JPH01111894A

JPH01111894A - ジペプチドエステルの精製方法

Info

Publication number: JPH01111894A
Application number: JP62268049A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Harada; 恒夫原田; Kenichi Fukuda; 福田　健市; Hiroshi Shimizu; 博清水; Akira Tokuda; 徳田　昭; Kiyotaka Koyama; 小山　清孝
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1989-04-28
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: DE3854034D1; ES2074990T3; EP0313100A1; US4830720A; JP2820206B2; IE69175B1; EP0313100B1; CA1331361C; DE3854034T2; ATE124052T1; IE883183L

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３−ベンジル−６−カルボキシメチル−２，５
−ジケトピペラジン（以下ＤＫＰと略す）及びα−Ｌ−
アスパルチル−Ｌ−フェニルアラニン（以下ＡＰと略゛
す）を含むα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ−ブエニルアラニ
ンメチルエステル（以下α−ＡＰＭと略す）水溶液から
陰イオン交換膜を用いた電解精製法により、ＤＫＰ及び
ＡＰを除き、純粋なα−ＡＰＭを得る方法に関するもの
である。

（従来の技術） α−ＡＰＭは、Ｌ−アスパラギン酸とフェニルアラニン
とから成るジペプチドであり、ダイエツト甘味料として
最近注目を集めている。

その製造法には、化学的なペプチド合成法と酵素あるい
はそれを生産する微生物を用いた生化学的方法がある。

（文献例、小山清孝、バイオインダストリー、２巻、９
号、５〜１１ページ、１９８５年） α−ＡＰＭは比較的不安定なため、化学合成法、生化学
合成法のいずれも製造過程でＤＫＰ、ＡＰが生成する。

この反応夾雑物を分離するための一つの方法としては、
水性媒体中アニオン交換樹脂と接触させ、夾雑物を樹脂
に吸着させて除去する方法がとられている（特公昭６Ｏ
−４９１９）。

ＯＨ型交換樹脂では、ＯＨイオンによりＡＰＭがＤＫＰ
、ＡＰに多量分解するため、ＣＩ型、酢酸型のアニオン
交換樹脂が使用される。この場合、夾雑物がイオン交換
樹脂に吸着するので、α−ＡＰＭ中にＤＫＰ、ＡＰとイ
オン交換したＣＩまたは酢酸イオンがα−ＡＰＭ水溶液
中に流出してくる。

以上のように、前記の化学合成法、生化学合成法いずれ
の場合もイオン交換樹脂を用いた場合には、α−ＡＰＭ
中に不純物として酸が存在する。

これらの場合、純粋なα−ＡＰＭを得るためには、−そ
れに続く脱酸の工程が必要となってくる。

従来、この脱酸工程は水酸化アルカリを用いて中和し、
晶析法によりα−ＡＰＭを得ている。しかしながら、こ
の中和晶析法においては、アルカリによりα−ＡＰＭが
分解を起こしたり、分離したα−ＡＰＭ結晶中に中和に
より生じた塩が存在するなどの問題があった。

その他脱酸の方法としては、イオン交換樹脂法、電気透
析法、電解イオン置換法があげられるが、それぞれ種々
の問題をもっている。電気透析法では、無機酸を含むα
−ＡＰＭを水酸化アルカリを用いて中和した後電気透析
しなければならないこと、さらに電気透析中にｐＨが変
化することにより、α−ＡＰＭがイオン交換膜中に滞っ
てしまい、膜抵抗が上昇する。また、同時にイオン型Ａ
ＰＭが電極室に漏洩することによって電極を破損したり
有害物が発生したりすることがある。また、多孔質膜に
よる透析では、α−ＡＰＭの漏れが多（収率が悪くなる
。

これらの他に、アミノ酸合成分野ににおいて、電解イオ
ン置換法が知られている（特開昭５８−５５５７７）。

このプロセスは、陽極、陰極間を２枚又は３枚の炭化水
素系陰イオン交換膜で分割し、陰イオン交換膜に挟まれ
た中間室に、アミノ酸の塩酸溶液を供給し、陰極室に水
酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液を、陽極
室に塩酸の水溶液を流通させ、電解イオン置換すること
によりアミノ酸溶液を得る方法である。このプロセスは
原理的に有効な方法ではあるが、炭化水素系の膜は一般
に強酸、強アルカリ、高温領域での耐久性の問題、また
陰イオン交換膜の選択性が不十分な場合、アミノ酸の陽
極及び陰極側への漏れが生じる。

以上述べたように、α−ＡＰＭ水溶液からの脱ＤＫＰ、
ＡＰはイオン交換樹脂を使用した場合、脱酸の問題が十
分解決されていない、また脱ＤＫＰ、ＡＰおよび脱酸の
２工程が必要となるなど技術面、経済面で多くの問題が
あった。

（発明の解決しようとする問題点）本発明の目的は、イオン交換樹脂を使用したプロセスの
欠点を取除き、イオン交換膜により、効率良くかつ簡便
に脱ＤＫＰ、ＡＰを行うジペプチドエステル溶液の精製
に関する経済性の優れた方法を提供することにある。

（問題を解決するための手段）本発明者らは、ジペプチドエステルの精製に関し、ジペ
プチドエステルの安定性、また陰極室及び陽極室への漏
洩に関し、鋭意検討を重ねた結果、本発明の方法によれ
ば、驚くべきことにα−ＡＰＭは殆ど透過することな（
ＤＫＰ、ＡＰが陰イオン交換膜を透過している事実を発
見した。ジペプチドエステル製造工程で混入してくる有
機酸、特にＤＫＰ、ＡＰを含むジペプチドエステル水溶
液を直接、陰イオン交換膜を隔膜として設けた電解槽の
該陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜、または複数の陰
イオン交換膜で挟まれた中央区分室に供給し、陰極室及
び陽極室に電解質水溶液を供給し、イオン電解法により
、ジペプチドエステルの漏れなしに、かつジペプチドエ
ステルの分解なしに、脱ＤＫＰＳＡＰする方法を見出だ
し本発明を完成するに至ったものである。以下、本発明
を更に詳しく説明する。

ここでジペプチドエステル中に不純物として存在するイ
オン種としては、その製造法によって異なっているが、
ＣＩイオン、Ｓ０４イオン等の無機陰イオン、ＤＫＰ、
、ＡＰ酢酸、ぎ酸等の有機陰イオン、Ｎａイオン、Ｋイ
オン、Ｃａイオン等の無機陽イオン、及びフェニルアラ
ニンメチルエステル（ＰＭ）等の有機陽イオンが存在す
る。

本方法によるα−ＡＰＭの精製においては、無機陰イオ
ン及び有機陰イオンは陰イオン交換膜を通して陽極室側
へ除き、無機陽イオン及び有機陽イオンは陽イオン交換
膜を通して陰極室へ除くことができる。

本発明の原理図を図−１に示す。図−１には、各イオン
を含むα−ＡＰＭ水溶液を陽イオン及び蔭イオン交換膜
の２枚の膜により分割した３室型電解槽に供給し、電解
精製法により各イオンを陰極側、陽極側へ除去する例を
示しである。１は電解槽、２は陽イオン交換膜（ＣＭ）
、３は陰イオン交換膜（ＡＭ）　、４は陰極、５は陽極
、６は陰極室、７は中間室、８は陽極室である。中間室
７に各種イオンを含むα−ＡＰＭを供給し、陽極室８に
食塩水、陰極室６に塩酸溶液を供給する。

電解反応を開始すれば、陰極４より水素ガス、陽極より
塩素ガスが発生する。中間室７では、各種陰イオンは陽
極室８に移動し、陽イオンは陰極室６に移動することに
なる。上記の原理に従って脱無機イオン、親有機イオン
を行うことができる。

電解精製中のＡＰＭ水溶液のＰＨは、３．５以上７以下
、好ましは、４以上６，５以下、さらに好ましくは４．
５以上６以下で行う。ｐＨ３，５以下での処理では、ａ
−ＡＰＭは陰極側に漏れてしまう。また、ＰＨ７以上に
なると、α−ＡＰＭの分解が多くなり、陽極側への漏れ
も多くなってしまい、α−ＡＰＭの収率低下の原因とな
る。

陰極室及び陽極室に供給する溶液としては、Ｎａ０ＨＳ
ＫＯＨ等のアルカリ金属水溶液、Ｃａ　（ＯＨ）　　、
Ｍ　ｇ　（ＯＨ）　２等のアルカリ土類金属水溶液、Ｎ
　ａ　ＣＩｔ　、Ｋ　Ｃｊ２　、Ｃａ　Ｃ１２、ＭｇＣ
１、Ｎａ　　Ｓｏ　　、Ｋ　　Ｓｏ　　等のアルカリ金
属、アルカリ土類金属塩の水溶液、またはＨＣｌ、ＨＳ
Ｏ１ＨＮＯ３等の酸、若しくはそれを含む水溶液が使用
できる。

本発明に用いる電解槽の陽極及び陰極としては、従来公
知の電極材料を用いる事ができるが、α−ＡＰＭの精製
を目的とする電解プロセスにあてはめるには、安価で定
電圧を示し、かつ耐食性の優れた電極材料が適宜選択さ
れる。

この様な電極材料は、例えば陽極としては、Ｔｉ、Ｔａ
、Ｚｎ、Ｎｂ等の耐食性基材表面に、Ｐｔ、１　ｒ、Ｒ
ｈ等の白金属及び／または白金属金属の酸化物を被覆し
た陽極が用いられ、陰極としては、ＦｅＸＮｉ、Ｃｕ等
の金属、またこれらの合金や、これらの表面に過電圧を
示す物質（例えば、ラネーニッケルなど）を被覆した電
極を用いることができる。

本発明のα−ＡＰＭの精製を目的とする電解プロセスに
おいては、通常電解槽は陽極室、中間室、陰極室の３室
よりなるが、３室以外の多室型を選択することが可能で
あり、さらに、積層セルを用いて効率のよい電解方法を
実施することも可能である。

さらに、電解温度は室温から１００℃まで可能であるが
、好ましくは１０℃〜８０℃が適している。電解温度が
高いと電解電圧を低く保つことができる。またα−ＡＰ
Ｍの水への溶解度が低いので、温度を上げることで溶解
度を上げることができる。しかしながら、電解温度が８
０℃以上では、α−ＡＰＭが化学変性し、Ｄ　Ｋ　Ｐに
なり、α−ＡＰＭの収率が低下する。

イオン交換膜としては、炭化水素系の膜、またはフッ素
系の膜のどちらでもよく、比較的高温で使用するには、
フッ素系の膜が望ましい。また、イオン交換基の種類、
イオン交換容量、膜厚等は適宜決定してよい。

（実施例）以下、実施例を述べるが、本発明は、これに限定される
ものではない。

実施例　１ α−ＡＰＭ０．８％にＤＫＰｏ、１５％、ＡＰｏ、０５
％が含まれる水溶液より精製されたα−ＡＰＭを得る電
解精製法を実施した。

電解槽は図１の様な３室電解槽とし、陽極としてＴｉの
Ｅｘｐａｎｄｅｄ　　Ｍｅｔａｌ基材上に貴金属酸化物
を被覆した電極を使用し、陰極として白金を用い、電極
面積は各々０．１ｄｒｔｆ、陽極と陰極間の距離は８ｍ
ｍとした。

陽極室と中間室を分割するために、陰イオン交換膜とし
てフッ素系陰イオン交換膜（東ソー（株）製５Ｆ１７）
を用い、また陰極室と中間室を分割するために、陽イオ
ン交換膜としてフッ素系イオン交換膜（Ｎａｆｉｏｎ９
０１、商標）を用いた。

陽極室には０．５Ｎ−ＮａＣＡ水溶液を供給し、中間室
にα−ＡＰＭ０．７０ｗｔ％にＤ　Ｋ　Ｐｏ、１４４ｗ
ｔ％、ＡＰｏ、０４６ｗｔ％が含まれる水溶液を供給し
、陰極室には０．２Ｎ−ＨＣＡ水溶液を供給循環した。

電流密度を２Ａ／ｄｄとし、２５°Ｃで電解したところ
、スタートの電解電圧は１２．５Ｖであった。電解の継
続と共にＤＫＰ、ＡＰが陽極室側に除去され、循環ＡＰ
Ｍ溶液中の導電性が低下してくる。従って、電解電圧の
上昇をきたすようになってくる。

電解電圧が４１．５Ｖに上昇したところで電解を停止し
たところ、ＤＫＰＳＡＰの除去率は各々９７．４％、９
８．１％であり、ＡＰＭの回収率は９４％であった。さ
らに電解後の陽極室、陰極室の′α−Ａ　Ｐ　Ｍ　ｔｋ
を測定したところ、陽極室側にα−ＡＰＭ処理量に対し
て、２．６％、陰極室側１、：１．９％のＡＰＭリーク
が検出された。

実施例　２実施例１と同様に電解精製法を実施した。陽極室と中間
室を分割するために、陰イオン交換膜としてフッ素系陰
イオン交換膜（ＲＡＩ　ＰＯＲＥ社Ｒ−４０３０）をも
ちい、また陰極室と中間室を分割するために、陽イオン
交換膜としてフッ素系イオン交換膜（Ｎａ　ｆ　ｉ　ｏ
ｎ’９０１、商標）を用いた。　陽極室には０．５Ｎ−
ＮａＣＡ水溶液を供給し、中間室にα−ＡＰＭ０．８７
ｗｔ％にＤＫＰｏ、１５４ｗｔ％、ＡＰｏ、０５０ｗｔ
％が含まれる水溶液を供給し、陰極室には０．２Ｎ−Ｈ
Ｃ１水溶液を供給循環した。　電流密度をＩＡ／ｄｎ−
ｆ’とし、２５℃で電解したところ、スタートの電解電
圧は１６Ｖであった。電解の継続と共にＤＫＰ、ＡＰが
陽極室側に除去され、循環ＡＰＭ溶液中の導電性が低下
してくる。従って、電解電圧の上昇をきたすようになっ
てくる。電解電圧が４１Ｖに上昇したところで電解を停
止したところ、ＤＫＰ、ＡＰの除去率は各々７０．２％
、７０．３％であり、ＡＰＭの回収率は８６．７％であ
った。さらに電解後の陽極室、陰極室のα−ＡＰＭ、Ｑ
を測定したところ、陽極室側に１１．４％、陰極室側に
３．７％のＡＰＭリークが検出された。

実施例　３実施例１と同様に電解精製法を実施した。陽極室と中間
室を分割するために、陰イオン交換膜としてフッ素系陰
イオン交換膜（東ソー（株）製５Ｆ１７）をもちい、ま
た陰極室と中間室を分割するために、陽イオン交換膜と
してフッ素系イオン交換膜（Ｎａｆｉｏｎ９０１、商標
）を用いた。

陽極室には０．５Ｎ−ＮａＣ１水溶液を供給し、中間室
にα−ＡＰＭ３．４１ｗｔ％にＤＫＰｏ、１２２ｗｔ％
、ＡＰｏ、０３８ｗｔ％が含まれる水溶液を供給し、陰
極室には０．２Ｎ−ＨＣＩ水溶展を供給循環した。

電流密度を２Ａ／ｄｒｒｌ’とし、６０℃で電解したと
ころ、スタートの電解電圧は９．５ｖであった。

ＤＫＰＳＡＰが除去されるのを確認して、電解を停止し
たところ、ＤＫＰＳＡＰの除去率は各々５２％、５３％
であり、ＡＰＭの回収率は９１．６％であった。さらに
電解後の陽極室、陰極室のα−ＡＰＭｆｌｌを測定した
ところ、陽極室側に２．７％、陰極室側に４．７％のＡ
ＰＭリークが検出された。

実施例　４電解槽は図２の様な４室電解槽とし、陽極としてＴｉの
Ｅｘｐａｎｄｅｄ　　Ｍｅｔａｌ基材上に貴金属酸化物
を被覆した電極を使用し、陰極として白金を用い、電極
面積は各々０．１ｄｒｄ’、陽極と陰極間の距離は１２
ｍｍとした。

陽イオン交換膜としてフッ素系陽イオン交換膜（Ｎａｆ
ｉｏｎ３２４、商標）を用い、陽極室４と中間室３を分
割することで、有機物から陽極を保護した。中間室２と
３を分割するために、陰イオン交換膜として、フッ素系
イオン交換膜（東ソー（株）製５Ｆ１７）を用いた。ま
た、陰極室と中間室を分割するために、陽イオン交換膜
としてフッ素系イオン交換膜（Ｎａｆｉｏｎ９０１、商
標）を用いた。

中間室３及び陽極室４には０．５Ｎ−ＮａＣ１水溶液を
供給し、陰極室には０．２Ｎ−ＨＣ１水溶液を供給循環
した。中間室２は、外部循環槽５を設け、連続循環方式
により、ＡＰＭ溶液を処理した。

供給α−ＡＰＭ溶液組成は、ＡＰＭｏ、８０％、ＤＫＰ
ｏ、１８％、ＡＰｏ、０４９％であった。

電流密度はＩＡ／ｄｒ＆とし、２５℃で電解した。

電解電圧が２５〜２８ＶとなるようにＡＰＭ水溶液の供
給量を調節しながら、連続的に処理した。

その時の処理済みＡＰＭ溶液の平均組成は、ＡＰＭｏ、
７５％、ＤＫＰｏ、０３２％、ＡＰＯ１００９１％であ
った。

電解終了後のＤＫＰ及びＡＰの除去率は、各々８３％、
８２％であり、ＡＰＭの回収率は９２．３％であった。

さらに陰極室１、中間室３のα−Ａ　Ｐ　Ｍ　Ｑを測定
したところ、各々２，９％、３６９％のＡＰＭリークが
検出された。

実施例　５図−３に示した多室型電解槽でα−ＡＰＭ溶液の電解精
製を行った。１と２室、３と４室、５と６室の間に、各
々陽イオン交換膜（Ｎａｆｉｏｎ９０１、商標）を、ま
た２と３室、４と５室、６と７室の間に、各々陰イオン
交換膜（東ソー（株）製５Ｆ１７）を使用して各室を分
割した。そして１．３．５．７室にそれぞれ０．５Ｎ−
ＮａＣｊ２水溶液を供給し、２．４．６室にα−ＡＰＭ
水溶液を循環供給した。

供給α−ＡＰＭ水溶液は、α−ＡＰＭ０．８１％、ＤＫ
Ｐｏ、１５％、ＡＰｏ、０５％であり、温度２５°Ｃ１
電流密度ＩＡ／ｄｒ１１１で電解精製した。

スタートの電圧は２０Ｖで、電解の継続と共に電圧が上
昇し、６５Ｖになったところで電解を停止し、各々の濃
度分析をした。Ｄ　Ｋ　Ｐ及びＡＰの除去率は、各々８
８％、８７％であり、α−ＡＰＭの回収率は９１％であ
った。また、循環ＮａＣ１水溶液には７．５％のＡＰＭ
リークが検出された。

（発明の効果）本方法は特に、α−ＡＰＭの製造法において、生産物中
に含有されるＤＫＰＳＡＰを効率的に除去する工程に有
用である。

本発明の方法によれば、ジペプチドエステルの分解を押
え、かつ漏れもほとんどなく、効率良く有機酸を除くこ
とができ、従来のプロセスに比べ極めて経済性の優れた
ジペプチドエステルの精製が可能となった。

【図面の簡単な説明】

図−１、図−２及び図−３は本発明の詳細な説明する図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機酸類を含むジペプチドエステル水溶液を陰イ
オン交換膜と陽イオン交換膜、または、複数の陰イオン
交換膜で囲まれた中央区分に供給し、また、陰極室及び
陽極室に電解質水溶液を供給し、電解精製法により有機
酸類を陰イオン交換膜を通して陽極室へ除去することを
特徴とするジペプチドエステルの精製方法。
（２）ジペプチドエステルがα−Ｌ−アスパルチル−Ｌ
−フェニルアラニンメチルエステルである特許請求の範
囲第１項記載の精製方法。
（３）有機酸類が１、３−ベンジル−６−カルボキシメ
チル−２、５−ジケトピペラジン及びα−Ｌ−アスパル
チル−Ｌ−フェニルアラニンである特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の精製方法。
（４）電解槽が陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜、ま
たは、複数の陰イオン交換膜により、３室以上に仕切ら
れているものである特許の請求範囲第１項ないし第３項
のいずれかの項記載の精製方法。
（５）電解温度が１０〜８０℃である特許の請求範囲第
１項ないし第４項のいずれかの項記載の精製方法。
（６）ジペプチドエステル水溶液のＰＨが３．５〜７．
０である特許請求範囲第１項ないし第５項のいずれかの
項記載の精製方法。