heating method is a manufacturing method in which the monovalent alkaline earth metal salt of glutamic acid in the solid state is heated to a temperature between 120 ° C. and 250 ° C. until the reaction water of the intramolecular condensation is completely ejected. is there.
  • the solventless direct heating method seems to be simple and industrially efficient at first glance.
  • the melt during the reaction becomes like a water crumb and hardens firmly on the wall of the apparatus after cooling, so it is not necessarily a simple production method in terms of the handling of the reaction product.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 41-19431
  • JP-B-37-17959 a method of heating and dissolving L-glutamic acid at 190 to 200 ° C. to remove water formed to obtain pyrrolidone carboxylic acid, and further heating to obtain a racemate Is described.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-34680 Patent Document 4 describes a method of reacting glutamic acid with high-temperature high-pressure water.
  • an autoclave (heating pot) or the like is used to withstand high temperature and high pressure. Therefore, it can not be manufactured with general-purpose equipment that does not have pressure resistance, and it is difficult to control the reaction such that the reaction proceeds even when the inside of the container is cooled under reduced pressure. It could not be said that it was a suitable production method for obtaining high purity pyrrolidone carboxylic acid.
  • JP-A-10-66566 discloses an enzymatic cyclization method. There is described a method of obtaining pyrrolidone carboxylic acid from glutamic acid to a high reaction rate in a mild pH, temperature range in water under normal pressure by enzymatic reaction.
  • the yield of pyrrolidone carboxylic acid per 10 ml of the reaction solution is only about 0.4 mg (300 nmol) in this method, and an industrially suitable production. I could not say that it was a law.
  • Patent Document 6 describes a method for producing pyrrolidone carboxylic acid or a salt thereof with high chemical purity and high optical purity by heating and cyclizing glutamic acid under normal pressure.
  • the optical purity is at most 99.0%, and an aqueous solution of pyroglutamic acid having high optical purity is required as a raw material, so a simpler production method has been desired.
  • Patent Document 7 it is known that a pyrrolidonecarboxylic acid zinc salt having high optical purity can be easily produced.
  • Patent Document 7 it has not been known how to easily produce pyrrolidone carboxylic acid in high yield without losing the optical purity by removing zinc from the product.
  • a method of removing zinc with an ion exchange resin is known, but it is difficult to reduce it to about several tens of ppm.
  • an object of the present invention is to provide a method for easily and efficiently producing pyrrolidone carboxylic acid or alkali metal salt thereof having extremely high chemical purity and optical purity.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above-mentioned problems, and have found that hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide and potassium hydroxide are added to a solution of optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate. By removing the precipitate (zinc hydroxide) by filtration, it is found that zinc can be removed extremely efficiently and pyrrolidone carboxylic acid or alkali metal salt thereof having extremely high chemical purity and optical purity can be easily and efficiently produced.
  • the present invention has been completed. That is, the present invention relates to the following.
  • optically active pyrrolidone carboxylic acid or its alkali metal salt which comprises adding an alkali metal hydroxide to a solution of optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate and filtering out the precipitate Method.
  • the solution of the optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate is an aqueous solution.
  • HPLC purity of the optically active pyrrolidone carboxylic acid or its alkali metal salt is 99.5% or more and the optical purity is 99.5% or more.
  • the present invention also relates to the following.
  • An aqueous composition containing 40 to 70% by weight of an optically active pyrrolidone carboxylic acid or an alkali metal salt thereof, and having an HPLC purity of 99.5% or more of the optically active pyrrolidone carboxylic acid or an alkali metal salt thereof.
  • the process for producing optically active pyrrolidone carboxylic acid or alkali metal salt thereof according to the present invention comprises the steps of adding an alkali metal hydroxide to a solution of optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate and filtering out precipitates. Include.
  • optical activity means a state in which the amount of one of the optically active substances (L form and D form) is larger than the other, and it is not a racemate in which L form and D form exist in equal amounts. means.
  • optical purity refers to, for example, in the case of L-form, the percentage of L-form to the total of L-form and D-form.
  • the optically active substance is preferably L-form.
  • the optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate can be produced by the method described in JP-A-2005-330275.
  • the optical purity of the optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate is preferably 100% to 99.0%, and more preferably, from the viewpoint of obtaining pyrrolidonecarboxylic acid having high optical purity or an alkali metal salt thereof. It is 100% to 99.3%, more preferably 100% to 99.5%, and particularly preferably 100% to 99.7%.
  • the solvent for the solution of the optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate is not particularly limited as long as it can dissolve the optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate.
  • water, methanol, ethanol or the like examples thereof include alcohols such as isopropanol and mixed solvents thereof, and the like, and water is preferable from the viewpoint of production efficiency. That is, as a solution of optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate, an aqueous solution is preferable.
  • the concentration of the solution of the optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate is not particularly limited, but is preferably 5 to 30% by weight, more preferably 10 to 30% by weight from the viewpoint of production efficiency. Preferably, it is 15 to 25% by weight.
  • alkali metal hydroxide examples include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like, and sodium hydroxide or potassium hydroxide is preferable from the viewpoint of easy availability.
  • the amount of the alkali metal hydroxide used is usually 1.85 to 2.00 equivalents, preferably 1.90 to 2.00 equivalents, to the optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate. More preferably, it is 1.90 to 1.95 equivalents.
  • the hydroxide of an alkali metal can be added to a solution of optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate as a solid or as an aqueous solution or an alcohol solution such as methanol or ethanol, for example. It is preferable to add as an aqueous solution from the viewpoint of
  • the temperature at which the alkali metal hydroxide is added is usually 5 to 95 ° C., preferably 15 to 90 ° C., more preferably 50 to 85 ° C.
  • the reaction is preferably carried out for 1.0 to 3.0 hours.
  • the salt exchange reaction proceeds by adding an alkali metal hydroxide, and the precipitate (zinc hydroxide) formed thereby is removed by filtration.
  • the filtration of the precipitate can be carried out according to a conventional method
  • an alkali metal salt of optically active pyrrolidone carboxylic acid is obtained.
  • the obtained alkali metal salt of optically active pyrrolidone carboxylic acid can be converted to a free optically active pyrrolidone carboxylic acid according to a conventional method.
  • the optically active pyrrolidone carboxylic acid or alkali metal salt thereof obtained by the method of the present invention preferably has a chemical purity (HPLC purity) of 99.5% or more, more preferably 99.7% or more, and further preferably Is 99.9% or more, and its optical purity is preferably 99.5% or more, more preferably 99.6% or more, and still more preferably 99.7% or more.
  • chemical purity (HPLC purity) and the optical purity are measured by the methods described in the following examples.
  • the optically active pyrrolidone carboxylic acid or alkali metal salt thereof obtained by the method of the present invention preferably has a weight ratio of L form to D form (L form: D form) of 99.5: 0.5 to 100. 0: 0, more preferably 99.6: 0.4 to 100: 0, still more preferably 99.7: 0.3 to 99.9: 0.1.
  • pyroglutamyl glutamic acid is not contained as an impurity in the optically active pyrrolidone carboxylic acid obtained by the method of the present invention or its alkali metal salt.
  • Pyroglutamyl glutamate is a compound represented by the following structural formula.
  • zinc is preferably contained in an amount of 0.1 to 20 ppm, more preferably 0.1 to 15 ppm, still more preferably zinc in the optically active pyrrolidone carboxylic acid obtained by the method of the present invention or an alkali metal salt thereof. It contains 0.1 to 12 ppm.
  • the zinc content is measured by the method described in the following examples.
  • the optically active pyrrolidone carboxylic acid or its alkali metal salt obtained by the method of the present invention is a cleanser, a soap, a cleansing foam, a lotion, an emulsion, a serum, a beauty cream, a shampoo, a hair rinse, a hair conditioner, an enamel, a foundation, a lip. It can be incorporated into cosmetics such as sticks, powders, powders, packs, perfumes, eau de cologne, toothpaste and the like.
  • ingredients generally used in cosmetics or external preparations for skin can be used as additives.
  • Ingredients generally used in cosmetics or external skin preparations include antioxidants, anti-inflammatory agents, ultraviolet light absorbers, skin lightening agents, hair restorers, cell activators, moisturizers, metal chelating agents, oily materials, surface active agents Agents, solvents, polymers, powder substances, dyes, perfumes, transdermal absorption accelerators, preservatives, anti-fading agents, buffers, agents for acne, anti-dandruff agents, anti-perspirants, anti-perspirants, burns Drugs, anti-mite / lice agents, keratin softeners, xerosis agents, antiviral agents, antiviral agents, hormones, vitamins, amino acids / peptides, proteins, astringent agents, cooling / stimulating agents, animal and plant derived components, antibiotics And antifungal agents and the like.
  • the present invention also relates to an aqueous composition containing 40 to 70% by weight of optically active pyrrolidone carboxylic acid or its alkali metal salt, and having an HPLC purity of 99.5% or more of optically active pyrrolidone carboxylic acid or its alkali metal salt. .
  • the aqueous composition of the present invention is preferably an aqueous solution.
  • the optically active pyrrolidone carboxylic acid or the alkali metal salt thereof contained in the aqueous composition of the present invention can be suitably obtained, for example, by the method for producing the optically active pyrrolidone carboxylic acid of the present invention described above or the alkali metal salt thereof it can.
  • the optically active pyrrolidone carboxylic acid or alkali metal salt thereof contained in the aqueous composition of the present invention is preferably optically active pyrrolidone carboxylic acid potassium salt.
  • the content of the optically active pyrrolidone carboxylic acid or the alkali metal salt thereof in the aqueous composition is 40 to 70% by weight, preferably 45 to 65% by weight, based on the whole aqueous composition, and more preferably 45 to It is 60% by weight.
  • the aqueous composition of the present invention may contain other components other than the optically active pyrrolidone carboxylic acid or the alkali metal salt thereof.
  • Such components include, for example, glutamic acid and salts thereof.
  • the zinc content of the sample obtained after synthesis was calculated using Pack test (Kyoritsu Chemical Research Institute), and then converted to the concentration in the solid content to obtain the residual zinc concentration.
  • the solid content was calculated by an infrared moisture meter. In the evaluation, A was 20 ppm or less, B was 50 ppm or less, C was less than 100 ppm, and D was 100 ppm or more.
  • Example 1 After dissolving optically active pyrrolidone carboxylic acid zinc salt dihydrate (200 g; optical purity (L purity of L form) 99.8%) in ion-exchanged water (800 g), heat at 80 ° C. and use 48% potassium hydroxide aqueous solution (129 .65 g) was gradually added and allowed to react at the same temperature for 1 hour. The precipitate was removed by filtration using a Kiriyama funnel, and the filtrate was concentrated to obtain an aqueous solution of optically active pyrrolidone carboxylic acid potassium salt (341.1 g) (yield: 94%). The calculated solid content was 52%.
  • the HPLC purity was 100.0%, the optical purity (L body purity) was 99.7%, and the residual zinc concentration was 6 ppm.
  • the optically active pyrrolidone carboxylic acid potassium salt prepared by this method did not contain pyroglutamyl glutamic acid.
  • Such highly optically active pyrrolidone carboxylic acid is useful for pharmaceuticals and agricultural chemicals that require high purity.
  • the present invention provides a method for producing pyrrolidone carboxylic acid or alkali metal salt thereof having extremely high chemical purity and optical purity simply and with high yield, and such pyrrolidone carboxylic acid or alkali metal salt thereof is used for pharmaceuticals, agricultural chemicals, etc. It is considered useful as a product or raw material in the industry where high purity is required.

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Abstract

化学純度及び光学純度が極めて高いピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を簡便かつ収率良く製造できる方法を提供すること。　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液にアルカリ金属の水酸化物を添加し、析出物を濾去する工程を包含する、光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法。

Description

光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法
　本発明は、光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法に関する。
　ピロリドンカルボン酸（ＰＣＡ）は、香粧品素材としてのみならず医薬品等の原料としても有用な化合物である。ピロリドンカルボン酸は、グルタミン酸を加熱し、自己環化反応させることで合成されている。製造法として、無溶媒直接加熱法、溶媒存在下高圧高熱法、亜臨界加圧加熱法、酵素的環化法が知られている。
　特開平１－１３２５６０号公報（特許文献１）には、無溶媒直接加熱法が記載されている。無溶媒直接加熱法は、固体状態のグルタミン酸の１価のアルカリ土類金属塩を、分子内縮合の反応水を完全に駆出するまで１２０℃～２５０℃の間の温度に加熱する製造方法である。無溶媒直接加熱法は、一見、工業上、簡便で生産効率も高いように見える。しかしながら、本製造法では、反応中の融解物は水飴状になり、冷却後には装置壁面に硬く固化するため、反応生成物の取り扱い上、必ずしも簡便な製造法でなかった。また、得られた固体状態のピロリドンカルボン酸を加熱すると、不純物である無水ピログルタミン酸が副生することが知られており（特公昭４１－１９４３１号公報（特許文献２）を参照のこと）、化学的に純度の高いピロリドンカルボン酸を得るという観点からも優れた製造法とはいえなかった。
　特公昭３７－１７９５９号公報（特許文献３）には、Ｌ－グルタミン酸を１９０～２００℃に加熱溶解し生成する水を除去してピロリドンカルボン酸とする方法、さらに加熱してラセミ体を得る方法が記載されている。特開２００３－３４６８０号公報（特許文献４）には、グルタミン酸を高温高圧水を用いて反応させる方法が記載されている。これらの製造法においては、高温高圧に耐えるために、オートクレーブ（加熱釜）等が用いられる。よって、耐圧性のない汎用設備では製造することができないという点、容器内を減圧冷却するときにも反応が進行してしまうなど反応の制御の困難さの点から、汎用的で化学純度および光学純度の高いピロリドンカルボン酸を得るために適した製造法とはいえなかった。
　特開平１０－６６５６６号公報（特許文献５）には、酵素的環化法が開示されている。酵素反応により常圧下、水中の温和なｐＨ、温度領域において、グルタミン酸から高反応率にピロリドンカルボン酸を得る方法が記載されている。しかしながら、特開平１０－６６５６６号公報の実施例５に記載されているように、この手法では反応液１０ｍｌあたりピロリドンカルボン酸の収量は０．４ｍｇ（３００ｎｍｏｌ）程度にとどまり、工業的に適した製造法とは言えなかった。
　特許第５９３５６８９号公報（特許文献６）では、グルタミン酸を常圧下で加熱環化させることにより、高化学純度・高光学純度でピロリドンカルボン酸またはその塩を製造する方法が記載されている。但し、この方法では光学純度は最大でも９９．０％であり、また原料として光学純度の高いピログルタミン酸の水溶液が必要であるため、より簡便な製造法が望まれていた。
　一方、高い光学純度を有するピロリドンカルボン酸亜鉛塩を簡便に製造できることが知られている（特許文献７）。しかし、本品から亜鉛を除去することにより、光学純度を損ねることなく、簡便かつ高収率にピロリドンカルボン酸を製造できる方法は知られていなかった。このような場合、イオン交換樹脂で亜鉛を除去する方法が知られているが、数十ｐｐｍ程度まで削減するのは困難である。
　このように、高い光学純度および化学純度（ＨＰＬＣ純度）を有するピロリドンカルボン酸またはその塩を製造する方法は知られていない。高い光学純度及び化学純度は、副作用の観点から主に医薬品・農薬等で重要であり、切に望まれていた。
特開平１－１３２５６０号公報 特公昭４１－１９４３１号公報 特公昭３７－１７９５９号公報 特開２００３－３４６８０号公報 特開平１０－６６５６６号公報 特許第５９３５６８９号公報 特開２００５－３３０２７５号公報
　よって、本発明の課題は、化学純度及び光学純度が極めて高いピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を簡便かつ収率良く製造する方法を提供することである。
　本発明者は、前記記載の課題を達成すべく鋭意研究したところ、光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物を添加し、析出物（水酸化亜鉛）を濾去することにより、極めて効率的に亜鉛を除去して化学純度及び光学純度が極めて高いピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を簡便かつ収率良く製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は以下に関する。
［１］光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液にアルカリ金属の水酸化物を添加し、析出物を濾去する工程を包含する、光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法。
［２］光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液が水溶液である、［１］に記載の製造方法。
［３］光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩のＨＰＬＣ純度が９９．５％以上であり、かつ光学純度が９９．５％以上である、［１］または［２］に記載の製造方法。
［４］光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中に不純物としてピログルタミルグルタミン酸を含まない、［１］～［３］のいずれか１項に記載の製造方法。
［５］光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中に亜鉛を０．１～２０ｐｐｍ含む、［１］～［４］のいずれか１項に記載の製造方法。
　本発明はまた、以下に関する。
［６］４０～７０重量％の光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を含有し、光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩のＨＰＬＣ純度が９９．５％以上である水性組成物。
［７］光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の光学純度が９９．５％以上である、［６］に記載の水性組成物。
［８］光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩が、光学活性ピロリドンカルボン酸カリウム塩である、［６］または［７］に記載の水性組成物。
［９］光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中に不純物としてピログルタミルグルタミン酸を含まない、［６］～［８］のいずれか１項に記載の水性組成物。
［１０］光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中の亜鉛含量が０．１～２０ｐｐｍである、［６］～［９］のいずれか１項に記載の水性組成物。
　本発明によれば、化学純度及び光学純度が極めて高いピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を簡便かつ収率良く製造できる方法を提供することができる。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　本発明の光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法は、光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液にアルカリ金属の水酸化物を添加し、析出物を濾去する工程を包含する。
　本明細書において「光学活性」とは、光学活性体（Ｌ体およびＤ体）の一方の量が他方より多い状態を意味し、Ｌ体およびＤ体が等量存在するラセミ体ではないことを意味する。また、「光学純度」とは、例えば、Ｌ体の場合は、Ｌ体及びＤ体の合計に対するＬ体の百分率を言う。本発明において、光学活性体は、好ましくはＬ体である。
　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物は、特開２００５－３３０２７５号公報に記載の方法により製造することができる。
　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の光学純度は、光学純度の高いピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を得るとの観点から、好ましくは１００％～９９．０％であり、より好ましくは１００％～９９．３％であり、さらに好ましくは１００％～９９．５％であり、特に好ましくは１００％～９９．７％である。
　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液の溶媒としては、光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、水、メタノールやエタノールやイソプロパノールなどのアルコール及びこれらの混合溶媒等が挙げられ、生産効率の観点から、水が好ましい。すなわち、光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液としては、水溶液が好ましい。
　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液の濃度は、特に限定されないが、生産効率の観点から、好ましくは５～３０重量％であり、より好ましくは１０～３０重量％であり、さらに好ましくは１５～２５重量％である。
　アルカリ金属の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられ、入手容易性の観点から、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムが好ましい。アルカリ金属の水酸化物の使用量は、光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物に対し、通常１．８５～２．００当量であり、好ましくは１．９０～２．００当量であり、より好ましくは１．９０～１．９５当量である。
　アルカリ金属の水酸化物は、例えば、固体として、あるいは水溶液、メタノールやエタノールなどのアルコール溶液として、光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液に添加することができ、添加時のしやすさの観点から、水溶液として添加するのが好ましい。
　アルカリ金属の水酸化物を添加する温度は、通常５～９５℃であり、好ましくは１５～９０℃であり、さらに好ましくは５０～８５℃であり、同温度にて、通常０．５～２０時間、好ましくは１．０～３．０時間反応させる。
　アルカリ金属の水酸化物を添加することにより塩交換反応が進行し、これにより生じた析出物（水酸化亜鉛）を濾去する。析出物の濾去は、常法に従って行うことができる
　上記工程により、光学活性ピロリドンカルボン酸のアルカリ金属塩が得られる。得られた光学活性ピロリドンカルボン酸のアルカリ金属塩は、常法に従って光学活性ピロリドンカルボン酸のフリー体に変換することができる。
　本発明の方法により得られる光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩は、その化学純度（ＨＰＬＣ純度）が好ましくは９９．５％以上であり、より好ましくは９９．７％以上であり、さらに好ましくは９９．９％以上であり、また、その光学純度が好ましくは９９．５％以上であり、より好ましくは９９．６％以上であり、さらに好ましくは９９．７％以上である。ここで、化学純度（ＨＰＬＣ純度）および光学純度は、以下の実施例に記載の方法により測定したものである。
　また、本発明の方法により得られる光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩は、そのＬ体とＤ体との重量比（Ｌ体：Ｄ体）が好ましくは９９．５：０．５～１００：０であり、より好ましくは９９．６：０．４～１００：０であり、さらに好ましくは９９．７：０．３～９９．９：０．１である。
　本発明の１つの実施態様において、本発明の方法により得られる光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中に不純物としてピログルタミルグルタミン酸を含まない。ピログルタミルグルタミン酸は、以下の構造式で示される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　本発明の別の実施態様において、本発明の方法により得られる光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中に亜鉛を好ましくは０．１～２０ｐｐｍ、より好ましくは０．１～１５ｐｐｍ、さらに好ましくは０．１～１２ｐｐｍ含む。ここで、亜鉛の含有量（残留亜鉛濃度）は、以下の実施例に記載の方法により測定したものである。
　本発明の方法により得られる光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩は、洗顔料、石鹸、クレンジングフォーム、化粧水、乳液、美容液、美容クリーム、シャンプー、ヘアリンス、ヘアコンディショナー、エナメル、ファンデーション、リップスティック、おしろい、パウダー、パック、香水、オーデコロン、歯磨等の化粧品に配合することができる。
　一般に化粧料あるいは皮膚外用剤に使用されている常用成分を添加剤として使用することができる。一般に化粧料あるいは皮膚外用剤に使用されている成分としては、抗酸化剤、抗炎症剤、紫外線吸収剤、美白剤、育毛剤、細胞賦活剤、保湿剤、金属キレート剤、油性原料、界面活性剤、溶剤、高分子物質、粉体物質、色素類、香料、経皮吸収促進剤、防腐剤、褪色防止剤、緩衝剤、にきび用薬剤、ふけ・かゆみ防止剤、制汗防臭剤、熱傷用薬剤、抗ダニ・シラミ剤、角質軟化剤、乾皮症用薬剤、抗ウイルス剤、ホルモン類、ビタミン類、アミノ酸・ペプチド類、タンパク質類、収れん剤、清涼・刺激剤、動植物由来成分、抗生物質、抗真菌剤等を挙げることができる。
　本発明はまた、４０～７０重量％の光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を含有し、光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩のＨＰＬＣ純度が９９．５％以上である水性組成物に関する。
　本発明の水性組成物は、好ましくは水溶液である。
　本発明の水性組成物に含有される光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩は、例えば、上記で説明した本発明の光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法によって好適に得ることができる。
　本発明の水性組成物に含有される光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩は、好ましくは、光学活性ピロリドンカルボン酸カリウム塩である。
　水性組成物中の光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の含有量は、水性組成物全体に対して４０～７０重量％であり、好ましくは４５～６５重量％であり、より好ましくは４５～６０重量％である。
　本発明の水性組成物は、光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩以外の他の成分を含有していてもよい。このような成分としては、例えば、グルタミン酸及びその塩が挙げられる。
　以下、実施例を用いて本発明をより詳しく説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
［光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の化学純度（ＨＰＬＣ純度として記載した。）の評価］
　合成後に得られたサンプルをＨＰＬＣにより分析し、総エリア面積におけるピロリドンカルボン酸のピーク面積の割合をＨＰＬＣ純度とした。
ＨＰＬＣ分析条件
カラム：Ｉｎｅｒｔｓｉｌ　ＯＤＳ－３　５μｍ、２５０×４．６ｍｍ　Ｉ．Ｄ．
溶離液：３０ｍＭリン酸二水素ナトリウム（ｐＨ　３．０）
測定温度：４０℃
検出方法：ＵＶ（２１０ｎｍ）
ソフトウェア：ＬＣｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｖｅｒ．１．２５
ピークの位置：ＲＴ約７分に出てくるピークである。
　評価は、９９．８％以上をＡ、９９．０％以上をＢ、９５．０％以上をＣ、９０．０％未満をＤとした。
［光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の光学純度（Ｌ体純度）の評価］
　合成後に得られたサンプルをキラルカラムを用いてＨＰＬＣにより分析し、下記算出式に従って光学純度（Ｌ体純度）を算出した。
ＨＰＬＣ分析条件
カラム：ＣＨＩＲＡＬＰＡＣＫ　ＡＳ－Ｈ　５μｍ、２５０×４．６ｍｍ　Ｉ．Ｄ．
溶離液：エタノール／トリフルオロ酢酸＝１００／０．１
測定温度：３０℃
検出方法：ＵＶ（２３０ｎｍ）
［Ｌ体純度］＝［Ｌ体エリア面積］／（［Ｌ体エリア面積］＋［Ｄ体エリア面積］）
　評価は、９９．５％以上をＡ、９９．０％以上をＢ、９８．０％以上をＣ、９８．０％未満をＤとした。
［残留亜鉛濃度の評価］
　合成後に得られたサンプルについて、パックテスト（共立理化学研究所）を使用して亜鉛含量を算出後、固形分中の濃度に換算して残留亜鉛濃度とした。なお、固形分は赤外線水分計により算出した。
　評価は、２０ｐｐｍ以下をＡ、５０ｐｐｍ以下をＢ、１００ｐｐｍ未満をＣ、１００ｐｐｍ以上をＤとした。
＜実施例１＞
　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物（２００ｇ；光学純度（Ｌ体純度）９９．８％）をイオン交換水（８００ｇ）に溶解後、８０℃に加熱し４８％水酸化カリウム水溶液（１２９．６５ｇ）を徐々に加え、同温度にて１時間反応させた。析出物を桐山漏斗を用いて濾去し、ろ液を濃縮して光学活性ピロリドンカルボン酸カリウム塩水溶液（３４１．１ｇ）を得た（収率９４％）。固形分を算出した結果５２％であった。ＨＰＬＣ純度は１００．０％、光学純度（Ｌ体純度）は９９．７％、残留亜鉛濃度は６ｐｐｍであった。また、本方法で調製した光学活性ピロリドンカルボン酸カリウム塩にはピログルタミルグルタミン酸は含まれなかった。
＜比較例１＞
　Ｌ－ピロリドンカルボン酸（５０．０ｇ；光学純度（Ｌ体純度）９７．８％）をイオン交換水（７．０ｇ）に添加後加熱溶解し、グルタミン酸ナトリウム一水和物（６４．０ｇ）を加えて溶解後、１２０℃で５時間反応させ、Ｌ－ピロリドンカルボン酸ナトリウム塩水溶液を得た（収率９４％）。ＨＰＬＣ純度は９２．５％、光学純度（Ｌ体純度）は９７．５％であった。また、本方法で調製したＬ－ピロリドンカルボン酸ナトリウム塩水溶液からはピログルタミルグルタミン酸が検出された。
＜参考例１＞
　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物（３０ｇ；光学純度（Ｌ体純度）９９．７％）をイオン交換水（２７０ｇ）に溶解後、Ｄｏｗｅｘ（Ｒ）Ｇ２６　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｆｏｒｍ（１００ｇ）を加えて室温で１．０時間撹拌した。撹拌後、反応混合物をろ過して光学活性ピロリドンカルボン酸水溶液（３０３．０ｇ）を得た（収率９２％）。固形分を算出した結果６．８％であった。ＨＰＬＣ純度は１００．０％、光学純度（Ｌ体純度）は９９．８％、残留亜鉛濃度は３６８ｐｐｍであった。
　ＨＰＬＣ純度、Ｌ体純度および残留亜鉛濃度の評価を以下の表にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１より、光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液にアルカリ金属の水酸化物を添加し、析出物を濾去することにより、良好なＨＰＬＣ純度及びＬ体純度を有する光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を調製可能であることが明らかとなった。
　このような高光学活性のピロリドンカルボン酸は、高純度が要求される医薬品や農薬に有用である。
　本発明は、化学純度及び光学純度が極めて高いピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を簡便かつ収率良く製造できる方法を提供し、このようなピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩は、医薬品や農薬など、高純度が必要な業界における製品や原料として有用と考えられる。
　本出願は、日本で出願された特願２０１７－１９５２６５を基礎としており、その内容は本明細書にすべて包含されるものである。

Claims (10)

  1. 　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液にアルカリ金属の水酸化物を添加し、析出物を濾去する工程を包含する、光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の製造方法。
  2. 　光学活性ピロリドンカルボン酸亜鉛塩２水和物の溶液が水溶液である、請求項１に記載の製造方法。
  3. 　光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩のＨＰＬＣ純度が９９．５％以上であり、かつ光学純度が９９．５％以上である、請求項１または２に記載の製造方法。
  4. 　光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中に不純物としてピログルタミルグルタミン酸を含まない、請求項１～３のいずれか１項に記載の製造方法。
  5. 　光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中に亜鉛を０．１～２０ｐｐｍ含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の製造方法。
  6. 　４０～７０重量％の光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を含有し、光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩のＨＰＬＣ純度が９９．５％以上である水性組成物。
  7. 　光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩の光学純度が９９．５％以上である、請求項６に記載の水性組成物。
  8. 　光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩が、光学活性ピロリドンカルボン酸カリウム塩である、請求項６または７に記載の水性組成物。
  9. 　光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中に不純物としてピログルタミルグルタミン酸を含まない、請求項６～８のいずれか１項に記載の水性組成物。
  10. 　光学活性ピロリドンカルボン酸またはそのアルカリ金属塩中の亜鉛含量が０．１～２０ｐｐｍである、請求項６～９のいずれか１項に記載の水性組成物。
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