JPH04283232A - ポリグルタミン酸の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリグルタミン酸の製造
法に関し、詳しくは容易に脱離可能なエステル基をγ位
カルボキシル基に持つグルタミン酸を原料としてグルタ
ミン酸　　α−アルキル　　γ−置換　　エステルを製
造し、次いでこの化合物からγ−グルタミルグルタミン
酸　　α，α，　−ジアルキル　　エステルを得たのち
、これを重縮合させてポリグルタミン酸を製造する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】本発
明者らは、既にグルタミン酸のγ−カルボキシル基とα
−アミノ基がアミド結合により結合している化合物、γ
−ポリグルタミン酸（以下、ＰＧＡと略記することがあ
る。）の高度重合体を微生物を用いて有利に製造する方
法を開発した（特開平１−１７４３９７）。また、ＰＧ
Ａの有するα−カルボキシル基を経済的にアルキル基ま
たはベンジル基などによりエステル化し、産業上有用な
ポリ−γ−グルタミン酸　　α−置換エステル（以下、
ＰＧＡエステル化物と略記することがある。）を得るこ
とにも成功している（特願平２−２８７５４）。

【０００３】しかし、上記ＰＧＡエステル化物は特定の
高極性溶媒にのみ可溶であるという性質のため、広範な
用途開発の障害となっていた。溶媒可溶性が狭い原因の
一つとして、ＰＧＡを構成するグルタミン酸が光学不活
性であることが挙げられる。

【０００４】ところで、ポリ−γ−グルタミン酸　　α
−置換　　エステルの化学合成法は既にＫａｊａｔａｒ
　ら［Ａｃｔａ．Ｃｈｉｍ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．Ｈｕｎ
ｇａｒ．，ｖｏｌ．６２，１９１（１９６９）］　やＫ
ｏｖａｃｋｓ　ら［Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏｌ
．１１，１９５３（１９７２）］によって報告されてい
るが、Ｎ−カルボベンジルオキシ−グルタミン酸酸無水
物をアルコールと反応させることにより得られる合成中
間体であるグルタミン酸　　α−アルキル　　エステル
の収率が理論上６０％を上回ることがないことから、総
収率が極めて低くなるなどの課題を有していた。

【０００５】そこで、本発明者らは商業上安価かつ安定
的に入手可能なＬ−グルタミン酸を原料として光学活性
なポリグルタミン酸を製造する方法を確立すべく検討を
重ねた。まず、Ｌ−グルタミン酸のγ位カルボキシル基
に容易に脱離可能なエステル基を導入し、これをアルキ
ルハライドと反応させてグルタミン酸　　α−アルキル
γ−置換　　エステルを効率よく製造する方法の確立に
成功した。次いで、この化合物のγ位のエステル基を接
触還元すれば、グルタミン酸　　α−アルキル　　エス
テルが得られる。しかる後、該グルタミン酸　　α−ア
ルキル　　エステルを縮合させてγ−グルタミルグルタ
ミン酸　　α，α，　−ジアルキル　　エステルを得、
これを重縮合させてポリ　　γ−グルタミン酸　　α−
アルキルエステルを製造する方法を開発したのである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、容易に脱離可
能なエステル基をγ位カルボキシル基に持つ光学活性な
グルタミン酸に塩基の存在下アルキルハライドを作用さ
せてα位カルボキシル基にアルキル基を導入することを
特徴とするグルタミン酸　　α−アルキル　　γ−置換
　　エステルの製造法、該グルタミン酸　　α−アルキ
ル　　γ−置換　　エステルを常法により処理してその
γ位カルボキシル基のエステル基を脱離した後、アミノ
基保護剤と反応させてＮ−保護−グルタミン酸　　α−
メチル　　エステルを得、これをグルタミン酸　　α−
アルキル　　γ−置換　　エステルと反応させることを
特徴とするγ−グルタミルグルタミン酸　　α，α，　
−ジアルキル　　エステルの製造法並びに得られたγ−
グルタミルグルタミン酸　　α，α，　−ジアルキル　
　エステルを縮合剤の存在下重縮合させることを特徴と
するポリ　　γ−グルタミン酸　　α−アルキル　　エ
ステルの製造法を提供するものである。

【０００７】本発明において、原料の光学活性なグルタ
ミン酸としてはＬ−グルタミン酸が好ましい。次に、グ
ルタミン酸　　α−アルキル　　γ−置換　　エステル
の製造に用いる容易に脱離可能なエステル基としては、
ベンジル基やｔ−ブチル基などがある。また、アルキル
ハライドとしては、塩化物，臭化物，ヨウ化物があり、
特に臭化物が好適である。アルキル基の具体例には、炭
素数１〜１０の直鎖もしくは分岐アルキル基がある。塩
基としては、１．１〜５当量の無機アルカリ金属塩（水
酸化物，ハロゲン化物，カルボン酸化合物等）や１〜３
級アミン化合物が用いられ、望ましくは炭酸水素ナトリ
ウムを原料化合物に対し２当量の割合で使用する。この
反応は、溶媒の存在下に行われ、溶媒としては生成物で
あるグルタミン酸　　α−アルキル　　γ−置換　　エ
ステルが溶解するものであればよく、好ましくはジメチ
ルホルムアミドなどが用いられる。また、反応は室温か
ら８０℃の範囲、好ましくは室温乃至室温付近の温度で
行う。反応終了後、副生物や未反応物などはろ過，減圧
濃縮等により除去することができる。

【０００８】次に、γ−グルタミルグルタミン酸　　α
，α，　−ジアルキル　　エステルの製造法について説
明する。この反応は、前記グルタミン酸　　α−アルキ
ル　　γ−置換エステルを原料として行われ、この原料
を常法、例えば触媒の存在下水素と接触還元させてγ位
カルボキシル基のエステル基を脱離した後、アミノ基保
護剤であるＳ−Ｂｏｃ　−４，６−ジメチル−２−チオ
ピリミジンと反応させてＮ−ｔ−ブトキシカルボニル−
グルタミン酸　　α−メチルエステルを得、これをグル
タミン酸　　α−アルキル　　γ−置換　　エステルと
縮合剤の存在下に反応させ、さらに脱保護剤で処理する
ことにより目的とするγ−グルタミルグルタミン酸　　
α，α，　−ジアルキル　　エステルを得るものである
。この際、アミノ基保護剤としてはカルボベンジルオキ
シクロリドなどのＺ化剤、Ｓ−Ｂｏｃ　−４，６−ジメ
チル−２−チオピリミジン，ｔ−ブトキシカルボニルク
ロリドなどのＢｏｃ　化剤やウレタン型保護基として知
られているものを用いることができる。

【０００９】また、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニル−グル
タミン酸　　α−メチル　　エステルとグルタミン酸　
　α−アルキル　　γ−置換　　エステルの縮合反応に
用いる縮合剤としては、ジシクロヘキシルカルボジイミ
ド（以下、ＤＣＣと略記することがある。），カルボジ
イミダゾール（以下、ＣＤＩと略記することがある。）
，Ｎ−エチル−５−フェニルイソキザリウム−３’　−
スルホン酸塩（Ｗｏｏｄｗａｒｄ試薬“Ｋ”）などの一
般にカップリング試薬として知られているものを使用す
ることができる。この際、ラセミ化を極力抑える目的で
１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（以下、ＨＯＢｔと
略記することがある。）などを添加することができる。 脱保護剤としては、フッ化水素，臭化水素，塩化水素，
トリフルオロ酢酸などの酸を用いることができ、望まし
くは３０％臭化水素を含む酢酸を用い、４℃で反応を行
う。

【００１０】次に、ポリ−γ−グルタミン酸　　α−ア
ルキル　　エステルの製造法について説明する。この反
応は前記γ−グルタミルグルタミン酸　　α，α，　−
ジアルキルエステルを原料として行われ、この原料をジ
メチルホルムアミド溶液中で縮合剤およびラセミ化抑制
剤の存在下に反応させることにより目的とするポリ−γ
−グルタミン酸　　α−アルキル　　エステルを得るも
のである。ここで用いる縮合剤およびラセミ化抑制剤と
しては、前記ＤＣＣ，ＨＯＢｔなどのペプチド合成試薬
として一般に使用されているものを用いることができる
。また、反応温度は０〜８０℃の範囲で実施可能である
が、低温が望ましく、通常は４℃程度の温度が採用され
る。

【００１１】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
る。 参考例 Ｌ−グルタミン酸　　γ−ベンジル　　エステルの合成
Ｌ−グルタミン酸（１２．６５ｇ）の６０％硫酸溶液（
１３．７０ｇ）にベンジルアルコール（９．７２ｇ）を
加え、３０℃で７０分かき混ぜた。この後、減圧濃縮を
行い水分を除去した。反応液を炭酸水素ナトリウム（１
３．０ｇ）を含む冷水５００ｍｌにかき混ぜながら加え
、さらに冷水５００ｍｌを加えて一晩放置した。析出し
た結晶を濾取して１６．１９ｇの結晶を得た（収率７９
％）。この結晶の融点は１７４℃であり、他の物性を以
下に示す。 １Ｈ　ＮＭＲ　　δ（ｐｐｍ，Ｄ２Ｏ）；２．２４（ｍ
，２Ｈ，ＣＨ２），２．６０（ｍ，２Ｈ，ＣＨ２），４
．３１（ｓ，１Ｈ，ＣＨ），５．１７（ｓ，２Ｈ，ＣＨ
２），７．３７（ｓ，５Ｈ，Ｃ６Ｈ５）赤外吸収スペク
トル（ｃｍ−１，ＫＢｒ錠剤法）；３０６０（ＮＨ２）
，１７４０　（エステル），１５８１（ＣＯＯＨ）

【０
０１２】実施例１ Ｌ−グルタミン酸　　α−メチル　　γ−ベンジル　　
エステルの合成 参考例により得たＬ−グルタミン酸　　γ−ベンジル　
　エステル（２．２８ｇ）をジメチルホルムアミド（４
０ｍｌ）に懸濁し、さらに炭酸水素ナトリウム（３．２
９ｇ）とヨウ化メチル（４．４１ｇ）を加え、室温（約
２５℃）下にて４８時間反応させた。反応液を４℃に冷
却し析出したヨウ化ナトリウムを濾過により除去した後
、減圧下にジメチルホルムアミドを留去し、結晶２．６
３ｇを得た（収率７１％）この粗結晶全量をメタノール
（２０ｍｌ）に溶解し、濾過した後、３００ｍｌのジエ
チルエーテルに添加し結晶を析出させた。この結晶の物
性を以下に示す。 １Ｈ　ＮＭＲ　　δ（ｐｐｍ，ＣＤ３ＯＤ）；２．２４
（ｍ，２Ｈ，ＣＨ２），２．６０（ｍ，２Ｈ，ＣＨ２）
，３．８４（ｓ，３Ｈ，ＣＨ３），４．３１（ｓ，１Ｈ
，ＣＨ），５．１７（ｓ，２Ｈ，ＣＨ２），７．３７（
ｓ，５Ｈ，Ｃ６Ｈ５） 赤外吸収スペクトル（ｃｍ−１，ＫＢｒ錠剤法）；３０
６０（ＮＨ２），１７４２，１７３９（エステル），１
１７０（　エステル）

【００１３】実施例２ Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニル−Ｌ−グルタミン酸　　α
−メチル　　エステルの合成 実施例１により得られたＬ−グルタミン酸　　α−メチ
ル　　γ−ベンジル　　エステル（０．８６ｇ）をメタ
ノール（５ｍｌ），酢酸（３ｍｌ），水（２ｍｌ）の混
液に溶解した後、パラジウムカーボン触媒量を添加し、
水素ガスを通気して接触還元を行った。還元終了後、減
圧濃縮し、内容物を乾固した。この後、乾固物を１ｍｌ
の脱イオン水に溶解してトリエチルアミン（０．７０６
ｇ）およびＳ−Ｂｏｃ　−４，６−ジメチル−２−チオ
ピリミジン（１．０５ｇ）を含む１ｍｌのジオキサン溶
液を添加し、室温下に２４時間撹拌した。次いで、反応
液に酢酸エチル（１０ｍｌ）を添加し、未反応物を抽出
除去したのち水溶液を減圧乾固することにより淡黄色の
結晶０．７６３ｇを得た。この結晶の物性を以下に示す
。 １Ｈ　ＮＭＲ　　δ（ｐｐｍ，ＣＤ３ＯＤ）；１．２０
（ｔ，９Ｈ，（ＣＨ３）３），２．２４（ｍ，２Ｈ，Ｃ
Ｈ２），２．６０（ｍ，２Ｈ，ＣＨ２），３．８４（ｓ
，３Ｈ，ＣＨ３），４．３１（ｓ，１Ｈ，ＣＨ）赤外吸
収スペクトル（ｃｍ−１，ＫＢｒ錠剤法）；１７４２（
エステル），１６３３，１６００（ウレタン），１１７
０（　エステル）

【００１４】実施例３ γ−Ｌ−グルタミルＬ−グルタミン酸　　α，α，　−
ジメチル　　エステルの合成 実施例１で得たＬ−グルタミン酸　　α−メチル　　γ
−ベンジル　　エステル（０．１７４ｇ）および実施例
２で得たＮ−ｔ−ブトキシカルボニル−Ｌ−グルタミン
酸　　α−メチル　　エステル（０．１５８ｇ）を１０
ｍｌの乾燥ジメチルホルムアミドに溶解後、ＤＣＣ（０
．３１３ｇ），ＨＯＢｔ（０．１３９ｇ）およびトリエ
チルアミン（０．０７４ｇ）を添加し、４℃で２４時間
反応を行った。この後、反応系内に沈澱したジシクロヘ
キシルウレアを濾過により除いたのち減圧乾固した。乾
固物を酢酸エチル（１０ｍｌ）に溶解し、１０ｍｌの脱
イオン水により抽出した。抽出液を減圧濃縮して乾固物
０．３４１ｇを得た。この乾固物を３０％臭化水素−酢
酸溶液１０ｍｌに溶解し、４℃で４８時間反応を行った
。次いで、反応液を１００ｍｌのジエチルエーテルに添
加し、沈澱物を得た。この沈澱物を濾取して目的とする
γ−Ｌ−グルタミルＬ−グルタミン酸　　α，α，　−
ジメチル　　エステル０．０９６ｇを得た（収率９０％
）。この化合物の物性を以下に示す。 １Ｈ　ＮＭＲ　　δ（ｐｐｍ　ＤＭＳＯ−ｄ６）；２．
２４（ｍ，２Ｈ，ＣＨ２），２．６０（ｍ，２Ｈ，ＣＨ
２），３．８４（ｓ，３Ｈ，ＣＨ３），４．３１（ｓ，
１Ｈ，ＣＨ），８．２０（ｓ，１Ｈ，ＮＨＣＯ）赤外吸
収スペクトル（ｃｍ−１，ＫＢｒ錠剤法）；１７４２（
エステル），１６３３，１５９４（アミド）

【００１５】実施例４ ポリ−γ−Ｌ−グルタミン酸　　α−メチル　　エステ
ルの合成 実施例３により得たγ−Ｌ−グルタミルＬ−グルタミン
酸　　α，α，　−ジメチル　　エステル（０．１２３
ｇ），ＤＣＣ（０．２０２ｇ），ＨＯＢｔ（０．０８９
ｇ）およびトリエチルアミン（０．０９５ｇ）を１０ｍ
ｌの乾燥ジメチルホルムアミドに溶解し、４℃で４８時
間反応を行った。次いで、反応系内に沈澱したジシクロ
ヘキシルウレアを濾過により除いたのち反応液全量を１
００ｍｌのジエチルエーテルに投入して沈澱物０．１０
２ｇを得た。この沈澱物（１０ｍｇ）を１０ｍＭ臭化リ
チウムを含むジメチルホルムアミド２ｍｌに溶解し、ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフにより分子量を測定
した。 その結果、数平均分子量４．０９×１０３　のポリ−γ
−Ｌ−グルタミン酸　　α−メチル　　エステルが得ら
れた。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、商業的に安価かつ安定
的に入手可能なＬ−グルタミン酸を原料として光学活性
なポリ−γ−Ｌ−グルタミン酸を効率よく製造すること
ができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　容易に脱離可能なエステル基をγ位カ
   ルボキシル基に持つ光学活性なグルタミン酸に塩基の存
   在下アルキルハライドを作用させてα位カルボキシル基
   にアルキル基を導入することを特徴とするグルタミン酸
   　　α−アルキルγ−置換　　エステルの製造法。
2. 【請求項２】　　γ位カルボキシル基に導入された容易
   に脱離可能なエステル基がベンジル基またはｔ−ブチル
   基である請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】　　請求項１記載のグルタミン酸　　α−
   アルキル　　γ−置換　　エステルを常法により処理し
   てそのγ位カルボキシル基のエステル基を脱離した後、
   アミノ基保護剤と反応させてＮ−保護−グルタミン酸　
   　α−メチル　　エステルを得、これをグルタミン酸　
   　α−アルキル　　γ−置換　　エステルと反応させる
   ことを特徴とするγ−グルタミルグルタミン酸　　α，
   α，　−ジアルキル　　エステルの製造法。
4. 【請求項４】　　請求項３記載のγ−グルタミルグルタ
   ミン酸　　α，α，　−ジアルキル　　エステルを縮合
   剤の存在下重縮合させることを特徴とするポリ−γ−グ
   ルタミン酸　　α−アルキル　　エステルの製造法。