JPS6335596A - ペプチドの製造法 - Google Patents

ペプチドの製造法

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JPS6335596A
JPS6335596A JP18116886A JP18116886A JPS6335596A JP S6335596 A JPS6335596 A JP S6335596A JP 18116886 A JP18116886 A JP 18116886A JP 18116886 A JP18116886 A JP 18116886A JP S6335596 A JPS6335596 A JP S6335596A
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nca
peptide
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aqueous
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JP18116886A
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English (en)
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Kunio Hisamitsu
久光 邦夫
Masayuki Arai
正之 荒井
Toyohito Tsuchiya
豊人 土屋
Tadashi Takemoto
正 竹本
Toshihide Yugawa
湯川 利秀
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Ajinomoto Co Inc
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Ajinomoto Co Inc
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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、N−カルボキシアミノ酸無水物(以下、NC
Aと略記する。なお、本発明においては、N−カルボキ
シアミノ酸無水物、従って、 NCAは広義に用い、L
−β−メチルアスノクルテート、 L−γ−メチルグル
タメートのようなペプチド結合に関与しない官能基を保
護したアミノ酸の酸無水物をも含めるものとする。)を
用いて、ペプチド(本発明においては、ペプチドは広義
に用い、ペプチド結合に関与しなかつ九官能基が保護さ
れているペプチドをも含めるものとする。)を製造する
方法に関するものである。
ペプチドを得る方法としては、(11アミノ基を保護し
カルボキシル基を活性化したアミノ酸あるいは4fチド
とカルボキシル基を保護したアミノ酸あるいはペプチド
とを縮合させるか、(2)アミン基を保護したアミノ酸
、あるいは4グテドとカルボキシル基を保護したアミノ
酸、あるいはペプチドとをDCCのような縮合剤を用い
て縮合させるかした後。
アミン基、カルボキシル基の各々の保護基を脱離する方
法が、一般的には知られている。しかし、これらの方法
は、操作が煩雑である点や保護基が高価であるなどの点
で、工業的製法としては満足できるものではない。
ところが、NCAを用いてペプチドを台底する方法は、
 (1) NCA自体が、アミノ基の保護とカルボキシ
ル基の活性化を同時に行なっているので、従来のような
煩雑な操作を必要としない、(2)生成物のN−力ルざ
キシ−ペプチドが不安定で、反応液を塩酸、硫酸などの
鉱酸で酸性にするだけで容易に脱炭酸し、遊離のペプチ
ドが得られるので、単離することなく次工程(例えば、
分子内エステル交換反応、ペプチド鎖の延長反応)に進
め得る、(3)NCAは、安価なホスゲンとアミノ酸の
反応で容易に合成できる、等の利点から、工業的なペプ
チドの製造性としては非常に優れた方法といえる。
また、NCAを用いるペプチド農法は、NCAとしてL
−β−メチルアスノ!ルテートのNCA (以後、β−
MA、NCAと略記する。)を、アミノ酸としてL−7
エニルアラニン(以後、L −Pheと略記する。)を
用いることにより、甘味剤としてM用であるし一α−ア
スパルチルーL−フェニルアラニンメチルエステル(以
後、α−APMと略記する。)の重要な合成中間体であ
るL−α−アスパルチル−L−フェニルアラニン−β−
メチルエステル(以後、α−A(M)Pと略記する。)
の合成にも応用できる。
このα−A(M)Pは、特定の割合のメタノール/塩酸
混合溶媒中に放置すれば、容易に分子内エステル交換反
応が進行し、難溶性のα−APM塩酸塩が反応液から晶
析してくる。得られた塩酸塩は、必要に応じて、従来知
られている方法で中和することによシ、容易にα−AP
Mに変換できる(特開昭59−225152 )。
この中間体α−A(M)Pを経てα−APMを合成する
方法は、先に述べ九利点の他に、従来の方法に比して次
の利点を肩する。(1)この中間体を合成する際には、
L−アスノ4ギン酸のβ−ペプチドの副生を理論的に伴
わず、従って、α−APM ff造工程が大幅に単純化
され、収率も向上する。(2)従来の方法のように、 
、 L−Phaのメチルエステル化が不要であるため、
高価なL”Pheからの収率を高めることができる。(
3)ラセミ化の心配がない。従って、NCAを用すてα
−APMを合成する方法は、工業的に非常に有利である
といえる。
NCAを用いるペプチド製法としては、過去に人里らの
方法(有機合成化学協会誌29巻751頁(1971)
)やメルク社の方法(R,G、Denkewalter
et al、J、Amer、Chern、Soc、、8
8.3163(1966) )があるが、NCAを用い
るペプチド合成における重要な課題は、副反応である重
合をいかに抑えるかにかかっている。先の大要らの方法
では、かかる目的のために溶媒にアセトニトリルを使用
し、炭酸ナトリウムで−を10.8に調整している。ま
た、メルク社の方法では1反応時に高速攪拌をしながら
、P)1を10.0〜10.5に制御している。しかし
これらの方法は、前者は毒性の高いアセトニトリルを使
用する点で、又、後者は収率を確保する為には高速攪拌
を必要とする等、工業的製法としては満を 足のいくものではなかった。又、特〆昭59−2251
53の方法も知られているが、具体的にあけられている
溶媒が本発明のものと異なり、安全性、収率等の点で必
ずしも満足のできる方法では々い。
そこで本発明者は、かかる欠点を有しないNCAを用い
るイデチド製法を得るべく鋭意検討した結果、驚くべき
ことに、NCAとアミノ酸あるいはペプチドとをリン酸
トリエチル(以下、TEPと略記する。)等の特定の水
溶性有機溶媒の一以上と水との混合水性溶媒中、弱アル
カリ性下で反応させることにより、高収率でペプチドが
得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
本発明の大要を次に述べる。
本発明は、弱アルカリ性に保ったアミノ酸あるいはペプ
チドの水性溶媒溶液と、アミノ酸と、例エバ、ホスゲン
或いはホスダンダイマーとの反応で得られたNCAの水
溶性有機溶媒溶液とを混合することによって得られたN
−カルデキシーベプチド溶液を、塩酸或いは硫酸などの
鉱酸によって酸性にすることで、目的とするペプチドを
得る方法である。
本反応によれば、(1) NCAは水溶性1機溶媒の溶
液であること、アミノ酸あるいはペプチドの溶液中に水
溶性有機溶媒を含んでいることから、NCAの安定性が
増すこと、(2)反応液が均一であることから、高速攪
拌をせずとも、加えられたNCAはすみやかにアミノ酸
あるいはペプチドと反応すること、(3)反応を弱アル
カリ性で行なう、などの理由で重合が抑制され、高収率
で目的とするペプチド令を得ることができる。
本発明で言う混合水性溶媒とは、特定の水溶性有機溶媒
の一以上と水との混合溶媒をいい、その特定の水溶性有
機溶媒とは、リン酸トリエチル、リン酸トリメチル(以
後、TMPと略記する。)、N−メチルピロリドン(以
後、層と略記する。)、N、N−ジメチルホルムアミド
(以後、 DMFと略記する。)の単独あるいは数種Ω
混合物をいう。その中で、反応収率、経済性の面から好
適にはTEPが用いられる。
近年、モンサンド社は水浴性有機溶媒として、テトラヒ
ドロフラン(以後、THFと略記する。)を使用したα
−A(M)Pの合成例を報告しているが(Jacob 
S、 Tou et al、J、Org、Ch@m、、
1985* 50+4982 )%THFやジオキサン
などのエーテル類は、反応収率が低いことや過酸化物を
生成しやすいなどの欠点を有する。
本発明の縮合反応は、弱アルカリ性条件下で行なう。低
声領域では、生成したN−カルゴキシーイデチドが容易
に脱炭酸し、生じたペプチドが開始剤となって重合反応
が促進され、所望の縮合体の生成が抑制されるか、アミ
ノ酸あるいはペプチドのアミノ基の反応性が低下し縮合
反応が起こらない。また、高…領域では、NCAのイミ
ノプロトンの引き抜きがおこり、重合反応が促進され、
所望の縮合体の生成が抑制される。従って、本縮合反応
は、−が9.5〜11.0の間で実施されるのがよい。
また、本反応は反応の進行に伴いN−カルボキシーペグ
テドが生成してくるので、反応液の声は低下してくる。
従って、反応中塩基を加えることによシ、反応液の…を
目的とする範囲に調整する事も好適に行なわれる。その
際に使用される塩基は、反応を阻害しない限)制限はな
いが、具体的には、無機塩基として、NaOH、KOH
などのアルカリ金属水酸化物、Na2Co3. K2C
O3などのアルカリ金属炭酸塩、 NaHCO3* K
HCO3などのアルカリ金属重炭酸塩、(NH4)2C
03,NH4HCO3、アンモニア水が、有機塩基とし
て、トリエチルアミン、トリメチルアミンなどのM機ア
ミン類が使用される。
本発明の反応原料に関して云えば、NCAとしてハ、例
えば、アラニン、ノ1リン、フェニルアラニン等の中性
アミノ酸、β−メチルーアスノ4ラギン酸、r−メチル
−グルタミン酸等の側鎖カルボキシ保護酸性アミノ酸、
ε−カルボベンゾキシ−リジン等の側鎖アミノ保護塩基
性アミノ酸のNCAがあげられ、アミノ酸としては例え
ば、フェニルアラニン、β−アラニン等の中性アミノ酸
、アスパラギン酸、グルタミン酸等の酸性アミノ酸、β
−メチル−アスパラギン酸、α−ベンジル−グルタミン
酸等のカルボキシ保護酸性アミノ酸、e−カルボベンゾ
キシ−リジン等の側鎖アミン保護塩基性アミノ酸があげ
られ、ペプチドとしては、例えハ、ゾロリループaリン
、α−アスノ4ルチルーフェニルアラニン、α−アスノ
4ルチルーフェニルアラニンメチルエステル等のペプチ
ド及びペプチド誘導体があげられるが、これらに限定さ
れるものではない。
反応原料の使用1は、特に制限はないが、NCAに対し
てアミノ酸あるいはペプチドを0.5〜5.0(モル比
)使用するのがよく、アミノ酸あるいはペプチドからの
収率の面から、さらに好適には0.7〜3.0の範囲で
使用する。
反応温度は、特に制限はないが、−30℃〜40℃の間
で、さらに好適には、−20℃〜20℃の間で反応させ
る。
原料のアミノ酸あるいはペプチドのa度は、特に制限は
なく、使用する物質によって異なるが、水性浴媒中の水
に対して0.05〜5.0Mの範囲で使用するのが好適
である。
また、NCAの濃度は、特に制限はなく使用するNCA
によって異なるが、0.05〜5.0Mの範囲で使用さ
れる。
混合水性溶媒中の水浴性M機2媒の量は、特に制限はな
いが、操作性や経済性の点から、通常は水性溶媒中の水
に対して、体積比で0.05〜5.0使用するが、さら
に好適には0.1〜3.0使用する。
反応時間には特に制限はないが、NCAとアミノ酸ある
いは被プデドとの反応速度は大きく、長時間行なう必要
はなく通常は原料の混合が完了して2時間以内に反応は
終了する。
本反応によって得られるのは、N−カルボキシ−ペプチ
ドのアルカリ性溶液(反応液)であるが、この反応液を
、例えば、塩酸あるいは硫酸のような鉱酸によって酸性
にすることにより、N−カルゲキシーベプチドは容易に
脱炭酸して、目的とするペプチドの溶液が得られる。従
りて、更にペプチド鎖を伸ばす必要があれば、得られた
ペプチドを単離することなく、再び溶液をアルカリ性に
調整して、同様の操作を繰り返せば達成できる。目的と
するペプチドを単離する場合には、晶析、クロマトグラ
フィー等の操作によればよい。
また、NCAがβ−MA、NCAで、アミノ酸がL−P
heである場合は、N−カルボキシ−α−A(M)Pの
アルカリ性溶液が得られるが、これを先に述べたように
鉱酸で酸性にした後、その溶液から水溶性有機溶媒をト
ルエンなどの水に不混和な溶媒で抽出するなどの方法で
除いた後に、塩酸とメタノールを特定の割合で加え放置
すれば、分子内エステル交換反応が進行し、難溶性のα
−APM塩酸塩が晶析してくる。この塩酸塩は、従来知
られている方法で中和することによシ、α−APMに変
換される。
以下、実施例に於いて詳細を説明するが、本発明の実施
の態様は、これに限定されないことは勿論である。
実施例I L−Pha 33.05 、!i’ (0,20mot
)を純水に懸濁して、I N NaOH水溶液を加えて
−を9.8に調整しつつL−Ph・を溶解させた後、全
体の容量を500dにしてL−Pheの水溶液を調型し
た。その水浴液20 d (L−Phe 8 mmoL
 )とTEP18dを混合して一5℃に冷却した。得ら
れたL−Phaの水性溶媒溶液に、あらかじめβ−凧、
NCA 1.26 g(7,28mmoA)を6dのT
IP Ic溶解させ、0℃に冷却した溶液を30分かけ
て添加した。その際、L−Phaの水性溶媒溶液は一5
℃に保ち、更に−を9.6〜9.8に保つように、必要
に応じて5 N NaOH水溶液を添加した。NCA溶
液添加終了後、同温、同pF(Kて1.5時間攪拌した
後、反応液を室温まで昇温した。
次いで反応液の−を6NHC1水溶液にて4.5に調整
した後、生成したα−A(M)Pを高速液体クロマトグ
ラフィー(以後、HPLCと略記する)にて定量した。
その結果、α−A(M)Pはβ−MA 、NCAに対し
て90.5俤生成していた。
実施例2 実施例1で調型したL−Phe水溶液20a+lを用い
、β−凧、NCAを1.26 IIの代シIc 1.0
6 、F (6,12mmot)使用した以外は実施例
IVcおけると全く同様の操作を行なった結果、α−A
(M)Pは、β−MA、NCAに対して95.61生放
していた。
実施例3 実施例1で調製したL−Ph・水溶液20ff!7を用
い、β−MA 、NCAを1.26.!i’(7)代シ
に1.54 g(8,90mmot)使用した以外は実
施例1におけると全く同様の操作を行なった結果、α−
A(M)Pは、L−Pheに対して78.3%生成して
いた。
実施例4 実施例1で!!1m!したL−Ph*水溶液20rlL
lを用い一以外は実施例1と同条件下、同操作で、反応
時の−はそれぞれ、9.5〜9.7.9.8〜io、o
、および10.0〜10.2に調整しながら反応を行な
った。生成したα−A(M)PをHPLCにて定量した
ところβ−凧、NCAに対して、それぞれ88.4%、
88.8係、および87.3 優生成していた。
実施例5 実施例1で調製したL−Ph@水溶液201dとTEP
18dを混合して0℃に冷却した。得られたL−Phe
の水性溶媒溶液に、あらかじめβ−MA、NCA1、z
6g(7,28mmot)を6dのTEPに溶解させ、
0℃に冷却した溶液を20分かけて添加した。その際、
L−Phsの水性溶媒溶液は0℃に保ち、更に−を9.
6〜9.8に保つように、必要に応じて5NNaOH水
溶液を添加した。NCA溶液添加終了後、同温、同一に
て2.0時間攪拌した後、反応液を室温まで昇温した。
次いで反応液のPHtl−6NHC4水溶液にて4.5
に調整した後、生成したα−A(M)PをHPLCにて
定量した。その結果、α−A(M)Pは、β−MA、N
CAに対して87.21生成していた。
実施例6 実施例1で調製したL−Phe水溶液20rnlとTE
Plom、gを混合して一5℃に冷却した。得られたL
−Pheの水性溶媒溶液K、あらかじめβ−MA、NC
A1、26 、!i+ (7,28mmol )を6d
のTEPに溶解させ、−5℃に冷却した溶液を30分か
けて添加した。
その際、L−Pheの水性溶媒溶液は一5℃に保ち、更
に−を9.6〜9.8に保つように、必要に応じて5N
NaOH水溶液を添加した。NCA溶液添加終了後、同
温、同一にて1.0時間攪拌し九後、反応液を室温まで
昇温した。次いで反応液のpHを6NHCt水溶液にて
4.5に調整した後、生成したα−A(M)PをHPL
Cにて定量した。その結果、α−A(M)Pは、β−M
A 、NCAに対して89.71生成していた。
実施例7 実施例1で調製したL−Ph・水溶液20R1とTEP
4dを混合して0℃に冷却した。得られたL−Ph・の
水性溶媒浴液に、あらかじめβ−MA、NCA 1.2
69 (7,28mmoL)を6−のTEPに溶解させ
、0℃に冷却した溶液を40分かけて添加した。その際
、L−Pheの水性溶媒溶液は0℃に保ち、更に−を9
.6〜9.8に保つように、必要に応じて5N NaO
H水溶液を添加した。NCA溶液添加終了後、同温、同
一にて1.5時間攪拌した後、反応液を室温まで昇温し
た。次いで反応液の−を6 N HC1水溶液にて4.
5に調整し九後、生成したα−A(M)PをHPLCに
て定量した。その結果、α−A(M)Pは、β−MA 
、NCAに対して86.8%生成していた。
実施例8 L−Phe 0.661 (4,00mmot )を水
10dに懸濁し、I N NaOH水溶液を加えて声を
9.8に調整しL−Ph・を溶解させた後、全体の容量
を20−にした。その溶液にTEP 18 +1117
を加えて一10℃に冷却した。得られたL−Pheの水
性溶媒溶液に、あらかじめβ−MA、NCA 0.63
 g(3,64mmot)を3 rnlのTEPに溶解
させ、−10℃に冷却した溶液を30分かけて添加した
。その際、L−Pheの水性溶媒溶液は一10℃に保ち
、更に−を9.6〜9.8に保つように、必要に応じて
5NNaOH水溶液を添加した。NCA溶液添加終了後
、同温、同一にて1.5時間攪拌し念後、反応液を室温
まで昇温した。次いで反応液の−を6 N HC1水溶
液にて4.5に調整した後、生成したα−A(M)Pを
HPLCにて定量した。
その結果、α−A(M)Pは、β−MA 、NCAに対
して85.2優生成していた。
実施例9 実施例工で調興したL−Phe水溶液201dとTEP
113alを混合して一5℃に冷却した。得られたL−
Pheの水性溶媒溶液に、あらかじめβ−MA、NCA
1.26 g< 7.28薗oL )を14atのTg
Pに溶解させ、−5℃に冷却した溶液を30分かけて添
加した。その際、L−Pheの水性溶媒溶液は一5℃に
保ち、更Kp)lを9,6〜9.8に保つように、必要
に応じて5NNaOH水溶液を添加した。 NCA溶液
添加終了後、同温、同一にて1.5時間攪拌した後、反
応液を室温まで昇温した。次いで反応液の−を、6 N
 HC6水flJtLにて4.5に調整した後、生成し
たα−A(M)P t−HPLCにて定量した。その結
果、α−A(M)Pは、β−MA、NCAに対して89
.51生成していた。
実施例10 実施例1で調製したL−Ph・水溶液20ゴを用い、T
EPO代りにTMPを使用し、攪拌時間を1.5時間の
代りに2.0時間とした以外は実施例1におけると全く
同様の操作を行なりた結果、α−A(M)Pは。
β−MA、NCAに対して80.5%生成してい念。
実施例11 実施例1で調製したL−Phe水溶液20rILlとN
MP1811Llを混合して一5℃に冷却し次。得られ
たL−Ph・の水性溶媒溶液に、あらかじめβ−MA、
NCA1.26jj (7,28mmol )を15m
1の狸に溶解させ、0℃に冷却した溶液を30分かけて
添加した。その際、 L−Ph・の水性溶媒溶液は一5
℃に保ち、更にpH′5r、9.6〜9.8に保つよう
に、必要に応じて5 N NaOR水溶液を添加した。
NCA溶液添加終了後、同温、同一にて1.5時間攪拌
した後、反応液を室温まで昇温した。次いで反応液の−
を6NHCL水溶液にて4.5に調整した後、生成した
α−A(M)PをHPLCにて定lした。その結果、α
−A(M)Pは、β−MA、NCAに対して77.4%
生成していた。
実施例12 実施例1でv!4gしたL−Phe水溶液201!Ll
とTEP18プを混合して一5℃に冷却した。得られた
L−Pheの水性溶媒溶液に、あらかじめβ−MA、N
CA1.26 g (7,28mmol )を15dの
層に溶解させ、0℃に冷却した溶液を30分かけて添加
した。その際、L−Ph@の水性溶媒溶液は一5℃に保
ち、更に−を9.6〜9,8に保つように、必要に応じ
て5 N NaOH水溶液を添加した。NCA溶液添加
終了後、同温、同一にて1.5時間攪拌し素抜、反応液
を室温まで昇温した。次いで反応液の−を6NUCt水
溶液にて4.5に調整した後、生成したα−A(M)P
をI(PLCにて定量した。その結果、α−A(M)P
は、β−MA、NCAに対して84.5%生成していた
。
実施例13 実施例1で調製し次L−Phe水溶液20−を用い、T
EPの代シにDMFを使用した以外は実施例1における
と全く同様の操作を行なつ次結果、α−A(M)Pは、
β−MA、NCAに対して81.3 %生成していた。
実施例14 実施例1で調製したL−Phe水溶液20づを用い、β
−MA、NCA 1.26 # (7)代シにL−r−
メチルグルタメートのNCA 1.36 Ii(7,2
7m mol )を使用し穴以外は実施例1におけると
全く同様の操作を行なりfc結’J、 L−α−グルタ
ミル−L−7エニルアラニンーγ−メチルエステルは、
L−γ−メチルグルタメートのNCAに対して91.5
%生成していた0実施例15 実施例1で調製したL−Phe水溶液20−を用い。
β−凧、NCA 1.26 NO代シにL−バリンのN
CA 1.041i(7,27mmol)を使用した以
外は実施例1におけると全く同様の操作を行なった結果
、L−バリル−L−フェニルアラニンは、L−バリンの
NCAに対して90.7チ生成していた。
実施例16 L−プロリル−L−プロリン1.71 F (8,05
mmol)を水10祷に懸濁し、I N NaOH水溶
液を加えて−を9.8に調整してL−プロリル−L−プ
ロリンを溶解させ素抜、全体の容量を201nlにした
。その溶液にTEP 18 mを加えて一5℃に冷却し
た。得られた水性溶媒溶液に、あらかじめL−アラニン
のNCAo、85f!(7,38mmol )を6dの
IPに溶解させ、0℃に冷却した溶液を30分かけて添
加した。その際、L−ゾロリルーL−プロリンの水性溶
媒溶液は一5℃に保ち、更にFJ(を9.6〜9.8に
保つように、必要に応じて5N NaOH水溶液を添加
した。NCA溶液添加終了後、同温。
同一にて1.5時間攪拌した後、反応液を室温まで昇温
した。次いで反応液のpHを、6 N HC1水溶液に
て4,5に調整した後、生成したL−アラニル−L−プ
ロリル−L−プロリンをHPLCにて定量した。その結
果、L−アラニル−L−プロリル−L−プロリンは、L
−アラニンのNCAに対して89.7−生成していた。
比較例1 実施例1で調製したL−Phe水溶液20−とTHF1
8mlf混合して0℃に冷却した。得られたI、−Ph
sの水性溶媒溶液に、あらかじめβ−MA、NCA1.
26# (7,28mmol )t6mlのTHFに溶
解させ、0℃に冷却した溶液を30分かげて添加した。
その際、L−Pheの水性溶媒溶液は一5℃に保ち、更
に−を9.6〜9.8に保つように、必要に応じて5 
N NaOH水溶液を添加した。NCA溶液添加終了後
、同温、同一にて1.5時間攪拌した後、反応液を室温
まで昇温した。次いで反応液のPHを6 N HC2水
溶液にて4.5に調整した後、生成したα−A(M)P
をHPLCにて定量し次。その結果、α−A(M)Pは
、β−MA、NCAに対して74.8%生成していた。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)N−カルボキシアミノ酸無水物とアミノ酸あるい
    はペプチドとを、リン酸トリエチル、リン酸トリメチル
    、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドの一以
    上と水との混合水性溶媒中、弱アルカリ性下で反応させ
    、生成したN−カルボキシペプチドを脱炭酸することを
    特徴とするペプチドの製造法。
  2. (2)N−カルボキシアミノ酸無水物がL−β−メチル
    アスパルテートのN−カルボキシアミノ酸無水物であり
    、アミノ酸がL−フェニルアラニンである特許請求の範
    囲第1項の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6762277B2 (en) * 2001-04-27 2004-07-13 Jsr Corporation Method of manufacturing N-carboxyamino acid anhydride and polyamino acid

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