(57)【要約】      （修正有）【課題】グリセリンと、リン酸又はリン酸２水素アルカリ金属塩を原料系として用いて、工業的に有利な方法で、収率よくグリセロリン酸及びグリセロリン酸塩を得ることができる方法を提供する。【解決手段】グリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを、好ましくは反応温度が１００℃以上で尿素の存在下に水溶媒中で反応させる製造方法、およびグリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを尿素の存在下に水溶媒中で反応させグリセロリン酸を含む反応液を得る第１工程、次いで該グリセロリン酸を含む反応液にアルカリ金属又はアルカリ土類金属から選ばれる金属を含有する金属化合物を添加し反応を行ってグリセロリン酸塩を含む溶液を得る第２工程、次いで該グリセロリン酸塩を含む溶液から晶析を行ってグリセロリン酸塩を回収する第３工程、とを含むグリセロリン酸塩の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを尿素の存在下に水溶媒中で反応させることを特徴とするグリセロリン酸の製造方法。  
【請求項２】
反応温度が１００℃以上であることを特徴とするグリセロリン酸の製造方法。
【請求項３】
グリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを尿素の存在下に水溶媒中で反応させグリセロリン酸を含む反応液を得る第１工程、次いで該グリセロリン酸を含む反応液にアルカリ金属又はアルカリ土類金属から選ばれる金属を含有する金属化合物を添加し反応を行ってグリセロリン酸塩を含む溶液を得る第２工程、次いで該グリセロリン酸塩を含む溶液から晶析を行ってグリセロリン酸塩を回収する第３工程、とを含むことを特徴とするグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項４】
前記晶析は親水性有機溶媒の存在下に行うことを特徴とする請求項３記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項５】
前記親水性有機溶媒はエタノールであることを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項６】
前記金属化合物が、ナトリウム化合物又はカルシウム化合物であることを特徴とする請求項３乃至５記載のいずれか１項に記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項７】
生成されるグリセロリン酸塩がα―グリセロリン酸塩であることを特徴とする請求項３乃至６記載のいずれか１項に記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項８】
生成されるグリセロリン酸塩がα―グリセロリン酸カルシウムであることを特徴とする請求項３乃至７記載のいずれか１項に記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生理活性物質として有用なグリセロリン酸及びグリセロリン酸塩の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
グリセロリン酸塩は、食品添加物、化粧品或いは医薬等として特に有用であることが知られている。このグリセロリン酸塩は、例えば、グリセロリン酸と金属化合物とを反応させて製造する方法が一般的に行われている。この反応の原料となるグリセロリン酸は、化学合成或いは酵素反応で得られるものを使用することが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このうち、化学合成でグリセロリン酸を製造する方法では、グリセリンをリン酸やリン酸塩でリン酸化することが安価にグリセロリン酸塩を製造することができるので、工業的に極めて有利となる。
【０００４】
しかしながら、この系で反応を行った場合には、目的とするグリセロリン酸の収率が低くなり、更に金属化合物との反応を行ってグリセロリン酸塩とした場合には、収率がかなり低下し、工業的に有利な方法で収率よくグリセロリン酸及びグリセロリン酸塩を得る方法が望まれていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「化学大辞典３  縮刷版」、１９９３年６月１日発行、発行所  共立出版株式会社、１１７頁、グリセロリン酸カルシウムの項参照。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、グリセリンと、リン酸又はリン酸２水素アルカリ金属塩を原料系として用いて、工業的に有利な方法で、収率よくグリセロリン酸及びグリセロリン酸塩を得ることができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、グリセリンと、リン酸又はリン酸２水素アルカリ金属塩を原料系としてグリセロリン酸を得る反応を尿素の存在下に行うことにより、収率よくグリセロリン酸が得られること。また、該反応を行ったグリセロリン酸を含む反応液から特定の処理を行うことによりグリセロリン酸塩として収率よく回収できることを見出し本発明を完成するに到った。
即ち、本発明が提供しようとする第１の発明は、グリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを尿素の存在下に水溶媒中で反応させることを特徴とするグリセロリン酸の製造方法である。
また、本発明が提供しようする第２の発明は、グリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを尿素の存在下に水溶媒中で反応させグリセロリン酸を含む反応液を得る第１工程、次いで該グリセロリン酸を含む反応液にアルカリ金属又はアルカリ土類金属から選ばれる金属を含有する金属化合物を添加し反応を行ってグリセロリン酸塩を含む溶液を得る第２工程、次いで該グリセロリン酸塩を含む溶液から晶析を行ってグリセロリン酸塩を回収する第３工程、とを含むことを特徴とするグリセロリン酸塩の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、食品添加剤、化粧品或いは医薬等として有用なグリセロリン酸及びグリセロリン酸塩を、グリセリンと、リン酸又はリン酸２水素アルカリ金属塩を原料系として用いて、工業的に有利な方法で、収率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】は本発明で使用できる電気透析装置の概略図の１つである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明する。
グリセロリン酸は、下記化学式で示されるようにグリセロリン酸におけるリン酸基の位置により、α―グリセロリン酸（１）とβ−グリセロリン酸（２）がある。本発明において、グリセロリン酸とは、α―グリセロリン酸（１）及びβ−グリセロリン酸（２）を総称してグリセロリン酸と呼ぶ。
【化１】
2014189551.tif 000002
【００１１】
本発明のグリセロリン酸の製造方法は、グリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを尿素の存在下に水溶媒中で反応させる第１工程を行うことを特徴とする。
【００１２】
第１工程に係るグリセリン及び尿素は工業的に入手できるものであれば、物性等は特に制限なく用いることが出来る。
【００１３】
一方、グリセリンをリン酸化するリン酸化剤は、リン酸又はリン酸２水素アルカリ金属塩であり、該リン酸２水素アルカリ金属塩としては、例えばリン酸２水素ナトリウム、リン酸２水素カリウム、リン酸２水素リチウム等を用いることが出来る。
【００１４】
第１工程において、グリセリンとリン酸化剤の添加量は、リン酸化剤に対するグリセリンのモル比（グリセリン／リン酸化剤）で０．９５〜１．５、好ましく１．１〜１．３であり、かかる範囲で反応を行うことにより、目的とするグリセロリン酸を収率よく得ることができ、また、反応終了後の反応液に未反応のリン酸化剤の残存を少なくすることが出来る。      
【００１５】
第１工程において、尿素の添加量は、リン酸化剤に対する尿素のモル比（尿素／リン酸化剤）で、０．８〜１５、好ましくは１〜８、いっそ好ましくは２〜６であり、かかる範囲で反応を行うことにより、目的とするグリセロリン酸を収率よく得ることができる。
【００１６】
第１工程に係る反応は、水溶媒中で行われる。用いることが出来る水溶媒としては、水だけに限らず、水と親水性溶媒との混合溶媒であってもよい。また、リン酸化剤として、リン酸は、リン酸水溶液として市販されており、本発明ではリン酸水溶液に含まれる水をそのまま反応溶媒として用いてもよい。
【００１７】
第１工程における反応温度は、１００℃以上、好ましくは１２０〜１８０℃、いっそう好ましくは１３０〜１６０℃であり、かかる範囲で反応を行うことにより、目的とするグリセロリン酸を収率よく得ることができる。
【００１８】
第１工程における反応時間は、特に制限はないが、多くの場合、０．１時間以上、好ましくは０．３〜１０時間である。
【００１９】
かくすることによりグリセロリン酸が収率よく得られるが、未反応のグリセリンは後述する第２工程及び第３工程を行うことにより除去できるが、これに対して未反応のリン酸又はリン酸２水素アルカリ金属は、グリセロリン酸と反応液から分離することが難しく、また、後述する第２工程及び第３工程を行って得られるグリセロリン酸塩にもそのまま含有されることになる。このため、必要により、第２工程を行うに当たって、一価イオン選択性アニオン交換膜を備えた電気透析装置にて精製処理を行う第Ａ工程を行うことにより、反応液から未反応のリン酸又はリン酸２水素アルカリ金属を除去することが出来る。
【００２０】
以下、第Ａ工程について説明する。
第Ａ工程に用いる電気透析装置は、１つの一価イオン選択性アニオン交換膜が少なくとも配置されていることが重要である。
第Ａ工程で用いられる電気透析装置は、例えば図１に示されるものが使用できる。図１の電気透析装置は、図１に例示されるアニオン交換膜（一価イオン選択性アニオン交換膜）１とカチオン交換膜２とで構成され、そして、アニオン交換膜として一価イオン選択性アニオン交換膜が用いられる。図１の電気透析装置は、陽極と陰極の間にカチオン交換膜２、アニオン交換膜（一価イオン選択性アニオン交換膜）１、カチオン交換膜２を順に配置し、濃縮室３と脱塩室４を形成した構造となっている。前記第１工程で得られるグリセロリン酸を含む反応液は脱塩室４へポンプで供給する。かかる電気透析装置では、両極に印加された電圧により、脱塩室４から抜けたリン酸は陽極に達する事ができず、濃縮室３に留まる。また、グリセロリン酸およびグリセリンは脱塩室４に留まる。この間、電極室５には、電極液（電解液）であるリン酸２水素ナトリウム等のリン酸塩の水溶液をポンプにより供給する。
【００２１】
第Ａ工程に係る一価イオン選択性アニオン交換膜としては、例えばセレミオンＡＳＶ（旭硝子社製）、Ａ１９２（旭硝子社製）、ＡＣＳ（トクヤマ社製）等の市販品を使用することが出来る。
一方、カチオン交換膜２はセレミオンＣＭＶ（旭硝子社製）、ネオセプタＣＭ−１（徳山曹達社製）、Ｎａｆｉｏｎ３２４（デュポン社製）等を用いることが出来る。
【００２２】
第Ａ工程に係る電気透析では、計測電圧は１．５〜１５．０Ｖ、好ましくは５．０〜１０．０Ｖであり、電流密度は１．０Ａ／ｄｍ３〜限界電流密度であり、好ましくは１．５〜５．０Ａ／ｄｍ３である。また、電気透析を行う温度は５〜５０℃、好ましくは１５〜４０℃である。
【００２３】
本発明に係る第２工程は、グリセロリン酸を含む反応液にアルカリ金属又はアルカリ金属土類から選ばれる金属を含有する金属化合物を添加し反応を行ってグリセロリン酸塩を含む溶液を得る工程である。
【００２４】
前記グリセロリン酸を含む反応液に添加する金属化合物としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等の塩化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等のアルカリ金属塩、アルカリ金属の水酸化物、カルシウム、マグネシウム、バリウム等の塩化物、炭酸塩、硫酸塩等のアルカリ土類金属塩及びアルカリ土類金属の水酸化物が挙げられる。本発明において、得られるグリセロリン酸塩として、グリセロリン酸カルシウム、グリセロリン酸ナトリウムが食品添加物、化粧品或いは医薬等として有用な化合物であるという観点から該金属化合物としてナトリウム化合物、カルシウム化合物が好ましく、特にカルシウム化合物が好ましく用いられる。
【００２５】
金属化合物の添加量は等モル以上添加することが好ましい。金属化合物を添加する温度は特に制限はなく、多くの場合、１０〜５０℃である。かくすることによりグリセロリン酸塩を含む溶液を得ることが出来る。
【００２６】
第３工程は、グリセロリン酸塩を含む溶液から晶析を行ってグリセロリン酸塩を回収する工程である。
【００２７】
第３工程に係る晶析は、グリセロリン酸塩を含む溶液に親水性有機溶媒を添加し、該親水性有機溶媒の存在下に晶析処理を行うことにより、収率よく高純度なグリセロリン酸塩を回収することが出来る。
【００２８】
前記親水性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール溶媒が挙がられ、これらのうち、エタノールが特に好ましい。
【００２９】
第３工程に係る好ましい操作は、グリセロリン酸塩を含む溶液に、親水性有機溶媒を水に対して１〜８倍容量、好ましくは３〜６倍容量を添加し、必要によりすぐに析出する不溶分をろ過等の常法の手段により除去し、好ましくは１０℃以下、特に５℃以下に保持することによりグリセロリン酸塩が析出し、これを常法により固液分離することによりグリセロリン酸塩として回収することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
｛実施例１〜２５｝
トールビーカーにグリセリン１１．０５ｇ（０．１２ｍｏｌ）、８５％リン酸１１．５３ｇ（０．１ｍｏｌ）を仕込み、更に尿素の添加量を表１に示す量添加し、表１に示す反応温度及び反応時間で反応を行った。
また、反応終了後の反応液中のα−グリセロリン酸、β―グリセロリン酸、オルトリン酸及びジエステル体をイオンクロマトグラフィーで定量した。その結果を表２に示す。なお、表２中の各成分含有量は各ピークの相対面積比で評価した。
【００３１】
｛比較例１｝
四つ口フラスコにグリセリン９２．０９ｇ（１ｍｏｌ）、８５％リン酸（１ｍｏｌ）を仕込み１２０℃で２４時間反応を行った。
また、反応終了後の反応液中のα−グリセロリン酸、β―グリセロリン酸、オルトリン酸及びジエステル体をイオンクロマトグラフィーで定量した。その結果を表２に示す。なお、表２中の各成分含有量は各ピークの相対面積比で評価した。
【００３２】
【表１】
2014189551.tif 000003
【表２】
2014189551.tif 000004
注）表中のグリセロリン酸含有量はα−グリセロリン酸とβ―グリセロリン酸とを合わせた数値である。
【００３３】
｛実施例２６｝
第１工程；
実施例１６と同様にして反応液（各成分組成；α−グリセロリン酸７０．４％、β―グリセロリン酸２１％、オルトリン酸３．４％、ジエステル体５．２％）５００ｍｌを得た。
第２工程；
第１工程で得られた反応液中のグリセロリン酸（α−グリセロリン酸＋β―グリセロリン酸）に対して１．１倍当量の水酸化カルシウムを加え１時間室温下（２５℃）で混合し、グリセロリン酸カルシウムを含む溶液を得た。
第３工程；
次いで、このグリセロリン酸カルシウムを含む溶液に、更に２００ｍｌのエタノールを加えた。エタノール添加後すぐに濾過し不溶分を除去し、ろ過液を４℃で一晩静置することでα―グリセロリン酸カルシウムを析出させた。上澄み液を常法により除去して乾燥してα―グリセロリン酸カルシウムを得た（収率６０％）。得られたα―グリセロリン酸カルシウムをイオンクロマトグラフィーで定量したところ、α−グリセロリン酸カルシウム７４％、β―グリセロリン酸カルシウム２６％であった。
【００３４】
｛比較例２｝
第１工程；
比較例１と同様にして反応液（各成分組成；α−グリセロリン酸３１％、β―グリセロリン酸６％、オルトリン酸６２％）５００ｍｌを得た。
第２工程；
第１工程で得られた反応液中のグリセロリン酸（α−グリセロリン酸＋β―グリセロリン酸）に対して１．１倍当量の水酸化カルシウムを加え１時間室温下（２５℃）で混合し、グリセロリン酸カルシウムを含む溶液を得た。
第３工程；
次いで、このグリセロリン酸カルシウムを含む溶液に、更に２００ｍｌのエタノールを加えた。エタノール添加後すぐに濾過し不溶分を除去し、ろ過液を４℃で一晩静置することでα―グリセロリン酸カルシウムを析出させた。上澄み液を常法により除去して乾燥してα―グリセロリン酸カルシウムを得た（収率３０％）。得られたα―グリセロリン酸カルシウムをイオンクロマトグラフィーで定量したところ、α−グリセロリン酸カルシウム３１％、β―グリセロリン酸カルシウム６％、オルトリン酸６２％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、食品添加剤、化粧品或いは医薬等として有用なグリセロリン酸及びグリセロリン酸塩を、グリセリンと、リン酸又はリン酸２水素アルカリ金属塩を原料系として用いて、工業的に有利な方法で、収率よく製造することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１；一価イオン選択性アニオン交換膜
２；カチオン交換膜
３；脱塩室
４；濃縮室
５；電極室
【図１】
2014189551.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月20日(2014.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを尿素の存在下に水溶媒中で反応させることを特徴とするグリセロリン酸の製造方法。  
【請求項２】
反応温度が１００℃以上であることを特徴とするグリセロリン酸の製造方法。
【請求項３】
グリセリンと、リン酸及びリン酸２水素アルカリ金属塩から選ばれるリン酸化剤とを尿素の存在下に水溶媒中で反応させグリセロリン酸を含む反応液を得る第１工程、次いで該グリセロリン酸を含む反応液にアルカリ金属又はアルカリ土類金属から選ばれる金属を含有する金属化合物を添加し反応を行ってグリセロリン酸塩を含む溶液を得る第２工程、次いで該グリセロリン酸塩を含む溶液から晶析を行ってグリセロリン酸塩を回収する第３工程、とを含むことを特徴とするグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項４】
前記晶析は親水性有機溶媒の存在下に行うことを特徴とする請求項３記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項５】
前記親水性有機溶媒はエタノールであることを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項６】
前記金属化合物が、ナトリウム化合物又はカルシウム化合物であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項７】
生成されるグリセロリン酸塩がα―グリセロリン酸塩であることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のグリセロリン酸塩の製造方法。
【請求項８】
生成されるグリセロリン酸塩がα―グリセロリン酸カルシウムであることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載のグリセロリン酸塩の製造方法。