JPH0570622B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フエニルピルビン酸からフエニルア
ラニンを製造する方法に関する。更に詳しくは、
本発明は、還元触媒を用いてフエニルピルビン酸
を、アンモニア供給物質と水素の存在下にアルコ
ール系溶媒中で反応させてフエニルアラニンを製
造する方法に関するものである。

フエニルアラニンは、食品添加物や、医薬品等
製造の原料として使用される工業的に有用な物質
である。

フエニルアラニンは、醗酵法では合成しにくい
アミノ酸の一つであり、専ら化学的な合成法によ
り製造されている。

代表的な製造方法としては、ベンズアルデヒド
やフエニルアセトアルヒドを原料とするエルレン
マイヤー法やスレレツカー法などを利用する合成
法〔参考文献、例えば、金子・泉・千畑・伊藤編
「アミノ酸工業−合成と利用〕講談社、1973〕、フ
エニルアセトアルデヒド、塩化ベンジルあるいは
スチレンオキシドを原料とするコバルトカルボニ
ル触媒を用いるアミドカルボニル化反応による合
成法〔特公昭48−17259号、特公昭55−21737号、
特開昭58−85845号〕等が知られているが、いず
れも反応段数が多い、シアン化合物を用いる、原
料が高価である、高圧の一酸化炭素が使用できる
高圧反応装置を必要とするなどの欠点を有するも
のである。

またフエニルピルビン酸を還元的にアミノ化し
てフエニルアラニンを製造する方法は古くから知
られた方法「新実験化学講座14巻（）、
P1678；同15巻（）、P368〕であり、パラジウ
ム、ニツケル、鉄、コバルト等の触媒の存在下、
廉価な反応試剤を用い、一段でフエニルアラニン
を合成できる利点があるにもかかわらず、いずれ
の場合にも収率が60％程度と低く、また多量の触
媒を用いなければならない等の欠点を有するため
に工業的には実施されていない。

本発明者らは、フエニルピルビン酸の還元的ア
ミノ化によるフエニルアラニンの製造法について
公知技術の欠点を克服すべく鋭意検討した結果、
反応系中に存在する水の量制限することによつて
反応が極めて円滑に進行することを見い出し、本
発明を完成するに至つた。

即ち、本発明は、フエニルピルビン酸を、アン
モニア供給物質と水素の存在下、還元触媒を用い
て、アルコール系溶媒中で反応させフエニルアラ
ニンを製造するに当り、反応開始時の溶媒中での
水の量を30容量％以下とすることを特徴とする、
フエニルアラニンの製造方法である。

本発明の方法の反応は、低圧簡易型反応器中あ
るいは慣用のフラスコ中で行うことができる。反
応は０℃から150℃で進行するが、原料の安定性
及び経済性等の点で室温から100℃の温度で行う
ことが好ましい。本反応における水素圧は特に制
限されるものではないが、通常の反応器中で実施
できる10気圧程度までの低圧下でも反応を行うこ
とができる。

本発明の反応においては、水の使用量は反応開
始時での溶媒中における水の量が30容量％以下と
することが必要である。これ以上の量では充分な
アンモニアの濃度を確保する必要上から多量のア
ンモニア供給物質を使用する必要があるととも
に、多量の水の使用は、フエニルピルビン酸とア
ンモニアとの脱水反応によるα−イミノカルボン
酸の生成が抑制され、反応が円滑に進行しない傾
向にある（比較例１参照）。

本反応においては、水が反応開始時に溶媒中に
存在しない場合でも反応は充分に進行するが、溶
媒中にある程度のアンモニア濃度を確保する意味
で少量の水の存在が好ましい。特に好ましい水の
量は５乃至20容量％である。

アンモニア供給物質としては、アンモニアガス
や液体アンモニアの他に水酸化アンモニアの如
く、系内でアンモニアを発生させるものであれば
使用することができる。

アンモニアの供給量は、水の使用量とも関係す
るが、特に限定するものではなく、多く用いれば
それだけ反応は促進される傾向にあるものの、前
述した本発明の要件の一つ、即ち反応開始時での
溶媒中における水の量が30容量％以下においては
多量のアンモニアを供給する必要はなく、フエニ
ルピルビン酸に対して１乃至15モル倍量を用いれ
ば反応は円滑に進行する。

本発明の反応は、還元触媒の存在下に行うこと
が必要である。還元触媒としては、通常の接触水
素添加触媒を用いることができる。例えば、パラ
ジウム付活性炭、パラジウム付硫酸バリウム、パ
ラジウムブラツク、パラジウムアスベスト、パラ
ジウム−シリカゲル、コロイドパラジウム等のパ
ラジウム系触媒、酸化白金、白金付活性炭、白金
ブラツク、白金石綿、コロイド白金等の白金系触
媒、ラネ−ニツケル、還元ニツケル、ニツケル−
ケイソウ土、白金付ラネ−ニツケイ等のニツケル
系触媒、還元コバルト、ラネ−コバルト、コバル
トカルボニル等のコバルト系触媒、あるいは硫酸
鉄のような鉄系触媒を挙げることができるが、活
性が高い、安価である、回収が容易である等の点
で、パラジウム系の触媒を使用するのが好まし
い。

触媒の使用量は金属換算でフエニルピルビン酸
に対して0.01乃至20モル％の範囲から選択するこ
とができる。使用した触媒は容易に回収すること
ができ、また再使用することも可能である。

本発明の反応は、アルコール系溶媒中で行うも
のである。使用できるアルコールとしては、例え
ば、メタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、プロパノール、ブタノール、オクタノール等
の低級アルコールを挙げることができるが、安価
に入手でき、フエニルピルビン酸を充分溶解しう
ること、水の存在下に反応を行う場合には水と充
分混合し、反応が円滑に進行する等の点でメタノ
ール又はエタノールを用いることが好ましい。

本発明によれば、従来技術では高々50数％程度
であつたフエニルアラニンの収率を90％程度にま
で高めることができる。

本発明の方法でフエニルアラニンの収率をこの
ように高くすることができる理由は必ずしも明ら
かではないが、本発明では生成するフエニルアラ
ニンが結晶となつて析出し、反応系外へでるので
反応がより容易に進行し、収率が向上するものと
推定される。また生成するフエニルアラニンが結
晶として析出することから、これを別し、必要
に応じて触媒と分離することによつて高純度のフ
エニルアラニンを極めて容易に回収することがで
きる。

以下、比較例と対比して実施例により本発明を
更に詳細に説明する。

実施例 １ 電磁回転攪拌機を装備した内容積200mlのガラ
ス製オートクレーブにフエニルピルビン酸（2.05
ｇ、12.5ミリモル）、29％アンモニア水（6.5ml）、
エタノール（35ml）及び10％パラジウム付活性炭
（133mg、1.0モル％）を仕込み、５気圧の水素圧
下、50℃で３時間攪拌した。この際、反応開始時
の水の量は12.5容量％であつた。アンモニアの量
は基質に対して約3.9モル倍であつた。反応終了
後、反応容器を室温まで冷却し、少量の水とアル
コールを加え、析出した遊離のフエニルアラニン
を溶解させた。過により触媒を分離し、得られ
た淡黄色透明溶液から減圧下に溶媒を留去した。
得られた固体にアルコールを加え、遊離したフエ
ニルアラニンの白色固体（1.78ｇ）を過により
単離した。フエニルアラニンの収率は90％であつ
た。

実施例 ２ 電磁回転攪拌機を装備した内容積200mlのガラ
ス製オートクレーブにフエニルピルビン酸（1.85
ｇ、11.3ミリモル）、29％アンモニア水（6.5ml）、
メタノール（35ml）及び10％パラジウム付活性炭
（133mg、1.1モル％）を仕込み、５気圧の水素圧
下、50℃で５時間攪拌した。この際、反応開始時
の水の量は12.5容量％であつた。アンモニアの量
は基質に対して約4.3モル倍であつた。反応終了
後、反応容器を室温まで冷却し、少量の水とアル
コールを加え、わずかに析出した遊離のフエニル
アラニンを溶解させた。過により触媒を分離
し、得られた淡黄色透明溶液から減圧下に溶媒を
留去した。得られた固体にアルコールを加え、遊
離したフエニルアラニンの白色固体（1.62ｇ）を
過により単離した。フエニルアラニンの収率は
78％であつた。

実施例 ３ 電磁回転攪拌機を装備した内容積200mlのフラ
スコにフエニルピルビン酸（2.05ｇ、12.5ミリモ
ル）、29％アンモニア水（13.0ml）、エタノール
（35ml）及び10％パラジウム付活性炭（133mg、
1.0モル％）を仕込み、１気圧の水素雰囲気下、
50℃で５時間攪拌した。この際、反応開始時の水
の量は22.2容量％であつた。アンモニアの量は基
質に対して約7.7モル倍であつた。反応終了後、
反応容器を室温まで冷却し、少量の水とアルコー
ルを加え、わずかに析出した遊離のフエニルアラ
ニンを溶解させた。過により触媒を分離し、得
られた淡黄色透明溶液から減圧下に溶媒を留去し
た。得られた固体にアルコールを加え、遊離した
フエニルアラニンの白色固体（1.69ｇ）を過に
より単離した。フエニルアラニンの収率は82％で
あつた。

実施例 ４ 電磁回転攪拌機を装備した内容積200mlのフラ
スコにフエニルピルビン酸（1.85ｇ、11.3ミリモ
ル）、29％アンモニア水（6.5ml）、メタノール
（35ml）及び10％パラジウム付活性炭（133mg、
1.1モル％）を仕込み、１気圧の水素雰囲気下、
50℃で５時間攪拌した。この際反応開始時の水の
量は12.5容量％であつた。アンモニアの量は基質
に対して約4.3モル倍であつた。反応終了後、反
応容器を室温まで冷却し、少量の水とアルコール
を加え、析出した遊離のフエニルアラニンを溶解
させた。過により触媒を分離し得られた淡黄色
透明溶液から減圧下に溶媒を留去した。得られた
固体にアルコールを加え、遊離したフエニルアラ
ニンの白色固体（1.62ｇ）を過により単離し
た。

フエニルアラニンの収率は87％であつた。

実施例 ５ 電磁回転攪拌機を装備した内容積200mlのフラ
スコにフエニルピルビン酸（1.85ｇ、11.3ミリモ
ル）、29％アンモニア水（13.0ml）、イソプロピル
アルコール（35ml）及び10％パラジウム付活性炭
（133mg、1.1モル％）を仕込み、１気圧の水素雰
囲気下、50℃で10時間攪拌した。この際反応開始
時の水の量は22.2容量％であつた。アンモニアの
量は基質に対して約8.6モル倍であつた。反応終
了後、反応容器を室温まで冷却し、少量の水とア
ルコールを加え、析出した遊離のフエニルアラニ
ンを溶解させた。過により触媒を分離し、得ら
れた淡黄色透明溶液から減圧下に溶媒を留去し
た。得られた固体にアルコールを加え、遊離した
フエニルアラニンの白色固体（1.39ｇ）を過に
より単離した。

フエニルアラニンの収率は74％であつた。

実施例 ６ 電磁回転攪拌機を装備した内容積200mlのフラ
スコにフエニルピルビン酸（2.05ｇ、12.5ミリモ
ル）、エタノール（35ml）10％パラジウム付活性
炭（133mg、1.0モル％）を仕込み、アンモニアガ
ス（全量２）を吸収させながら１気圧の水素雰
囲気下、50℃で５時間攪拌した。この際反応開始
時に溶媒中には水は存在しない。アンモニアの全
量は基質に対して約6.5モル倍であつた。反応終
了後、反応容器を室温まで冷却し、少量の水とア
ルコールを加え、析出した遊離のフエニルアラニ
ンを溶解させた。過により触媒を分離し、得ら
れた淡黄色透明溶液から減圧下に溶媒を留去し
た。得られた固体にアルコールを加え、遊離した
フエニルアラニンの白色固体（1.55ｇ）を過に
より単離した。

フエニルアラニンの収率は75％であつた。

実施例 ７ 内容積50mlのオートクレーブにフエニルピルビ
ン酸（1.64ｇ、10.0ミリモル）、メタノール（10
ml）及び10％パラジウム付活性炭（420mg、3.9ミ
リモル）を仕込み、次いで−78℃に冷却した後、
液体アンモニア（1.0ml）を加えて10気圧の水素
圧下、室温で72時間反応させた。この際反応開始
時に溶媒中には水は存在しない。反応終了後、少
量の水とアルコールを加え、わずかに析出した遊
離のフエニルアラニンを溶解させた。過により
触媒を分離し、得られた淡黄色透明溶液から減圧
下に溶媒を留去した。得られた固体にアルコール
を加え、遊離したフエニルアラニンの白色固体
（1.40ｇ）を過により単離した。

フエニルアラニンの収率は85％であつた。

実施例 ８ 内容積50mlのオートクレーブにフエニルピルビ
ン酸（0.16ｇ、1.0ミリモル）、メタノール（1.0
ml）、29％アンモニア水（0.3ml）及び10％パラジ
ウムブラツク（32mg）を仕込み、５気圧の水素圧
下、50℃で3.5時間攪拌した。この際反応開始時
の水の量は18.7容量％であつた。反応終了後、室
温まで冷却し、少量の水とアルコールを加え、わ
ずかに析出したフエニルアラニンを溶解させた。
過により触媒を分離し、得られた淡黄色透明溶
液から減圧下に溶媒を留去した。得られた固体に
アルコールを加え、遊離したフエニルアラニンの
白色固体（0.165ｇ）を過により単離した。

フエニルアラニンの収率はほぼ定量的であつ
た。

実施例 ９ 電磁回転攪拌機を装備した内容積200mlのガラ
ス製オートクレーブにフエニルピルビン酸（2.05
ｇ、12.5ミリモル）、29％アンモニア水（3.5ml）、
メタノール（35ml）及び10％パラジウム付活性炭
（133mg、1.0モル％）を仕込み、５気圧の水素圧
下、50℃で５時間攪拌した。この際反応開始時の
水の量は7.2容量％であつた。アンモニアの量は
基質に対して約2.1モル倍であつた。反応終了後、
反応容器を室温まで冷却し、析出した遊離のフエ
ニルアラニンを触媒とともに別した。得られた
固体に含水アルコールを加え、フエニルアラニン
を溶解し、過により触媒をほぼ定量的に回収し
た。液から溶媒を減圧下に留去することによ
り、フエニルアラニンの（1.46ｇ）を白色結晶と
して単離した。

析出したフエニルアラニンを分離したあとの反
応母液から溶媒を減圧下に留去し、得られた固体
にアルコールを加え、遊離したフエニルアラニン
（0.36ｇ）を白色結晶として単離した。

フエニルアラニンの全収率は88％であつた。

比較例 １ 電磁回転攪拌機を装備した内容積200mlのフラ
スコにフエニルピルビン酸（2.05ｇ、12.5ミリモ
ル）、エタノール（17.5ml）、水（17.5ml）及び10
％パラジウム付活性炭（133mg、1.0モル％）を仕
込み、アンモニアガス（全量２）を吸収させな
がら１気圧の水素雰囲気下、50℃で５時間攪拌し
た。この際反応開始時の水の量は50容量％であつ
た。アンモニアの全量は基質に対して約6.5モル
倍であつた。反応終了後、反応容器を室温まで冷
却し、少量の水とアルコールを加え、析出した遊
離のフエニルアラニンを溶解させた。過により
触媒を分離し、得られた淡黄色透明溶液から減圧
下に溶媒を留去した。得られた固体にアルコール
を加え、遊離したフエニルアラニンの白色固体
（0.823ｇ）を過により単離した。フエニルアラ
ニンの収率は40％であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フエニルピルビン酸を、アンモニア供給物質
   及び水素の存在下、還元触媒を用いて、アルコー
   ル系溶媒中で反応させフエニルアラニンを製造す
   るに当り、反応開始時の溶媒中での水の量を30容
   量％以下とすることを特徴とする、フエニルアラ
   ニンの製造方法。 ２ アンモニア供給物質がアンモニア水である特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ アンモニア供給物質がアンモニアガスあるい
   は液体アンモニアである特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ４ 還元触媒がパラジウム付活性炭又はパラジウ
   ムブラツクである特許請求の範囲第１項乃至第３
   項のいずれかの項に記載の方法。 ５ 反応開始時の溶媒中での水の量が５乃至20容
   量％である特許請求の範囲第１項乃至第４項のい
   ずれかの項に記載の方法。