JPH11140014A - キナ酸の精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品添加物、工業材料、医薬原料、化粧品原
料として有用でかつ高価なキナ酸を原料液から効率よく
精製して取り出す方法を提供する。 【解決手段】 キナ酸を含有する原料液からキナ酸を精
製する方法であって、キナ酸を水溶液中でその塩として
析出せしめうる金属塩または金属水酸化物を用いて原料
液中のキナ酸をキナ酸の金属塩として析出させた後、分
離し、該キナ酸の金属塩を酸を用いてキナ酸に戻すこと
を特徴とする前記方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば食品添加
物、工業材料、医薬原料、化粧品原料として有用であ
り、かつ高価なキナ酸を、キナ酸を含む原料液から精製
して取り出すキナ酸の精製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】キナ酸の製造は従来から行われており、
１９５４年には４−クロロシクロヘキサノンからキナ酸
の全合成がなされている（R.Grewe,Ber.,Vol.87,p793(1
954)）。また、１９６４年には、α−アセトアクリル酸
メチルエステルと１，３−ブタジエンを出発原料として
キナ酸の全合成が行われている（J.Wolinsky,R.Novak,
R.Vasileff,J.Org.Chem.,Vol.29,p3596〜3598(196
4)）。しかしながら、これらキナ酸の全合成は工程数が
多いため収率が低く、従って、キナ酸を工業的に製造す
ることは困難であった。

【０００３】また、天然のキナ酸は、キナ皮には遊離の
状態で含まれ、コーヒー豆中ではクロロゲン酸として存
在し、その他サトウダイコンなど多くの植物に分布し、
これらの材料から抽出されると報告されている。天然の
キナ酸を抽出・精製する従来法としては、コーヒー生豆
またはコーヒー抽出滓から、イオン交換や電気透析等を
用いて抽出・精製する方法（特開平７−８１６９，特開
平７−１８２５６）があるが、大掛かりな装置が必要と
なり、ランニングコストがかかりすぎていた。また、た
らの豆のさやから没食子酸を製造したときに排出される
没食子酸抽出廃液からキナ酸を精製する方法（特開平９
−３０００）も知られている。この没食子酸抽出廃液に
はキナ酸の他に硫酸ナトリウムが含まれており、この方
法では、アルコール類を添加して硫酸ナトリウムを除去
し、次いでアルカリ土類金属水酸化物を加えてキナ酸の
アルカリ土類金属塩を生成させ、得られたキナ酸のアル
カリ土類金属塩は水溶性であるためアルコール類を加え
て析出・分離し、次いで硫酸を加えてキナ酸を遊離させ
ることによりキナ酸を精製している。しかしながら、こ
の方法でも精製の途中に水を留去する工程が数回あり、
膨大なエネルギーを必要とするためにランニングコスト
がかかりすぎるという問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したとおり、キナ
酸の安価で効率的な抽出方法は未だに確立されていな
い。本発明は、天然物に含まれているキナ酸を効率よ
く、安価に精製して取り出す方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決するために、前述した没食子酸抽出廃液（キナ酸を
２〜３％含む）、またはコーヒー抽出残渣（キナ酸をク
ロロゲン酸として約１％程度含む）をアルカリ水溶液で
加熱・抽出した反応液等のキナ酸を含む原料液を抽出源
として選定した。これは安価であるばかりでなく廃棄物
の有効利用という面でも意味がある。これらのキナ酸を
含む原料液から、従来のような大がかりな装置を用い
ず、かつ水の濃縮工程を含まない方法を目指し検討を行
った。キナ酸は極めて水溶性が高いため、キナ酸を水か
ら分離することは容易ではないが、一般に水に難溶であ
ることが知られているキナ酸の金属塩に変換することに
より、水溶液中でも析出しうる水に難溶な結晶を生成
し、容易に分離できるものと考えた。

【０００６】キナ酸を含む原料液中には他の有機物も含
まれ、キナ酸の金属塩形成を妨げる危険があるため、適
当な有機溶媒を用いて抽出を行うことにより、まずキナ
酸以外の有機不純物を除去した。その後、キナ酸を含む
水層に各種２価の金属塩または金属水酸化物を添加し、
鋭意検討したところ、特に２価の銅、銀、鉄、ニッケル
等の遷移金属の塩または水酸化物を用い、かつ原料液の
ｐＨを調整することにより、水に難溶なキナ酸の金属塩
が形成・析出し、容易に原料液から分離できることを見
出した。分離したキナ酸の金属塩は、酸で処理すること
により容易にキナ酸に再変換することができ、また、適
当な溶媒で抽出することで金属塩からキナ酸を分離でき
ることも見出した。

【０００７】以上のように、キナ酸を含む安価な原料液
から、キナ酸の金属塩を析出させることで効率的にキナ
酸を分離できることを見出し、本発明を完成した。即ち
本発明は、以下の発明を包含する。 （１）キナ酸を含有する原料液からキナ酸を精製する方
法であって、キナ酸を水溶液中でその塩として析出せし
めうる金属塩または金属水酸化物を用いて原料液中のキ
ナ酸をキナ酸の金属塩として析出させた後、分離し、該
キナ酸の金属塩を酸を用いてキナ酸に戻すことを特徴と
する前記方法。 （２）金属塩または金属水酸化物が、２価の遷移金属の
塩または水酸化物であることを特徴とする上記（１）の
方法。 （３）２価の遷移金属が銅、銀、鉄またはニッケルであ
ることを特徴とする上記（２）の方法。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を以下に具体的に説明す
る。本発明に使用する原料液は、キナ酸を含有していれ
ばどのような種類のものでもよいが、例えば前述した没
食子酸抽出廃液（キナ酸を２〜３％含有）またはコーヒ
ー抽出残渣（キナ酸をクロロゲン酸の形で約１％含有）
をアルカリ水溶液で３０℃、０．５〜１時間処理した
後、固形物を濾過した濾液（特開平７−８１６９）等を
挙げることができる。

【０００９】金属塩または金属水酸化物は、水溶液中で
析出しうるキナ酸の塩を形成するものならばどのような
ものでもよいが、水に難溶性の塩を形成するものが好ま
しい。好ましくは、遷移金属の塩または水酸化物、例え
ば、鉄、ルテニウム等の鉄族、コバルト、ロジウム等の
コバルト族、ニッケル、パラジウム等のニッケル族、
銅、銀等の銅族から選ばれる２価の遷移金属の塩化物、
臭化物、ヨウ化物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、酢酸塩
または水酸化物等であり、更に好ましくは、銅（II）、
銀（II）、鉄（II）、ニッケル（II）等の塩化物、硫酸
塩、硝酸塩、リン酸塩、酢酸塩または水酸化物である。
キナ酸は２価の金属と錯体を形成し、下記式（Ｉ）

【００１０】

【化１】

【００１１】（式中、Ｍ²⁺は２価の金属を表す）で表さ
れる金属塩となる。次に、本発明を実施するための好ま
しい反応手順及び反応条件等を説明する。キナ酸を含有
する原料液の種類によっては、金属とキナ酸の錯体形成
を阻害する有機物が存在する場合があり、この場合に
は、まず適当な有機溶媒でキナ酸以外の有機物を除去す
るのが望ましい。ここで用いる有機溶媒としては、水と
２相に分離し、キナ酸以外の有機物を抽出可能なものな
らばどのようなものでもよいが、例えば、塩化メチレ
ン、クロロホルムに代表されるハロゲン化炭化水素、ジ
エチルエーテル、テトラヒドロフランに代表されるエー
テル類、ベンゼン、トルエン、キシレンに代表される芳
香族化合物、酢酸エチルで代表されるエステル類などの
不活性な有機溶媒を単独でまたは混合して用いることが
できる。有機溶媒による抽出は、例えば、原料液に対し
０．０１〜１００倍、好ましくは０．１〜１．０倍の体
積の有機溶媒を加え、次いで０℃〜５０℃で撹拌した
後、油層を分離除去することにより行う。撹拌時間は特
に限定されるものではないが、通常０．５〜５時間の範
囲である。この操作を１〜１０回行うのが望ましい。

【００１２】次に、キナ酸を含む水層に金属塩または金
属水酸化物を加えて溶解させ、キナ酸の金属塩を析出さ
せる。使用する金属塩または金属水酸化物の量はモル比
でキナ酸に対し１〜１０倍であり、好ましくは２〜５倍
である。析出は通常０℃〜１００℃で行い、好ましくは
１０℃〜５０℃で行う。使用する金属塩または金属水酸
化物の種類によっては、キナ酸の金属塩を効率的に析出
させるためにｐＨ調整が必要な場合がある。例えば、金
属塩として硫酸銅（II）を用いた場合には、キナ酸の銅
塩はｐＨ４以上から析出し始め、ｐＨ７以上でほぼ全量
が析出する。ｐＨの調整は、使用する原料液、金属塩ま
たは金属水酸化物の種類に応じて決まるものであり、一
概には言えないが、一般的にはｐＨを４〜１０に、好ま
しくは６〜８に調整する。ｐＨ調整に用いる酸・アルカ
リ及びその濃度は、特に限定するものではないが、濃度
は高いほうが望ましい。

【００１３】次いで、析出したキナ酸の金属塩を濾別
し、乾燥させることで純度の高いキナ酸の金属塩を得る
ことができる。得られたキナ酸の金属塩からキナ酸を分
離するには、適当な溶媒中にキナ酸の金属塩を加え、次
いで酸を加えて撹拌する。使用する酸としては塩酸、硫
酸、リン酸等の鉱酸が挙げられ、好ましくは硫酸が挙げ
られる。酸の添加量は、キナ酸の金属塩に対し１〜１０
当量であり、好ましくは１．１〜５当量である。使用す
る溶媒としては、特に限定はないが、アセトン、エタノ
ール、イソプロパノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド等が挙げられる。撹拌は、０℃〜６０℃、好ましくは
１０℃〜５０℃にて０．１〜１０時間、好ましくは０．
２〜２時間行う。

【００１４】キナ酸の金属塩を酸と共に撹拌することに
より、キナ酸を遊離させる。キナ酸と金属塩の混合物か
らキナ酸を抽出するには、キナ酸は溶解するが析出した
金属塩は溶解しない有機溶媒を用いて容易に抽出するこ
とができる。ここで使用する有機溶媒としては、析出す
る金属塩の種類によって一概には言えないが、一般的に
は、エタノール、イソプロパノールで代表されるアルコ
ール類、アセトンで代表されるケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミドで代表されるアミド類等を挙げること
ができる。コスト面から、イソプロパノールとアセトン
が好ましい。

【００１５】有機溶媒により抽出されたキナ酸は、有機
溶媒を濃縮後、再結晶等で精製することができる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるも
のではない。実施例１ ２００ｍｌ反応器に没食子酸抽出廃液（ｐＨ０．６、キ
ナ酸を２．５％含有、他に没食子酸１．５％、硫酸ナト
リウム２０％を含む）１００ｍｌ、テトラヒドロフラン
３３ｍｌを入れ窒素雰囲気下、室温で１時間撹拌した。
その後、処理液を分液ロートに移し、油水分離した。水
層を分取し、再度、テトラヒドロフランを１７ｍｌ入れ
て先と同様に撹拌、油水分離を行い、没食子酸等の有機
不純物を除去した。室温にて水層に硫酸銅５水和物６．
０ｇを加えて溶解させ、４８％水酸化ナトリウム水溶液
を加え、反応溶液のｐＨ０．６を７に調整した。この
時、ｐＨ５付近から緑色のキナ酸の銅塩が析出してき
た。析出した銅塩を濾別した後、同時に析出した硫酸ナ
トリウムを除去するため、水３０ｍｌで水洗した。銅塩
を１３０Ｐａ、６０℃で３時間乾燥させて、キナ酸の銅
塩５．３ｇを得た。その後、銅塩をアセトン３０ｍｌに
懸濁させ、９７％硫酸を０．８４ｍｌ加えて室温で３０
分撹拌した。撹拌途中でキナ酸と硫酸銅が遊離した。撹
拌後、キナ酸と硫酸銅の混合物を濾別により４．７ｇ回
収した。該混合物から、アセトン２０ｍｌを用いたソッ
クスレー抽出によりキナ酸を抽出した。抽出後、アセト
ンを留去してキナ酸２．２４ｇ（回収率８５％、純度９
８％）を得た。実施例２〜７ 用いる金属塩を硫酸銅から表１に示す金属塩に変えた以
外は、実施例１と同様に反応を行い、キナ酸を回収し
た。結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】 実施例 金属塩 キナ酸回収率（％） ２ 塩化銅(II) ８６ ３ 酢酸銅(II) ８５ ４ 硝酸銅(II) ８５ ５ 水酸化銅(II) ８４ ６ 塩化鉄(II) １０ ７ 酢酸ニッケル(II) ２０ 実施例８ コーヒー抽出残渣（キナ酸をクロロゲン酸として１．５
％含有、他にカフェイン等を含む）３００ｇに１．２％
水酸化ナトリウム水溶液５００ｇを加え、３０℃で１時
間撹拌した。残渣を濾過した濾液（ｐＨ１０）６００ｇ
中には、ＨＰＬＣの定量によるとキナ酸が３ｇ含まれて
いた。没食子酸抽出廃液を該コーヒー抽出残渣より調製
した原料液に変えた以外は、実施例１と同様に反応を行
ったところ、純度９８％のキナ酸を８３％の回収率で得
た。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キナ酸を含有する原料液からキナ酸を精
   製する方法であって、キナ酸を水溶液中でその塩として
   析出せしめうる金属塩または金属水酸化物を用いて原料
   液中のキナ酸をキナ酸の金属塩として析出させた後、分
   離し、該キナ酸の金属塩を酸を用いてキナ酸に戻すこと
   を特徴とする前記方法。
2. 【請求項２】 金属塩または金属水酸化物が、２価の遷
   移金属の塩または水酸化物であることを特徴とする請求
   項１記載の方法。
3. 【請求項３】 ２価の遷移金属が銅、銀、鉄またはニッ
   ケルであることを特徴とする請求項２記載の方法。