(57)【要約】【課題】高純度のL-イジトールを製造する方法を提供すること。【解決手段】L-イジトールとL-ソルボースの混合物をクロマトグラフ処理にかけ、少なくとも2つのフラクションを得て、その1つのフラクションにはL-イジトールが高度に濃縮され、他のフラクションにはL-ソルボースが高度に濃縮されるように処理する。【選択図】図1
2006111628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
L-イジトールとL-ソルボースの混合物のシロップを、少なくとも2つのフラクションが得られるクロマトグラフ処理にかけ、1つのフラクションはL-イジトールが高濃度に濃縮されたもの(フラクションX1)であり、他のフラクションはL-ソルボースが高濃度に濃縮されたもの(フラクションX2)であることを特徴とする高純度L-イジトールの製造方法。
【請求項２】
クロマトグラフ処理を、L-イジトールが高度に濃縮されたフラクション(フラクションX1)が
80から99.9%まで、
好ましくは90から99.5%まで、さらに好ましくは95から99.5%までのL-イジトールと、
本質的にL-ソルボースからなる、合わせて100%とする残部とからなるように実施することを特徴とする、請求項1に記載の高純度L-イジトールの製造方法。
【請求項３】
D-ソルビトールをL-ソルボースへ転化することができるデヒドロゲナーゼを産生する、アセトバクターまたはグルコノバクター属の微生物を使用して、D-ソルビトールとL-イジトールの溶液の発酵によって、L-イジトールとL-ソルボースの混合物を得ることを特徴とする、請求項1または2に記載の高純度L-イジトールの製造方法。
【請求項４】
L-ソルボースの接触水素化によってD-ソルビトールとL-イジトールの溶液を得ることを特徴とする、請求項3に記載の高純度L-イジトールの製造方法。
【請求項５】
L-ソルボースが高度に濃縮されたフラクション(フラクションX2)を回収し、接触水素化を意図したL-ソルボースと混合することを特徴とする、請求項1から4の一項に記載の高純度L-イジトールの製造方法。
【請求項６】
クロマトグラフ処理を連続的に実施することを特徴とする、請求項1から5の一項に記載の高純度L-イジトールの製造方法。
【請求項７】
クロマトグラフ処理を、アルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンを担持した強カチオン樹脂を使用して実施することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
アルカリ土類金属イオンがカルシウムであることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
濃縮によりL-イジトールの結晶を得るために、フラクションX1を使用することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
フラクションX1の中でL-イジトールを結晶化させることなく、イソイジドを製造するためにフラクションX1を使用することを特徴とする、請求項9に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高純度L-イジトールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
L-イジトールは甘い香りのヘキシトールであって、大量にしかも低コストで製造することが可能になることがあれば、あるいは他の製品、特にイジタンおよびとりわけイソイジドすなわち1,4;3,6-ジアンヒドロイジトールのような内部無水物形態の生成物を調製するための合成中間体になることがわかれば、食品産業において応用を見出すことができる。
【０００３】
これらの無水物は、そのヒドロキシル基、特にイソイジドの2つの-(OH)基は非常にエーテル化またはエステル化反応を受けやすく、反応を受ければまた利用価値のある中間体になる。尤も中間体もまた例えば浸透圧性薬剤または特に保水剤のような応用を見出すことができる。
【０００４】
イソイジドをモノカルボン酸でエステル化するとジエステルを得ることが可能であり、ジエステルは合成樹脂の可塑剤として使用できる。ジメチルイソイジドのようなジエーテルは、薬剤として活性な物質またはその他天然もしくは合成ポリマーのすぐれた溶媒であることがわかっている。
【０００５】
イソイジドはまた、2価の酸および他の2価アルコールと結合して、それ自体ポリエステルのモノマー単位の1つを構成することができる。
【０００６】
ほとんど完全な収率でD-ソルビトールを与えるD-グルコースの水素化との類推で、L-イドースの水素化によって実質的に化学量論的な収率でL-イジトールを得ることができるはずである。しかしながら、L-イドースは天然に見出される炭水化物ではなく、それ故、例えば植物資源から抽出することは考えられない。
【０００７】
L-イジトールは、以前はソルビエリトールと呼ばれており、オウシュウナナカマド(ナナカマドの果実)のジュースの中に、少量のソルビトール(D-グルシトール)と共に少量存在する。この場合もまた、これらの漿果からの抽出は産業的には考えられない。
【０００８】
ケトースの接触水素化では2つの立体異性体が生ずることが知られている。したがってL-ソルボースの水素化により、D-ソルビトールとそのC5エピマーであるL-イジトールの混合物を得ることが可能になる。
【０００９】
ある触媒の使用および/または特別の水素化条件の使用により、ある限界内で、2つのエナンチオマーの比率を変えることが可能である。例えば、J.F.Ruddlesden et al.、「Diastereoselectivity control in ketose hydrogenations with supported copper and nickel catalysts」、1981年の文献には、銅主体の触媒でL-ソルボースを水素化すると68%のD-グルシトール(D-ソルビトール)が得られ、ニッケル主体の触媒では他のエナンチオマーが優先的にすなわち64%のL-イジトールが得られることが記載されている。
【００１０】
ソルビトールまたはマンニトールのような容易に入手し得るへキシトールを異性化しても、少量であるが、イジトールをつくることは可能である。L.WrightおよびL.Hartman、「Catalytic isomerization of the hexitols;D-glucitol,D-mannitol,L-iditol and galactitol」、Journal of Organic Chemistry 26巻(1961年5月)の文献には、170℃において水素1900p.s.i.(130bar、13.1MPa)の圧力下およびニッケル触媒の存在下で、ソルビトール50%、マンニトール25%およびイジトール25%を含む系に対する平衡が得られると記載されている。
【００１１】
それ故、ケトース水素化およびヘキシトール異性化というこれら2つの方法は、D-イジトールをかなりの量で与えるが、残念ながら純度が低く、反応媒質中に他のポリオールが出現するかまたは残存するため収率が低い。
【００１２】
それ故、これらの反応混合物からのD-イジトールの抽出は非常に複雑なことがわかっており、一般にはこれら種々のポリオールの化学的付加化合物を形成させる(ベンズアルデヒド、無水酢酸)ことにより、および/またはピリジン、アルコールその他の有機溶媒中でこれらの化合物もしくはポリオールを結晶化させることにより抽出が行われる。
【００１３】
L-ソルボースを実質的にL-イジトールのみに還元する生物学的方法は知られており、L-イジトールが高度に濃縮された生成物を得ることが可能である。しかしながら、これらの生物学的方法は、収率が低いかまたは生物学的方法を工業規模で用いるのは不可能もしくはあまりに困難であるかのどちらかの理由で、これまで工業的に用いられたことがない。
【００１４】
文献「Microbial production of optically pure L-iditol by yeast strains」、Appl.Environ.Microb.46巻、4号、912〜916頁、1983年によれば、カンジダインターメディアは150g/lのL-ソルボースから5日間で50g/lのL-イジトールを得ることを可能にする。発酵の終了時に培養マスト中にはL-ソルボースは残存していないのであるが、脱塩後でさえもL-イジトールの直接結晶化は不可能であることがわかっている。著者らは、融点が70ないし73℃の結晶を得るために、ヘキサアセテートを介してメタノールから結晶化させなければならなかった。
【００１５】
文献「L-iditol production from L-sorbose by a methanol yeast,Candida boidinii(Kloeckera sp.)No.2201」、(J.Ferment.Technol、66巻、5号、517〜523頁、1988年)に、D-ソルビトールデヒドロゲナーゼとNADH支持体として固定化したC.ボイジニイ細胞とを用いて、L-ソルボースをL-イジトールへ還元する純酵素的方法が述べられていて、NADHの再生はメタノールを酸化する一連の酵素によって行われ、このメタノールはNADHを再生する水素の供給源になっている。変換収率は、150g/lの濃度域において約40時間で、およそ96%が達成されている。反応媒質からどのようにしてL-イジトールを単離したかの記述はない。この極度に複雑で細心の注意を要する方法は工業規模で使用されたことは未だかつてない。
【００１６】
したがって、工業会社が、豊富な量でしかも有利なコスト条件で、このヘキシトールを入手できるようになるのに十分な高い収率と純度で、L-イジトールを十分量供給するのに適した方法を求めて未だ研究が続いている。
【非特許文献１】J.F.Ruddlesden et al.、「Diastereoselectivity control in ketose hydrogenations with supported copper and nickel catalysts」、1981年
【非特許文献２】L.WrightおよびL.Hartman、「Catalytic isomerization of the hexitols;D-glucitol,D-mannitol,L-iditol and galactitol」、Journal of Organic Chemistry 26巻(1961年5月)
【非特許文献３】「Microbial production of optically pure L-iditol by yeast strains」、Appl.Environ.Microb.46巻、4号、912〜916頁、1983年
【非特許文献４】「L-iditol production from L-sorbose by a methanol yeast,Candida boidinii(Kloeckera sp.)No.2201」、(J.Ferment.Technol、66巻、5号、517〜523頁、1988年)
【非特許文献５】Gabriel Bertrand、Bull.soc.Chim.、第3シリーズ、1905年、33巻、166頁および続編264〜267頁
【特許文献１】米国特許第2985589号
【特許文献２】米国特許第3291726号
【特許文献３】米国特許第3268605号
【特許文献４】米国特許第4422881号
【特許文献５】フランス特許第2454830号
【特許文献６】米国特許第4422811号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本出願人企業がその名誉にかけて解決したのは、長年課せられていたこの問題であって、L-ソルボースとL-イジトールの混合物をカチオン樹脂またはゼオライトでクロマトグラフ分画を行うことにより、L-イジトールを高純度の状態でしかもまったく経済的に有利な条件で得ることが可能であることを見出した。カチオン樹脂の方が好ましく、グルコースおよびフルクトースのような糖またはソルビトールおよびマンニトールのようなポリオールのクロマトグラフ分離のために使用されるカチオン樹脂よりなるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
実際、本出願人企業は多くの試行の後に、L-ソルボースとL-イジトールのクロマトグラフ分離が、L-イジトールとD-ソルビトールのクロマトグラフ分離よりもずっと容易に起こること、それならばもっと簡単な方法があると推定されることに気付いた。
【００１９】
L-ソルボースは前世紀の初頭にフランスの化学者Gabriel Bertrandによって得られたが、(Gabriel Bertrand、Bull.soc.Chim.、第3シリーズ、1905年、33巻、166頁および続編264〜267頁)、L-ソルボ-スおよびL-イジトールの混合物は、Bertrandによって示されたように、L-ソルボースを酸性で水素化し、それに続いてこの水素化によって得られたD-ソルビトール/L-イジトール混合物を細菌により酸化することによって得ることができる。
【００２０】
これらの混合物はまた、ソルボースをL-イジトールの生産が増す方向へ指向して(J.F.Ruddlesden)、ソルボースをもっと選択的に水素化し、それに続いてこの混合物を細菌により酸化する結果としても得られる。
【００２１】
これらの混合物はまたヘキシトール異性化の工程からも得られる。この場合は、マンニトールが存在すると、細菌による酸化後、対応するフルクトースが出現するので、L-ソルボースとフルクトースという2つのケトースをL-イジトールから分離する目的で、クロマトグラフィ段階の間にL-ソルボースと同時にフルクトースを回収することが望ましいであろう。
【００２２】
勿論、L-イジトールを含有する混合物を得る方法およびそれらを酸化する方法をいろいろ組み合わせることができるが、マンニトールとフルクトースをまったく含まない混合物またはマンニトールとフルクトースを少量だけ含む混合物の方が、本発明にとってより許容できるものである。
【００２３】
実質的にはL-ソルボースであるが、場合によってはフルクトースであることもある酸化生成物を含有するクロマトグラフのフラクションを、再度単独で、または新たに使用されたL-ソルボースの存在下に水素化するのが有利である。それからこれらのフラクションを再び細菌により酸化する。この手順で実施するやり方で実質上L-ソルボースからL-イジトールのみを、しかも化学量論的収率近くで得ることが可能になる。
【００２４】
ここで忘れてならないことであるが、フルクトースの水素化で2つのC2エピマーのヘキシトール、すなわちD-ソルビトールとD-マンニトールが生成し、クロマトグラフィ由来のソルボースフラクションがフルクトースも含んでいるとき、このフラクションは水素化後、ヘキシトール異性化生成物に対応する、D-ソルビトール、D-マンニトールおよびL-イジトールを含む3成分組成になる。
【００２５】
ここでまた、後年の人が一連のポリオール、特にオウシュウナナカマドのジュースに含まれるポリオールに対するバクテリウムキシリヌム(アセトバクター)の作用を研究して確立したBertrand's則を見直すと、最近の表現では、「第一級アルコールに最も近接した2つのヒドロキシル基がcis位にあるとき、ソルボース細菌は第一級アルコール基の境域にある第2級アルコール基に関して立体特異的な脱水素を行う」となる。この細菌は、それが合成する広域スペクトルのデヒドロゲナーゼによって、グリセロールをジヒドロキシアセトンに、そしてエリトリトールをエリトルロースに、またキシリトールをキシルロースに、ソルビトールをソルボースに、そしてマンニトールをフルクトースに酸化することができ、このリストはこれで尽きるものではない。
【００２６】
続いて、本発明による高純度L-イジトールの調製方法は、L-イジトールとL-ソルボースの混合物のシロップを、少なくとも2つのフラクションが得られるクロマトグラフ処理にかけ、1つのフラクションはL-イジトールが高濃度に濃縮されたもの(フラクションX1)であり、他のフラクションはL-ソルボースが高濃度に濃縮されたもの(フラクションX2)であることを特徴とするものである。
【００２７】
有利に行うには、クロマトグラフ処理を、L-イジトールが高濃度に濃縮されたフラクション(フラクションX1)の組成が、固形分に関する重量百分率で表わして、
-  80から99.9%まで
-  好ましくは、90から99.5%まで、さらに好ましくは95から99.5%までのL-イジトールと、
本質的にL-ソルボースからなる、合わせて100%とする残部とからなるように実施する。
【００２８】
本発明の方法の有利な実施形態によれば、D-ソルビトールをL-ソルボースへ転化することができるデヒドロゲナーゼを産生するアセトバクターまたはグルコノバクター属の微生物を使用して、D-ソルビトールとL-イジトールの溶液の発酵によって、L-イジトールとL-ソルボースの混合物が得られる。
【００２９】
本発明の方法のもう1つの有利な実施形態によれば、発酵させるD-ソルビトールとL-イジトールの溶液はL-ソルボースの接触水素化によって得られる。
【００３０】
本発明の方法の特に有利なもう1つの実施形態によれば、L-ソルボースが高度に濃縮されたフラクションX2を回収し、接触水素化を意図したL-ソルボースと混合する。
【００３１】
L-ソルボースはアスコルビン酸すなわちビタミンCの合成における中間体であるから、世界中で年間数万トンの規模で製造されているケトースである。L-ソルボース自体、純D-ソルビトール溶液の発酵によって得られ、最も一般的には、本発明の方法においてD-ソルビトールとL-イジトールの混合物を発酵させるのに使用するのと同じ微生物が使われている。
【００３２】
純D-ソルビトールは世界中で年間数十万トンの規模で製造されていて、高濃度のD-グルコース溶液の水素化により得られている。この水素化はL-ソルボース溶液を水素化するために使用されるのと同じ触媒を用いて実施できる。
【００３３】
それ故、本発明のもう1つの顕著な態様は本発明が共通の機材を使用することを可能にすることである。すなわち、反応装置および発酵槽であるが、両者ともL-ソルボースを得るためにも、またクロマトグラフにかけるためのL-ソルボースとL-イジトールの混合物を得るためにも使用できる。使用される触媒は、一方では水素化のための金属触媒、および他方では発酵のための生物学的触媒であるが、これらもまた、同様である。それ故、本発明の方法を実施するときには、D-グルコースからL-イジトールへ至るステップを同じ場所で組み合わせるのが特に有利である。
【００３４】
添付したスキーム1の参照は興味あるものであろう。図ではD-グルコースからL-イジトールに至るステップがことごとく繰り返され、太い文字と線で特に注意を引くように表わしてある。
【００３５】
本発明は以下のさらに詳細な説明から、実施例から、そしてまた添付のスキームから、さらに明確に理解されるであろう。ただし、実施例は説明の役に立つが、本発明を限定するものではない。ここで述べたさらに詳細な説明、実施例およびスキームは1つの有利な実施形態にのみ関するものである。
【００３６】
上記のスキーム1において、ステップM1およびM2はそれぞれD-グルコースのD-ソルビトールへの水素化およびそれに次ぐD-ソルビトールのL-ソルボースへの発酵経路による変換に対応している。これらのステップは当業者ならだれでも困難なく実施できるように既に文献に十分記述されているので、さらに詳細なことは説明しない。これらのステップは、どの場合でも、ステップM3およびM4に対して下で述べる条件で実施できる。
【００３７】
ステップM3はL-ソルボースのD-ソルビトールとL-イジトールの混合物への水素化に対応している。この水素化はJ.F.Ruddlesdenによる論文に記載された条件下で実施できて、L-イジトールの鏡像体過剰率64%(表5参照)になった。水素化はルテニウムまたはラネーニッケル触媒を使って、連続的にまたはバッチ式で実施できる。バッチ式水素化を使うときは、溶液1キログラム当たり糖にして300gと450gの間のソルボース濃度、80℃と130℃の間の温度で、ラネーニッケル約5ないし10%の存在下に行うことが望ましい。ヘキシトール異性化生成物の出現を防止するため、pHを8.0より低い値に保つことが望ましい。水素圧は、水素化混合物中の還元中の糖の含量が1%より低く、好ましくは0.1%より低くなるまで、20bar(2.0MPa)と80bar(8.0MPa)の間に保つ。それから、どのような水素化されたシロップの精製にもある、さら区分した通常のステップ、すなわち、沈降分離およびそれに続く触媒の濾過のステップならびに可溶性不純物の獣炭または顆粒炭での脱色による精製のステップ、およびカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂をそれぞれ水素およびヒドロキシルのサイクルで働かせる脱塩のステップが続く。
【００３８】
ステップM4は細菌デヒドロゲナーゼによって起こされるD-ソルビトールとL-イジトールの混合物の酸化に対応している。対応している発酵の間に、ソルビトールではC5位にある第2級アルコール基がBertrandの法則に従い、ケトン基へ酸化される。したがってD-ソルビトールはL-ソルボースになる。L-イジトールは、その4つの第2級アルコール基のどれもこれらの条件を満たさず、発酵の間変化せずにとどまる。
【００３９】
この混合物の発酵には、次の組成をもつ培地を使うことができる。
D-ソルビトールとL-イジトールの混合物:                  100ないし200g/l
有機窒素(コーンスティープまたは酵母エキスとして)       2g/l(酵母エキス)
KH2PO4                                                  1ないし3g/l
MgSO4・7H2O                                             1ないし2g/1
培地は発酵槽に入れ、滅菌し、次に20時間の前培養をした約10%のアセトバクターまたはグルコノバクター属の微生物、例えばグルコノバクターオキシダンスを接種する。
【００４０】
培養は、25ないし35℃の温度で、培地容積当り毎分1ないし1.5倍容に相当するエアレーションをしながら、pH4.0ないし6.0で、一般には24ないし48時間継続し、終了時にはすべてのD-ソルビトールがL-ソルボースへ変換されている。
【００４１】
次いでこの発酵物は、濾過または遠心分離、獣炭もしくは顆粒炭での脱色、それからカチオン樹脂およびアニオン樹脂をそれぞれ水素およびヒドロキシルのサイクルで働かせての脱イオンによる既知の方法で、精製することができる。次にこの精製されたシロップを、クロマトグラフィステップM5にかけるために濃縮する。
【００４２】
このクロマトグラフィ分画ステップM5は、強酸性カチオン樹脂型吸着剤、好ましくはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属イオンを担持させた強酸性カチオン樹脂型吸着剤、または上記と同じイオンを担持させたゼオライト型吸着剤を用いて、バッチ式または連続式(シミュレート移動床SMB、改良シミュレート移動床ISMB、逐次シミュレート移動床SSMBその他)で、どのような既知の方法でも実施することができる。
【００４３】
そのようなクロマトグラフィ分離法の例は、例えば、U.O.P社の米国特許第2985589号、第3291726号および第3268605号に示されている。
【００４４】
好ましい実施形態においては、クロマトグラフィ分離は、米国特許第4422881号およびその本出願人企業が所有者である対応特許のフランス特許第2454830号に記載されている方法および装置を使用して実施できる。
【００４５】
どのようなクロマトグラフィ分離法が選ばれても、吸着剤として、カチオン性材料、好ましくはスルホン化ポリスチレンの強カチオン樹脂、さらに好ましくはカルシウムイオン型で使用され、ジビニルベンゼンで約4ないし10%架橋されたスルホン化ポリスチレンの強カチオン樹脂が使用される。
【００４６】
クロマトグラフィのステップのパラメータの選択が実施例で示されており、パラメータには特に次のものが含まれている。
-  溶出流量
-  L-ソルボース/L-イジトール混合物シロップの供給流量
-  L-イジトール濃縮フラクションX1抜取り液の流量
-  脱離、吸着および濃縮ゾーンの組成
【００４７】
このパラメータの選択は、樹脂によく吸着されるフラクションX1が、L-イジトールに富むことを示すように、その百分率が固形分の重量で表わして、
-  80から99.9%、
-  好ましくは90から99.5%、さらに好ましくは95から99.5%
であり、合わせて100%とする残部は実質的にL-ソルボースからなるように行われる。
【００４８】
これらの結果を得るために、クロマトグラフィステップが米国特許第4422811号に記載の方法および装置を使用して実施されたとき、および使用される吸着剤が小粒度の、7%のジビニルベンゼンで架橋されたカチオン樹脂(Purolite社のPCR732)であってカルシウム型で使用されたとき、前記パラメータは、次のように選択される。
-  溶出流量375ないし450l/h/m3(吸着剤)
-  L-イジトール/L-ソルボース混合シロップの供給流量30ないし45l/h/m3(吸着剤)
-  L-イジトール濃縮フラクション抜取り液の流量100ないし140l/h/m3(吸着剤)
さらに、クロマトグラフィステップの結果、樹脂から排除されてL-ソルボースが高度に濃縮されたフラクションX2が、相伴って得られる。
【００４９】
このフラクションX2はL-ソルボースが高度に濃縮されており、本発明においては、精製を共通にすることから利益を得るために、都合の良いことに、ステップM2から出る発酵マストとの混合物として、水素化ステップへ再循環するのが望ましい。この再循環を文字「R」により符号化して、前記再循環を示す矢印の右に記入した。
【００５０】
フラクションX2の組成は、固形分を重量百分率で表わして、
-  60ないし99.5%のL-ソルボース、
-  好ましくは、80ないし99%、およびさらに好ましくは90ないし99%のL-ソルボースと
実質的にL-イジトールからなる、合わせて100%とする残部である。
【００５１】
このフラクションX1の純度は、食品分野で直接使用するか、または内部脱水生成物、すなわちイジタンもしくはイソイジドのような誘導生成物の製造における出発原料として使用することが可能であればよい。しかし、本発明の方法によって得られた高純度L-イジトールを構成するこのフラクションX1は特に結晶化しやすい。単に固形分約80%に濃縮するだけで、好ましくはそれに続いて振とう槽中で冷却すると、きれいな結晶が多く得られ、母液から濾過乾燥によって容易に分離される。この結晶化を行うために有機溶媒を使用する必要はない。この方法で処置することにより、L-イジトール含量をフラクションX1中よりももっと高くすることができる。
【実施例】
【００５２】
45%のL-ソルボースと55%のL-イジトールを含む混合物をクロマトグラフィ分画にかけた。実際には、この混合物はごく少量の他の糖とポリオールを約2%の含量で含んでいた。この混合物は、40%のL-ソルボースを含む溶液を水素化して得られたD-ソルビトールとL-イジトールの混合物を、グルコノバクターオキシダンスATCC19357を使用して、発酵させることによって得られたものである。実質的に中性のpH条件でラネーニッケルを用いて行ったこの水素化は、0.2%の残部還元糖を含み、しかもD-ソルビトールとL-イジトールを実質上等量含むシロップを与えた。発酵後、このシロップは、濾過およびそれに次ぐ粒状炭による脱色および最後にイオン交換樹脂で脱塩によって精製し、固形分含量50%に濃縮しておいたものである。
【００５３】
クロマトグラフの装置は、米国特許第4422881号(その内容は本発明に引用して挿入してある)の図2に示されているように、各200リットルの8本のカラム、言い換えれば8段階を含んでいて、カルシウム型で細かく均一な粒度(0.2ないし0.3mm)の強カチオン樹脂型吸着剤(PuroliteのPCR732)が充填されている。
【００５４】
この装置において、シミュレート移動床をつくる電磁弁の開閉は、スキーム2に示したような、2段階のL-イジトール脱着ゾーン1、3段階の吸着濃縮ゾーン2および3段階のL-ソルボース排除ゾーン3を構築するように調節する。図2は米国特許第4422881号の図2を簡略化して示したもので、下記のものだけが示されている。
-  C1からC8までのカラム
-  クロマトグラフの流れの向きを決める閉鎖装置、この事例ではカラム6とカラム7の間にある電磁弁
-  分離されるべきL-イジトールとL-ソルボースのシロップ供給のための配管
-  分離のための溶出に使う水を供給する配管
-  カラム8に現れるL-イジトール濃縮フラクションX1を抜き取るための配管
-  カラム6に現れるL-ソルボース濃縮フラクションX2を抜き取るための配管
【００５５】
閉鎖装置は、使用される構成において、一方のゾーン3(ゾーンの末尾でL-ソルボースが回収される排除ゾーンである)と、他方のL-イジトール脱着ゾーン1(ゾーンの頭部で脱着用の水が導入される)の間で完全な気密性を保つ。
【００５６】
一定の時間および下文で指示された流量を決めるための時限装置が、L-イジトールを全部脱着させるための第1段階すなわちゾーン1の最初のカラム(本スキーム2ではカラム7)で脱着水が十分供給されること、およびL-ソルボースの濃度を少なくとも60%にして、分離すべき混合物中に存在するL-ソルボースの少なくとも80%に当るL-ソルボースの抜取りができるように、分離すべきL-イジトールとL-ソルボースの混合物が、カラムに含まれる吸着剤の容積およびその吸着容量に適合した容積で(カラム4に)供給されることを確実にする。
【００５７】
これらの条件が満足されると、時限装置は、すべての電磁弁の開閉を、図2上で右へ1段階シフトさせる。したがって、この図2において再現された状態を得るためには、8回のシフトすなわち8サイクルを行わなければならない。
【００５８】
上述の抜取り速度および純度は吸着されたL-イジトールを抜き取る(カラム8)ための抜取りポンプ(示していない)の流量を調節することによって、一定に保たれる。排除されたL-ソルボースフラクションは大気圧で抜き出され(カラム6)、その一定の流量は、供給流量と抜取り流量との差の結果である。各サイクルの初めには水のみからなるこのフラクション部分を除去することが賢明である。
【００５９】
排除ゾーン3の頭部で装置に導入されたL-イジトールとL-ソルボースの混合物は、上で示したように、約50%の固形分を含む。分離カラム内部の温度は約70℃に保たれる。
【００６０】
装置は下記の条件で操作される。
-  時限装置はサイクル時間を20分に調節する。
-  分離すべきL-イジトールとL-ソルボースの混合物を装置へ送入する流量は60リットル/時間にする。
-  溶出用の水を装置へ送入する流量は660リットル/時間にする。
-  L-イジトールフラクションを抜き出す流量は198リットル/時間にする。
-  したがって、装置へ流入する液体の流量と出て行く液体の流量との間の残部を意味するL-ソルボースフラクション抜出しの流量は、自ら522リットル/時間になる。しかし、各サイクルの最後の10分間だけは保存する。上記の期間は実質上純水のみを含むフラクションに対応しており、水は溶出用に回収されるからである。
【００６１】
下の表1および2にクロマトグラフ装置の操業の特徴となる条件をまとめた。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
装置からの溶出物の確認を表2に示した。
【００６４】
【表２】
2006111628.tif 000004
【００６５】
この結果は、L-イジトール抜取り収率が100%近いことに対応している。
【００６６】
L-ソルボース濃縮フラクションX2は、ラネーニッケル触媒を使用して、45bar(4.5MPa)の水素圧下、120℃の温度で水素化した。その結果、54%のL-イジトールと46%のD-ソルビトールを含むシロップを得た。
【００６７】
前記フラクションは新しく用いられたL-ソルボースの存在下において、同条件で水素化することができた。
【００６８】
上に示した、99.4%のL-イジトールを含むフラクションX1の一部は、真空で固形分80%に濃縮して、緩やかに撹拌しながら24時間で25℃の温度に冷却した。結晶の塊は濾過乾燥し、少量の無水エタノールで洗浄した。L-イジトールの結晶は1回の結晶化で55%の収率で得られた。流動床で乾燥後、水分1%未満で痕跡程度のエタノールを含む結晶が得られた。このL-イジトールの純度は99.9%を超えるものであった。
【００６９】
このフラクションX1のもう1つの部分は、固形分70%に濃縮して、このシロップの700gを丸底の実験室蒸発用フラスコRotavapor(登録商標)に入れた。固形分ベースで0.1%に相当する98%硫酸をシロップに加え、この丸底フラスコを150℃に加熱した油浴に入れて真空下に保った。
【００７０】
反応の進行は、2時間半の間、30分毎にサンプルを採取して追跡した。反応媒質のイジトール、イジタンおよびイソイジド含量はHPLCで分析した。結果は下の表3に示した。
【００７１】
【表３】
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【００７２】
反応終了後、媒質を同重量の水で希釈して、その溶液を2%の活性炭で1時間、70℃で処理した。次に、このイソイジドのシロップはイオン交換樹脂の混合床で脱塩した。次にシロップを固形分66.5%に濃縮し(屈折率で測定)、それから緩やかに撹拌しながら2℃/hの速度で冷却することによって、イソイジドを結晶化させた。それから、得られた結晶は濾過乾燥し、アセトンで洗浄した。
【００７３】
水分10.9%およびイジタン含量0.4%の生成物が得られた。イソソルビドもイソマンニドも検出されなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明にかかるスキーム1を表す図である。
【図２】本発明にかかるスキーム2を表す図である。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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