JPS63159355A - Ｌ−フェニルアラニンおよびｌ−アスパラキン酸の回収方法 - 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】 （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）の製造
において、各工程で生じる母液中に含まれるα−ＡＰＭ
および関連ジペプチド化合物を加水分解して、Ｌ−フェ
ニルアラニンおよびＬ−アスパラギン酸として回収する
方法に関するものである。

さらに詳しくは、母液の一種または二種以上を７０°Ｃ
以下の温度条件下、必要に応して鉱酸の存在下に所定の
濃度まで濃縮したのち、この濃縮液を鉱酸の存在下に処
理し、所定の濃度まで濃縮したのち、該１ｆｉｌｉｉ液
を鉱酸の存在下に処理し母液中に含まれるα−ＡＰＭな
らびに関連ジペプチド化合物を加水分解することから成
るＬ−フェニルアラニンならびにし一アスパラギン酸の
回収方法に関し、α−ＡＰＭの工業的製造方法に関する
。

本発明に係るα−ＡＰＭはジペプチド系の新しい甘味料
として有用な物質である。しょ糖の２００、　　倍近い
高甘味物質でダイエツト甘味剤として需要が伸長してい
る物質である。

（従来技術） α−ＡＰＭの製造法に関しては、既にこれまで色々な方
法が堤案されているが、中間体の安定性や製造のし易さ
および全体のプロセスを考えた場合、Ｎ−保護−Ｌ−ア
スパラギン酸無水物、とくにＮ−ホルミル−し−アスパ
ラギン酸無水物を用いる方法が、比較的簡単なプロセス
で工業的にも適した製法である。特開昭６１−１４３３
９７号の記載によれば、Ｎ−ホルミル−α−Ｌ−アスパ
ラギン酸無水物はＬ−フェニルアラニンと直接水中で縮
合でき、α−ＡＰＭ製造の為の重要な中間体となるＮ−
ホルミル−α−Ｌ−アスパルチルーＬ−フェニルアラニ
ンが製造できる。さらに、このＮ−ホルミル−α−Ｌ−
アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンは塩酸−メタノー
ル媒体中でホルミル基の除去ならびにエステル化反応を
行うことによってα−ＡＰＭ塩酸塩に変化される（特公
昭６０−５０２００号）、また本発明者らが見出した方
法、すなわち、金属塩化物の共存する硫酸、水およびメ
タノールから成る媒体中でホルミル基の除去とエステル
化反応を行うことによってα−ＡＰＭ塩酸塩に変化され
る。これらの方法において、さらに中和、精製工程を経
てα−ＡＰＭの製品に導かれる。

またＮ−ホルミル−し−アスパラギン酸無水物とじＬ−
フェニルアラニンの縮合からα−ＡＰＭ塩酸塩の製造ま
で途中中間体を単離することなく１ｐｏｔで製造する方
法も開示されている（特開昭６１−２１８５９７号）。

これらの製法は縮合工程から精製工程に至るまで水性媒
体中で実施できる方法である。

ところで、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、Ｌ−フェニルアラニンとの
縮合反応の際に目的のα−異性体の他に無視できない量
のβ−異性体、即ちＮ−ホルミル−β−し一アスパルチ
ルーＬ−フェニルアラニンを副生ずる。またα−ＡＰＭ
塩酸塩製造工程、中和工程さらには精製工程においても
、その母液には実質上無視できない量のα−ＡＰＭや関
連化合物が溶解損失するので、α−ＡＰＭの通算収率は
通常Ｌ−フェニルアラニンに対して５０％以下の収率で
ある。したがって、これらの母液系統から有効成分を効
率良く回収し、原料原単位を向上させることはα−Ａ　
Ｐ　Ｍの製造コストを低減する上で不可欠のことである
０回収の方法としては、母液の種類により異なった形態
（化合物）で有効成分を回収する各種方法が考えられる
が、反応の各工程で生じる母液を一括して加水分解し、
原料のｌ、−フェニルアラニンとＬ−アスパラギン酸と
して回収するのが回収工程が簡素化されて好ましい。

既に、α−ＡＰＭ製造プロセスを通して生じる母液を処
理し、原料化合物のＬ−フェニルアラニンならびにＬ−
アスパラギン酸へと加水分解して回収する方法は、既に
知られている（特開昭４８−９７８１２号および特開昭
５７−１３０９５８号）。

特開昭４８−９７８１２号に記載の方法は、Ｎ−ベンジ
ルオキシカルボニル−し−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を縮合させ、ヘンシ
ルオキシカルボニル基で保護されたＡＰＭのα、β混合
物を得、ついでこれを接触還元して保護基をはずし、鉱
酸水溶液で処理してα−ＡＰＭを単離し、残りの母液に
含まれるβ−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン
メチルエステルを加水分解してＬ−フェニルアラニンお
よびＬ−アスパラギン酸を回収するものであり、加水分
解後の分離技術に関する。

この方法で加水分解後の分離は、鉱酸中で加水分解処理
を行って得られる水溶液を先ずｐ１１４〜８に調整して
Ｌ−フェニルアラニンを分離し、次いでその母液をｐｌ
）１〜３にしてＬ−アスパラギン酸を析出させて分離し
ている。

また特開昭５７−１３０９５８号に記載の方法はＮ−ホ
ルミル−Ｌ−アスパラギン酸無水物とＬ−フェニルアラ
ニンを酢酸中で縮合し、Ｎ−ホルミル−β−Ｌ−アスパ
ルチル−Ｌ−フェニルアラニンヲ得、ついで脱ホルミル
化し、α−アスパルチル−し−フェニルアラニンとし、
次いでメタノール性塩酸水溶液中でエステル化してα−
ＡＰＭを単離し、母液系統からの有効成分を回収する技
術に関するもので、具体的には、α−異性体を分離した
後の母液をｉ４縮後、α−ＡＰＭ塩酸塩製造母液および
塩酸と水とを添加して加水分解処理をし、その後、先ず
Ｌ−フェニルアラニンを塩酸塩として析出させて分離し
たのち、さらに母液をＬ−アスパラギン酸の等電点に調
整してＬ−アスパラギン酸を晶析させる方法である。

ところで、α−ＡＰＭ製造に使用されるＬ−フェニルア
ラニンおよびＬ−アスパラギン酸は、いずれもその光学
純度の高い品質のものが要求される。仮に光学純度の低
いＬ−フェニルアラニンまたはＬ−アスパラギン酸を原
料に用いるとα−ＡＰＭの収率が低下するばかりでなく
、場合によってはα−ＡＰＭの製品の品質を劣悪にする
ことも考えられる。従って、回収の際には、ラセミ化反
応等の副反応を抑制し、光学純度の高い品質として回収
できる回収プロセスの確立が要求される。

このような回収工程におけるラセミ化の問題については
、未だ十分な検討がなされておらず、また高品質のＬ−
フェニルアラニンおよびＬ−アスパラギン酸を回収する
方法も確立されていない。

（発明が解決しようとする問題） 本発明の課題は、α−ＡＰＭの製造において、その製造
過程で生じる反応母液からし一フヱニルアラニンおよび
し一アスパラギン酸を高品質で回収する方法を稈供する
ことである。

本発明者らは、α−ＡＰＭの製造において、各工程で生
じる母液から、加水分解処理して再使用できる２種のア
ミノ酸として回収することを検討中、その加水分解の条
件によってはラセミ化反応が顕著に誘起され、回収され
てくるアミノ酸の光学純度を著しく低下させることが判
明した０例えば、Ｎ−ホルミル−し−アスパラギン酸無
水物とＬ−フェニルアラニンとを水中で縮合し、塩酸で
ｐＨ３，０に調整してＮ−ホルミル−α−Ｌ−アスパル
チル−Ｌ−フェニルアラニンを析出させ、これを分離し
て得られるβ−異性体含有の母液を常圧下で所定濃度ま
でｆＡｋｍしたのち塩酸を添加して加。

水分解を行った。得られた加水分解生成液中の２種のア
ミノ酸のラセミ化の程度をアミノ酸光学分割カラムで分
析の結果、Ｌ−フェニルアラニンのし一体／Ｄ一体含有
比率が９７７３、Ｌ−アスパラギン酸のし一体／Ｄ一体
含有比率が８８／１２で、とくにアスパラギン酸のラセ
ミ化の程度が大きかった。

さらに、この加水分解液から特開昭４８−９７８１２号
の方法にしたがってそれぞれのアミノ酸の回収を行った
結果、回収されたアミノ酸の中にもラセミ体が無視でき
ない量で混入してきた。特に回収されたし一アスパラギ
ン酸の品質はし一体／〇一体の比率が９４．６１５．４
で、ラセミ体を１０％程度含有する粗悪の品質のものと
なってしまった。

（問題点を解決する為の手段） 本発明者らは、前述の結果から回収工程においてラセミ
化反応を誘起する因子を各種モデル実験により詳細に検
討した結果、熱とｐＨがラセミ化を促進する因子であり
、とくに、ｐＨ３前後でおよそ８０℃以上に高められた
温度条件下におかれると、基質の如何を問わずアスパラ
ギン酸側か著しくラセミ化し易く、このような条件で加
水分解処理して得られる回収アスパラギン酸のラセミ化
の程度が増大されることがわかった。一方、同じ温度条
件においても鉱酸酸性の条件下の方がラセミ化の程度は
小さくなることもわかった。

ところで、α−ＡＰＭ製造プロセスで生じる各種の母液
中に含まれるα−ＡＰＭおよび関連化合物の濃度は通常
は低いものであり、その為、母液中のこれらの化合物を
加水分解して原料の２種のアミノ酸に戻して回収するに
は、２濃縮操作は不可欠である。加水分解後に？濃縮す
ることも考えられるが、加水分解時の容積効率や加水分
解の速度を考えた場合、加水分解処理前にあらかじめ母
液を所定の濃度までａｍするのが効率的である。

本発明はこれらの知見にもとづきα−ＡＰＭの製造にお
いて各工程で生じる母液から、Ｌ−フェニルアラニンお
よびＬ−アスパラギン酸として回収する回収工程におけ
るラセミ化を掻力抑制し、光学的に品質良好なアミノ酸
として回収する方法として完成するに到った。

すなわち、本発明はα−ＡＰＭの製造工程で生じる母液
の一種または二種以上を７０℃以下の温度条件下に所定
の濃度まで濃縮したのち、該濃縮液を鉱酸の存在下に処
理し、加水分解されて得られるＬ−フェニルアラニンお
よびＬ−アスパラギン酸を回収することを特徴とする方
法である。

本発明の方法で回収に供される母液としては、（１）Ｎ
−ホルミル−Ｌ−アスパラギン酸無水物としＬ−フェニ
ルアラニンを水中で縮合し、生成したＮ−ホルミル−α
−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンを分離する
ことにより生じる母液、（２）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−ＡＰＭ塩
酸塩に変換した際に生じる母液、（３）α−ＡＰＭ塩酸
塩を水性媒体中で中和した際に生じる母液、さらには（
４）α−ＡＰＭを水または低級アルコールと水との混合
溶媒で精製した際に生じる母液などであり、Ｎ−ホルミ
ル−し−アスパラギン酸無水物とＬ−フェニルアラニン
を原料としてα−ＡＰＭを製造するプロセスにおける一
連の母液が適用される。母液を個々に処理しても良いが
、一連の母液を併合して処理するのがより効率的である
。

本発明の方法はこれらの母液を所定濃度まで濃縮する工
程、次いで鉱酸の存在下に加水分解処理する工程とから
成る。

前段の濃縮工程は、７０°Ｃ以下の温度条件下に行う。

これにより濃縮工程でのラセミ化が極力抑制される。７
０°Ｃを越える温度、とくに８０°Ｃ以上の温度条件下
に、ｐＨ３前後で加熱されると、母液中に含まれるα−
ＡＰＭおよび関連ジペプチド化合物が加水分解して生成
するアスパラギン酸が、特にラセミ化され易くなる。濃
縮の程度は含有される無機塩の種類、量などにより一概
に限定はできないが、引き続き実施する加水分解処理で
生成する２種のアミノ酸を、さらに濃縮操作を必要せず
に分離回収できる程度まで？濃縮するのが良い。

通常はＬ−フェニルアラニン換算での濃度として３重量
％以上、好ましくは５重世％以上である。

濃縮の上限はおよそ１５重量％程度までが良い。あまり
濃縮しすぎると母液の種類によっては無機塩が析出し、
回収されてくるアミノ酸の品質を低下させ、さらに無機
塩との分離操作が必要となったり、作業性の点でも悪く
なったりするので好ましくない。

この濃縮工程は、鉱酸の存在下に行うことが基質のラセ
ミ化をさらに抑制する上でより好ましい。系内に存在さ
せる鉱酸としては塩酸、硫酸または臭化水素酸であり、
その量は特に限定はないがｆ：４縮に供される母液のｐ
ｌ＋がおよそｌよりも小さくなるようにこれらの鉱酸を
添加して濃縮操作を行う。

また、濃縮は、濃縮時の温度が７０℃以下であれば、減
圧下の濃縮に限定されるものではない。しかし、通常は
、減圧下に濃縮する減圧濃縮法が多用される。また、逆
浸透膜等の膜を利用した濃縮でも可能である。

本発明は前述のような条件下の濃縮処理の後、濃縮され
た母液中の種々のジペプチド化合物は鉱酸の存在下に加
水分解して、原料の２種のアミノ酸、即ちＬ−フェニル
アラニンおよびＬ−アスパラギン酸に変換される。

この加水分解は鉱酸の濃度、使用量にもよるが、加水分
解速度の点である程度高められた温度で実施するのが好
ましい。通常は９０°Ｃ−還流温度の範囲で実施される
。

この加水分解工程で用いる鉱酸は、塩酸、硫酸または臭
化水素酸が多用され、その使用量は系内濃度で３〜３０
重量％の範囲である。

加水分解後生成したＬ−フェニルアラニンならびにＬ−
アスパラギン酸は、特開昭４８−９７８１２号または特
開昭５７−１３０９５８号の方法などにより簡単に分離
回収できる。

たとえば、鉱酸中で加水分解処理を行って得られる水溶
液を先ずｐＨ４〜８に調整してＬ−フェニルアラニンを
分離し、次いでその母液をｐ１１１〜３にしてＬ−アス
パラギン酸を析出させて分離している。

（作用および効果） 本発明の方法はα−ＡＰＭの製造において、各工程で生
じる母液を加水分解処理して、原料のＬ−フェニルアラ
ニンおよびＬ−アスパラギン酸として回収する際にラセ
ミ化等の副反応を抑制する上で極めて効果的な方法であ
り、その為、回収される２種のアミノ酸の品質も極めて
良好で、再精製の必要なくα−ＡＰＭ製造原料に供する
ことができる。

（実施例） 以下、実施例により本発明を説明する。

尚、実施例中Ｌ−フェニルアラニンおよびＬ−アスパラ
ギン酸のラセミ化の程度の分析は以下の条件での高速液
体クロマトグラフィーによった。

分捉条件 カラム　ＴＳＫ　ｇｅｌ　Ｅｎａｎｔｉｏ　Ｌｌ　４．
６ｍｓ＋Ｉ　・ＤＸ２５ｃｍ（東洋ソーダＨ製） 移動相　０．５ｍＭ　ＣｕＳＯ４ａｑ 流量　　　　　１．０　　ｍｌ／ｓｉｎ検出器　　紫外
分光光度計 波長　　２５４ｎｍ 製造例１ （イ）Ｎ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチルーＬ−フェ
ニルアラニンの製造 Ｌ−フェニルアラニン１６５．２ｇ（１，０モル）を水
１６５０ｓｌ中に懸濁し、４５％水酸化ナトリウム水溶
液８８．９ｇを滴下して溶解した。この溶液を５°Ｃ以
下に冷却し、Ｎ−ホルミル−し−アスパラギン酸無水物
１５０．２ｇ（１，０５モル）を１〜５°Ｃでおよそ１
時間要して徐々に装入した。この間４５％水酸化ナトリ
ウム水溶液９７ｇを滴下して反応液のｐＨを１０前後に
保った。その後、同温度でさらに１時間反応させた０次
にこの反応液に濃塩酸をｐＨが３．１になるまで滴下し
た。５°Ｃで１時間かきまぜたのち析出した結晶を濾過
し冷水で洗浄後、真空乾燥することによりβ−異性体を
１．０％含有のＮ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチル−
Ｌ−フェニルアラニン２２１　ｇを得た。一方、濾液と
洗液を併合して母液２１３０ｇを得た。

（ロ）α−ＡＰＭ−１１ｃＩの製造 ２５％硫酸水溶液５８５ｇ中にメタノール６８．２ｇを
加えた溶液を５０″Ｃの昇温し、この溶液中に（イ）で
製造したＮ−ホルミル−α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フ
ェニルアラニン２２１ｇを徐々に装入した、その後５０
〜５５°Ｃで２時間反応させたのち、２５℃に冷却しこ
の溶液中に無水塩化マグネシウム１１９゜５ｇを装入溶
解し、室温で４日間反応させた。析出した結晶を濾過し
冷水で洗浄することによりα−ＡＰＭ塩酸塩を得た。湿
ケーキ中のα−ＡＰＭ含覆は１６８．２ｇであった。一
方、濾液と洗液を併合し７８０ｇの母液を得た。

（ハ）α−ＡＰＭの製造（α−ＡＰＭ塩酸塩の中和・精
！！り （ロ）で得たα−ＡＰＭ塩酸塩を水１７００ｍ１に懸濁
させ、濃アンモニア水を２０〜２５°Ｃで滴下し、ｐＨ
＝５．２まで中和した。その後５°Ｃに冷却しながら濾
過し、冷水で洗浄してα−ＡＰＭの湿ケーキを得た。こ
の際母液１８５０　ｇを得た。

ここで得られたα−ＡＰＭの湿ケーキを５０％（ν／　
Ｖ）メタノール水溶液１６００ｍ１から再結晶精製し減
圧乾燥することによりα−ＡＰＭの精製品１４４ｇを得
た。この精製工程で母液１８２０ｇを得た。

実施例１ 前記製造例で得たα−ＡＰＭ精製時の母液１８２０ｇを
減圧下、内温が７０°Ｃを越えないように注意して４時
間要しておよそ１７３程度まで濃縮した。次にＮ−ホル
ミル−α−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン製
造時の母液２１３０ｇを装入し、さらにα−ＡＰＭ塩酸
塩の中和時の母液１Ｂ５０　ｇならびにα−ＡＰＭ塩酸
塩製造時の母液７８０ｇを順次滴下装入しながら同じく
液温か７０°Ｃを越えないように減圧度を１！節して濃
縮液が１３２０　ｇになるまで濃縮した。この間要した
時間はおよそ１２時間であった。

次にこの濃縮液に濃塩酸１２０ｇを装入し常圧下１００
−１５０°Ｃで加水分解反応を行って、理論の９８％の
フェニルアラニンが生成した。この加水分解に要した時
間は１５Ｈｒであった。生成した２種のアミノ酸につい
て高速液体クロマトグラフィーにてそのラセミ化の程度
を分析の結果、以下の通りであった。

Ｌ−フェニルアラニン：Ｄ−フェニルアラニン＝９９．
２：　　０．８ Ｌ−アスパラギン酸：Ｄ−アスパラギン酸＝９７．４：
　　２．に の加水分解液を活性炭処理し、熱濾過して得られた溶液
を３０°Ｃに冷却し、４５％水酸化ナトリウム水溶液で
ｐｏ＝　５．６に中和し、５°Ｃに冷却、濾過、冷水で
洗浄後乾燥することにより理論の８６％の回収率でＬ−
フェニルアラニンを回収した。ここに回収したＬ−フェ
ニルアラニンにはＤ一体は含有されていなかった。また
比旋光度の測定の結果は以下の通りであった。

〔α〕１°＝−３４，３（Ｃ＝　２．１１１０）り 一方、Ｌ−フェニルアラニンを回収した後の濾洗液は濃
塩酸でｐｉ＋＝　２．３に調整した。冷却したのち析出
したし一アスパラギン酸を２Ｉｔ遇し、水洗後乾燥する
ことにより理論の７６％の回収率であった。ここに回収
したし一アスパラギン酸について分析の結果、Ｄ−アス
パラギン酸の含有は０．３％以下であり、またＬ−フェ
ニルアラニンは不検出であった。尚、比旋光度は以下の
通りであった。

〔α〕シ’＝＋２５．５（Ｃ＝８．６ＮＨＣＩ）実施例
２ 実施例１において濃縮に際して、あらかじめ濃塩酸を４
２ｇを添加する以外は実施例１と同様に濃縮、加水分解
を行った（スケール、濃縮条件、加水分解条件ともほぼ
同一）。

加水分解液を分析の結果、ラセミ化の程度は以下の通り
であった。

Ｌ−フェニルアラニン：Ｄ−フェニルアラニン＝９９．
５Ｆ　　０．４ Ｌ−アスパラギン酸：Ｄ−アスパラギン酸＝９８．２：
　　１．８ 比較例１ 実施例１において加水分解前の′濃縮を常圧下に１４時
間要して行った。内温は最終的に１０９度であった。そ
の後、濃塩酸１２０ｇを装入し常圧下１００〜１０５°
Ｃで加水分解反応を行って理論の９９％のフェニルアラ
ニンが生成した。この加水分解反応に要した時間は１３
１１ｒであった。生成した２種のアミノ酸について高速
液体クロマトグラフィーにて分析の結果、以下の通りで
あった。

Ｌ−フェニルアラニン：Ｄ−フェニルアラニン＝９８．
ｌ：　　１．９ Ｌ−アスパラギン酸：Ｄ−アスパラギン酸−８０，５：
　１９．５ 加水分解液から実施例１と同様にしてＬ−フェニルアラ
ニンならびにＬ−アスパラギン酸を回収した。

Ｌ−フェニルアラニン　回収率８１．３％Ｌ−フェニル
アラニン：Ｄ−フェニルアラニン＝９９．７７　０．３ Ｌ−アスパラギン酸　　回収率６３．５％Ｌ−アスパラ
ギン酸：Ｄ−アスパラギン酸＝８３．５　：　１６．５ 比較例２ 実施例１において加水分解前の濃縮を常圧下８０〜８５
°Ｃで行う他は実施例１と同様に行った。

加水分解後の２種のアミノ酸のラセミ化の程度ならびに
回収された２種のアミノ酸の品質は以下の通りであった
。

加水分解液の分析結果 Ｌ−フェニルアラニン：Ｄ−フェニルアラニン＝９８．
５：　　１．５ Ｌ−アスパラギン酸：Ｄ−アスパラギン酸＝９ｏ、ａ：
　７．８ 回収されたアミノ酸 Ｌ−フェニルアラニン：Ｄ−フェニルアラニン＝　　９
９．８　：　０．２ Ｌ−アスパラギン酸：Ｄ−アスパラギン酸−９６，４：
３．６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）α−アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニンメチルエ
   ステルの製造過程で生じる母液の一種または二種以上を
   ７０℃以下の温度条件下に濃縮したのち、この濃縮液を
   鉱酸の存在下に処理することを特徴とするＬ−フェニル
   アラニンおよびＬ−アスパラギン酸の回収方法。 ２）濃縮が鉱酸の存在下に行なわれる特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３）鉱酸が塩酸、臭化水素酸または硫酸である特許請求
   の範囲第２項記載の方法。 ４）母液が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原料としてα−アスパルチル−
   Ｌ−フェニルアラニンメチルエステルを製造する方法で
   生じるものである特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の方法。