JPH11100364A - 高純度ｎ−保護基−ｓ−フェニルシステインの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 きょう雑する不純物を効率良く除去する方法
の提供。 【解決手段】 Ｓ−フェニルシステインのアミノ基に水
性媒体中で保護基を導入したアルカリ性反応液に、芳香
族炭化水素、有機酸エステル類、及びハロゲン系炭化水
素から選ばれる有機溶媒を添加して、可溶物を抽出した
後、水溶液層を分離し、該水溶液のｐＨを酸性に調整
し、酸性水溶液に芳香族炭化水素、有機酸エステル類、
およびハロゲン系炭化水素から選ばれる有機溶媒を添加
し、これらの溶媒側に抽出するＮ−保護基−Ｓ−フェニ
ルシステインの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高純度Ｎ−保護基
−Ｓ−フェニルシステインの製造方法に関し、更に詳し
くは、Ｎ−保護基−Ｓ−フェニルシステインのアルカリ
性反応液に、有機溶媒を加え不純物を抽出除去し、該物
質の高純度化を図り、更には、水溶液を酸性に調整した
後、有機溶媒抽出し、冷却晶析による溶解度差によって
Ｎ−保護基−Ｓ−フェニルシステインの結晶体を得る方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アミノ酸のアミノ基に保護基を導入する
方法は数多く知られており、例えばベンジルオキシカル
ボニル化（以下、Ｚ化と略する。）は、水酸化ナトリウ
ム水溶液中で、アミノ酸と等モル量のベンジルオキシカ
ルボニルクロライド（以降、Ｚ−Ｃｌと略する。）を滴
下して行われる。該手法はＳｃｈｏｔｔｅｎ−Ｂａｕｍ
ａｎｎ法と呼ばれ一般的なアミノ酸のＺ化方法である。

【０００３】Ｚ化されたアミノ酸の単離方法として、グ
リシンの様に極めて結晶性の良いものの場合には、単純
にＺ化物を含むアルカリ溶液中に酸添加するだけで結晶
化するので固液分離による回収が可能である。

【０００４】また、Ｚ化物のアルカリ溶液中に酸添加し
た際に、結晶ではなく油状物を形成する場合には、酢酸
エチル等の有機溶媒で抽出し、これに石油エーテル及び
ヘキサン等を添加することによりＺ化物を結晶化させ単
離回収している。（ペプチド合成、丸善（株）発行；著
者、泉屋信夫、加藤哲夫、大野素徳、青柳東彦、ｐ２４
〜２８（１９７５））

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特に、Ｓ−フェニルシ
ステインのアミノ基の保護基としてベンジルカルボニル
基を導入したＮ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシス
テインは、エイズ薬中間体として期待されており、高純
度で工業的に安価な該製品が望まれている。

【０００６】本出願人が先に出願した特願平８−１８７
２５８号にて開示しているＮ−カルボベンゾキシ−Ｓ−
フェニルシステインの単離手法は、水系からの単離回収
であり、含水結晶の状態では、融点が低下する事から、
工業的生産に問題があった。

【０００７】また、先に述べた酸性条件下での抽出法で
は、Ｚ化反応に於いて残存した未反応物や、副生不純物
が除去されず、この為、それらの不純物を効率良く除去
する方法が望まれていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、Ｓ−フェニルシステ
インのアミノ基に水性媒体中で保護基を導入したアルカ
リ性反応液に芳香族炭化水素系溶媒、有機酸エステル
類、ハロゲン系炭化水素等の有機溶媒、特にはトルエン
を添加する事により、副生した不純物を効率よくトルエ
ンに抽出して除去でき得る方法を見いだした。更には、
酸性水溶液中で、Ｎ−保護基−Ｓ−フェニルシステイン
が、芳香族炭化水素系溶媒、有機酸エステル類、ハロゲ
ン系炭化水素等の有機溶媒、特にトルエンに高収率で抽
出される事、更に冷却晶析による溶解度差で容易にＮ−
保護基−Ｓ−フェニルシステインの結晶を析出せしめ単
離でき得る事を見いだし本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明はＳ−フェニルシステインの
アミノ基に水性媒体中で保護基を導入したアルカリ性反
応液に、芳香族炭化水素、有機酸エステル類、及びハロ
ゲン系炭化水素から選ばれる有機溶媒を添加して、可溶
物を抽出した後水溶液層を分離し、該水溶液のｐＨを酸
性に調整し、酸性水溶液に芳香族炭化水素、有機酸エス
テル類、およびハロゲン系炭化水素から選ばれる有機溶
媒を添加し、これらの溶媒側に抽出するＮ−保護基−Ｓ
−フェニルシステインの製造方法を提供するものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明での原料となるＮ−保護基
−Ｓ−フェニルシステインの製造方法の代表例としてＮ
−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシステインの光学活
性体及び、ラセミ体の調整方法、製造過程を以下に記述
する。

【００１１】Ｌ体製造法は、工程と工程、Ｄ体製造
法は、〜工程と工程、ラセミ体製造法は、〜
工程と工程の方法で製造できる。

【００１２】チオフェノールとセリンとのトリプトフ
ァンシンタ−ゼ（Ｅ．Ｃ．， ４．２．１．２０）の作
用による酵素反応での合成法（特公平 ２−５４０７７
号）及び、チオフェノールとセリンとのシステインデス
ルフヒドラ−ゼ（Ｅ．Ｃ．，４．４．１．１）の作用に
よる酵素反応での合成法（特公平２−５４０７７号公
報）等により、Ｓ−フェニル−Ｌ−システインを得て、
これを単離した。

【００１３】Ｓ−フェニル−Ｌ−システインを、Ｎ−
アセチル−ＤＬ−トリプトファンの製造方法（特開平６
−０５６７７５号公報）の技術を用いて、Ｓ−フェニル
−Ｌ−システイン水溶液をｐＨ＝１１以上に保ちなが
ら、無水酢酸とアルカリ金属水酸化物水溶液を同時添加
してアセチル化を行い、引き続き該水溶液を加熱下、更
に無水酢酸で処理する事により、Ｎ−アセチル−Ｓ−フ
ェニル−ＤＬ−システインを得て、これを単離した。

【００１４】次いで、Ｎ−アセチル−Ｓ−フェニル−
ＤＬ−システインを中性〜弱アルカリ性溶液に調整し、
Ｌ−アミノ酸アシラーゼ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｇ
ｅｎｕｓ：ＥＣ ３．５．１．１４）、及び必要に応じ
て塩化コバルトを添加して、３０℃〜６０℃で５〜７０
時間の加水分解反応を行う。この際のアシラーゼの仕込
総活性は、Ｌ体含量と等量とする事で、Ｌ体をほぼ１０
０％加水分解できる。

【００１５】反応の進行に伴い、溶解度が低いＳ−フェ
ニル−Ｌ−システインの結晶が析出してくる。反応完了
後これを晶析して析出したＳ−フェニル−Ｌ−システイ
ンを固液分離により除去し、濾液を回収する。

【００１６】濾液中に含まれるＮ−アセチル−Ｓ−フェ
ニル−Ｄ−システインをｐＨ酸性に調整し、５０℃〜１
００℃、好ましくは８０℃で５〜１０時間の加水分解を
行い、これを中和晶析し固液分離により、Ｓ−フェニル
−Ｄ−システインを単離する。

【００１７】単離したＳ−フェニル−Ｄ−システイン
には、固液分離時の湿ケーキへの濾液付着分により、Ｓ
−フェニル−Ｌ−システインが若干混入する為、Ｄ体光
学純度は９０〜９５％ｅｅとなる。

【００１８】水への加熱溶解と冷却晶析による再結晶
で、濾液側でのＬ体割合が高くなる（Ｌ体が優先的に溶
解する。）為に、再結晶Ｓ−フェニル−Ｄ−システイン
のＤ体光学純度は９９％ｅｅ以上に向上させる事が可能
である。

【００１９】光学活性体若しくは、ラセミ体のＳ−フ
ェニルシステインを水酸化ナトリウム水溶液に４ｗｔ％
濃度で溶解し、水酸化ナトリウムでｐＨ＝１１以上を保
ちながらＳ−フェニルシステインと等モル量のＺ−Ｃｌ
を滴下し、Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシステ
インのアルカリ反応液（Ｚ化反応終了マス）を調整す
る。

【００２０】Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシス
テインはアルカリ反応液に、芳香族炭化水素、有機酸エ
ステル類、ハロゲン系炭化水素等の有機溶媒を加え、不
純物を抽出後分液する。芳香族炭化水素としてはトルエ
ン、ベンゼン、キシレン、有機酸エステル類としては酢
酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ハロゲン系炭化
水素としてはジクロロメタン、クロロホルム等が挙げら
れる。特に好ましい有機溶媒としては、トルエンであ
る。

【００２１】有機溶媒の使用量は、アルカリ水溶液量の
５％量程度からでも不純物を抽出除去する事が可能であ
るが、不純物含量に影響される部分であり、適宜調整さ
れる。好ましくはアルカリ水溶液重量の１０％〜５０％
程度である。

【００２２】分液温度については特に規定しないが、水
との常圧下での共沸温度である８５℃より低い温度で行
うのが好ましい。

【００２３】分液後、酸を用いて水溶液のｐＨを酸性
（ｐＨ＝４以下）に調整する。用いられる酸としては通
常、塩酸、硫酸等の鉱酸が好ましい。Ｎ−カルボベンゾ
キシ−Ｓ−フェニルシステインは酸性水溶液中で、前記
した芳香族炭化水素、有機酸エステル類、ハロゲン系炭
化水素等の有機溶媒にて容易に抽出可能となる。使用す
る有機溶媒としては、特にはトルエンが好ましい。

【００２４】有機溶媒の使用量は、水溶液重量の５％量
程度からでも抽出する事が可能である。例えば、トルエ
ンを抽出溶媒として使用した時の、５０℃でのＮ−カル
ボベンゾキシ−Ｓ−フェニル−システインの抽出率は９
０％以上である。

【００２５】抽出溶媒の好適な量は、水溶液重量の１０
％〜３０％量である。また、該物質の回収率を挙げる為
に、数回の抽出操作を行う事も出来るがこの限りではな
い。

【００２６】有機溶媒中のＮ−カルボベンゾキシ−Ｓ−
フェニルシステインの抽出濃度は、５０ｗｔ％濃度以内
の範囲で自由に調整可能である。

【００２７】抽出温度は高いほど抽出効率がよくなる
が、８５℃より低い温度で行うのが好ましい。

【００２８】有機層、例えばトルエン層に抽出したＮ−
カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシステインは、その濃
度が５〜５０ｗｔ％の範囲であれば、冷却晶析操作によ
り容易に該物質を結晶として析出させる事ができる。

【００２９】結晶を析出させる際の好ましい該物質濃度
は流動性・操作性を考慮し５〜１０ｗｔ％の範囲であ
る。

【００３０】有機層に水分が混入している場合には、予
め無水硫酸ナトリウム等の乾燥剤を用い脱水操作を行っ
ておく方が好ましい。

【００３１】冷却晶析により晶出したＮ−カルボベンゾ
キシ−Ｓ−フェニルシステインは、固液分離により容易
に単離回収する事が出来、有機溶媒系での晶析物の為に
短時間の減圧乾燥で、乾燥結晶を得ることが出来る。

【００３２】Ｚ化アミノ酸の融点は概して１００℃以下
であり、Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシステイ
ンも９０〜９８℃と低融点である事を考慮し、乾燥温度
は５０℃〜６０℃が好ましい。

【００３３】こうして得た乾燥結晶の純度は、ＨＰＬＣ
分析により９９％以上、光学純度については、ＨＰＬＣ
分析により９９．５％ｅｅ以上であり、高純度、高品質
のＮ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシステインを得
ることが出来る。

【００３４】Ｓ−フェニルシステインのＺ化反応マスか
らＮ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシステインを得
る際の単離収率は９０％以上である。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を実施例、比較例により更に詳
細に説明する。 実施例１ Ｓ−フェニル−Ｄ−システイン結晶３５．３ｇ（０．１
７９ｍｏｌ）を、水酸化ナトリウム８．０ｇ（０．２０
ｍｏｌ）を加えて水に溶解させ、Ｓ−フェニル−Ｄ−シ
ステイン＝４ｗｔ％濃度に調整する。撹拌下、温度を２
５℃に保ちＺ−Ｃｌ３６．４ｇ（０．２１ｍｏｌ）をゆ
っくり添加する。反応中ｐＨが低下するので、ＮａＯＨ
溶液によりｐＨ＝１１以上になるようコントロールし
た。Ｚ−Ｃｌ添加後、同温度で約１時間撹拌し反応を終
了した。Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニル−Ｄ−シ
ステインの生成量は５８．１ｇ（０．１７５ｍｏｌ）で
収率は９９％であった。反応終了後、トルエンを反応液
重量の５０％量添加し、室温（２５℃）で１時間撹拌し
抽出操作を行った。分液により、水溶液側を回収し、こ
の水溶液に、３５％−ＨＣｌをＮ−カルボベンゾキシ−
Ｓ−フェニル−Ｄ−システイン生成量の３倍モル量を５
４．８ｇ（０．５２５ｍｏｌ）添加し溶液を酸性化し
た。酸性溶液重量と等重量のトルエンを添加し、５５℃
で１時間程度撹拌し抽出操作を行い、素早く分液しトル
エン相を回収した。次いで、トルエン相を減圧濃縮によ
り、Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニル−Ｄ−システ
インを１０ｗｔ％濃度 ５８０ｇに調整した。濃縮トル
エン溶液を氷浴中で冷却晶析する事により、Ｎ−カルボ
ベンゾキシ−Ｓ−フェニル−Ｄ−システインが析出し始
め、引き続き晶析を続行すると大量の結晶が析出し、ス
ラリー状態なった。これを、固液分離することによりＮ
−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニル−Ｄ−システインの
湿結晶を得た、次いで５０℃で１４時間の減圧乾燥を行
い該物質の乾燥結晶５２．３ｇ（０．１５８ｍｏｌ）を
得た。Ｚ化反応マスからの単離収率は９０．３％。Ｓ−
フェニル−Ｄ−システインのＺ化からの総合収率は８
８．３％となった。乾燥したＮ−カルボベンゾキシ−Ｓ
−フェニル−Ｄ−システイン結晶の純度は９９．６％。
不純物含量は０．４％。光学純度は９９．７％ｅｅと良
好なものであった。結果を表１に示す。同様の操作を、
光学異性体であるＳ−フェニル−Ｌ−システインで行っ
た結果、Ｚ化反応収率、単離収率、総合収率に差異は見
られなかった。純度、光学純度についても同様に差異は
見られなかった。

【００３６】Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニルシス
テインの純度の分析はＯＤＳカラムＣＡＰＣＥＬＬ Ｐ
ＡＫ Ｃ１８（ＳＨＩＳＥＩＤＯ社製）を用いたＨＰＬ
Ｃ分析により行った。また、光学純度の測定は、光学分
割クロマトグラフィ−用カラム ＣＨＩＲＡＬＰＡＫ
ＡＳ（ダイセル社製）を用いたＨＰＬＣ分析により行っ
た。以下に分析条件を示す。 〔純度分析 ＧｒａｄｉｅｎｔＨＰＬＣ条件〕 カラム；ＣＡＰＣＥＬＬ ＰＡＫ Ｃ１８ ＳＧ１２０
（ＳＨＩＳＥＩＤＯ社）φ４．６ｍｍ×２５０ｍｍ 移動層；Ａ，０．０１Ｍリン酸 Ｂ，アセトニトリル
（グラジェント） 温度 ；４０℃ 流速 ；１．５ｍｌ／ｍｉｎ 検出 ；ＵＶ（波長＝２１０ｎｍ） Ｒ．Ｔｉｍｅ；Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニル−
システイン＝６．２ｍｉｎ 〔光学純度分析 ＨＰＬＣ条件〕 カラム；ＣＨＩＲＡＬＰＡＫ ＡＳ（ダイセル社） φ４．６ｍｍ ×２５０ｍ ｍ 移動層；Ａ，ｎ−Ｈｅｘａｎｅ：Ｍｅｔｈｙｌ−ｔ−Ｂｕｔｙｌ−Ｅｔｈｅｒ： Ｔｒｉｆｒｕｏｒｏａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ＝８０：２０：０．２ Ｂ，Ｅｔｈａｎｏｌ Ａ：Ｂ＝８５：１５に混合してアイソクラティック分析による。 温度 ；２５℃ 流速 ；１．０ｍｌ／ｍｉｎ 検出 ；ＵＶ（波長＝２５４ｎｍ） Ｒ．Ｔｉｍｅ；Ｌ体 ８．５ｍｉｎ Ｄ体 ９．８ｍｉｎ 光学純度（％ｅｅ）＝｜Ｄ−Ｌ｜／（Ｌ＋Ｄ） 生成物がＤ体の場合 ＝｜Ｌ−Ｄ｜／（Ｌ＋Ｄ） 生成物がＬ体の場合

【００３７】比較例１ Ｓ−フェニル−Ｄ−システインを用いて、Ｚ化後のアル
カリ水溶液下でのトルエンによる不純物抽出を実施しな
い場合の検討を行った。Ｓ−フェニル−Ｄ−システイン
結晶１０．０ｇ（５０．７ｍｍｏｌ）を、水酸化ナトリ
ウム２．２ｇ（５５．０ｍｍｏｌ）を加えて水に溶解さ
せ、Ｓ−フェニル−Ｄ−システイン＝４ｗｔ％濃度に調
整した。撹拌下、温度を２５℃に保ちＺ−Ｃｌ１０．３
ｇ（６０．３ｍｍｏｌ）をゆっくり添加する。反応中ｐ
Ｈが低下するので、ＮａＯＨ溶液によりｐＨ＝１１以上
になるようコントロールした。Ｚ−Ｃｌ添加後、同温度
で約１時間撹拌し反応を終了した。Ｎ−カルボベンゾキ
シ−Ｓ−フェニル−Ｄ−システインの生成量は１６．６
ｇ（５０．１ｍｍｏｌ）で収率は９８．８％であった。
反応終了後、反応終了液重量と等重量のトルエンを添加
し、３５％−ＨＣｌをＮ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェ
ニル−Ｄ−システイン生成量の３倍モル量を１５．７ｇ
（１５０．３ｍｍｏｌ）添加し、５５℃で１時間程度撹
拌し抽出操作を行い、素早く分液しトルエン相を回収し
た。次いで、トルエン相を減圧濃縮により、Ｎ−カルボ
ベンゾキシ−Ｓ−フェニル−Ｄ−システインを１０ｗｔ
％濃度 １６６ｇに調整した。濃縮トルエン溶液を氷浴
中で冷却晶析する事により、Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ
−フェニル−Ｄ−システインが析出し始め、引き続き晶
析を続行すると大量の結晶が析出し、スラリー状態なっ
た。これを、固液分離することによりＮ−カルボベンゾ
キシ−Ｓ−フェニル−Ｄ−システインの湿結晶を得た、
次いで５０℃で１４時間の減圧乾燥を行い、該物質の乾
燥結晶１５．１ｇ（４５．６ｍｍｏｌ）を得た。Ｚ化反
応マスからの単離収率は９１．０％。Ｓ−フェニル−Ｄ
−システインのＺ化からの総合収率は８９．９％となっ
た。乾燥したＮ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニル−Ｄ
−システイン結晶の純度は９８．２％。不純物含量は
１．８％。光学純度は９９．６％ｅｅであった。結果を
表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明方法によれば、少量の有機溶媒を
用いて効果的に不純物を除去することができ、高純度の
Ｎ−保護基−Ｓ−フェニルシステインがえられるように
なった。また、有機溶媒から結晶を単離するため工業的
に有利に乾燥できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｓ−フェニルシステインのアミノ基に水
   性媒体中で保護基を導入したアルカリ性反応液に、芳香
   族炭化水素、有機酸エステル類、及びハロゲン系炭化水
   素から選ばれる有機溶媒を添加して、可溶物を抽出した
   後、水溶液層を分離し、該水溶液のｐＨを酸性に調整
   し、酸性水溶液に芳香族炭化水素、有機酸エステル類、
   およびハロゲン系炭化水素から選ばれる有機溶媒を添加
   し、これらの溶媒側に抽出するＮ−保護基−Ｓ−フェニ
   ルシステインの製造方法。
2. 【請求項２】 有機溶媒が、トルエンである請求項１記
   載の方法。
3. 【請求項３】 Ｎ−保護基−Ｓ−フェニルシステインが
   Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｓ−フェニル−Ｄ−システイン
   である請求項１又は、請求項２記載の方法。