JPH08333312A - バリンの精製法 - Google Patents
バリンの精製法Info
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- JPH08333312A JPH08333312A JP7144843A JP14484395A JPH08333312A JP H08333312 A JPH08333312 A JP H08333312A JP 7144843 A JP7144843 A JP 7144843A JP 14484395 A JP14484395 A JP 14484395A JP H08333312 A JPH08333312 A JP H08333312A
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Abstract
なバリンの精製法を提供する。 【構成】バリンを含む水溶液にp−イソプロピルベンゼ
ンスルホン酸、その水溶性のアルカリ金属塩またはアン
モニウム塩を作用させて、バリン・p−イソプロピルベ
ンゼンスルホン酸塩結晶を生成させ該塩を分離し、次い
で該塩を分解してバリンを精製・取得する。 【効果】バリン1モルとp−イソプロピルベンゼンスル
ホン酸1モルとからなる付加物を生成しバリンの精製を
行う操作には、該塩の溶解度が低いためにバリン取得の
効率が良く、また付加物の特異性のために通常バリンと
の分離が困難なロイシンやイソロイシンとの分離効果が
高い。p−イソプロピルベンゼンスルホン酸は安価なイ
ソピロピルベンゼンをスルホン化することで容易に製造
できる。
Description
規なバリン・イソプロピルベンゼンスルホン酸塩結晶及
び該塩を使用するバリンの精製法に関する。L−バリン
は、医薬用のアミノ酸製剤の原料及び各種医薬品の合成
中間体として有用である。また、D−バリンは、農薬等
の化学品の中間体として有用である。
分解する方法、あるいは、バリンを生成する能力を有す
る微生物を培養する方法により、製造されている。これ
らの方法で得られた蛋白質加水分解液、発酵液などのバ
リンを含有する水溶液からバリンを分離精製する方法と
して、例えば、 (1)イオン交換樹脂で処理することにより酸性および
塩基性アミノ酸を分離除去したのち、中性アミノ酸区分
を分取し再結晶を繰り返して、バリン以外の中性アミノ
酸を除去する方法(Biochem.J., 48, 313(1951)) (2)バリンを含有する水溶液に塩酸を添加し、バリン
の塩酸塩結晶を生成・析出を繰り返す方法(特開昭56
−16450号) が従来行われていたが、前者は方法が非常に煩雑であ
り、ロイシン、イソロイシンとの分離が困難であるこ
と、後者はバリンの塩酸塩結晶の水への溶解度が高いた
め、収率が低くなってしまう等の問題があった。
に付加物を生成するテトラクロルオルトフタル酸、スル
ホイソフタル酸、フラビアン酸等の沈澱剤をバリンに作
用させ、バリンを精製する方法(特公昭42−2505
9号)が挙げられる。しかし、使用する沈澱剤が高価で
あり、工業的に入手困難であること、生成した付加物の
溶解度が高く、高収率でのバリンの回収が困難であるこ
と、付加物からバリンを単離する方法が煩雑であること
の問題があった。
ノ酸であるロイシンの沈澱剤として、これまでに1,2
−ジメチルベンゼンスルホン酸(特公昭40−1137
3号)、p−トルエンスルホン酸(特開昭52−301
6号)が知られているが、この物質は、ロイシンに対し
ての特異的な沈澱剤であるため、バリンの沈澱剤に適用
することは困難であった。このように、沈殿剤は特異的
なものであるため、バリンに適した沈殿剤を見つけるこ
とは容易でない。
な沈澱剤を用いた、簡便で高収率であり、かつ、高純度
なバリンの精製法を提供することにある。
を鑑み検討を重ねた結果、バリンを含有する水溶液にp
−イソプロピルベンゼンスルホン酸を添加して反応させ
たのち、冷却すると難容性塩であるバリン・p−イソプ
ロピルベンゼンスルホン酸結晶が選択的に析出すること
を見出し本発明を完成するに至った。
とp−イソプロピルベンゼンスルホン酸1モルとからな
る新規なバリン・p−イソプロピルベンゼンスルホン酸
塩結晶、及び(2)バリンを含有する水溶液にp−イソ
プロピルベンゼンスルホン酸またはその水溶性塩を添加
して、バリン・p−イソプロピルベンゼンスルホン酸塩
結晶を生成・析出させた後、該塩を分離取得し、次いで
該塩を分解してバリンを取得することを特徴とするバリ
ンの精製法に関するものである。
またはD体である光学活性体、ラセミ体、または両者の
混合物のいずれでも良い。バリンを含有する水溶液とし
ては大豆蛋白質等の蛋白質を加水分解した加水分解液よ
り塩基性アミノ酸を分別、除去したアミノ酸混合液、バ
リンを生成蓄積する能力を有する微生物を培養して得た
発酵液あるいはその発酵液から菌体を除去した液、もし
くはそれをイオン交換樹脂あるいは吸着樹脂で処理して
得られた液等、または、ヒダントイン誘導体等を経由す
る合成法で得られた粗DL−バリンの水溶液等、種々の
水溶液を使用することが可能である。
ンスルホン酸は、イソプロピルベンゼンとその1.5倍
モルの濃硫酸をガラス容器に入れ、120℃で熱しなが
ら2〜3時間加熱することで容易に製造することが可能
であり、工業的に安価に入手可能である。また、p−イ
ソプロピルベンゼンスルホン酸は、遊離酸として用いて
も良く、またその水溶性塩、例えば、ナトリウム塩、カ
リウム塩等のアルカリ金属塩、または、カルシウム塩等
のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等の形で用いて
も良い。p−イソピロピルベンゼンスルホン酸またはそ
の水溶性塩の使用量は水溶液に含有するバリンに対して
等モル以上、好ましくは1.0〜1.1倍モルであり、
特に大過剰量を使用する必要はない。
はその水溶性塩を3g/dL以上のバリン濃度を有する
水溶液に添加し、pHを1.5程度に調整することによ
り、目的の難溶性の付加化合物であるバリン・p−イソ
プロピルベンゼンスルホン酸塩結晶を容易に生成・析出
することができる。バリン・p−イソプロピルベンゼン
スルホン酸塩結晶の生成・析出に適する溶液のpHは、
0.1〜2.3であり、特に1.0〜1.7が好まし
い。pH調整に使用する酸は、塩酸、硫酸等の無機酸が
用いられる。必要に応じて、p−イソプロピルベンゼン
スルホン酸の混合液にバリン・p−イソプロピルベンゼ
ンスルホン酸塩の種晶を添加すると、効率的に結晶を析
出することができる。また、バリン水溶液が希薄な場
合、濃縮して該塩結晶を析出させることができる。この
場合、p−イソプロピルベンゼンスルホン酸は、濃縮の
前後のどの段階で加えても良い。バリン水溶液を中性で
濃縮を行った場合は、遊離バリンの結晶が析出するが、
そのまま、適量のp−イソプロピルベンゼンスルホン酸
を添加し、pHを1.5程度に調整することで容易にバ
リン・イソプロピルベンゼンスルホン酸塩結晶を生成さ
せることができる。また、適量のp−イソプロピルベン
ゼンスルホン酸の共存するバリンの希薄溶液をあらかじ
めpH2程度に調整した後、濃縮を行うことにより、バ
リン・p−イソプロピルベンゼンスルホン酸塩結晶を析
出させることも可能である。
ンスルホン酸塩結晶を分離取得するには、通常の固液分
離の方法、例えば、濾過、遠心分離等の方法を採用すれ
ばよい。分離された結晶は高純度であるが、洗浄、脱水
などの処理、再結晶操作等の通常用いられる精製方法を
行えばさらに精製することができる。
−イソプロピルベンゼンスルホン酸1モルとからなるバ
リン・p−イソプロピルベンゼンスルホン酸塩結晶は新
規物質であり、下記のような物性を示す。 白色板状結晶。水、エタノールに可溶。 水に対する溶解度:7.8wt%(pH1.5、10
℃) 結晶構造:単斜晶系 結晶密度:1.28g/cm3 元素分析:C;52.9%,H;7.3%,N;4.4%,S;9.9% (calc. C;53.0%,H;7.3%,N;4.4%,S;10.1%)
ン酸塩結晶から遊離バリンを単離するには、大量の熱水
に溶解せしめた溶液を弱塩基性イオン交換樹脂(OH
型)と接触せしめるか、あるいは水酸化ナトリウムなど
のアルカリを添加する。イオン交換樹脂を使用する場
合、p−イソプロピルベンゼンスルホン酸が吸着し、透
過液に遊離バリンが得られる。これを常法、例えば、濃
縮晶析することにより、バリンの結晶が得られる。樹脂
に吸着した沈澱剤(p−イソプロピルベンゼンスルホン
酸)は、水酸化ナトリウム溶液等のアルカリ溶液で樹脂
を再生する際にアルカリ塩として溶出する。アルカリを
添加する方法においては、バリン・p−イソプロピルベ
ンゼンスルホン酸塩結晶の水懸濁液に水酸化ナトリウム
等のアルカリをそのまま、あるいは水溶液にして添加
し、pHを5〜8、好ましくは6〜7に調整することで
p−イソプロピルベンゼンスルホン酸をアルカリ塩とし
て溶液中に溶解し、遊離バリンを析出させ、析出したバ
リンを分離取得する。アルカリ塩として分離回収した沈
澱剤(p−イソプロピルベンゼンスルホン酸)は、その
まま次回の沈澱剤として再使用が可能である。
明する。尚、実施例中のバリン及び他のアミノ酸の定量
は日立L−8500型アミノ酸アナライザーにより行っ
た。
造) イソプロピルベンゼン140mL(1モル)に濃硫酸8
4mL(1.5モル)を加え、120〜130℃の温度
で2.5時間攪拌加熱を行う。イソプロピルベンゼンの
未反応分が残留していれば層分離が見られるので、層分
離が確認されなければ反応は終了し、p−イソプロピル
ベンゼンスルホン酸を主要成分とする溶液が得られる。
この溶液を350mLの水中に注ぎ、炭酸水素ナトリウ
ムで部分中和した後、塩化ナトリウムでスルホン酸をナ
トリウム化することでp−イソプロピルベンゼンスルホ
ン酸のナトリウム塩結晶を析出させた。得られた結晶を
濾過分別後、減圧乾燥した。このp−イソプロピルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム塩は水に易溶、エタノールに
微溶であった。得られた結晶の1H−NMRスペクトル
を図1に示す。
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩19gに水70mL
を加え硫酸でpHを1.5に調整した後、液温を50℃
にし、固体分を溶解させた。次に、溶液を10℃まで冷
却し、L−バリン・p−イソプロピルベンゼンスルホン
酸塩結晶を析出させ、析出結晶を濾過分別後、減圧乾燥
した。得られたL−バリン・p−イソプロピルベンゼン
スルホン酸塩は白色微結晶であり、結晶系は単斜晶系で
結晶比重は1.28g/cm3であった。結晶の粉末X
線回折図を図2に示す。X線回折は、線源としてCu−
Kα線を使用して測定した。元素分析結果は、C;53.1%,
H;7.2%,N;4.4%,S;10.0%であった。
シン、L−グルタミン酸、L−アラニンをそれぞれ1.
1g溶存する溶液100mLにp−イソプロピルベンゼ
ンスルホン酸のナトリウム塩26.6g(バリンに対し
て等モル)を添加し、pHを1.5に調整した後加熱溶
解した。次いで、溶解液を冷却し、L−バリン・p−イ
ソプロピルベンゼンスルホン酸塩結晶を析出させ、取得
した。析出結晶を遠心分離により回収した後、これを大
量の熱水に溶解し、この溶液をOH型にした弱塩基性イ
オン交換樹脂に貫流させることで脱p−イソプロピルベ
ンゼンスルホン酸を行った。その透過液を濃縮晶析し
て、遊離L−バリン結晶9gを得た。母液の分析により
バリンの沈澱率は70%、遊離L−バリンの純度は97
%であった。他のアミノ酸の含量は、3%以下であっ
た。
シン、L−グルタミン酸、L−アラニンをそれぞれ0.
42g溶存する溶液100mLにp−イソプロピルベン
ゼンスルホン酸のナトリウム塩26.6g(バリンに対
して等モル)を添加し、pHを1.5に調整した後加熱
溶解し、冷却により析出したL−バリン・p−イソプロ
ピルベンゼンスルホン酸塩結晶を取得した。析出結晶を
遠心分離により回収した後、これを大量の熱水に溶解
し、この溶液をOH型にした弱塩基性イオン交換樹脂に
貫流させることで脱p−イソプロピルベンゼンスルホン
酸を行った。その透過液を濃縮晶析することで、遊離L
−バリン結晶9gを得た。母液の分析によりバリンの沈
澱率は70%、遊離L−バリンの純度は99%であっ
た。他のアミノ酸の含量は、1%以下であった。
シンをそれぞれ0.3g溶存する溶液100mLにp−
イソプロピルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩19g
(バリンに対して等モル)を添加し、pHを1.5に調
整した後加熱溶解し、冷却により析出したD−バリン・
p−イソプロピルベンゼンスルホン酸塩結晶を18g取
得した。析出結晶を遠心分離により回収した後、これを
大量の熱水に溶解し、この溶液をOH型にした弱塩基性
イオン交換樹脂に貫流させることで脱p−イソプロピル
ベンゼンスルホン酸を行った。その透過液を濃縮晶析す
ることで、遊離D−バリン結晶6.5gを得た。母液の
分析によりバリンの沈澱率は70%、遊離D−バリンの
純度は99%であった。他のアミノ酸の含量は、1%以
下であった。
イシンをそれぞれ0.3g溶存する溶液100mLにp
−イソプロピルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩19
g(バリンに対して等モル)を添加し、pHを1.5に
調整した後加熱溶解し、冷却により析出したDL−バリ
ン・p−イソプロピルベンゼンスルホン酸塩結晶を9g
取得した。析出結晶を遠心分離により回収した後、取得
したDL−バリン・p−イソプロピルベンゼンスルホン
酸塩結晶を大量の熱水に溶解し、この溶液をOH型にし
た弱塩基性イオン交換樹脂に貫流させることで脱p−イ
ソプロピルベンゼンスルホン酸を行った。その透過液を
濃縮晶析することで、遊離DL−バリン結晶3gを得
た。母液の分析によりバリンの沈澱率は30%、遊離D
L−バリンの純度は99%以上であった。
2.5gと水47.5gを加え、室温溶解後10℃に冷
却する。この操作により析出したバリン・p−トルエン
スルホン酸結晶はわずかであった。L−バリン・p−ト
ルエンスルホン酸の10℃での水(pH1.5)への溶
解度は48wt%。
ホン酸のナトリウム塩28.5gと水56.5gを加
え、硫酸でpHを1.5に調整後50℃で溶解。その後
10℃まで冷却し、L−バリン・p−ノルマルプロピル
ベンゼンスルホン酸塩を13gを得た。母液の分析によ
るバリンの沈澱率は30%にすぎなかった。L−バリン
・p−ノルマルプロピルベンゼンスルホン酸の10℃で
の水(pH1.5)への溶解度は29wt%。得られる
結晶は白色微結晶で、結晶系は斜方晶系、結晶比重は
1.27g/cm3であった。
シン,L−グルタミン酸をそれぞれ1.2g溶存する溶
液150mLにスルホイソフタル酸ナトリウム34.5
g(L−バリンに対して等モル)を添加し、pHを1.
5に調整後、加熱溶解し、その後冷却によりL−バリン
・スルホイソフタル酸塩を析出させ、分離取得した。取
得したL−バリン・スルホイソフタル酸の結晶中のバリ
ン純度は98%、他のアミノ酸は2%であった。また、
バリンの取得率は70%であった。これを大量の熱水に
より溶解し、OH型にした弱塩基性イオン交換樹脂に貫
流し、脱スルホイソフタル酸をし、遊離バリンを得よう
と試みたが、脱スルホイソフタル酸が充分に行えず、こ
の方法では完全な遊離バリンを得ることは困難であっ
た。そこで、強酸性イオン交換樹脂を用いて、脱スルホ
イソフタル酸を試みたが、この方法ではバリンを強酸性
イオン交換樹脂から溶離する際にバリン結晶が溶離液中
におよび樹脂塔内に析出してしまい、効率の良い脱スル
ホイソフタル酸の操作を行う上で困難であった。
れたバリン・p−イソプロピルベンゼンスルホン酸塩結
晶は、バリンの精製に用いると安価でかつ簡便に高純度
のバリンを製造することができ、非常に有効である。す
なわち、バリン・p−イソプロピルベンゼンスルホン酸
塩結晶を製造し、バリンの精製を行う操作には、該塩の
溶解度が低いためバリン取得率が高い、また、該塩の特
異性のためバリンとの分離が容易でないロイシンやイソ
ロイシンのようなアミノ酸との分離効果が高いといった
効果がある。また、p−イソプロピルベンゼンスルホン
酸は安価なイソプロピルベンゼンをスルホン化すること
で簡単に工業的に製造可能であり、入手が容易であるた
め、本発明は、工業的に安価にかつ容易に適用可能であ
る。また、該塩からのバリンの分離・取得及びp−イソ
プロピルベンゼンスルホン酸の回収・再利用も容易であ
る。
スルホン酸ナトリウム塩の1H−NMRスペクトルであ
る。
ピルベンゼンスルホン酸塩結晶の粉末X線回折図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 バリン1モルとp−イソプロピルベンゼ
ンスルホン酸1モルとからなるバリン・p−イソプロピ
ルベンゼンスルホン酸塩結晶 - 【請求項2】 バリンを含む水溶液にp−イソプロピル
ベンゼンスルホン酸またはその水溶性塩を作用させて、
バリン・p−イソプロピルベンゼンスルホン酸塩結晶を
生成させたのち該塩を分離し、次いで該塩を分解してバ
リンを取得することを特徴とするバリンの精製法。 - 【請求項3】 p−イソプロピルベンゼンスルホン酸の
水溶性塩がアルカリ金属塩であることを特徴とする請求
項2に記載の方法。
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