JPH05201992A - 5−モノ置換ヒダントインの化学的ラセミ化法及びこの方法を実施する装置 - Google Patents
5−モノ置換ヒダントインの化学的ラセミ化法及びこの方法を実施する装置Info
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- JPH05201992A JPH05201992A JP4301996A JP30199692A JPH05201992A JP H05201992 A JPH05201992 A JP H05201992A JP 4301996 A JP4301996 A JP 4301996A JP 30199692 A JP30199692 A JP 30199692A JP H05201992 A JPH05201992 A JP H05201992A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 5−モノ置換ヒダントインのラセミ化法及び
この方法を実施する装置。 【構成】 5−位でモノ置換されたヒダントインのエナ
ンチオマーをアニオン交換体の存在で6.0〜13.5
のpH値で変換させる。
この方法を実施する装置。 【構成】 5−位でモノ置換されたヒダントインのエナ
ンチオマーをアニオン交換体の存在で6.0〜13.5
のpH値で変換させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、5−モノ置換ヒダント
インをラセミ化する方法、相応する装置及びラセミ化さ
れたヒダントインの使用に関する。
インをラセミ化する方法、相応する装置及びラセミ化さ
れたヒダントインの使用に関する。
【0002】
【従来の技術】アミノ酸の化学的合成の際に生じるラセ
ミ体は、大抵、酵素を用いる分割により個々のエナンチ
オマーに分けられる。これは、例えば、N−アシル化ア
ミノ酸の立体特異的酵素的分割によるか又は相応する5
−位でモノ置換されたヒダントインのエナンチオ選択的
な酵素的分割により実施することができ、この際、その
都度、出発化合物の未分割エナンチオマーが分離され、
ラセミ化工程の後に酵素的分割が改めて施こされる。可
能なラセミ化に関する良好な概要は、E.アダムス(A
dams)が、P.D.Boyerの“The Enz
ymes”VI巻New York,(1972),4
79〜507頁(Amino AcidRacemas
es and Epimerases)に記載してい
る。この場合、原則的に、ラセミ化法は、化学的、物理
的−化学的又は酵素的方法で行なうことができ、この
際、方法条件に応じて、組み合わされた方法も可能であ
る。酵素的なヒダントインラセミ化は、M.ピエッチ
(Pietzsch)による“Stereochemi
sche Untersuchungen zur e
nzymatischen Hydrolyse vo
n D,L−5−monosubstituierte
n Hydantoinen”修士論文、TU Bra
unschweig(1989)に記載されており、こ
こでは、アルトロバクターspec.(Arthrob
acter spec.;DSM3747)からのラセ
マーゼが使用されていた。しかしながら、酵素的な方法
は、公知のラセマーゼが高い基質特異性を有し、従っ
て、特別な方法にのみ使用できるだけであるという欠点
を有する。多くのヒダントインに対しては、ラセマーゼ
はなお知られていない。
ミ体は、大抵、酵素を用いる分割により個々のエナンチ
オマーに分けられる。これは、例えば、N−アシル化ア
ミノ酸の立体特異的酵素的分割によるか又は相応する5
−位でモノ置換されたヒダントインのエナンチオ選択的
な酵素的分割により実施することができ、この際、その
都度、出発化合物の未分割エナンチオマーが分離され、
ラセミ化工程の後に酵素的分割が改めて施こされる。可
能なラセミ化に関する良好な概要は、E.アダムス(A
dams)が、P.D.Boyerの“The Enz
ymes”VI巻New York,(1972),4
79〜507頁(Amino AcidRacemas
es and Epimerases)に記載してい
る。この場合、原則的に、ラセミ化法は、化学的、物理
的−化学的又は酵素的方法で行なうことができ、この
際、方法条件に応じて、組み合わされた方法も可能であ
る。酵素的なヒダントインラセミ化は、M.ピエッチ
(Pietzsch)による“Stereochemi
sche Untersuchungen zur e
nzymatischen Hydrolyse vo
n D,L−5−monosubstituierte
n Hydantoinen”修士論文、TU Bra
unschweig(1989)に記載されており、こ
こでは、アルトロバクターspec.(Arthrob
acter spec.;DSM3747)からのラセ
マーゼが使用されていた。しかしながら、酵素的な方法
は、公知のラセマーゼが高い基質特異性を有し、従っ
て、特別な方法にのみ使用できるだけであるという欠点
を有する。多くのヒダントインに対しては、ラセマーゼ
はなお知られていない。
【0003】このことに基づき、ヒダントインでは、ア
ミノ酸でも同様に、化学的又は物理化学的ラセミ化(こ
の場合は、遊離体を、大抵、塩基性媒体中で、温度−時
間−プログラムにかける)が支配的である。アミノ酸に
関して、強塩基性アニオン交換体を用いてラセミ化を実
施する方法も公知であり、この際には、比較的低い温度
(25〜45℃)で充分である。しかしながら、このアニ
オン交換体法は、中性又は塩基性のアミノ酸の場合にの
み成功し、銅(II)−イオンの使用を必要とし、この
際、中間段階として、反応性の銅(II)−シッフの塩
基−錯体が生じる。この方法の概要は、G.C.バレッ
ト(Barrett)の“AminoAcids an
d Peptides 20,1〜51(1989)”
に記載されており、特別な方法は、Makromol.
Chem.187,1065〜1076(1986)に
記載されている。これらの方法は、極めて経費がかか
り、実験室内でのみ実施されている。それというのも、
銅イオンと並んで4−ヒドロキシ−3−ホルミルベンゾ
ールスルホン酸(5−スルホサリチルアルデヒド)で中
和されたイオン交換体(これは、一方で再生を必要と
し、他方で、殊に銅イオンを定量的に除去すべきである
ので、得られる生成物の経費のかかる精製を必要とす
る)を使用するからである。更に、遷移金属カチオンの
使用は、特定状況下に、使用アミノ酸との非常に安定な
錯体を形成することができる欠点を有する。
ミノ酸でも同様に、化学的又は物理化学的ラセミ化(こ
の場合は、遊離体を、大抵、塩基性媒体中で、温度−時
間−プログラムにかける)が支配的である。アミノ酸に
関して、強塩基性アニオン交換体を用いてラセミ化を実
施する方法も公知であり、この際には、比較的低い温度
(25〜45℃)で充分である。しかしながら、このアニ
オン交換体法は、中性又は塩基性のアミノ酸の場合にの
み成功し、銅(II)−イオンの使用を必要とし、この
際、中間段階として、反応性の銅(II)−シッフの塩
基−錯体が生じる。この方法の概要は、G.C.バレッ
ト(Barrett)の“AminoAcids an
d Peptides 20,1〜51(1989)”
に記載されており、特別な方法は、Makromol.
Chem.187,1065〜1076(1986)に
記載されている。これらの方法は、極めて経費がかか
り、実験室内でのみ実施されている。それというのも、
銅イオンと並んで4−ヒドロキシ−3−ホルミルベンゾ
ールスルホン酸(5−スルホサリチルアルデヒド)で中
和されたイオン交換体(これは、一方で再生を必要と
し、他方で、殊に銅イオンを定量的に除去すべきである
ので、得られる生成物の経費のかかる精製を必要とす
る)を使用するからである。更に、遷移金属カチオンの
使用は、特定状況下に、使用アミノ酸との非常に安定な
錯体を形成することができる欠点を有する。
【0004】5−モノ置換ヒダントインの化学的ラセミ
化は、ケト−エノール−互変異性を経て進行し(Che
m.Rev.46,403−470(1950))、既
に非常に早い時期に確認されたように、塩基により促進
される(Am.Chem.J.44,48−60(19
10))。ヒダントインの化学的ラセミ化に関する新し
い研究は、特別な基質を用いてのみ、例えば、Argi
c.Biol.Chem.51,721−728(19
87)では5−(p−ヒドロキシフェニル)−ヒダント
インを用い、J.Org.Chem.55,4755−
57(1990)では5−ベンジルヒダントインを用い
て実施された。これら研究は、5−(p−ヒドロキシフ
ェニル)−ヒダントインの場合にのみ、5−置換基によ
るメソメリー安定化に基づく迅速ラセミ化(20分後に
50%)が行なわれ、他の全てのヒダントインは、数時
間後にはじめてラセミ化することを示している。
化は、ケト−エノール−互変異性を経て進行し(Che
m.Rev.46,403−470(1950))、既
に非常に早い時期に確認されたように、塩基により促進
される(Am.Chem.J.44,48−60(19
10))。ヒダントインの化学的ラセミ化に関する新し
い研究は、特別な基質を用いてのみ、例えば、Argi
c.Biol.Chem.51,721−728(19
87)では5−(p−ヒドロキシフェニル)−ヒダント
インを用い、J.Org.Chem.55,4755−
57(1990)では5−ベンジルヒダントインを用い
て実施された。これら研究は、5−(p−ヒドロキシフ
ェニル)−ヒダントインの場合にのみ、5−置換基によ
るメソメリー安定化に基づく迅速ラセミ化(20分後に
50%)が行なわれ、他の全てのヒダントインは、数時
間後にはじめてラセミ化することを示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、温和な条件下でラセミ化が実施可能で、多くの基質
を用いて可能であるべきの5−モノ置換ヒダントインの
ラセミ化法である。この方法は、更に、できるだけ簡単
に実施可能であり、問題のある異種イオン例えば種々の
遷移金属カチオン又は、分離に経費のかかる付加的化合
物を見合せることができるべきである。この場合、この
ラセミ化は、採用可能な短時間でかつ良好な収率で行な
われるべきである。この方法を実施する装置も本発明の
目的である。
は、温和な条件下でラセミ化が実施可能で、多くの基質
を用いて可能であるべきの5−モノ置換ヒダントインの
ラセミ化法である。この方法は、更に、できるだけ簡単
に実施可能であり、問題のある異種イオン例えば種々の
遷移金属カチオン又は、分離に経費のかかる付加的化合
物を見合せることができるべきである。この場合、この
ラセミ化は、採用可能な短時間でかつ良好な収率で行な
われるべきである。この方法を実施する装置も本発明の
目的である。
【0006】
【課題を解決するための手段】方法に関するこの課題
は、5−位で置換されたヒダントインのエナンチオマー
をアニオン交換体の存在で、6〜13.5の範囲のpH
値で変換させるラセミ化法により解決される。
は、5−位で置換されたヒダントインのエナンチオマー
をアニオン交換体の存在で、6〜13.5の範囲のpH
値で変換させるラセミ化法により解決される。
【0007】使用ヒダントインは次の一般式を有する:
【0008】
【化1】
【0009】[式中*は、ここでラセミ化が起こる対称
心を表わし、Rはアミノ酸の残基であり、ここでアミノ
酸は、蛋白質由来又は非蛋白質由来であってよい]。
心を表わし、Rはアミノ酸の残基であり、ここでアミノ
酸は、蛋白質由来又は非蛋白質由来であってよい]。
【0010】典型的な基Rは次のものである:
【0011】
【化2】
【0012】ラセミ化されたヒダントインを、引続き酵
素的に分解するのが有利である。この際には、双方のエ
ナンチオマーの一方のみ(大抵は、ラセミ化によって再
び得られるもの)が変換される。分解されなかったヒダ
ントインエナンチオマーは、引続き、生成L−又はD−
α−アミノ酸から分離でき、改めてラセミ化されうる。
酵素的分解は、遊離の酵素を用いて又は特に有利に、細
胞結合した酵素(静止細胞)を用いて行なうことができ
る。この分解を10〜60℃で、場合によっては軽い撹
拌のもとで行なうのが有利である。
素的に分解するのが有利である。この際には、双方のエ
ナンチオマーの一方のみ(大抵は、ラセミ化によって再
び得られるもの)が変換される。分解されなかったヒダ
ントインエナンチオマーは、引続き、生成L−又はD−
α−アミノ酸から分離でき、改めてラセミ化されうる。
酵素的分解は、遊離の酵素を用いて又は特に有利に、細
胞結合した酵素(静止細胞)を用いて行なうことができ
る。この分解を10〜60℃で、場合によっては軽い撹
拌のもとで行なうのが有利である。
【0013】酵素的分解は、公知方法で行なう。一般的
な酵素反応は、R.Tsuguwa、F.Okumur
a、T.ItoによるAgric.Biol.Che
m.30,27(1966)に記載されている。D−α
−アミノ酸の製造は、欧州特許(EP−A)第0400
638(90 110 315.7)号明細書中に挙げ
られており、L−α−アミノ酸は、C.Syldat
k,V.Mackowiak,H.Hoeke,C.G
ross,G.Dombach及びF.Wagnerに
よりJ.Biotechnol.14,345(199
0)に記載されている。 イオン交換体は、ゲル状で、
固体として又は液状で又は可溶性形で存在していてよ
い。この場合、ゲル状−及び固体イオン交換体は、例え
ば固定床反応器中で使用することができ、液状もしくは
可溶性のイオン交換体は、大抵、例えば混合反応器中で
使用される。固定床反応器(例えばクロマトグラフィカ
ラム)と並んで、ゲル状又は固体のイオン交換体は、混
合反応器例えば流動層−、撹拌−及び膜−反応器中で使
用することもできる。
な酵素反応は、R.Tsuguwa、F.Okumur
a、T.ItoによるAgric.Biol.Che
m.30,27(1966)に記載されている。D−α
−アミノ酸の製造は、欧州特許(EP−A)第0400
638(90 110 315.7)号明細書中に挙げ
られており、L−α−アミノ酸は、C.Syldat
k,V.Mackowiak,H.Hoeke,C.G
ross,G.Dombach及びF.Wagnerに
よりJ.Biotechnol.14,345(199
0)に記載されている。 イオン交換体は、ゲル状で、
固体として又は液状で又は可溶性形で存在していてよ
い。この場合、ゲル状−及び固体イオン交換体は、例え
ば固定床反応器中で使用することができ、液状もしくは
可溶性のイオン交換体は、大抵、例えば混合反応器中で
使用される。固定床反応器(例えばクロマトグラフィカ
ラム)と並んで、ゲル状又は固体のイオン交換体は、混
合反応器例えば流動層−、撹拌−及び膜−反応器中で使
用することもできる。
【0014】この場合、6.0〜13.5有利に6.5
〜11のpH範囲で、アニオン交換体殊に強塩基性アニ
オン交換体を使用するのが好適であり、例えば、4級ア
ンモニウム基を有するもの又はホスホニウムをベースと
するものが特に良好な結果を示す。pHが低すぎると、
変換が行なわれず、高すぎるpHでは、ヒダントインは
イオン交換体の存在なしでもラセミ化する。この場合、
その低い経費に基づき、少なくとも部分的に有機的な、
有利に純粋に有機的な構造を有するイオン交換体が有利
である。
〜11のpH範囲で、アニオン交換体殊に強塩基性アニ
オン交換体を使用するのが好適であり、例えば、4級ア
ンモニウム基を有するもの又はホスホニウムをベースと
するものが特に良好な結果を示す。pHが低すぎると、
変換が行なわれず、高すぎるpHでは、ヒダントインは
イオン交換体の存在なしでもラセミ化する。この場合、
その低い経費に基づき、少なくとも部分的に有機的な、
有利に純粋に有機的な構造を有するイオン交換体が有利
である。
【0015】本発明により、ラセミ化すべきヒダントイ
ンを、緩衝液中で、イオン交換体と接触させることがで
き、これにより副反応を充分に避けることができること
が特に有利である。この緩衝液系を用いて、殊に、固体
イオン交換体の使用時に、場合によっては所望のpH値
に調節することができる。この際、緩衝液系を、引続く
例えばラセミ混合物の酵素的分解を同じ緩衝液系中で、
場合によってはpH値の変動下に実施することができる
ように選択する際に有利である。この場合、イオン交換
体を用いて連続的にラセミ化を実施するのが特に有利で
ある。それというのも、イオン交換体は再生する必要が
ないからである。このような連続的方法では、ラセミ化
すべきヒダントインを、有利に、緩衝液中で、イオン交
換体の充填されたカラムに連続的に導入し、この際、殊
に、反応が著るしく温度に依存する場合には、熱調節さ
れたカラムを使用するのが有利である。カラムの寸法及
びヒダントインの処理量即ち特定のヒダントイン濃度で
のこの系の流過速度は、溶液中でカラムを出るヒダント
インが実際に完全にラセミ化されるように相互に合わせ
るべきである。市販のイオン交換体では、大抵、約0〜
約100℃(温度範囲は水溶液で)有利に20〜70℃
の温度及び水もしくは緩衝液中のヒダントイン0.1〜
250g/l有利に0.2〜50g/lの濃度で、イオ
ン交換体1ml当り5分〜2時間の基質とイオン交換体
の接触時間を必要とする。
ンを、緩衝液中で、イオン交換体と接触させることがで
き、これにより副反応を充分に避けることができること
が特に有利である。この緩衝液系を用いて、殊に、固体
イオン交換体の使用時に、場合によっては所望のpH値
に調節することができる。この際、緩衝液系を、引続く
例えばラセミ混合物の酵素的分解を同じ緩衝液系中で、
場合によってはpH値の変動下に実施することができる
ように選択する際に有利である。この場合、イオン交換
体を用いて連続的にラセミ化を実施するのが特に有利で
ある。それというのも、イオン交換体は再生する必要が
ないからである。このような連続的方法では、ラセミ化
すべきヒダントインを、有利に、緩衝液中で、イオン交
換体の充填されたカラムに連続的に導入し、この際、殊
に、反応が著るしく温度に依存する場合には、熱調節さ
れたカラムを使用するのが有利である。カラムの寸法及
びヒダントインの処理量即ち特定のヒダントイン濃度で
のこの系の流過速度は、溶液中でカラムを出るヒダント
インが実際に完全にラセミ化されるように相互に合わせ
るべきである。市販のイオン交換体では、大抵、約0〜
約100℃(温度範囲は水溶液で)有利に20〜70℃
の温度及び水もしくは緩衝液中のヒダントイン0.1〜
250g/l有利に0.2〜50g/lの濃度で、イオ
ン交換体1ml当り5分〜2時間の基質とイオン交換体
の接触時間を必要とする。
【0016】この方法は、有利に典型的なクロマトグラ
フィ装置即ち、イオン交換体が充填されていて、その入
口に、有利に緩衝液中のラセミ化すべきヒダントインの
溶液が加えられるカラムを有する固定床反応器で実施さ
れる。このカラムの出口で、ヒダントインを直接収集す
るか又は制御測定装置例えば偏光計に通すことができ
る。
フィ装置即ち、イオン交換体が充填されていて、その入
口に、有利に緩衝液中のラセミ化すべきヒダントインの
溶液が加えられるカラムを有する固定床反応器で実施さ
れる。このカラムの出口で、ヒダントインを直接収集す
るか又は制御測定装置例えば偏光計に通すことができ
る。
【0017】本発明の方法は、その意外に簡単な実施性
で、特有の1種のイオン交換体を用いて、5−位に脂肪
族直鎖状の又は他の官能性及び/又は芳香族置換基を有
する多くの種々のヒダントインをラセミ化することがで
きる優れた利点を有する。溶液の交換の場合にのみ、イ
オン交換体を、予め緩衝液系で改めて平衡化すべきであ
り、大抵は、再生の必要がない。この際、本発明の方法
は、D−5−及びL−5−置換ヒダントインのラセミ化
のために一様に好適であるから、この方法は、D−及び
L−α−アミノ酸の製造時に使用することができる。好
適なパラメータ(緩衝液系、pH、イオン交換体、温
度、流過速度)の選択により、実際に使用された各々の
ヒダントインは完全にラセミ化されうる。
で、特有の1種のイオン交換体を用いて、5−位に脂肪
族直鎖状の又は他の官能性及び/又は芳香族置換基を有
する多くの種々のヒダントインをラセミ化することがで
きる優れた利点を有する。溶液の交換の場合にのみ、イ
オン交換体を、予め緩衝液系で改めて平衡化すべきであ
り、大抵は、再生の必要がない。この際、本発明の方法
は、D−5−及びL−5−置換ヒダントインのラセミ化
のために一様に好適であるから、この方法は、D−及び
L−α−アミノ酸の製造時に使用することができる。好
適なパラメータ(緩衝液系、pH、イオン交換体、温
度、流過速度)の選択により、実際に使用された各々の
ヒダントインは完全にラセミ化されうる。
【0018】緩衝液系は、好適には、0.005〜1.
0モル/lの濃度であり、有利に0.01〜0.1モル
/lの濃度である。好適な系は、例えばグリシン(Na
OH)、燐酸塩(K+,Na+)、トリス(HCl)(ト
リス(ヒドロキシメチル)−アミノメタンであり、特に
良好な変換率は、グリシン/NaOHで得られる。
0モル/lの濃度であり、有利に0.01〜0.1モル
/lの濃度である。好適な系は、例えばグリシン(Na
OH)、燐酸塩(K+,Na+)、トリス(HCl)(ト
リス(ヒドロキシメチル)−アミノメタンであり、特に
良好な変換率は、グリシン/NaOHで得られる。
【0019】原則的に、付加的な緩衝液系なしでも実施
でき、この際、場合によっては、酸(例えばHCl)又
は塩基(例えばNaOH)の添加により、pH値を直
接、ラセミ化すべきヒダントインに対して調節すること
ができる。ラセミ化すべきヒダントインと共に生じる随
伴物質も、緩衝液系中に包含されていてよい。
でき、この際、場合によっては、酸(例えばHCl)又
は塩基(例えばNaOH)の添加により、pH値を直
接、ラセミ化すべきヒダントインに対して調節すること
ができる。ラセミ化すべきヒダントインと共に生じる随
伴物質も、緩衝液系中に包含されていてよい。
【0020】機能化されていないゲル物質並びにカチオ
ン交換体は、触媒としては不適当であり(例えばセファ
クリルS−300、ゲル濾過媒体もしくはアンバーライ
トIR−122、強酸性カチオン交換体)、弱いイオン
交換体(例えばDEAE−タイプのもの、例えばDEA
E−セファローゼ)及び強く遮へいされた(液状の)ア
ニオン交換体(例えばテトラブチルアンモニウムヒドロ
ゲンスルフェート)は、限定的に好適である。それとい
うのも、これらは、比較可能な変換率を得るためには、
強いイオン交換体(例えば、Q−型のイオン交換体、例
えばPharmacia FreiburgのQ−セフ
ァロース又はアンバーライトIRA−410(疎水性ポ
リスチロールマトリックス))よりも著るしく大きいカ
ラム上の帯留時間を必要とするからである。
ン交換体は、触媒としては不適当であり(例えばセファ
クリルS−300、ゲル濾過媒体もしくはアンバーライ
トIR−122、強酸性カチオン交換体)、弱いイオン
交換体(例えばDEAE−タイプのもの、例えばDEA
E−セファローゼ)及び強く遮へいされた(液状の)ア
ニオン交換体(例えばテトラブチルアンモニウムヒドロ
ゲンスルフェート)は、限定的に好適である。それとい
うのも、これらは、比較可能な変換率を得るためには、
強いイオン交換体(例えば、Q−型のイオン交換体、例
えばPharmacia FreiburgのQ−セフ
ァロース又はアンバーライトIRA−410(疎水性ポ
リスチロールマトリックス))よりも著るしく大きいカ
ラム上の帯留時間を必要とするからである。
【0021】塩基性媒体中でラセミ化しようとする場合
には、ラセミ化速度は、pHに応じて上昇し、この際、
上のpH値はカラム材料及びヒダントインの安定性によ
り決められる。高められた温度もラセミ化速度を促進す
る。更に、ラセミ化速度は、使用緩衝液系のモル濃度及
び緩衝液の種類に依り影響される。
には、ラセミ化速度は、pHに応じて上昇し、この際、
上のpH値はカラム材料及びヒダントインの安定性によ
り決められる。高められた温度もラセミ化速度を促進す
る。更に、ラセミ化速度は、使用緩衝液系のモル濃度及
び緩衝液の種類に依り影響される。
【0022】本発明の方法を、添付図面及び実施例につ
き詳説する。
き詳説する。
【0023】図1は、本発明方法を実施するための装置
の系統図である。
の系統図である。
【0024】図2は、Q−セファロースを用いてのD−
5−インドリルメチルヒダントイン(D−5−IMH)
のラセミ化と流速との関係を示す図である。
5−インドリルメチルヒダントイン(D−5−IMH)
のラセミ化と流速との関係を示す図である。
【0025】図3は、アンバーライトIRA410を用
いてのD−5−IMHのラセミ化と流速との関係を示す
図である。
いてのD−5−IMHのラセミ化と流速との関係を示す
図である。
【0026】貯槽1中に、緩衝液系及びラセミ化すべき
ヒダントインの溶液2が存在する。ホースポンプ3は、
導管4を経て溶液2を吸引し、これを連結部5を通し
て、サーモスタット8と結合している熱制御ジャケット
7を有するカラム6にポンプで送る。このカラム6に
は、イオン交換体9が充填されている。カラム6の流出
口10に、流動偏光計11が連結されていて、その流出
口12は導管13を介して収集容器14に達しており、
この中にラセミ化されたヒダントインを有する溶液15
が集められる。
ヒダントインの溶液2が存在する。ホースポンプ3は、
導管4を経て溶液2を吸引し、これを連結部5を通し
て、サーモスタット8と結合している熱制御ジャケット
7を有するカラム6にポンプで送る。このカラム6に
は、イオン交換体9が充填されている。カラム6の流出
口10に、流動偏光計11が連結されていて、その流出
口12は導管13を介して収集容器14に達しており、
この中にラセミ化されたヒダントインを有する溶液15
が集められる。
【0027】貯槽1には連続的又は断続的に溶液2が装
入されうる。更なる制御のために、カラム6もしくは偏
光計11の後に、例えばHPLC−測定用の自動収集装
置も挿入接続されていてよい。生じる溶液15は、所望
の場合には、フラクション収集器中に集めるかもしくは
直接、更にラセミ分割を行なうことができる。
入されうる。更なる制御のために、カラム6もしくは偏
光計11の後に、例えばHPLC−測定用の自動収集装
置も挿入接続されていてよい。生じる溶液15は、所望
の場合には、フラクション収集器中に集めるかもしくは
直接、更にラセミ分割を行なうことができる。
【0028】次の例では、特にことわりのないかぎり、
カラム6としてファルマシア社(Pharmacia
Freiburg)の熱制御可能なカラムXK−16/
10を使用した。このカラムは、脱気されたアニオン交
換体Q−セファロース・ファースト・フロー(Q−Se
pharose fast flow,Pharmac
ia)約32mlを2.0ml/minの流速で装入
し、基質溶液の製造のために使用されるそれぞれの緩衝
液系(約200ml)で平衡化した。
カラム6としてファルマシア社(Pharmacia
Freiburg)の熱制御可能なカラムXK−16/
10を使用した。このカラムは、脱気されたアニオン交
換体Q−セファロース・ファースト・フロー(Q−Se
pharose fast flow,Pharmac
ia)約32mlを2.0ml/minの流速で装入
し、基質溶液の製造のために使用されるそれぞれの緩衝
液系(約200ml)で平衡化した。
【0029】変換率は、ラセミ化された使用ヒダントイ
ン−エナンチオマーの百分率であり、50%の変換率
は、3:1のエナンチオマー比に相当することを意味す
る。
ン−エナンチオマーの百分率であり、50%の変換率
は、3:1のエナンチオマー比に相当することを意味す
る。
【0030】
例1 基質溶液として、0.05Mグリシン−緩衝液(N
a+,pH8.5)1000ml中のL−5−インドリ
ルメチルヒダントイン0.2gの溶液を使用した。カラ
ムを37℃の温度にし、基質溶液を0.6ml/min
の流速でカラム上にポンプ送りした。このかつ全ての低
い流速で、ヒダントインは実際に完全にラセミ化された
(≧99%)。
a+,pH8.5)1000ml中のL−5−インドリ
ルメチルヒダントイン0.2gの溶液を使用した。カラ
ムを37℃の温度にし、基質溶液を0.6ml/min
の流速でカラム上にポンプ送りした。このかつ全ての低
い流速で、ヒダントインは実際に完全にラセミ化された
(≧99%)。
【0031】例2 Q−セファロース・ファースト・フローの代りに、DE
AE−セファロース・ファースト・フロー(Pharm
acia)を使用することで変更して例1と同様に操作
する。トリス/HCl−緩衝液(0.02M,pH8.
5)を用いてカラムを平衡化させた。0.1ml/mi
nの流速で、92%のラセミ化が測定された。
AE−セファロース・ファースト・フロー(Pharm
acia)を使用することで変更して例1と同様に操作
する。トリス/HCl−緩衝液(0.02M,pH8.
5)を用いてカラムを平衡化させた。0.1ml/mi
nの流速で、92%のラセミ化が測定された。
【0032】比較例1 DEAE−セファロース・ファースト・フローの代りに
セファクリル(Sephacryl)S−300(Ph
armacia)を使用したことで変更して、例2と同
様に操作した。所望の条件下で、ラセミ化は観察できな
かった。
セファクリル(Sephacryl)S−300(Ph
armacia)を使用したことで変更して、例2と同
様に操作した。所望の条件下で、ラセミ化は観察できな
かった。
【0033】例3 例1の記載と同様に、L−5−インドリルメチルヒダン
トインをラセミ化したが、この際、緩衝液及び基質溶液
には、燐酸塩緩衝液(0.05M,K+,pH6.5)
を用いた。1.2ml/minの流速で、6%のラセミ
化に達した。
トインをラセミ化したが、この際、緩衝液及び基質溶液
には、燐酸塩緩衝液(0.05M,K+,pH6.5)
を用いた。1.2ml/minの流速で、6%のラセミ
化に達した。
【0034】例4 pH7.5の燐酸塩−緩衝液(K+)を用いて例3を繰
り返した。0.6ml/minの流速で42%のラセミ
化に達した。
り返した。0.6ml/minの流速で42%のラセミ
化に達した。
【0035】例5 pH8.5の燐酸塩−緩衝液(K+)を用いて、例4を
繰り返した。緩衝液媒体の変更に依るだけで、変換率が
変り、所定の条件下で64%のラセミ化が得られた。
繰り返した。緩衝液媒体の変更に依るだけで、変換率が
変り、所定の条件下で64%のラセミ化が得られた。
【0036】例6 緩衝液及び基質溶液として、0.02Mトリス/HCl
−緩衝液(pH8.5)を使用して、例1もしくは例5
を変更した。ラセミ化の変換率は流速0.6ml/mi
nで66%であった。
−緩衝液(pH8.5)を使用して、例1もしくは例5
を変更した。ラセミ化の変換率は流速0.6ml/mi
nで66%であった。
【0037】例7 基質溶液として、燐酸塩−緩衝液1000ml中のD−
5−メチルチオエチルヒダントイン1.0gの溶液を使
用する変更をして、例5におけると同様に操作した。
0.3ml/minの流速で、66%の変換率で基質の
ラセミ化が起こった。
5−メチルチオエチルヒダントイン1.0gの溶液を使
用する変更をして、例5におけると同様に操作した。
0.3ml/minの流速で、66%の変換率で基質の
ラセミ化が起こった。
【0038】例8 緩衝液1000ml中のL−5−カルボキシエチルヒダ
ントイン1.0gの溶液を使用する変更をして、例6に
おけると同様に操作した。0.3ml/min以下の流
速で、基質の完全なラセミ化が起こった。
ントイン1.0gの溶液を使用する変更をして、例6に
おけると同様に操作した。0.3ml/min以下の流
速で、基質の完全なラセミ化が起こった。
【0039】例9 L−5−イソプロピルヒダントインを使用することによ
り例8の方法を変更した。10%のみのラセミ化が達成
された。
り例8の方法を変更した。10%のみのラセミ化が達成
された。
【0040】例10 カラム温度70℃で、他は同じ条件下に、例9を繰り返
した。この及び全ての高い温度で、基質の完全なラセミ
化が現われる。
した。この及び全ての高い温度で、基質の完全なラセミ
化が現われる。
【0041】例11 この例では、変換率と流速の関係を研究し、結果を図2
に図示した。これは、流速と変換率との間の直線関係を
示している。
に図示した。これは、流速と変換率との間の直線関係を
示している。
【0042】基質溶液として、0.05Mグリシン−緩
衝液(Na+,pH8.5)中のD−5−インドリルメ
チルヒダントイン0.2gの溶液を使用した。カラム
(Q−セファロース16ml)を37℃まで加温し、基
質溶液を6.5ml/minの流速でカラムにポンプ導
入した。この流速で、29.6%のラセミ化が達成され
た。2.8ml/min、1.25ml/minもしく
は0.4ml/minの流速で、60.8%、90.3
%もしくは約100%のラセミ化が達成された。
衝液(Na+,pH8.5)中のD−5−インドリルメ
チルヒダントイン0.2gの溶液を使用した。カラム
(Q−セファロース16ml)を37℃まで加温し、基
質溶液を6.5ml/minの流速でカラムにポンプ導
入した。この流速で、29.6%のラセミ化が達成され
た。2.8ml/min、1.25ml/minもしく
は0.4ml/minの流速で、60.8%、90.3
%もしくは約100%のラセミ化が達成された。
【0043】例12 この例では、工業用アニオン交換体の適合性を検査し
た。図3に示されているように、ここでも、流速とラセ
ミ化速度(変換率)との間には直線関係がある。カラム
材料(疎水性ポリスチロールマトリックス)は、平衡相
内で、まず前記の使用Q−セファロース(親水性セファ
ロースマトリックス)よりも明らかに多くのIMHを吸
着する。
た。図3に示されているように、ここでも、流速とラセ
ミ化速度(変換率)との間には直線関係がある。カラム
材料(疎水性ポリスチロールマトリックス)は、平衡相
内で、まず前記の使用Q−セファロース(親水性セファ
ロースマトリックス)よりも明らかに多くのIMHを吸
着する。
【0044】Q−セファロースの代りにアンバーライト
IRA−140(分析級、Serva,Heidelb
erg,Gelvolumen 5.3ml)を使用す
る変更を行なって、例11と同様に操作した。5.0m
l/minの流速で、29.7%のラセミ化が測定され
た。2.5ml/min、1.25ml/minもしく
は0.4ml/minの流速で、54.4%、79.4
%もしくは96%のラセミ化が達成された。
IRA−140(分析級、Serva,Heidelb
erg,Gelvolumen 5.3ml)を使用す
る変更を行なって、例11と同様に操作した。5.0m
l/minの流速で、29.7%のラセミ化が測定され
た。2.5ml/min、1.25ml/minもしく
は0.4ml/minの流速で、54.4%、79.4
%もしくは96%のラセミ化が達成された。
【0045】比較例2 8.5のpH値で、強酸性カチオン交換体アンバーライ
トIR−122分析級(ゲル容量16ml、Serv
a,Heidelberg)を用いると、3.0ml/
minでも0.3ml/minでもラセミ化は起こらな
い。この比較例は、アニオン交換体群がこの反応に必要
であることを示している。
トIR−122分析級(ゲル容量16ml、Serv
a,Heidelberg)を用いると、3.0ml/
minでも0.3ml/minでもラセミ化は起こらな
い。この比較例は、アニオン交換体群がこの反応に必要
であることを示している。
【0046】例13 3級もしくは4級のアンモニウム化合物の使用下に、液
状アニオン交換体に接してのD−5−IMHのラセミ化
を試験する。
状アニオン交換体に接してのD−5−IMHのラセミ化
を試験する。
【0047】37℃に加温した偏光計キュベット(容量
5ml)中で、D−5−IMHのラセミ化をオンライン
で追跡する。基質溶液(0.005Mグリシン−緩衝液
(Na+,pH8.5)中のD−5−IMH0.2g)
4mlに蒸溜水(盲検バッチ)もしくは3級アンモニウ
ム化合物(2)又は4級アンモニウム化合物(3.4)
(二重バッチ)1ml(これらはNaOHで同様にpH
8.5に調節した)を加えた。ラセミ化を少なくとも2
4時間にわたり行なった。添加物として次のものを試験
した: 1. 蒸溜水(盲検バッチ) 2. トリエタノールアミン(0.5M) 3. ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド
(0.05M)(セチルトリメチルアンモニウムブロミ
ド) 4. テトラブチルアンモニウムヒドロゲンスルフェー
ト(0.5M) トリエタノールアミン(1.2%/h)は、盲検値
(1.2%/h)より早くは変換作用せず、テトラブチ
ルアンモニウムヒドロゲンスルフェートは僅かに早く
(1.8%/h)変換作用をしたが、ヘキサデシルトリ
メチルアンモニウムブロミドは、残りの物質の1/10
の濃度でより迅速なラセミ化(4.3%/h)を示して
いる。
5ml)中で、D−5−IMHのラセミ化をオンライン
で追跡する。基質溶液(0.005Mグリシン−緩衝液
(Na+,pH8.5)中のD−5−IMH0.2g)
4mlに蒸溜水(盲検バッチ)もしくは3級アンモニウ
ム化合物(2)又は4級アンモニウム化合物(3.4)
(二重バッチ)1ml(これらはNaOHで同様にpH
8.5に調節した)を加えた。ラセミ化を少なくとも2
4時間にわたり行なった。添加物として次のものを試験
した: 1. 蒸溜水(盲検バッチ) 2. トリエタノールアミン(0.5M) 3. ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド
(0.05M)(セチルトリメチルアンモニウムブロミ
ド) 4. テトラブチルアンモニウムヒドロゲンスルフェー
ト(0.5M) トリエタノールアミン(1.2%/h)は、盲検値
(1.2%/h)より早くは変換作用せず、テトラブチ
ルアンモニウムヒドロゲンスルフェートは僅かに早く
(1.8%/h)変換作用をしたが、ヘキサデシルトリ
メチルアンモニウムブロミドは、残りの物質の1/10
の濃度でより迅速なラセミ化(4.3%/h)を示して
いる。
【0048】2種の4級アンモニウム化合物(ヘキサデ
シルトリメチルアンモニウムブロミド及びテトラブチル
アンモニウムヒドロゲンスルフェート)の間のちがい
は、おそらく、対照的化合物中の正の電荷のより強い遮
へいで説明できる。
シルトリメチルアンモニウムブロミド及びテトラブチル
アンモニウムヒドロゲンスルフェート)の間のちがい
は、おそらく、対照的化合物中の正の電荷のより強い遮
へいで説明できる。
【図1】本発明の方法を実施する装置の系統図。
【図2】Q−セファロースを用いる場合のD−5−イン
ドリルメチルヒダントイン(D−5−IMH)のラセミ
化と流速との関係を示す図。
ドリルメチルヒダントイン(D−5−IMH)のラセミ
化と流速との関係を示す図。
【図3】アンバーライトIRA410を用いる場合の、
D−5−IMHのラセミ化と流速との関係を示す図。
D−5−IMHのラセミ化と流速との関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルクス ピーチュ ドイツ連邦共和国 ブラウンシュヴァイヒ ヴァグマー シュトラーセ 59
Claims (10)
- 【請求項1】 ラセミ化すべきヒダントインを、溶剤
中、6〜13.5の範囲のpH値で、アニオン交換体と
接触させることを特徴とする、5−モノ置換ヒダントイ
ンをラセミ化する方法。 - 【請求項2】 有機アニオン交換体を使用する、請求項
1記載の方法。 - 【請求項3】 4級アンモニウム基を有するか又はDE
AE−型のイオン交換体を使用する、請求項2記載の方
法。 - 【請求項4】 変換温度は、0〜100℃の範囲内に存
在する、請求項1から3までのいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 溶剤は緩衝剤系を含有する、請求項1か
ら4までのいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 方法をグリシン−緩衝剤中で実施する、
請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 ラセミ化すべきヒダントインを、0.1
〜250g/lの濃度で使用する、請求項1から6まで
のいずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 ラセミ化されたヒダントインのエナンチ
オマーを、酵素により分割して、エナンチオマー純粋な
L−又はD−アミノ酸にする、請求項1から7までのい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 酵素による分割を、遊離の又は細胞結合
した酵素を用いて実施する、請求項8記載の方法。 - 【請求項10】1. 入口及び出口を有し、アニオン交
換体が充填されているカラム 2. このカラムに溶液中に存在するラセミ化すべきヒ
ダントインを供給するための装置及び 3. 排液口からカラムを出るラセミ化されて、溶液中
に存在するヒダントインを受容する装置 を備えていることを特徴とする、5−モノ置換ヒダント
インをラセミ化する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4137581A DE4137581A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Verfahren zur chemischen racemisierung von 5-monosubstituierten hydantoinen, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und verwendung der hydantoine |
| DE4137581.5 | 1991-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05201992A true JPH05201992A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=6444869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4301996A Pending JPH05201992A (ja) | 1991-11-15 | 1992-11-12 | 5−モノ置換ヒダントインの化学的ラセミ化法及びこの方法を実施する装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5449786A (ja) |
| EP (1) | EP0542098B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05201992A (ja) |
| AT (1) | ATE202091T1 (ja) |
| DE (2) | DE4137581A1 (ja) |
| DK (1) | DK0542098T3 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10050124A1 (de) | 2000-10-11 | 2002-04-25 | Degussa | Verwendung der Acetylaminosäureracemase aus Amycolatopsis orientalis Racemisierung von Carbamoylaminosäuren |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6025972A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-08 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | ヒダントイン類の製造方法 |
| HU204026B (en) * | 1984-03-12 | 1991-11-28 | Alkaloida Vegyeszeti Gyar | Process for producing di-beta-substituted phenylamino acids |
| JPS60202867A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Mitsui Toatsu Chem Inc | ヒダントインの精製方法 |
| AU7166991A (en) * | 1989-11-17 | 1991-06-26 | Schering Corporation | Process for racemization of optically active arylethanolamines |
-
1991
- 1991-11-15 DE DE4137581A patent/DE4137581A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-11-03 EP EP92118795A patent/EP0542098B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-03 AT AT92118795T patent/ATE202091T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-11-03 DE DE59209904T patent/DE59209904D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-03 DK DK92118795T patent/DK0542098T3/da active
- 1992-11-12 JP JP4301996A patent/JPH05201992A/ja active Pending
- 1992-11-16 US US07/975,170 patent/US5449786A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4137581A1 (de) | 1993-05-19 |
| US5449786A (en) | 1995-09-12 |
| ATE202091T1 (de) | 2001-06-15 |
| DE59209904D1 (de) | 2001-07-19 |
| EP0542098A1 (de) | 1993-05-19 |
| DK0542098T3 (da) | 2001-07-23 |
| EP0542098B1 (de) | 2001-06-13 |
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