JP2907457B2 - 光学異性体分割膜及び分割方法 - Google Patents

光学異性体分割膜及び分割方法

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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学異性体分割機能を有する耐水性膜及び、
この膜を用いてラセミ化合物を簡易な手段でD型とL型
とに分割する方法に関する。
〔従来の技術〕
光学活性物質の分離は医薬、農薬、食品添加物などの
分野においてニーズが高く、一層の高純度品が求められ
ている。
従来、光学異性体の分割方法としては、ラセミ体の
飽和溶液に一方の光学活性体結晶の少量を加え、これと
同一の活性体を得る優先晶出法、ジアステレオマー生
成による化学的分割法、生体または酵素を用いる生物
学的方法、クロマトグラフィーによる方法などが用い
られ、それぞれ一長一短を有し、いずれも複雑な操作工
程を必要とした。こうした中でダイセル化学(株)製の
結晶性酢酸セルローズからなる光学分割剤(特公昭63−
42736号公報)は広範囲な光学異性体の分割に利用でき
るとされている。また、合成高分子である光学活性ポリ
マーの利用も行われている。不斉識別能はヘリカル構造
のキラル空間によるとされている。
しかし、これらヘリカル高分子の利用は有機溶媒中に
限られ、水溶液中では利用されない。分析への利用とし
て光学分割HPLCも配位子交換型、ヘリカル高分子型、水
素結合型などが市販されている。最近は米国Astech社の
Armstrongらによる光学分割HPLCカラム「シクロボン
ド」がビフェニル基またはナフチル基を有する光学活性
化合物の光学分割に使用されている。(D.W.Armstrong
et al.,Science,232,1132(1986)およびU.S.Patent 4,
539,339号) また、本発明者らはサイクロデキストリンの化学修飾
体が不斉識別能力を有することを明らかにした。(K.Ha
ttori,et al.,J.Chromatography,355,383(1986) 一方、本出願人は特開昭62−126950号公報において、
グルコマンナン、カラギーナンなどの天然多糖類を、グ
リセリンやソルビットのような多価アルコールと混練す
ることにより得られる粉末は水に溶解すると粘稠な溶液
が得られ、これを製膜することにより得られる半透性、
耐水性かつ耐熱性の膜を開示した。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、光学異性体を簡易な手段で大量に光学
分割する手段はなく、現実に、日本国内で医薬品の400
種、農薬の100種程度がラセミ体のまま用いられてい
る。
そこで、水溶性の光学異性体をサイクロデキストリン
及び/又はサイクロデキストリンの化学修飾体を耐水性
の膜に大量に分散させ、この膜を介してラセミ体の光学
分割を簡略な手段でかつ工業的に大量に行うことができ
る技術が求められていた。
〔課題解決の手段〕
本発明は上記課題を解決することを目的とし、その構
成は、天然多糖類と多価アルコールまたは多価アルコー
ルの濃厚溶液との混練生成物を水に溶解して製膜して得
られた耐水性の膜内に、サイクロデキストリン及び/又
はサイクロデキストリンの化学修飾体が均一に分散して
いることを特徴とし、更に上記膜を介してラセミ化合物
溶液と純水とを接触させ、D型或いはL型化合物のみを
純水中に溶出させることを特徴とする。
本発明におけるサイクロデキストリンとはα−サイク
ロデキストリン、β−サイクロデキストリン及びγ−サ
イクロデキストリンの各異性体が使用できる。また、サ
イクロデキストリンの化学修飾体も光学異性体分割能を
有するものは使用できる。中でもピラノグルコシド環の
2位、3位または6位の水酸基に1個以上の置換基を導
入した化学修飾体を用いると良好な結果が得られる。好
ましい置換基としては、トシル基、アジド基、アミノ基
などが挙げられる。
これらの化学修飾体はR.A.バーチッシュ氏によるTetr
ahedron,39,1417(1981)に詳しく紹介され、また、セ
トリ氏の著作「サイクロデキストリン テクノロジー」
(1988年クルワーアカデミック出版社発行)中に報告さ
れている。
具体的にはL.D.メルトン及びK.N.スレッサーにより報
告された(Carbohydr.Res.18,29(1971)方法を改良し
た発明者らの方法(K.Takahashi,K.Hattori,et al.,Tet
rahedron Lett.,25,3331(1984)によりモノトシル置換
体を得た。更に、K.Tujihara,H.Kurita,H.Kawazu,Bull.
Chem.Soc.Jpn.,50,1567(1977)の方法にしたがい、ナ
トリウムアジドを用いてアジド化し、トリフェニルホス
フィンを用いて還元し、アミノ体を得た。
本発明の膜素材としては少なくとも半透性と耐水性を
有することを要する。このような膜素材として本出願人
は特開昭62−96060号公報及び特開昭62−126950号公報
において、グルコマンナン或いは他の天然多糖類を、グ
リセリンなどの多価アルコールまたはその濃厚溶液中で
混練することにより複雑な網目構造を有する組成物及び
この組成物を水に溶解して製膜して得られるフィルムを
開示した。
多価アルコールとしてはエチレングリコール、グリセ
リンなどの狭義の多価アルコールの他、ソルビトール、
マンニトールなどの糖アルコール、グルコース、フラク
トースなどの単糖類、サッカロース、マルトースなどの
二糖類、三糖類、四糖類、五糖類などのオリゴ糖が使用
される。広義の多価アルコールは液状のものはそのまま
或いはわずかに希釈して、粉末状のものは60〜90%の濃
厚溶液として用いる。
天然多糖類としては、グルコマンナン、カラギーナ
ン、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プ
ロピレングリコールエステル、寒天、ローカストビーン
ガム、グァーガム、タマリンド種子多糖類、ペクチン、
キサンタンガム、プルランなどが挙げられる。
これら天然多糖類1重量部に対し、液状の或いは溶液
状の多価アルコール0.05〜5.0重量部を混練し、多少湿
り気のある粉末とする。
更にアルカリ或いはアミノ酸、蛋白質の分解産物、蛋
白質などを配合すると強度、耐水性及び耐熱性が向上す
る。
このようにして得られた粉末を水に溶解すると1〜3
%の粘稠な水溶液が得られ、この水溶液は常温放置、凍
結、冷蔵または加熱により不可逆的に凝固する性質があ
る。更に、粉末を製造する段階或いは水溶液とする段階
の少なくとも一方において60〜100℃に加熱することが
好ましい。
光学異性体分割膜を製造するには、上記製膜用粉末10
0重量部に対しサイクロデキストリン及び/又はサイク
ロデキストリンの化学修飾体10〜30重量部を添加し粘稠
な水溶液としよく撹拌混合し、湿式キャスト法、凍結乾
燥法、押出し成形法など公知の手段により製膜する。
ラセミ体の分割にあたっては容器を本発明分割膜によ
り2区画に分割し、一方にラセミ体の溶液を、他方に純
水を挿入する。上下に分割し上方にラセミ体の溶液を挿
入することが好ましい、場合によっては、ラセミ体は水
溶液に限らず水と相溶性のあるアルコールなどの媒体と
の混合溶媒を用いてもよい。
〔作用〕
本発明におけるサイクロデキストリン及び/又はサイ
クロデキストリン化学修飾体の光学異性体分割機能は生
体由来の酵素、ホルモン、免疫体などが機能するときの
分子挙動をシュミレーションすることにより得られた化
学上の概念「ホスト−ゲスト化学」によって解釈でき
る。すなわち、疎水結合、水素結合、イオン結合などの
複合的、かつ協奏的な分子間の相互作用により光学活性
分子の多点的分子認識が行われるもので、光学分割は最
も中心的な課題の一つである。
天然多糖類を多価アルコールの濃厚溶液と混練するこ
とにより、天然多糖類が多量のOH基と接近することによ
り何らかの化学反応が生じて得られた天然多糖類・多価
アルコール組成物から得られた耐水性、半透性の膜内
に、このようなサイクロデキストリン及び/又はサイク
ロデキストリン化学修飾体を均一に分散させることによ
り光学異性体分割能を有する膜が得られたことは工業技
術上にも、学術上にもきわめて有意義である。
また、この膜を用いてラセミ体の溶液中のD型体また
はL型体のみを透過させる簡易な方法で光学異性体を分
割できる。
〔実施例〕
以下の実施例において、装置としては、底に光学異性
体分割膜を張設した管体の中にラセミ化合物の溶液を注
入し、純水を満たした容器中に底を容器に接触させずに
懸架した。一定時間経過後、一方の光学異性体が純水中
に溶出するため、この溶出液を加温下に減圧濃縮し、濃
縮液について薄層クロマトグラフィー(TLC)分析を行
う。TLC条件としては展開薄層板はメルク社製濃縮ゾー
ン付キラルTLC板を使用した。更に濃縮液は光学分割HPL
C分析により生成物を確認した。HPLC条件は1mMol/硫
酸銅水溶液を溶出液として東ソー製Enantio−L1カラム
を用い検出はUV検出計を用いた。
実施例1 グルコマンナン5重量部、カラギーナン3重量部、グ
リセリン2重量部を80℃で10分間混練して粉末を得た。
この粉末にβ−サイクロデキストリンのアジド化体(6
−アジド,6−デオキシ−β−サイクロデキストリン)2
重量部を混合した後、水98重量部に溶解して粘稠な水溶
液を得た。この水溶液を湿式キャスト法により製膜し厚
さ50μmの膜を得た。この膜で内筒の下端を閉塞し、筒
内に1:1含水メタノール中に0.15w/v%のDL−トリプトフ
ァン溶液30mlを注入し、予め純水500mlを注入した容器
内に、膜が純水中に浸水し、かつ容器底に接触しないよ
うにして30℃で24時間保持した。内筒を除去し容器内の
液を60〜70℃で減圧濃縮し、約2〜3mlの残留濃縮液を
得た。この濃縮液をメルク社製濃縮ゾーン付キラルTLC
板にスポットし、1:1含水メタノール(100容量)、アセ
トニトリル(30容量)の入ったTLC展開槽内でTLC板のス
ポットを展開した。常法に基づき展開TLC板を乾燥後、
ニンヒドリン発色溶液を噴霧し、塗布後120〜170℃に加
熱し、1個のスポットを得た。同時に展開した標準D−
トリプトファンのスポットと本実施例の濃縮成分のスポ
ットのRf値は一致した。
また、この濃縮液をロ紙でロ過後、限外ロ過膜で処理
して市販の光学分割カラムによるHPLC分析を行った。紫
外吸収270nmでの検出からクロマトグラムを求めた。ま
た、膜による透過前のDL−トリプトファンを同様に分析
した場合のクロマトグラムも求めた。透過液中にはD−
トリプトファンのみが検出された。
実施例2 光学異性体分割能を有する化合物として、β−サイク
ロデキストリンのアジド化体(6−アジド,6−デオキシ
−β−サイクロデキストリン)に代えてβ−サイクロデ
キストリンのトシル化体(6−トシル,6−デオキシ−β
−サイクロデキストリン)を用いた以外は実施例1と同
様にしてDL−トリプトファンの分割を行い、TLC測定及
びHPLC測定を行い、標準D−トリプトファンと同一成分
であることを確認した。
実施例3 光学異性体分割能を有する化合物として、β−サイク
ロデキストリンのアジド化体(6−アジド,6−デオキシ
−β−サイクロデキストリン)に代えてβ−サイクロデ
キストリンのアミノ化体(6−アミノ,6−デオキシ−β
−サイクロデキストリン)を用いた以外は実施例1と同
様にして、同一濃度のDL−フェニルアラニンの分割を行
い、TLC測定及びHPLC測定を行い、溶出液が標準D−フ
ェニルアラニンと同一成分であることを確認した。
実施例4 光学異性体分割能を有する化合物として、β−サイク
ロデキストリンのアジド化体(6−アジド,6−デオキシ
−β−サイクロデキストリン)に代えてα−サイクロデ
キストリンを用いた以外は実施例1と同様にして、同一
濃度のDL−バリンの分割を行い、TLC測定及びHPLC測定
を行い、溶出液が標準D−バリンと同一成分であること
を確認した。
実施例5 グルコマンナン6重量部、カラギーナン3重量部、キ
サンタンガム1重量部を、70%ソルビット水溶液3重量
部と、60℃で15分間混練して粉末を得た。得られた粉末
13重量部に、β−サイクロデキストリン2重量部を混合
した後、実施例1と同様にして製膜した。この膜を用い
実施例1と同様にして同一濃度のDL−トリプトファンの
分割を行い、TLC測定及びHPLC測定を行い溶出液中の主
成分がD−トリプトファンと同一成分であることを確認
した。
実施例6 実施例5のβ−サイクロデキストリンに代えてα−サ
イクロデキストリンを用いた以外は実施例5と同様にし
て同一濃度のDL−トリプトファンの分割を行い、TLC測
定及びHPLC測定を行い溶出液中の主成分がD−トリプト
ファンと同一成分であることを確認した。
実施例7 実施例5のβ−サイクロデキストリンに代えてβ−サ
イクロデキストリンを公知の方法(特公昭62−275102号
公報)でエピクロルヒドリン架橋により調製した重合体
(粒径53〜100μの範囲)2重量部を用いた以外は実施
例5と同様にして同一濃度のDL−トリプトファンの分割
を行い、TLC測定及びHPLC測定を行い溶出液中の主成分
がD−トリプトファンと同一成分であることを確認し
た。
実施例8 実施例5のβ−サイクロデキストリンに代えて実施例
7で用いたβ−サイクロデキストリン重合体を公知の方
法(62−275102号公報)でトシル化した誘導体2重量部
を用いた以外は、実施例5と同様にして同一濃度のDL−
トリプトファンの分割を行い、TLC測定及びHPLC測定を
行い溶出液中の主成分がD−トリプトファンと同一成分
であることを確認した。
実施例9 実施例5のβ−サイクロデキストリンに代えて実施例
7で用いたβ−サイクロデキストリン重合体を公知の方
法(62−275102号公報)でアミノ化した誘導体2重量部
を用いた以外は、実施例5と同様にして同一濃度のDL−
フェニルアラニンの分割を行い、TLC測定及びHPLC測定
を行い溶出液中の主成分がD−フェニルアラニンと同一
成分であることを確認した。
〔発明の効果〕
本発明により、光学異性体分割能を有する膜を介し
て、ラセミ化合物の水溶液と純水とを接触させることに
よるきわめて簡単で工業上の利用が容易なラセミ分割が
初めて可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 71/08 C07B 57/00 310 C07B 57/00 365 C08B 37/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】天然多糖類と多価アルコールまたは多価ア
    ルコールの濃厚溶液との混練生成物を水に溶解して製膜
    して得られた耐水性の膜内に、サイクロデキストリン及
    び/又はサイクロデキストリンの化学修飾体が均一に分
    散していることを特徴とする光学異性体分割膜。
  2. 【請求項2】天然多糖類と多価アルコールまたは多価ア
    ルコールの濃厚溶液との混練生成物を水に溶解して製膜
    して得られた耐水性の膜内に、サイクロデキストリン及
    び/又はサイクロデキストリンの化学修飾体が均一に分
    散している光学異性体分割膜を介してラセミ化合物溶液
    と純水とを接触させ、D型或いはL型化合物のみを純水
    中に溶出させることを特徴とするラセミ化合物の分割方
    法。
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