(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
α−アミノ酸と、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとを反応させることを特徴とするアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物の製造方法。
【請求項２】
α−アミノ酸と、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとを反応させることによってアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を得る工程、および、当該工程において得られるアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を、脱炭酸反応させることによりポリアミノ酸を得る工程を含むことを特徴とするポリアミノ酸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物の製造方法およびポリアミノ酸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポリアミノ酸は、例えば繊維材料、液晶材料、光学活性材料、生体適合性材料などの機能性高分子として種々の分野への応用が期待されている。
このようなポリアミノ酸の製造方法としては、アミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物（ＮＣＡ）を重縮合させる方法が代表的なものとして知られている。
【０００３】
しかしながら、アミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物は、一般に、α−アミノ酸とホスゲンとを反応させることによって得られるものであるが、ホスゲンは毒性を有するものであるためにその取り扱いが容易ではなく、また、反応過程において発生する塩化水素ガスの処理も容易でない、という問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、アミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を合成する方法について研究を重ねた結果、完成されたものであって、その目的は、容易な処理操作によって実行することのできる新規なアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を製造する方法を提供することにある。
また、他の目的は、容易な処理操作でポリアミノ酸を製造する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物の製造方法は、α−アミノ酸と、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとを反応させることを特徴とする。
【０００６】
本発明のポリアミノ酸の製造方法は、α−アミノ酸と、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとを反応させることによってアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を得る工程、および、当該工程において得られるアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を、脱炭酸反応させることによりポリアミノ酸を得る工程を含むことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００８】
本発明においては、α−アミノ酸と、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとを反応させることにより、アミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を製造する。
【０００９】
この製造方法に係るα−アミノ酸とジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとの反応は、下記の反応式（１）に表される。
【００１０】
【化１】
0004734754.tif 000002
【００１１】
この反応では、α−アミノ酸とジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとが、例えばテトラヒドロフランよりなる溶媒中において反応することにより、先ず、α−アミノ酸に係る窒素原子に結合されている１個の水素原子と、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートに係るｔｅｒｔ−ブチル基およびカルボニル基の複合基とが結合解離を生ずることによって、副生成物として二酸化炭素およびブタノールの生成を伴いながら、結合解離に係る部分同士が結合した中間体（１Ａ）が生成し、更に、この中間体（１Ａ）において、ｔｅｒｔ−ブチル基およびカルボニル基の複合基が結合解離を生ずることによってイソシアネート構造を有する中間体（１Ｂ）が得られる。この中間体（１Ａ）から中間体（１Ｂ）に至る反応経路においても、結合解離したｔｅｒｔ−ブチル基およびカルボニル基の複合基によって二酸化炭素とブタノールとが副生成物として生成する。
そして、中間体（１Ｂ）が閉環されることにより、中間体（１Ｃ）を経てアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物が生成される。
【００１２】
この反応処理において、出発物質であるジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとα−アミノ酸との割合は、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートのモル数とα−アミノ酸のモル数とが当量関係にあることが好ましい。
【００１３】
溶媒としては、テトラヒドロフラン、クロロホルム、塩化メチレン、アセトニトリルなどを用いることができる。
溶媒の使用量は、α−アミノ酸１ｍｍｏｌおよびジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネート１ｍｍｏｌに対して１０〜２０ミリリットルであることが好ましい。
【００１４】
反応温度は、通常、６０〜８０℃が好ましく、反応時間は、０．５〜８時間であることが好ましい。
【００１５】
この反応処理においては、反応初期には反応液は不均一であるが、反応が進行するに従って均一となる。
また、反応溶液をロータリーエバポレーターで濃縮後、ヘキサンで再沈殿処理し、テトラヒドロフラン／ｎ−ヘキサンで再結晶処理を行うことが好ましい。
【００１６】
このような製造方法によれば、α−アミノ酸とジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとを反応させるため、目的生成物であるアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物と共に、反応処理工程において副生成物として二酸化炭素およびｔｅｒｔ−ブタノールが生成されるものの、この副生成物は比較的処理することが容易なものであり、従って、有利にかつ容易な処理操作によってアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を得ることができる。
【００１７】
そして、この製造方法によって得られたアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を重縮合させることなどにより、例えばアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物が脱炭酸する反応経路を経ることによってポリアミノ酸を得ることができる。
【００１８】
本発明で用いるα−アミノ酸は、反応式（１）において出発物質として示されている化学式で表されるものであって、具体的には、Ｌ−アラニン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−フェニルアラニン、γ−ベンジル−Ｌ−グルタミン酸などの広範囲のアミノ酸が挙げられる。
これらのα−アミノ酸のうち、γ−ベンジル−Ｌ−グルタミン酸が好ましい。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、以下に示す例中の生成物の特性の記述における 1Ｈ−ＮＭＲおよび13Ｃ−ＮＭＲは、それぞれプロトン核磁気共鳴スペクトル、炭素１３核磁共鳴スペクトルを表し、ＩＲは赤外線吸収スペクトルを表す。ＣＤＣｌ3 は重クロロホルムを表す。プロトン核磁気共鳴スペクトルデータの表示のうち、括弧の中に示されたｓおよびｍはそれぞれ、シングレットおよびマルチプレットを表し、１Ｈ、２Ｈ、５Ｈ、９Ｈなどはそれぞれプロトン１個、２個、５個、９個相当分のスペクトル強度を意味する。
【００２０】
〔実施例１〕
（ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートの合成）
ｔｅｒｔ−ブトキシドカリウム２２．７ｇ（２０２．３ｍｍｏｌ）に、乾燥テトラヒドロフラン３００ミリリットルを加え、この溶液に温度０℃で二酸化炭素ガスを吹き込んだ後、トリホスゲン１０．１ｇ（３３．７ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン溶液５０ミリリットルを滴下し、室温で１２時間反応させた。その後、得られた反応溶液を濃縮し、ｎ−ヘキサンを加え、濾過することによって不溶物である塩化カリウムを取り除いた濾液を濃縮し、再結晶処理することによって収率３８％で反応生成物を得た。
得られた反応生成物は、ＮＭＲ測定によりジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートであることが確認された。ＮＭＲ測定の結果を下記に示す。
【００２１】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ）：δ＝１．５６（ｓ，９Ｈ，−ＯＣ（ＣＨ3 ）3 ）ｐｐｍ．
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ）：δ＝２７．４９，８７．５，１４３．７，１４５．０ｐｐｍ．
【００２２】
（アミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物の合成）
得られたジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネート０．５ｇ（１．９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン３８ミリリットルに溶解させ、その溶液にγ−ベンジル−Ｌ−グルタミン酸０．４５ｇ（１．９ｍｍｏｌ）を加え、６０℃で５時間反応させた。その後、得られた反応溶液を濾過した濾液を濃縮したものをテトラヒドロフランとｎ−ヘキサンとの混合液に加えることによって固体を生成させ、この混合液を再結晶処理することにより反応生成物である白色固体を収率７０％で得た。
得られた反応生成物は、融点が９２〜９４℃であり、ＮＭＲ測定およびＩＲ測定により下記の結果が得られることから、Ｎ−カルボキシ−α−グルタミン酸−γ−ベンジル無水物（ＮＣＡ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）であることが確認された。
図１および図２にＮＭＲ測定によって得られた核磁気共鳴スペクトルを示す。
【００２３】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ）：δ＝２．０６−２．２４（ｍ，２Ｈ，−ＣＨ2 ），２．５２−２．５６（ｍ，２Ｈ，−ＣＨ2 ），４．３０−４．３４（ｍ，１Ｈ，＞ＣＨ−），５．０８（ｓ，２Ｈ，−Ｏ−ＣＨ2 −），６．４０（ｓ，１Ｈ，−ＮＨ−），７．３０（ｓ，５Ｈ，−Ｐｈ）ｐｐｍ．
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ）：δ＝２７．５，３０．６，５７．６，６７．８，１２９．２，１２９．４，１２９．５，１３５．９，１５２．４，１７０．２，１７３．３ｐｐｍ．
ＩＲ（ＫＢｒ）：３３３２．４，３２６３．０，２３３７．３，１８５９．０，１７８１．９，１７２０．２，１２５７．４，１１９５．７，９３３．４，７４０．５ｃｍ-1．
【００２４】
以上の結果から、α−アミノ酸と、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとを反応させることによって、アミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物であるＮ−カルボキシ−α−グルタミン酸−γ−ベンジル無水物を得ることができることが理解される。また、この製造方法においては、副生成物として二酸化炭素およびｔｅｒｔ−ブタノールが生成されることが確認された。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物の製造方法によれば、α−アミノ酸とジ−ｔｅｒｔ−ブチルトリカーボネートとが反応するため、出発物質の取り扱いが比較的容易であり、また、目的生成物であるアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物と共に生成される副生成物が比較的処理することが容易なものであることから、容易な処理操作によってアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を得ることができる。
【００２６】
本発明のポリアミノ酸の製造方法によれば、上記の新規な方法によって得られるアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物を、脱炭酸反応させることによりポリアミノ酸を製造するため、容易な処理操作によってポリアミノ酸を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係るアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物の 1Ｈ−ＮＭＲスペクトル図である。
【図２】実施例１に係るアミノ酸Ｎ−カルボキシ無水物の13Ｃ−ＮＭＲスペクトル図である。
【図１】
0004734754.tif 000003
【図２】
0004734754.tif 000004