JPS60209596A - ラクタロース精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、媒体の戸、極性およびイオン力特性に左右さ
れる炭水化物に対する変動親和力をもつ樹脂を介してラ
クタロースを含むシロップを通過させることによるラク
タロースを精製する新規な方法に関する。

更に詳細には、本発明は、二官能価の硼素樹脂上を通過
させることによって他の炭水化物、特にラクトースおよ
びガラクトースからラクタロースシロップを精製する工
業的応用の新規な方法に関する。

ラクタロースは、腸の罹患および肝蔵の機能不全の治療
においてシロップあるいは結晶質生成物の形状で使用さ
れる合成二種類である。

市場で入手可能なラクタロースシロップは、一般に純粋
でなくて、多少とも高い量の他の炭水化物、特にラクト
ースおよびガラクトースを含んでいる。

普通市場で入手可能な代表的組成のシロップは下記の通
りである。すなわち ラクタロース　５０重量％ ガラクトース　４〜８重量％ ラクトース　４〜８重量％ 他の炭水化物類　５〜１０重量％ 従って比較的高い百分率の他の炭水化物を含んでいる。

これらの炭水化物は、市場で入手可能な結晶質ラクタロ
ースで存在もするが、しかし一般に比較的少ない程度で
ある。これらの異質の炭水化物は、ラクタロースが使用
される治療上の用途において好ましくない。

従って、はるかに高粋度でありまた異質の炭水化物の含
量ができる限りの範囲によって減少されているシロップ
あるいは結晶の形状のラクタロースに対する要求がある
。

今日まで公知の主要ラクタロース精製方法は、普通のイ
オン交換樹脂での処理によってその際除去される対応す
るアルドン酸へガラクトースおよびラクトースを転化す
るため、公知のイオン交換での選択性吸収あるいは臭素
によるシロ、ゾの制御した酸化に基礎を置いている。

第１型式の精製方法は、例えばフランス特許第２．１１
７，５５８号で説明されており、この特許では分離方法
が重亜硫酸塩あるいは亜硫酸塩型式のイオン交換樹脂上
へラクタロースシロッゾを供給することによって行なわ
れる。

この型式の方法は、主としてその所要時間および費用の
ため工業上に応用されなかった。ともかくそれらの方法
は、決して高純度が得られないものである。

第２型式の精製方法は、米国特許第３，３７２，７０５
号および英国特許第８６５．５９５号で説明されており
、それらではラクタロースシロップがアルドースを酸化
するため化学的あるいは電気化学的に臭素で処理されて
いる。それから酸化されたシロップは樹脂上を通過させ
る。この方法によって得られるシロップは、純度が常に
余りに低いものである。

炭水化物を分離することにおいて、しかしクロマトグラ
フ分析方法においてしか硼素樹脂を使用しないことも公
知である（炭水化物研究、４３．１９７５．２１５〜２
２４）。これらの方法で使用される硼素樹脂は、化学的
、機械的いづれにも極めて不安定である。

当出願入は、本発明の主題、換言すれば新規ラクタロー
ス精製方法が工業上の規模で行なうことができまた他の
炭水化物から殆ど遊離、特にラクトースおよびガラクト
ースから殆ど遊離して簡単かつ経済的なようにラクタロ
ースを得させるものであることを発見した。

本発明によるラクタロース精製方法は、事実上、硼素樹
脂の型式 （式中、［Ｆ］がポリアクリル、あるいはポリスチレン
マトリックス；ＲおよびＲ３が、同じあるいは異っても
よいが、−（ＣＨ）２ｎ−であり、ここにｎがＯと５と
の間にある；Ｒ１およびＲ２が、同一あるいは異っても
よいが、Ｃｌ−５アルキルであり；Ｘ−がヒドロキシル
およびハリドから成る基から選択されるアニオンである
）から成る１つ以上のカラムを介してラクタロース１０
〜５０％および他の炭水化物類１０〜５０チを含むラク
タロースシロップを通過させることから成る。

さらに本発明による方法は、ポリアクリルマトリックス
をもつ式（１）の硼素樹脂が選択的にラクタロースを保
持するのに、大抵の他の炭水化物および特にラクトース
およびガラクトースが水性移動相、一般に脱イオン水で
の溶離によって除去され；それからラクタロースがｐＨ
５以下あるいは５に等しい酸性水溶液での処理によって
この樹脂から遊離されることを特徴とする。

本発明による方法の別の特徴は、式（１）の硼素樹脂が
ポリスチレンマトリックスをもつ場合、この樹脂が選択
的および定量的にガラクトースを保持するのに、この樹
脂がラクタロースに対する親和力をもたないという完全
に予期されない事実にある。従ってポリアクリルマトリ
ックスをもつ硼素樹脂の上で通過することによって得ら
れる高うクタロース含量の溶液を硼素樹脂の上で通過さ
せることによってこの溶液から、従ってラクタロースか
ら任意のガラクトース残留物を除去できることが判明し
た。

本発明による方法の特徴および公知の種類の方法以上の
長所は、本発明の好ましい実施例のこれから行なわれる
説明から一層明らかになるだろう。

本発明による方法に使用される樹脂は、ポリアクリルあ
るいはポリスチレンマトリ、クスをもつ式（１）によっ
てこれまで規定された型式の硼素樹脂である。上記樹脂
は、グル、目視孔性あるいは微視孔性のような各種の型
式にすることができ、また異なる架橋剤による異なる架
橋剤をもつことができ、また好ましくは下記の傷性をも
つ樹脂である。すなわち官能価度が乾燥樹脂゛の１と８
ｍｅｑＢ／Ｊｉ’との間、好ましくは１と４　ｍｅｑＢ
汐との間；Ｂの含量１と８％との間；架橋剤２と１５％
との間；平均孔径５００と１５００Ｘとの間；比表面積
４と４０ｍ２／Ｉとの間：実密度１．０と１．５　Ｉｔ
／ｍｌとの間；見かけの密度０．５と１．１ｙ、４！と
の間：粒子ザイズ０．１と０７咽との間である。

ポリアクリルマトリックスの硼素樹脂は、一般に初期体
積の４〜５倍まで膨潤させるため、環境温度で約８時間
の期間脱イオン水へ浸される。

それから樹脂がカラムへ配合される。

精製される水溶液は、炭水化物濃度５と４０重量％との
間、好ましくは８と３０重量％との間へ濃縮される。

樹脂体積対処理される溶液の重量の比率は、樹脂の官能
価度および溶液の濃度に関係する。樹脂のｔ数対供給溶
液に含まれる炭水化物のゆ数として表わされる好ましい
比率は、１１０．３と１／２　との間にある。

ラクタロース溶液は、温度５ないし６５℃で比処理量好
ましくは０．３ないし３　ｂｖ／ｈでこの樹脂を通過さ
せ、それからｐＨ４，５ないし８．５の水溶液で、一般
に中性に対して、および必要に応じて熱条件下、ラクタ
ロース溶液に対する体積比好ましくは３ないし５で溶離
する。

水での継続的溶離では不純物、特にラクトースおよびガ
ラクトースで著しく濃縮されまた実際上ラクタロースを
除去する炭水化物溶液がカラムから除去される。

それからカラムは、好ましくは塩酸あるいは酢酸で弱酸
性にされた溶液で溶離され、それによって樹脂で吸収さ
れて残っているラクタロース濃縮炭水化物混合物が置換
される。

酸性移動相によって置換されるラクタロース濃縮溶液は
、酸が樹脂緩衝作用によって消費される′ので、溶液が
それだけで任意の次の処理に対して使用することができ
ることにおいて中性溶液として得られる。

樹脂は、脱イオン水で洗浄することによって再生され、
続いてアルカリ溶液で処理されまたそれから中性になる
まで脱イオン水で処理される。

水での溶離によって得られた不純物で濃縮される溶液は
、説明した方法が反復される第２カラムで処理すること
ができる。

酸性溶液による溶離、すなわちそれぞれ第１および第２
カラムでの処理から発生する２つの溶液は、プールする
ことができまた、必要に応じて、先行する２つのカラム
で既に行なわれた処理を反復する第３の等しいカラムを
介して通すことができる。

一般に第２あるいは第３カラムで酸性溶離から発生する
溶液は、ガラクトースＯないし２％を含むことができ、
また完全にラクタロースを遊離する。

ラクタロースを特徴とする特定の用途によって要求され
るならば、僅かな残留量のガラクトースは、ポリスチレ
ンマトリックスの式（１）の硼素樹脂上を通過させるこ
とによって完全に除去することができ、硼素樹脂がガラ
クトースおよびラクタトースの痕跡だけを吸収し、従っ
て水で純粋なラクタロースを実際上完全に溶離させる。

本発明による方法によって得られる純粋ラクタロース溶
液は、それだけであるいは適当に濃縮して使用すること
ができ、あるいはラクタロースが公知の方法、たとえば
、直空下の濃縮あるいはエタノールでの沈澱によってそ
れらの溶液から晶出させることができる。

この新規な方法で使用される樹脂は、同じ日付で出願さ
れた特許出願の主題を形成する新規な樹脂である。

以下本発明によるラクタロースシロップに対する精製方
法の例示的であるがしかし限定しない例が示されている
。

第１例 下記の特性：すなわち 官能測度乾燥樹脂の３．５ｍｅｑ□； Ｂ含量４チ； アンモニア基乾燥樹脂の７ｍｅｑ、々；架架橋度４一 ；均孔径１０００Ｘ； 比表面積１０　ｍ２／ｇ； 見かけの比重０．７υ乞； 実比重１．３ｂ匂； 粒子サイズ０．２〜０．４問（７５％）；をもつポリア
クリルマトリックスの硼素樹脂がこれを膨潤させるため
環境温度で８時間の期間脱イオン水へ沈められる。

このようにして得られる樹脂２ｏｏｍｌが直径２６咽の
カラムへ仕込まれる。

とのカラムがラクタロース３２．！９．ラクトース６４
Ｉｉおよびガラクトース４ｇを含んでいる炭水化物溶液
４００１ｒＬｌで９０分間に亘って供給される。

ラクタロース１２１１ラクトース６１１１およびガラク
トース３ＩＩを含む溶液（ＡＩ）５００ｙｄが蒸留水で
の溶離によって得られる。さらにＩ　ＭＨＣ１溶液での
溶離によって、溶液（Ａ２）２５０ｍｌが得られ、ラク
タロース２０ｇ、ラクトース３ｇおよびガラクトースＩ
Ｉを含んでいる。

溶液（Ａ１）が、第１カラムで使用された樹脂に等しい
樹脂１００ｗＬｌで充填される直径２６１１１１の第２
カラムを通過させられる。

脱イオン水での溶離によって、溶液（Ｂ１）が得られ、
ラクタロース４ｇ、ラクトース５９ｇおよびガラクトー
ス２ｇを含んでいる。さらにｌＮＨＣｌ溶液での溶離に
よって、溶液（Ｂ２）が得られ、ラクタロース８ｇ、ラ
クトース１．５ＩＩおよびガラクトース０．８ｇを含ん
でいる。

溶液（Ａ２）および（Ｂ２）がプールされかつ最初の２
つのカラムで使用された樹脂に等しい樹脂で充填された
直径２６ｍの第３カラムを介して通される。

脱イオン水での溶離によって、溶液（Ｃ１）が得られ、
ラクタロース１８１１ラクトース５ｇおよびガラクトー
ス１．５を含んでいる。さらにｌＮＨＣｌ溶液での溶離
ガラクトース１０ＩＩおよびガラクトースｏ、ａＩｉを
含む溶液（Ｃ２）を生じ、この溶液が完全にラクトース
を除去している。

溶液（Ｃ２）は完全にガラクトースを除去するためポリ
スチレンマトリックスの硼素樹脂をもつカラムで処理す
ることができ、・あるいは、所要生成物を生ずるように
濃縮あるいは晶出できる一方、溶液（Ｂ１）が棄却され
また溶液（Ｃ１）がアクリル樹脂１００属を含むカラム
へ再循環される。

溶液（Ｃ２）のＨＰＬＣ（高圧液体クロマトグラフィー
）特性が第１図で示され、臭素での処理および慣用の方
法を使用する樹脂上の通過によって等しい初期ラフクロ
ース溶液を精製することによって得られる溶液の特性（
第２図）と比較される。

ＨＰＬＣクロマトグラムは、下記の条件で行なわれた；
すなわち、 カラム：直径４叫、長さ２５０閣； 充填：　リクロソープＮＨ２（１０ミクロン）：カラム
温度：４０±５０℃ 検出器：Ｕｖ分光計−１９２ｎｎｉで読取り；移動相ニ
アセトニトリルの０．ＯＩＭ水性第一燐酸カリウム２０
％溶液； 処理量：２．５ｍｌ／分 ループ：２０μを 添付クロマトグラムから、本発明により生成されるラフ
クロースシロップ（第１図）が完全にガラクトースおよ
びラクトースから遊離されるが、しかしこれらが明瞭に
見えるビークＢおよびＣ（第２図）によって示されるよ
うに、慣用の方法によって精製されるシロップで存在し
ていることが明らかに理解できる。

第２例 第１例で示される特性をもっているポリアクリル樹脂の
硼素樹脂は、説明した方法によって膨潤される。このよ
うにして得られる樹脂１００ｄが直径２６＋＋＋ｍのカ
ラムへ仕込まれる。

とのカラムは、最終溶液がｐＨ８をもつようにアルカリ
性にされる水で１対２に稀釈されるラクタロースシロッ
プ溶液（ラクタロース５０重量係、ラクトース４重屋チ
、ガラクトース４．５重量係、他の種類７重量％）５２
ゴで６０分間に亘って供給される。同じ声における移動
相での溶離によりて、溶液（ＡＩ）２００ｍが得られ、
ラクタロース２９Ｉ１．ラクトース３．２ｇおよびガラ
クトース１．６９から成る非保持糖類３３．８．９を含
んでいる。

それからＩ　Ｎ　ＨＣ１溶液でこの方ラムを溶離するこ
とによって、溶液（Ａ２）が得られ、ラクタロース１０
＆、ガラクトース０．２＆を含みがフラクトースを含ん
でいない。

溶液（Ａ１）は、完全にガラクトースを除去するためポ
リスチレンマトリックスの硼素樹脂をもつカラムで処理
できるが、あるいは純粋ラクタロースシ四ツゾあるいは
結晶を得るために濃縮および／あるいは晶出することが
できる。溶液（Ａ１）は同じアクリル樹脂カラムへ再循
環させることができる。

第３例 第１例の溶液（Ｃ２）および第２例の溶液（Ａ２）が以
下のように結晶質ラクタロースを得るため使用され、す
なわち、晶出されるラフクロース溶液が機械攪拌器、温
度計および凝縮器を備えたフラスコ２５０ゴへ供給され
る。この溶液が真空下最高温度３５ないし４０℃で乾燥
するまで蒸発される。残留物が無水エタノール２５ゴヘ
２〜３回引き取られ、そのたびごとに水を除去するため
真空下で乾燥するまで蒸発する。それから無水エタノー
ルが存在するラクタロース４−／Ｉの割合で添加され、
混合物が還流しながら３時間沸とうされた。

この時間の径小さい生成物結晶の生成が観察され、これ
らの結晶が６０℃で４時間適宜攪拌することによって拡
大される。

混合物が冷却され、それらの結晶が僅かに予冷した溶謀
で洗浄されかつ真空下５０℃で３時間乾燥され、晶出収
量９０％を得た。

このようにして得られる結晶質ラクタロースの純度が）
ＩＰＬＣ分析法で９９．２％である。

【図面の簡単な説明】

第１および第２図は、それぞれ本発明によるラクタノー
スシロップおよび慣用方法によるラクタノースシロップ
のクロマトグラムを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　他の炭水化物類、特にラクトースおよびガラクトー
   スからラフクロースを精製する方法において、 二官能価硼素樹脂の型式、 （式中、［Ｆ］がポリアクリルあるいはポリスチレンマ
   トリックス、同じあるいは異なることのできるＲおよび
   Ｒ３が（”Ｒ２）ｎであり、ここにｎが０と５との間で
   あり、同じあるいは異なることができるＲ１およびＲ２
   がＣ１−５アルキルであり、Ｘ−がヒドロキシルおよび
   ハリドから成る基から選択されるアニオンである）を含
   む１つ以上のカラムを介して炭水化物類５ないし４０％
   を含むラフクロース水溶液を通過させることを特徴とす
   る、方法。 ２　樹脂官能価がＲ８ないし８　ｍｅｑおよび乾燥樹脂
   ｇ当りアンモニウム基２ないし９　ｍｅｑであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３　ラフクロースがポリアクリルマトリックスの式（１
   ）の硼素樹脂を介してラフクロース溶液を通過させるこ
   とによって選択的に保持されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ４　硼素樹脂によって保持されるラフターロースがＰＨ
   ５以下あるいは５に等しい酸性水溶液で溶離することに
   よって上記樹脂から遊離されることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の方法０ ５　ラフクロースがポリスチレンマドソックスの硼素樹
   脂を介して溶離したラクトース濃縮溶液を通過させるこ
   とによって選択的に保持されることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項に記載の方法。 ６　カラムで含まれたｔで示される樹脂の体積対供給溶
   液に含まれたゆで示される炭水化物の量の比率が１：０
   ．３ないし１：２であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ７　％許請求の範囲第１ないし第６項の１つに記載の方
   法に従って操作することによって得られる高純度ラクタ
   ロースシロップ。 ８　特許請求の範囲第１ないし第６項の１つに記載の方
   法に従って操作することによって得られる高純度結晶質
   ラクタロース。