JPH08503206A - 甘味料として有用な新規化合物、およびその製造方法 - Google Patents

甘味料として有用な新規化合物、およびその製造方法

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JPH08503206A JP6511787A JP51178794A JPH08503206A JP H08503206 A JPH08503206 A JP H08503206A JP 6511787 A JP6511787 A JP 6511787A JP 51178794 A JP51178794 A JP 51178794A JP H08503206 A JPH08503206 A JP H08503206A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、以下に示す化合物 上記式中、Rは、CH3(CH22CH2、(CH32CHCH2、(CH32CHCH2CH2、CH3CH2CH(CH3)CH2、(CH3CH22CHCH2、(CH33CCH2CH2、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、3−フェニルプロピル基、3−メチル−3−フェニルプロビル基、3,3−ジメチルシクロペンチル基、3−メチルシクロヘキシル基、3,3,5,5−テトラメチルシクロヘキシル基、2−ヒドロキシシクロヘキシル基、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)プロピル基、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−2−プロペニル基、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−1−メチルプロビル基、および3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシ−フェニル)−1−メチル−2−プロペニル基からなるグループから選択される基を示し、Xは、CH3、CH2CH3、CH(CH32、CH2CH2CH3、およびC(CH33からなるグループから選択される基を示し、Zは水素原子叉はOH基を示すに関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 甘味料として有用な新規化合物、およびその製造方法 本発明はアスパルテームから誘導された甘味料として有用な新規な化合物、お よびその製造方法に関するものである。 上記新規化合物は種々の製品、特に飲料水、食品、糖菓、ペストリー、チュー インガム、衛生製品(hygiene products)、および洗面用化粧品(toiletries) 、化粧品、薬品、および獣医学上使用する製品等の甘味料として特に有用である 。 甘味料を工業規模で使用するには、まず第一に、生産コストを低く押さえるた め甘味力が強いこと、第二に充分な安定性、つまり使用状況で安定である特性を 有する必要があるということは周知である。 以下に示す構造式 を有し、アスパルテームとして周知である、ジペプチド誘導体N−L−α−アス パルチル−L−フェニルアラニン 1−メチルエステルは、現在市販されている 甘味料の中でも最も広く使用されている(US 3,492,131)。この化 合物の最も有用な性質の一つは、2種の天然アミノ酸、すなわちL−アスパラギ ン酸およびL−フェニルアラニンをベースとした化学構造にある。この化合物の 甘味力は比較的弱いが、スクロースと比較して、重量比で約120〜180倍は ある。優れた味覚特性を有しているにも関わらず、この化合物は比較的甘味力の 弱い化合物と比較して高価であり、かつ甘味料が使用されるある状況下、特に中 性媒体では安定性に乏しいという主たる欠点を有している。このため、工業的使 用が制限される。 したがって、食料品工業ではそのコストを押さえるために、高い甘味活性を有 しかつ少なくともアスパルテーム程度の安定性を有する、特に中性溶媒ではそれ より安定性が低いかも知れない、新規な甘味料が強く望まれている。このため、 種々の甘味を有するジペプチド類、またはジペプチド類似体が重合されてきた( 文献:J.M. Janusz in Progress in Sweeterners,著者:T.H. Grenby,Elsevier ,ロンドン、1989、1−46ページを参照)が、従来アスパルテームを除い てそれらの内のどの化合物も、甘味料に望まれているもの、すなわち、優れた味 覚特性、使用コストを充分押さえることができる程の高い甘味強度、および充分 な安定性を満足させることができなかった。 非常に意外なことに、そしてこれが本発明の基礎をなしているが、あるラジカ ル、特に好ましくはある炭化水素ラジカルをアスパルテームの遊離アミンに付加 することにより、アスパルテームの甘味力を非常に増加せしめることができると いうことが見いだされた。この方法により、アスパルテームの甘味力は80まで 増加し、甘味強度はラジカルRの特別な性質により変化する。この発見は本発明 の基礎をなすものである。 N−L−α−アスパルチル−L−フェニルアラニンのエチルエステル、イソプ ロピルエステル、プロピルエステル、tert-ブチルエステル(US 3,492 ,131)、およびN−L−α−アスパルチル−L−チロシン 1−メチルエス テル(US 3,475,403)にも同様の性質から得られる結果が見受けら れた。 本発明の第一の特徴によれば、本出願は下記化合物およびこれらの生理学上許 容可能な塩に関するものである。 上記式中、 Rは、CH3(CH22CH2、(CH32CHCH2、(CH32CHCH2C H2、CH3CH2CH(CH3)CH2、(CH3CH22CHCH2、(CH33 CCH2CH2、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シク ロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、3−フェニルプロピル基、3− メチル−3−フェニルプロピル基、3,3−ジメチルシクロペンチル基、3−メ チルシクロヘキシル基、3,3,5,5−テトラメチルシクロヘキシル基、2− ヒドロキシシクロヘキシル基、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル) プロピル基、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−2−プロペニル 基、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−1−メチルプロピル基、 および3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−1−メチル−2−プロ ペニル基からなるグループから選択される基を示し、 Xは、CH3、CH2CH3、CH(CH32、CH2CH2CH3、およびC(C H33からなるグループから選択される基を示し、 Zは水素原子叉はOH基を示す。 強い甘味力を有するN−置換アスパルテーム誘導体は既に従来技術において開 示されている。また、ヨーロッパ公報EP−0107597(US4,645, 678)は、スクロースの55,000倍以上の甘味力を有するアスパルテーム のN−フェニルカルバモイル化合物、またはN−フェニルチオカルバモイル化合 物について開示している。しかしながら、これらのN−フェニルカルバモイル基 またはN−フェニルチオカルバモイル基と、本発明にかかる化合物のN−炭化水 素基とは構造上類似点がない。 他のN−置換誘導体も既に開示されている(例えば、文献:J.M. Janusz,op. cit.を参照)が、これらの化合物と、本発明のN−炭化水素誘導体との間にも構 造上の類似関係もない。 実際、当業者の間には、強い甘味力を有するアスパルテームのN−炭化水素誘 導体を探し出すための努力を思いとどまらせるという偏見はある。そのため、文 献には、アスパルテームのN−炭化水素誘導体、すなわち以下に示す構造を有す るN−[N,N−ジメチル−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン1 −メチルエステルのみが開示されている。 この化合物は苦みを有していると述べられている(R.H. Hazurら、J. Amer.Chem . Soc.,1969,91,2684-2691)。 本発明者らの研究方針は、アスパルテームのN−炭化水素誘導体の甘味特性を 総合的に予測できないかという点を調査し、さらに甘味、苦い甘味、苦み、また は無味であるアスパルテーム誘導体と非常に類似した構造を有する炭化水素基に 着目するというものであった。さらに、EP−0338946(US 4,93 5,517)公報において、本出願人は、下記一般式で示されるL−アスパラギ ン酸(n=1)またはL−グルタミン酸(n=2)のN−炭化水素誘導体につい て開示している。 上記式中、 Rは、飽和叉は不飽和の鎖状、環状、またはそれらが混ざった、炭素原子数が 5から13の炭化水素基を示し、 R’は4−シアノ−フェニル基、2−シアノピリッド−5−イル基、または2 −シアノピリミジン−5−イル基を示し、 nは1または2を示す 本発明の化合物は、特にLアスパルチン酸化合物であり、EP−033894 6公報に開示された化合物に非類似な構造を有するR’基を有し、そしてその活 性は非常に特定されたN−炭化水素基を選択することに依存するという点で、先 に例示した従来の化合物とは異なるものである。 本発明者らは構造と活性との関係を研究することにより、従来技術を開示して いるEP−0338946公報において最も効果的であるN−炭化水素基とアス パルテームとを組み合わせると、苦みまたは苦い甘味を有する化合物を生ずると いう事実に到達した。これは、特に、従来技術を開示する文献において最も強い 甘味を生じせしめるが、アスパルテームと組み合わせたときには非常に強い苦み を後味として残すとされているn−ヘプチル基では顕著である。 本発明の特徴的な化合物の安定特性は、食物製造する際の通常の状況下では、 アスパルテームと比較して高いということも証明されている。ある食物製造にお いてアスパルテームの使用が制限されている要因の一つは、中性に近い、つまり pH7付近の溶媒中、例えば、日常食品、ペストリー、または高温加工を必要と する他の食品、例えばチューインガムや練り歯磨きなどでは安定性が非常に低い ということから派生しているため、上記利点は重要である。 本発明の化合物、すなわちスクロースの10,000倍の甘味力を有するN− [N−(3,3−ジメチルブチル)−L−α−アスパルチル]−L−フェニルア ラニン 1−メチルエステルの水溶液(pH7)を70℃で加速エージングさせ た結果、半減期は約6時間であった。これに対して、同様の状況下でのアスパル テームの半減期はたったの10分であった。これらの結果から、本発明に係る化 合物の安定性は、アスパルテームの36倍であることがわかった。他の化合物に ついても同程度の結果が得られた。 本発明に係る化合物の安定性は、甘味料が最も大量に使用されるソフトドリン クのpHと同程度のpH3付近の酸性溶媒中では、少なくとも高く、もしかした ら高くない、ということも証明されている。 強い甘味力を有するため、アスパルテームと比較して、本発明に係る化合物を 食物に使用する場合非常に少量の使用で済むという他の利点を有している。した がって、アスパルテームの構成要素として存在するとしてしばしば議論される、 すなわちL−フェニルアラニンおよびメタノールは、本発明の甘味料を使用する 事により、食料品においては非常に減少するであろう。例えば、1リットルのソ フトドリンクに添加されている550mgのアスパルテームを、本発明の化合物 であるN−[N−(3,3−ジメチルブチル)−L−α−アスパルチル]−L− フエニルアラニン 1−メチルエステルの7mgに置き換えることが可能である 。つまり、同様の味覚特性を維持すると同時に、消費され易いL−フェニルアラ ニンおよびメタノールの量を、約80倍に減少させることができる。 したがって、本発明によれば、スクロースと比較して重量比で約10,000 倍以上という非常に強い優れた味覚力を有し、かつアスパルテームと比較して少 なくともそれと同程度、叉はそれ以上の安定性を有し、そのため食物製造に使用 できる可能性を増加させることができる、アスパルテームの新規なN−炭化水素 誘導体またはその類似体を提供することができる。 本発明の化合物の中の特に好ましい具体例は以下に示す一般式で示される。 上記式中、Rは先に限定した通りである 本発明の特に好ましい化合物は、N−[N−(3,3−ジメチルブチル)−L −α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン 1−メチルエステル(下記表1 中の化合物6) または、N−[N−[3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)プロピル ]−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン 1−メチルエステル(下 記表1中の化合物18) または、N−[N−(3−フェニルプロピル)−L−α−アスパルチル]−L− フェニルアラニン 1−メチルエステル(下記表1中の化合物12)【】 である。 さらに、本発明の化合物は、生理学上許容な無機酸、有機酸叉は塩とすること も可能であり、そのようにすることにより溶解度を増加させることができる。こ れらの化合物は、塩酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、カルシ ウム塩、またはマグネシウム塩であることが好ましい。 本発明の第二の特性によれば、本発明は、甘味料として使用される化合物に関 するものであり、先に例示された化合物の少なくとも1種は甘味組成物として含 有される。また、本発明の第二の特性によれば、本発明は、先に参照した種々の 製品に甘味を与えることを目的とした本発明の化合物の使用に関するものである 。 本発明の甘味料は、甘味を与えるべき食品であるならどのような食品にでも添 加することができる。しかも、所望の甘味レベルを達成できる充分な割合で添加 することができる。甘味料の最適な使用濃度は、例えば甘味料の甘味力、貯蔵状 況、使用方法、特に添加される製品の組成、および甘味の所望レベルなどの種々 の要因に依存する。資格者は、ルーチンの感覚分析を行うことによって、食料品 を得るための甘味料の最適濃度を容易に決めることができる。本発明の甘味料は 甘味料の甘味に依存して、食料品1リットル叉は1kgに対して0.5mgから 50mgの割合で一般に添加される。食料品が濃縮物である場合には当然多量の 甘味料を含有しており、最終的に使用する状況に合わせて希釈される。 本発明の甘味料は、製品に甘味を与えるために純粋な形態で添加される。しか しながら、それらが強い甘味力を有しているため、一般に、好ましいキャリア叉 はバルキング剤と混合されている。 上記キャリア叉はバルキング剤としては、ボリデキストロース、スターチ、マ ルトデキストリン類、セルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロ ース、および他のセルロース誘導体、アルギン酸ナトリウム、ペクチン類、ガム 類、ラクトース、マルトース、グルコース、ロイシン、グリセロール、マンニト ール、ソルビトール、ビカルボン酸ナトリウム、燐酸、クエン酸、酒石酸、フマ ル酸、安息香酸、ソルビン酸、およびプロピオン酸、およびそれらのナトリウム 塩、カリウム塩、およびカルシウム塩、およびそれらと同等の化合物から選択さ れるものが好ましい。 本発明に係る甘味料は、甘味料単体として、またはスクロース、コーンシロッ プ、フルクトース、スイートジペプチド誘導体または同類体(アスパルテーム、 アリテーム)、ネオヘスペリジン、ジヒドロカルコーン、水素化イソマルチュロ ース(hydrogenated isomaltulose )、ステビオサイド、Lシュガー、グリシリ ジン、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、アセスルフェイム(acesul fame)、サッカリン、およびそれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム 塩、およびカルシウム塩、シクラミン酸、およびそのナトリウム塩、カリウム塩 、カルシウム塩、スクラロース、モネリン、タウマチン、およびそれらと同等の 化合物などの他の甘味料と組み合わせて食料品に添加することもできる。 本発明の化合物は、既に開示した文献に記載された種々の方法で製造すること ができる。したがって、本発明の第三の特徴によれば、本発明は好ましい製造方 を有する化合物を、R基の先駆物質であるアルデヒド化合物叉はケトン化合物で 濃縮する工程からなる方法である。濃縮によって形成される中間体であるイミン は、本発明の化合物を直接得るために、選ばれた還元剤、例えばシアノほう化水 素ナトリウムで本来の位置が還元される(文献:Chemistry letters 1984 、441−444、著者:Ohfune et al.に記載されている還元性N−モノアル キル法)。 本発明の化合物において、R基は(CH33CCH2CH2であり、例えば式( CH33CCH2CHOで表されて一般にアルデヒド先駆物質として使用されて いる3,3−ジメチルブチルアルデヒドから得ることができる。 本発明の化合物は、アスパルテームまたはその類似体から直接得ることができ るということに注意すべきである。アスパルテーム誘導体を念頭におく限り、ア スパルテームは現在では完全に合成できる商業上の製品であるため、これは特に 有用な利点である。 酸叉は塩の形態である本発明に係る化合物は、再結晶叉はクロマトグラフィ等 の標準的な技術により精製することができる。これらの構造および純度は、通常 の技術(薄相クロマトグラフフィ、高圧液体クロマトグラフィ、赤外線分光測定 、核磁気共鳴、元素分析)によりチェックすることができる。 本発明における方法、およびそれにより得られる利点は、以下に示す実施例に よってより明らかになるであろう。 以下に示す実施例において、先に述べた化合物の甘味力は8人の経験者のチー ムにより評価された。この評価は、種々の濃度の水溶液とした化合物の味と、2 %、5%、または10%のスクロース対照液と比較することにより行われた。ス クロースと比較したテスト化合物の甘味力は、同じ甘味強度であるテスト化合物 とスクロースとの重量比、つまりテスト化合物の溶液の甘味強度と、スクロース の対照溶液との甘味が多くの経験者が同じであると判断したときに一致する。 高速液体クロマトグラフィ(HPLC)を使用して、70℃、酸性(燐酸塩、 pH3)溶媒下または中性(燐酸塩バッファー、pH7)溶媒下での加速エージ ング後に残った製品定量することにより、本発明の化合物およびアスパルテーム の安定度を測定した。テスト化合物の安定度は半減期(50%減成)により評価 された。 予備実施例にある、N−[N−(3,3−ジメチルブチル)−L−α−アスパ ルチル]−L−フェニルアラニン 1−メチルエステル(下記表1中の化合物6 )は下記構造式 を有しており、以下のように合成することができる。 まず、市販されている3,3−ジメチルブチルアルデヒド4g(39.8mm ol)を、アスパルテーム10.6g(36.2mmol)とメタノール50c m3中のシアノほう化水素ナトリウム1.6g(25.3mmol)とからなる 混合物に添加した。得られた溶液を室温で24時間攪拌し、真空下で乾燥させて 濃縮した。pHがほぼ中性になるまで塩酸1N水溶液に残渣を溶解させた。粘性 沈澱物をろ過して取り出し、真空下で乾燥させた。その後、エタノール/水混合 物(1/1)またはアセトニトリルにより再結晶することにより、N−[N−( 3,3−ジメチルブチル)−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン1 −メチルエステル9g(収率:62%)を得た。 得られた化合物の甘味力を、スクロースの2%、5%、そして10%溶液と比 較したところ、重量比でスクロースの甘味の約10,000倍に相当した。 アスパルテームと比較したところ、得られた化合物7mg/リットル水溶液の 甘味強度がアスパルテームの550mg/リットル溶液の甘味強度と同程度であ った。つまり、得られた化合物の甘味はアスパルテームの甘味の約80倍に相当 する。 表1に示される測定結果は、先に説明した方法と同様の方法でアスパルテーム から得られた本発明に係る他の化合物の甘味力を示している。この測定結果は、 当業者には容易に理解できるであろう。甘味は、スクロースの2%溶液を基準と して評価された。 一般式で示される更なる実施例である、N−[N−(3,3−ジメチルブチル )−L−α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン 1−メチルエステルの甘 味力はスクロースの甘味力の2000倍であり、N−[N−(3,3−ジメチル ブチル)−L−α−アスパルチル]−L−チロシン 1−メチルエステルの甘味 力は、スクロースの4000倍である(スクロースの2%溶液との比較)。 添付されている図1は、アスパルテーム(直線a)と比較した、本発明のいく つかの化合物である上記表1中の化合物2、5、6(それそれ直線b、c、d) の安定性を示すグラフである。このグラフは、70℃、酸性pH3溶媒下での1 g/リットルの濃度のそれぞれ溶液を加熱して加速エージングすることにより得 られた結果を示す。この実験状況下では、アスパルテームの半減期は約24時間 であり、これに対して本発明の化合物らの半減期は、化合物2は約35時間、化 合物5は96時間、そして化合物6は55時間であり、アスパルテームの安定度 の4倍以上であった。 添付されている図2は、アスパルテーム(直線a)と比較した、本発明のいく つかの化合物である上記表1中の化合物2、5、6(それぞれ直線b、c、d) の安定度を示すグラフである。このグラフは、70℃における酸性pH7溶媒下 での1g/リットルの濃度のそれそれ溶液を加熱して加速エージングすることに より得られた結果を示す。この実験状況下では、アスパルテームの安定度は非常 に低く(約10分)、これに対して本発明の化合物らの半減期は、化合物2は約 4時間15分、化合物5は10時間、そして化合物6は6時間であり、アスパル テームの安定度の60倍以上であった。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.下記一般式で示される化合物、およびこれらの生理学上許容可能な塩。 上記式中、 Rは、CH3(CH22CH2、(CH32CHCH2、 (CH32CHCH2CH2、CH3CH2CH(CH3)CH2、 (CH3CH22CHCH2、(CH33CCH2CH2、シクロヘキシル基、シク ロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメ チル基、3−フェニルプロピル基、3−メチル−3−フェニルプロピル基、3, 3−ジメチルシクロペンチル基、3−メチルシクロヘキシル基、3,3,5,5 −テトラメチルシクロヘキシル基、2−ヒドロキシシクロヘキシル基、3−(4 −ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)プロピル基、3−(4−ヒドロキシ−3 −メトキシフェニル)−2−プロペニル基、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキ シフェニル)−1−メチルプロピル基、および3−(4−ヒドロキシ−3−メト キシフェニル)−1−メチル−2−プロペニル基からなるグループから選択され る基を示し、 Xは、CH3、CH2CH3、CH(CH32、CH2CH2CH3、およびC(C H33からなるグループから選択される基を示し、 Zは水素原子叉はOH基を示す 2. 下記一般式で示されることを特徴とする請求項1記載の化合物。 上記式中、Rはクレーム1で限定した通りである 3. 下記一般式で示される N−[N−(3,3−ジメチルブチル)−L−α−アスパルチル]−L−フェニ ルアラニン 1−メチルエステルであることを特徴とする請求項2記載の化合物 ゜ 4. 下記一般式で示される N−[N−[3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)プロピル]−L− α−アスパルチル]−L−フェニルアラニン 1−メチルエステルであることを 特徴とする請求項2記載の化合物。 5. 下記一般式で示される N−[N−(3−フェニルプロビル)−L−α−アスパルチル]−L−フェニル アラニン 1−メチルエステルであることを特徴とする請求項2記載の化合物。 6. 甘味料として請求項1に係る化合物の少なくとも1種を含有することを特 徴とする甘味を有する化合物。 7. 請求項1に係る化合物の甘味料としての使用方法。 8. 下記構造式を有する化合物 上記式中、XおよびZはクレーム1で限定した通りを、製造するべき化合物のR 基に相当するアルデヒド先駆物質またはケトン先駆物質で濃縮し、ついで得られ たイミンの本来の位置をシアノほう化水素ナトリウムで還元し、Rを請求項1で 限定されている基にすることを特徴とする請求項1記載の化合物の製造方法。
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