氨基酸的固体的制造方法
【专利摘要】本发明的课题为在不进行繁杂的操作、简便且高效地以高纯度固体的形式获得作为农药医药的合成中间体有用的碳原子数为2～7的氨基酸。本发明的特征在于，通过在非质子性极性溶剂中、向由氨基酸和磺酸形成的盐中添加胺或向由氨基酸和胺形成的盐中添加磺酸，将副产生的由磺酸和胺形成的盐移至母液，以高纯度的固体形式获得氨基酸。氨基酸的磺酸盐例如可通过使N-(叔丁氧基羰基)氨基酸和磺酸反应或使氨基酸叔丁酯和磺酸反应来得到。
【专利说明】氨基酸的固体的制造方法 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种用于以高纯度的固体形式获得作为农药医药的合成中间体有用 的氨基酸的制造方法。 【背景技术】
[0002] 作为获得高纯度氨基酸的方法，已知有将利用微生物得到的氨基酸经过菌体等的 离心分离并使用离子交换树脂的方法（专利文献1);在氨基酸的碱盐中添加盐后，使用电 透析的方法（专利文献2);利用氨基酸的等电点从水中或醇溶剂中回收氨基酸盐的方法 (专利文献3、4)等。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开昭56-39792号公报
[0006] 专利文献2 :日本特开昭58-100687号公报
[0007] 专利文献3 :日本特开昭58-209989号公报
[0008] 专利文献4 :日本特开昭57-156448号公报
【发明内容】
[〇〇〇9] 发明所要解决的问题
[〇〇1〇] 然而，使用离子交换树脂的方法需要吸附工序、脱离工序、回收工序、浓缩工序这 样的多个工序，使用电透析的方法需要昂贵的装置，进而这些方法在处理液的浓度低且生 产率低的方面存在问题。另外，利用等电点从水中回收氨基酸的方法通常难以应用于在水 中的溶解度高的低分子量的氨基酸。同样，通过等电点从醇溶剂中回收氨基酸的方法难以 应用于在醇中的溶解度高的氨基酸。
[〇〇11] 解决问题的方法
[〇〇12] 鉴于上述问题，本发明人等进行了潜心研究，结果发现了一种方法，根据该方法， 即使为在水、醇等中的溶解度高的氨基酸，也可以有效地以高纯度的固体形式得到，从而完 成了本发明。
[0013] 即，本申请发明涉及一种碳原子数为2?7的氨基酸的制造方法，其包括如下工 序：在非质子性极性溶剂中，在氨基酸的磺酸盐中添加胺或在所述氨基酸的胺盐中添加磺 酸使所述氨基酸的固体析出。
[0014] 上述氨基酸的磺酸盐例如可通过例如在非质子性极性溶剂中使N-(叔丁氧基羰 基）氨基酸和磺酸反应来制备。
[0015] 另外，也可以通过在非质子性极性溶剂中使氨基酸叔丁酯和磺酸反应来制备。
[0016] 上述氨基酸的胺盐例如可以通过使胺与氨基酸反应来制备。
[0017] 发明效果
[〇〇18] 如本发明的方法那样，通过将氨基酸制成磺酸盐或胺盐，在非质子性极性溶剂中 添加胺或添加磺酸，可以简便且高效地获得在水或醇中的溶解度高的碳原子数为2?7的 氨基酸的高纯度固体。 【具体实施方式】
[0019] 下面，详细地叙述本发明的方法。
[0020] 本发明中所制造的氨基酸为碳原子数为2?7的氨基酸。可优选举出例如甘氨酸、 丙氨酸、3, 3, 3-二氟丙氨酸、2-氨基丁酸、2-氨基-2-甲基丁酸、正纟颜氨酸、5, 5, 5-二氟正 缬氨酸、缬氨酸、2-氨基-4-戊烯酸、2-氨基-2-甲基戊烯酸、炔丙基甘氨酸、2-氨基-环戊 烷羧酸、正亮氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、叔亮氨酸、2-氨基-4-氟-4-甲基戊酸、4-氨基环己 烷羧酸、丝氨酸、邻甲基丝氨酸、邻烯丙基丝氨酸、苏氨酸、高丝氨酸、半胱氨酸、2-甲基半胱 氨酸、甲硫氨酸、青霉胺、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、2-氨基己二酸、鸟氨酸、赖 氨酸、（1R, 2S) -1-氨基-2-乙烯基-环丙酸、（1R, 2S) -1-氨基-2-乙基-环丙酸、肌氨酸、 N-甲基丙氨酸、N，N-二甲基丙氨酸等α -氨基酸；氮丙啶羧酸、吖丁啶羧酸、脯氨酸、1-甲 基脯氨酸、2-甲基脯氨酸、2-乙基脯氨酸、3-甲基脯氨酸、4-甲基脯氨酸、5-甲基脯氨酸、 4-亚甲基脯氨酸、4-羟基脯氨酸、4-氟脯氨酸、2-哌啶酸、3-哌啶甲酸、4-哌啶甲酸等环状 氨基酸；β -丙氨酸、异丝氨酸、3-氨基丁酸、3-氨基戊酸、β -亮氨酸等β -氨基酸；4-氨基 丁酸、4-氨基-3-甲基丙酸、4-氨基-3-丙基丁酸、4-氨基-3-异丙基丁酸、4-氨基-2-羟 基丁酸等氨基酸。进一步优选为肌氨酸、丙氨酸、2-氨基-2-甲基丁酸、叔亮氨酸、脯氨 酸、2-甲基脯氨酸、2-哌啶酸、3-哌啶甲酸或（1R，2S)-1-氨基-2-乙烯基-环丙酸。特别 是脯氨酸、2-哌啶酸、肌氨酸最适于本发明。另外，所述氨基酸可以为外消旋体或光学活性 体中的任一种。
[0021] 在本发明中，1分子氨基酸中的羧基的个数没有特别限定，例如可以为1个，也可 以为多个。每1分子氨基酸的氨基的个数例如也可以为1个，还可以为多个。另外，每1分 子氨基酸的羧基的个数和氨基的个数可以不同，但优选相同。本发明特别适于中性氨基酸 (例如上述的氨基酸中，鸟氨酸、赖氨酸等碱性氨基酸；天冬氨酸、谷氨酸、2-氨基己二酸等 酸性氨基酸以外的氨基酸）。
[0022] 上述氨基酸的固体可通过在非质子性极性溶剂中、在氨基酸的磺酸盐中添加胺来 有效地得到。
[0023] 本发明中所使用的氨基酸的磺酸盐可使用任何方法制造，没有特别限定。例如用 作原料的氨基酸可以利用保护基保护氨基及羧基的至少之一、优选保护氨基。
[0024] 作为氨基的保护基，例如多肽合成的基础和实验、丸善株式会社出版（1985 年）有机合成中的保护基（PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS)、第 3 版、JOHN WILLY&S0NS(J0HN WILLY&SONS)出版（1999年）等中所记载的保护基中，优选叔丁氧基羰 基（Boc)、节氧基撰基（Z)等氣基甲酸醋型保护基等，从脱保护容易的方面考虑，特别优选 使用叔丁氧基羰基（Boc)。
[0025] 另外，作为羧基的保护基，可举出例如：甲基酯基、乙基酯基、叔丁基酯基等酯型保 护基；N-甲基酰胺基、N-乙基酰胺基、N-苄基酰胺基、N，N-二甲基酰胺基等酰胺型保护基 等。在本发明中，可以优选使用醋型保护基，其中，优选甲基醋基、乙基醋基、叔丁基醋基，特 别优选叔丁基醋基。
[0026] 氨基酸的磺酸盐的制造工艺也没有特别限定，例如可通过将原料氨基酸在非质子 性极性溶剂中与磺酸混合来制造。特别是在利用上述保护基保护原料氨基酸的情况下，优 选在非质子性极性溶剂中与磺酸混合。如果混合保护氨基酸和磺酸，则可以在保护基解离 的同时形成盐。如果在该脱保护盐形成后的反应液中添加胺，则可以使氨基酸的固体从反 应液中析出。优选而言，可使N-(叔丁氧基羰基）氨基酸和磺酸反应来制造由氨基酸和磺 酸形成的盐或使氨基酸叔丁酯和磺酸反应来制造氨基酸的磺酸盐。此时，通过使用非质子 性极性溶剂，可不离析氨基酸的磺酸盐而将反应液直接用于固体的析出。
[0027] 作为得到氨基酸的磺酸盐时使用的非质子性极性溶剂，没有特别限制，具体而 言，可以使用例如：醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯等酯类溶剂；四氢呋喃、二乙基醚、 1，4_二焼、甲基叔丁基醚、二异丙基醚、乙二醇二甲醚（例如二乙二醇二甲醚等）等醚 类溶剂；丙酮、甲基乙基酮等酮类溶剂；乙腈、丙腈等腈类溶剂；二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、 氯苯等卤素类溶剂；二甲基亚砜等亚砜类溶剂；N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等 酰胺类溶剂；二甲基丙烯脲等脲类溶剂；六甲基膦酸三酰胺等膦酸三酰胺类溶剂。这些溶 剂可单独使用，也可以组合使用2种以上。在组合使用2种以上的情况下，其混合比没有特 别限制。另外，作为这些溶剂，在考虑对环境的负荷的情况下，也可以使用除卤素类溶剂以 外的溶剂。作为溶剂，优选为醋酸乙酯、四氢呋喃、1，4-二f恶烷、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、 乙腈、丙腈、丙酮、甲基乙基酮、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲 基乙酰胺，更优选为二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、乙腈、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲 基乙酰胺、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜，进一步优选为二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、乙腈、丙酮、 N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺，特别优选为二氯甲烷、或1，2-二氯乙烷。
[0028] 对上述溶剂的用量而言，从成本及后处理方面考虑，作为上限，优选相对于上述 N-(叔丁氧基羰基）氨基酸或氨基酸叔丁酯1重量份为100重量份，进一步优选为50重量 份，特别优选为20重量份。作为下限，优选相对于上述N-(叔丁氧基羰基）氨基酸或氨基 酸叔丁酯1重量份为〇. 1重量份，进一步优选为〇. 5重量份，特别优选为1重量份。
[0029] 作为上述磺酸，优选为甲磺酸、乙磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、对氯苯 磺酸、对硝基苯磺酸或樟脑磺酸，进一步优选为甲磺酸、对甲苯磺酸或樟脑磺酸，特别优选 为甲磺酸。磺酸所具有的pKa有时对所获得的氨基酸的纯度及收率造成影响。因此，为了 收率良好地以高纯度制造氨基酸，例如，作为磺酸，优选pKa为-5?2的磺酸，更优选为pKa 为-4?1的磺酸。
[0030] 作为上述磺酸的用量，优选相对于N-(叔丁氧基羰基）氨基酸或氨基酸叔丁酯1 摩尔为1摩尔以上，进一步优选为1. 1摩尔以上。如果过多，则从成本及后处理方面考虑不 优选，因此，作为上限，优选为10摩尔以下，进一步优选为5摩尔以下。
[0031] 本反应中的反应温度没有特别限制，只要适宜设定即可，但为了减少副产物的 生成，作为上限，优选为120°c，进一步优选为100°C，特别优选为80°C。作为下限，优选 为-50°C，进一步优选为-30°C，特别优选为0°C。
[0032] 本反应中的反应时间没有特别限制，只要适宜设定即可，作为上限，优选为100小 时，进一步优选为50小时，特别优选为20小时。作为下限，优选为0. 01小时，进一步优选 为0. 1小时，特别优选为1小时。
[0033] 如上得到的氨基酸的磺酸盐不进行离析而通过添加胺可以使氨基酸的固体析出， 通过添加胺直到上述氨基酸的等电点附近，可更加有效地使其析出。关于通过其它方法得 到的氨基酸的磺酸盐，通过在非质子性极性溶剂中添加胺，可以得到氨基酸的固体。
[〇〇34] 作为非质子性极性溶剂，可以举出与上述同样的溶剂。
[0035] 作为上述胺，优选为甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、二异丙胺、二异丙基乙胺、 三丁胺、N-甲基吗啉、吡陡、4-二甲基氨基吡陡、二甲吡陡、乙二胺、N，N，N，N_四甲基乙二 胺、乙醇胺、苄胺或1-苯乙胺，优选为三乙胺、二异丙基乙胺、N-甲基吗啉、吡啶或1-苯乙 胺，特别优选为三乙胺。与磺酸的情况同样，胺所具有的pKa有时对所获得的氨基酸的纯度 及收率造成影响。因此，为了收率良好地以高纯度制造氨基酸，例如，作为胺，优选pKa为 7?15的胺，更优选pKa为8?13的胺。
[0036] 在本发明中，使用的磺酸和胺的优选组合为：使用选自甲磺酸、对甲苯磺酸或樟脑 磺酸中的至少1种作为磺酸，使用选自三乙胺、二异丙基乙胺、N-甲基吗啉、吡啶或1-苯 乙胺中的至少1种作为胺的形式，特别优选磺酸为甲磺酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸中的任一 种、胺为三乙胺的使用形式。只要为上述的化合物的组合，则磺酸和胺接触时容易形成盐， 氨基酸的固体更容易析出。
[0037] 上述胺的添加为一边测定pH -边进行为宜。作为pH的标准，将氨基酸的等电点 的pH设为pi时，只要使其在pi值±3的范围内即可。作为pH的上限，优选相对于等电点 (pH)为+(正）3,更优选为+(正）2,特别优选为+(正）1。作为下限，优选相对于等电点 (pH)为_(负）3,更优选为-(负）2,特别优选为-(负）1。
[0038] 此外，添加可中和所使用的上述磺酸的量为宜。作为上限，优选相对于上述磺酸1 摩尔为1.8摩尔，更优选为1.5摩尔，特别优选为1.2摩尔。作为下限，优选相对于上述磺 酸1摩尔为0. 3摩尔，更优选为0. 5摩尔，特别优选为0. 8摩尔。胺优选以相对于磺酸1摩 尔为1?1. 3摩尔左右的稍过量的方式使用。
[0039] 添加胺时，只要在氨基酸的磺酸盐中混合胺即可。
[0040] 添加温度没有特别限定，只要根据使用的溶剂的种类及目标析出量和固体的品质 适宜选择即可，作为上限，优选为l〇〇°C，进一步优选为80°C，特别优选为60°C。作为下限， 优选为_60°C，进一步优选为-40°C，特别优选为-20°C。
[0041] 在氨基酸的固体不易析出的情况或固体的析出量少的情况下，进一步进行冷却、 或浓缩或添加不良溶剂即可。作为上述不良溶剂，例如可以举出：醋酸乙酯、甲苯、己烷等。 另外，这些方法可适宜组合，也可以在使固体析出时添加用作种子的固体。
[0042] 析出的上述氨基酸的固体可通过减压过滤、加压过滤或离心分离等方法来分离、 获得。另外，在母液残留在获得的固体中导致化学纯度降低的情况下，也可以根据需要进一 步以非质子性极性溶剂进行清洗来提高品质。在获得氨基酸时，从更经济地实施作业的观 点考虑，作为非质子性极性溶剂，使用与得到氨基酸的磺酸盐时使用的溶剂相同的溶剂为 宜。作为固体的干燥方法，没有特别限制，但优选避免热分解或熔融，在约60°C以下进行减 压干燥（真空干燥）。
[0043] 上述氨基酸的固体也可通过在非质子性极性溶剂中、向氨基酸的胺盐中添加磺酸 来得到。
[0044] 发明中所使用的氨基酸的胺盐可通过任何方法制造，没有特别限定。例如可使胺 与氨基酸反应来制造氨基酸的胺盐。此时，通过使用非质子性极性溶剂，可不离析氨基酸的 胺盐而将反应液直接用于固体的析出。
[0045] 制造氨基酸的胺盐时使用的非质子性极性溶剂及溶剂的用量、胺的种类、磺酸和 胺的优选组合、以及反应温度、反应时间等条件与氨基酸的磺酸盐的情况相同。
[0046] 作为胺的用量，优选相对于氨基酸1摩尔为1摩尔以上，进一步优选为1. 1摩尔以 上。如果过多，则从成本及后处理的方面考虑不优选，因此，作为上限，优选为10摩尔以下， 进一步优选为5摩尔以下。在氨基酸具有多个未被保护的羧基的情况下，胺的用量可以作 为相对于该未被保护的羧基1摩尔的量进行规定，其用量与上述范围相同，胺相对于未被 保护的羧基1摩尔优选为1摩尔以上且10摩尔以下，更优选为1. 1摩尔以上且5摩尔以下。
[0047] 如上得到的氨基酸的胺盐不进行离析而通过添加磺酸可以使氨基酸的固体析出， 通过添加磺酸直到上述氨基酸的等电点附近，可以更加有效地使其析出。关于通过其它的 方法得到的氨基酸的胺盐，也可以通过在非质子性极性溶剂中添加磺酸，得到氨基酸的固 体。
[〇〇48] 所使用的磺酸可举出与制造氨基酸的磺酸盐时使用的磺酸同样的磺酸。
[0049] 磺酸的添加以一边测定pH -边进行为宜。作为pH的标准，将氨基酸的等电点的pH 设为pi时，只要使其在pi值±3的范围内即可。作为pH的上限，优选相对于等电点（pH) 为+(正）3,更优选为+(正）2,特别优选为+(正）1。作为下限，优选相对于等电点（pH) 为_(负）3,更优选为-(负）2,特别优选为-(负）1。
[0050] 此外，添加可中和所使用的上述胺的量为宜。作为上限，优选相对于上述胺1摩尔 为1. 8摩尔，更优选为1. 5摩尔，特别优选为1. 2摩尔。作为下限，优选相对于上述胺1摩 尔为〇. 3摩尔，更优选为0. 5摩尔，特别优选为0. 8摩尔。
[0051] 添加磺酸时，只要在氨基酸的胺盐中混合磺酸即可。
[0052] 添加温度及后处理与使用氨基酸的磺酸盐得到氨基酸固体的情况相同。
[0053] 在本发明中，对胺的磺酸盐或胺盐添加胺或磺酸的点很重要，根据本发明的方法， 可将副产生的由磺酸和胺形成的盐除去到母液中，获得高纯度的氨基酸的固体。另外，根据 本发明，可以将所取得的氨基酸的固体以例如收率30?100% (进一步为50?100%)这 样的高收率获得。
[0054] 另外，本申请主张基于2012年2月1日所申请的日本专利申请第2012-020180号 的优先权利益。引用2012年2月1日所申请的日本专利申请第2012-020180号说明书的 全部内容作为本申请的参考。
[0055] 实施例
[0056] 以下，示出实施例对本发明进一步详细地进行说明，但本发明不受这些实施例任 何限定。
[0057] (实施例1?5、比较例1?5)
[0058] 在由氨基酸的甲磺酸盐（5mmol)、溶剂（甲醇或二氯甲烷）5mL构成的溶液中，在 25°C添加三乙胺607mg(6mmol)。在固体析出的情况下，固体充分析出后，在25°C搅拌30分 钟后，减压过滤出固体，用使用的溶剂5mL清洗固体，进行真空干燥。将用各种氨基酸实施 的结果（收率）示于以下的表中。
[0059] [表 1]
【权利要求】
1. 一种碳原子数为2?7的氨基酸的制造方法，其包含如下工序： 在非质子性极性溶剂中，向氨基酸的磺酸盐中添加胺或向所述氨基酸的胺盐中添加磺 酸，使所述氨基酸的固体析出。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，进行胺或磺酸的添加直到所述氨基酸盐溶液的 pH在该氨基酸的等电点pi值±3的范围内。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中， 所述氨基酸的磺酸盐通过在非质子性极性溶剂中使N-(叔丁氧基羰基）氨基酸和磺酸 反应而制备。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其中， 所述氨基酸的磺酸盐通过在非质子性极性溶剂中使氨基酸叔丁酯和磺酸反应而制备。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的方法，其中， 所述非质子性极性溶剂是二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、乙腈、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、 N，N-二甲基乙酰胺、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜中的至少一种。
6. 根据权利要求1?5中任一项所述的方法，其中， 所述磺酸为甲磺酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸中的任意一种，所述胺为三乙胺。
7. 根据权利要求1?6中任一项所述的方法，其中， 所述氨基酸为肌氨酸、丙氨酸、2-氨基-2-甲基丁酸、叔亮氨酸、脯氨酸、2-甲基脯氨 酸、2-哌啶酸、3-哌啶甲酸或（1R，2S)-1-氨基-2-乙烯基-环丙酸。
【文档编号】C07C229/12GK104093699SQ201380007108
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年1月21日 优先权日:2012年2月1日
【发明者】大贯雅俊, 西山章 申请人:株式会社钟化