JPH07116228B2

JPH07116228B2 - α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フエニルアラニンメチルエステルの製造法

Info

Publication number: JPH07116228B2
Application number: JP61305329A
Authority: JP
Inventors: 隆一三田; 敏雄加藤; 長二郎樋口; 剛大浦; 彰宏山口
Original assignee: 三井東圧化学株式会社
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPS63159363A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニ
ンメチルエステル（以下、α−APMと略記する）の改良
された製造法に関する。

さらに詳しくは、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニル
アラニンを塩酸とメタノールから成る媒体系でエステル
化し、生成した固体状のα−APM塩酸塩を固液分離し、
その後、この塩酸塩を中和してα−APMを製造する方法
の著しく改良された方法に関する。

本発明の方法で得られるα−APMは良質の甘味剤を有
し、人工甘味剤として有用な物質であり、近年その需要
は大きいものがある。

（従来の技術） α−APMの製造法に関しては、既に数多くの方法が開示
されているが製造プロセス面からＮ−保護−Ｌ−アスパ
ラギン酸無水物を利用する方法が一般的である。とく
に、Ｌ−アスパラギン酸をギ酸および無水酢酸と反応さ
せることにより１工程で製造可能なＮ−ホルミル−Ｌ−
アスパラギン酸無水物を利用する方法は、原料が容易に
且つ安価に製造でき、その上工程も比較的簡略化される
ことから現状の技術レベルでは工業的製法として適した
方法であると考えられる。

このＮ−ホルミル−Ｌ−アスパラギン酸無水物を用いる
α−APM製造法は、そのほとんどが特開昭46-1350号など
に代表されるように、もう一方の反応原料としてＬ−フ
ェニルアラニンメチルエステルを用いる方法で、Ｎ−ホ
ルミル−α−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンメチ
ルエステルを中間体として製造した後、保護基のホルミ
ル基を脱離させてα−APMとする技術である。

そしてＮ−ホルミル−Ｌ−アスパラギン酸無水物とＬ−
フェニルアラニンメチルエステルとの縮合方法、異性体
の抑制方法に関する技術およびホルミル基の脱離方法に
関する技術を中心に色々の方法が提案されている。しか
しながら、このＬ−フェニルアラニンメチルエステルを
一方の反応原料として用いる方法は、Ｌ−フェニルアラ
ニンをエステル化してＬ−フェニルアラニンメチルエス
テルとし、さらにＮ−ホルミル−Ｌ−アスパルギン酸無
水物との縮合反応につなげるまでの工程が繁雑になる。
その上、本発明者らの知見によればＬ−フェニルアラニ
ンメチルエステルが遊離の形態では、溶液中２分子縮合
し、かつ環化して下式構造のジケトピペラジン化合物に変化し易い性質を有してい
ることがわかった。このことは、工業的には収率の低下
やα−APMの品質劣化等種々のトラブルを誘起する原因
になるものである。

したがって、Ｎ−ホルミル−Ｌ−アスパラギン酸無水物
を利用するα−APMの製造法としては、Ｌ−フェニルア
ラニンメチルエステルを使用せずに効率良く製造できる
方法がより好ましい方法と考えられる。

Ｌ−フェニルアラニンメチルエステルを使用しないα−
APMの製造法として、Ｎ−ホルミル−Ｌ−アスパラギン
酸無水物を酢酸中、Ｌ−フェニルアラニンと直接縮合さ
せてＮ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニ
ルアラニンを製造し、ついでホルミル基を除去してα−
Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンとしたのち、
このα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンをメ
タノール中、塩化水素の存在下にエステル化してα−AP
Mを製造する方法（特公昭55-26133号）、及びこのエス
テル化の改良方法としてα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニンまたはＮ−ホルミル−α−Ｌ−アスパル
チル−Ｌ−フェニルアラニンからその場で生成するα−
Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンを塩化水素、
メタノールおよび水から成る媒体と接触させてエステル
化反応を行い、生成したα−APMを固体状の塩酸塩とし
て析出させて製造する方法（特公昭60-50200号）が開示
されている。しかしながら、前者の方法では２つのカル
ボン酸基のエステル化反応に選択性が低く、目的のα−
APMの他にβ−カルボン酸基がエステル化されたα−Ｌ
−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン−β−メチルエ
ステルや、ジエステル化されたα−Ｌ−アスパルチル−
Ｌ−フェニルアラニンジメチルエステルが多量に副生
し、その為にα−APMの選択率ならびに収率が低いとい
う欠点がある。これに対して後者の方法は生成したα−
APMが反応の進行に伴い難溶性の塩酸塩として反応系外
に徐々に析出してくるので、比較的好収率でα−APMを
製造しうる方法である。原料の安定性、プロセスの簡便
さ、ならびにα−APMの分離・精製が比較的容易である
点などから考えると、現状のα−APM製造技術のレベル
においては工業的プロセスになりうる技術の一つである
と考えられる。しかしながら、この方法は反応時間が著
しく長いのが難点である。

この特公昭に記載の実施例の中、Ｎ−ホルミル−α−Ｌ
−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンからその場で生
成するα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンを
用いての例において、反応時間は数日間と長時間を要し
ており、また収率でも反応後単離されたα−APM塩酸塩
を中和して得られる遊離α−APM段階での収率が、およ
そ50〜60％であり、必ずしも満足しうるものではない。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の課題は、工業的な製造条件で、好収率でα−AP
Mを製造しうる方法を提供することである。

（問題点を解決する為の手段）本発明者らは前記したようなα−APM製造技術の現状を
踏まえ、また溶液中での安定性に問題のあるＬ−フェニ
ルアラニンメチルエステルを用いずに製造できるα−Ｌ
−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンをメチルエステ
ル化する方法で、さらに効率良くα−APMを製造する方
法を鋭意検討した。とくにα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−
フェニルアラニンを塩酸とメタノールの媒体中にてエス
テル化してさらに高収率に、そして反応時間も短縮しう
る方法を鋭意検討した結果、反応系に塩化マグネシウム
をある濃度で共存させた場合には、無添加の場合に比較
してAPL生成速度を顕著に速めることが可能で、同一の
反応時間では一段と高いα−APM収率が得られることを
見出した。

塩化マグネシウム以外の無機塩類についても種々検討し
たが、このような効果は塩化マグネシウム以外の無機塩
ではほとんど認められず、塩化マグネシウムに特有の効
果であることがわかった。

図−１は、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニ
ンを25％塩酸（3.7モル比）とメタノール（3.75モル
比）とから成る媒体中、20〜25℃でエステル化反応を行
った際に種々の無機塩添加の有無条件下に経時的α−AP
Mの生成率を追跡した結果である。図−１に示されるよ
うに塩酸とメタノールの媒体系のみの場合には反応を３
日間行ってもα−APM生成率は原料のα−Ｌ−アスパル
チル−Ｌ−フェニルアラニンに対しておよそ73モル％で
あるが、塩化マグネシウムをα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ
−フェニルアラニンに対して0.41モル％比添加して反応
させた場合には反応２日後で、78モル％となり、３日後
には82モル％まで達する。また塩化マグネシウムの代わ
りに塩化ナトリウムまたは硫酸マグネシウムを添加して
反応を行った場合はAPL生成速度は無添加の場合とほと
んど同じである。

本発明はこのような知見に基づいて成されたものであ
り、塩化マグネシウムの上記したような効果は従来知ら
れていない。

本発明は、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニ
ンを塩酸およびメタノールから成る媒体中でエステル化
し、生成した固体状のα−APM塩酸塩を固液分離し、こ
の塩酸塩を中和してα−APMを製造する方法において、
エステル化反応を塩化マグネシウムの存在下に行うこと
を特徴とするα−APMの製造法である。

そして、更には原料のα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェ
ニルアラニンとしては、Ｎ−ホルミル−α−Ｌ−アスパ
ルチル−Ｌ−フェニルアラニンからその場で生成するα
−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンに本発明の
方法が適用でき、これらの方法も併せて提供するもので
ある。

本発明の方法においては、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−
フェニルアラニンが原料として使用される。このα−Ｌ
−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンは必ずしも単離
されたものである必要はなく、Ｎ−ホルミル−α−Ｌ−
アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンを塩酸中、または
塩酸とメタノールとの媒体中、高められた温度で処理し
てホルミル基を除去することによってその場で生成され
るものでも良い。

原料の一つであるＮ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチル
−Ｌ−フェニルアラニンはＮ−ホルミル−Ｌ−アスパラ
ギン酸無水物とＬ−フェニルアラニンを縮合させること
によって製造できる。とくに水溶媒中で縮合させる特開
昭61-143397号の方法で効率良く製造できる。またα−
Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンはＮ−ホルミ
ル−α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンを水
性媒体中、酸と接触させる等の公知のホルミル基除去方
法を利用しても製造できる。これらの原料化合物はＮ−
ホルミル−Ｌ−アスパラギン酸無水物とＬ−フェニルア
ラニンを縮合させる際に副生するβ−異性体、即ち、Ｎ
−ホルミル−β−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラ
ニンや原料由来のＮ−ホルミル−Ｌ−アスパラギン酸ま
たはＬ−フェニルアラニンが越ち込されるなら、本発明
の方法に影響しない範囲で混入していても何ら問題な
く、特にβ−異性体は、およそ30重量％程度までは本発
明の方法においてα−APM塩酸塩の析出を極端に妨害し
ないばかりか、このβ−異性体由来の化合物の析出も起
こらず、反応を通して得られるα−APM塩酸塩の品質を
低下させるものではない。

本発明の方法において、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニンのエステル化反応は塩酸とメタノールと
から成る媒体中、塩化マグネシウムの存在下に実施され
る。

媒体の塩酸ならびにメタノールはそれぞれ原料のα−Ｌ
−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンに対して１当量
以上使用され、とくに、塩酸については1.1当量以上用
いるのがα−APM塩酸塩収率の点で好ましい。使用する
塩酸の濃度は５〜33重量％、好適には10〜30重量％の範
囲であり、またメタノールは媒体中のメタノール／H₂O
（重量比）で0.03〜0.40、このましくは、0.04〜0.35の
範囲である。塩酸およびメタノールがこれらの範囲外で
あると、α−APM生成速度が著しく緩慢になったり、ま
た生成したα−APMの溶解度が高くなり、その為、α−A
PM塩酸塩が析出し難くなったりして好ましくない。

本発明の方法において、塩酸とメタノールから成る媒体
中に共存させる塩化マグネシウムは、前記媒体中におい
て溶解状態で効果を表すものであり、媒体中の塩化マグ
ネシウム濃度が低すぎるとその効果はほとんどなく、ま
た高すぎると無添加の場合に比較して逆にα−APM生成
速度が遅くなり、場合によってはα−APM塩酸塩が析出
しないこともあり得る。塩化マグネシウムの使用量は、
媒体の塩酸濃度やメタノール濃度によって好適な条件は
変わるが、塩酸とメタノールから成る媒体中での濃度で
0.5〜25重量％、好適には0.7〜20重量％である。共存さ
せる塩化マグネシウムの量が上記の範囲であると、塩化
マグネシウムの共存しない系でのエステル化よりもα−
APM生成速度が速まりその効果が得られる。

本発明の方法でのα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニル
アラニンのエステル化反応は、原料反応媒体および塩化
マグネシウムの装入順序等は特に限定されるものではな
く、例えば、塩酸とメタノールから成る媒体に塩化マグ
ネシウムを装入溶解した溶液中にα−Ｌ−アスパルチル
−Ｌ−フェニルアラニンを装入溶解させ、所定の温度で
反応させることによって達成される。

エステル化反応温度は、通常は０〜50℃、好ましくは10
〜40℃である。低すぎるとエステル化反応速度が遅く、
また高すぎると生成したα−APM塩酸塩の溶解度が高く
なるので、該塩酸塩が析出し難くなってα−APM収率が
低下する。

本発明の方法において、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニンは、その前段の化合物であるＮ−ホルミ
ル−α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンから
その場で生成するα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニル
アラニンも使用できる。

Ｎ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルア
ラニンからその場でα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニ
ルアラニンを生成させるには、引きつづいて行うエステ
ル化反応で使用される量またはそれ以上の量の塩酸中で
Ｎ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルア
ラニンを加熱することによって達成される。この際、エ
ステル化工程で用いる量またはそれより少ない量のメタ
ノールを共存させて行うことも可能である。加熱される
温度はペプチドの開裂等の副反応を抑制する上で65℃以
下が良く、好ましくは40〜60℃である。Ｎ−ホルミル−
α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンからα−
Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンの生成をメタ
ノールの共存下に行った場合には、塩酸濃度ならびにメ
タノール濃度によってその程度は変化するが生成したα
−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンはそのエス
テル化合物との混合物として生成するのは勿論のことで
ある。このようにして生成したα−Ｌ−アスパルチル−
Ｌ−フェニルアラニンは媒体の塩酸量や濃度ならびにメ
タノール量などを調整したのち、所定量の塩化マグネシ
ウムを装入溶解して、エステル化することによりα−AP
M塩酸塩が製造される。

本発明においては生成したα−APMの塩酸塩は逐次反応
系より結晶として析出する。従ってエステル化反応後は
必要に応じて冷却後、円心分離等の濾過操作によってα
−APM塩酸塩を取得できる。この塩酸塩は常法により、
例えば、水中で水酸化アルカリ、炭酸アルカリまたは重
炭酸アルカリなどの塩基で中和することによって遊離の
α−APMに変換できる。

（効果）本発明の方法によれば、α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニンを塩酸とメタノールとから成る媒体中で
エステル化反応を行いα−APM塩酸塩を製造するに際し
て、工業的にも安価な塩化マグネシウムの添加のみでα
−APM塩酸塩の生成速度が顕著に速まり、より高収率で
α−APMが製造できる。またα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ
−フェニルアラニンは必ずしも単離されたものである必
要はなく、その前段の化合物であるＮ−ホルミル−α−
Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンからその場で
生成されるものであってもよく、エステル化法によるα
−APMの優れた改良法と言える。

（実施例）以下、実施例により本発明を詳細に説明する。尚、実施
例中の高速液体のクロマトグラフィーの分析条件は以下
の通りである。

高速液体クロマトグラフィーの分析条件カラム YMC pack A−312 6mmφ×150mm （充填剤 ODS）移動相 0.005M/l ヘプタンスルホン酸ナトリウム水溶
液：メタノール＝65:35（体積比）（リン酸でpH＝2.5に調整）流量 1ml/min 検出器紫外分光光度計実施例１ 35％塩酸38.6g、水11gおよびメタノール12.0gから調整
された媒体中に塩化マグネシウム６水和物8.3gを溶解し
た（塩化マグネシウムの媒体中での濃度は5.6重量
％）。この溶液中にα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニ
ルアラニン28.0gを室温で溶解した。その後20〜25℃で
３日間（72Hr）反応させた。α−APMの生成率を高速液
体クロマトグラフィーで追跡した結果は、図−１に示
す。この結果から３日後のα−APM生成率は81.9％（対
α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン）であっ
た。

その後５℃に冷却し、析出している結晶を吸引濾過し、
５℃以下に冷却された１規定塩酸で洗浄することにより
α−APM塩酸塩の湿ケーキを得た。高速液体クロマトグ
ラフィーで分析の結果、23.3gのα−APM（遊離換算）を
含有していた。収率79.2％（対α−Ｌ−アスパルチル−
Ｌ−フェニルアラニン）ここに得たα−APM塩酸塩の湿ケーキを水400ml中、常法
により20％炭酸ナトリウム水溶液でpH5.2に中和し、５
℃に冷却後濾過、水洗ののち減圧下に乾燥することによ
り20.6gのα−APMを得た。

収率70.0％（対α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルア
ラニン）〔α〕²⁰＝＋15.7°（Ｃ＝4 15規定ギ酸）実施例２実施例１において水を14.5gにまた塩化マグネシウム６
水和物を1.6gに代える以外は実施例１と同様に反応を行
った。α−APMの生成率を高速液体クロマトグラフィー
で追跡した結果は、図−１に示す。３日後のα−APM生
成率は79.4％（対α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニル
アラニン）であり、また実施例１と同じようにして単離
されたα−APM塩酸塩の単離収率は、76.9％（対α−Ｌ
−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン）であった。

比較例１実施例１において塩化マグネシウムを添加しない他は実
施例１と同様にエステル化反応を行った（但し水の量を
15.4gとし塩酸濃度を実施例１と同じく25％濃度にし
た）。α−APMの生成率を高速液体クロマトグラフィー
で追跡した結果は、図−１に示す。20〜25℃、３日間反
応後のα−APM生成率は73.0％（対α−Ｌ−アスパルチ
ル−Ｌ−フェニルアラニン）であった。また実施例１と
同じようにして単離されたα−APM塩酸塩の単離収率は6
9.8％（対α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニ
ン）であった。

比較例２〜３実施例１において塩化マグネシウムの代わりに塩化ナシ
リウム（比較例２）4.8g、或いは無水硫酸マグネシウム
（比較例３）4.9gを用いる以外は水の量を実施例１に合
わせて同様に反応を行った。反応３日後のα−APM生成
率はそれぞれ73.6％、72.1％（対α−Ｌ−アスパルチル
−Ｌ−フェニルアラニン）で比較例１とほとんど差はな
かった。

比較例４実施例２において塩化マグネシウム６水和物の使用量を
0.6gに代える他は実施例２と同様にエステル化反応を行
った結果、同じく反応３日後のα−APM生成率は73.9％
（対α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン）で
あった。

実施例３ 35％HCl 41.7g、水39.4gおよびメタノール9.6gから成る
媒体中に無水塩化マグネシウム10.0gを溶解し、さらに
α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン28.0gを
溶解した。その後30〜35℃で３日間反応させた。高速液
体クロマトグラフィーにてα−APM生成率を分析の結果8
1.2％（対α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニ
ン）であった。

比較例５実施例３において塩化マグネシウムを添加せずに反応を
行った。３日後のα−APM生成率は74.6％であった。

実施例４４規定塩酸60.8gとメタノール12gとから成る媒体を50℃
に昇温し50〜55℃でＮ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチ
ル−Ｌ−フェニルアラニン30.8gをおよそ30分要して加
えた。その後50〜60℃で２時間反応させてホルミル基を
除去した。室温まで冷却後35％HCl 17.7gと無水塩化マ
グネシウム7.8gを装入した。20〜25℃で４日間反応させ
たところα−APM生成率は82.5％（対α−Ｌ−アスパル
チル−Ｌ−フェニルアラニン）であった。５℃に冷却後
吸引濾過し、５℃以下に冷却された１規定塩酸で洗浄す
ることにより23.4gのα−APM（遊離換算）を含有するα
−APM塩酸塩のケーキを得た。収率:79.5％（対α−Ｌ−
アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン）比較例６実施例４において塩化マグネシウムを添加せずに同様に
反応を行った。20〜25℃４日間反応後α−APM生成率は7
4.3％（対α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニ
ン）であった。

【図面の簡単な説明】

図−１は、実施例１、実施例２および比較例１のα−AP
M生成率と時間の関係を示すものである。図中の符号はそれぞれつぎの通りである。実施例１（MgCl₂0.41モル比添加）実施例２（MgCl₂0.08モル比添加）比較例１（無機塩無添加）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラ
ニンを塩酸およびメタノールから成る媒体中でエステル
化し、生成した固体状のα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニンメチルエステルの塩酸塩を固液分離し、
該塩酸塩を中和することから成るα−Ｌ−アスパルチル
−Ｌ−フェニルアラニンメチルエステルの製造法におい
て、エステル化反応を塩化マグネシウムの存在下に行う
ことを特徴とするα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニル
アラニンメチルエステルの製造法。
【請求項２】α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラ
ニンが、Ｎ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニンからその場で生成するα−Ｌ−アスパル
チル−Ｌ−フェニルアラニンである特許請求の範囲第１
項記載の方法。
【請求項３】塩化マグネシウムが、塩酸およびメタノー
ルから成る媒体中におよそ0.5〜25重量％の範囲で存在
する特許請求の範囲第１項ならびに第２項記載の方法。