(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのベタインを含む組成物を脱色するためのプロセスであって、
以下の工程
（ａ）有機溶媒中に、前記組成物の溶液を供給する工程、及び
（ｂ）前記溶液が脱色剤と接触する工程
を含み、
前記ベタインがＬ−カルニチン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルグリシン、又はアシル化されたＬ−カルニチンであり、
前記脱色剤が極性固体の脱色剤である、プロセス。
【請求項２】
後の工程であって、
（ｃ）前記溶液を脱色するために十分な時間、前記溶液を維持する工程を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
後の工程であって、
（ｄ）前記溶液から前記固体の脱色剤を分離する工程を含む、請求項１又は２に記載のプロセス。
【請求項４】
後の工程であって、
（ｅ）固体の脱色された組成物を得るために、前記溶液から前記溶媒を除去する工程を含む、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記溶媒がアルコールである、請求項１〜４の何れか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記アルコールがエタノールである、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
工程（ａ）における前記組成物が、全ての固形分の総量を基に、９５％（重量／重量）超のベタインを含む、請求項１〜６の何れか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
工程（ａ）における前記組成物が、全ての固形分の総量を基に、９８％（重量／重量）超、又は９９．５％（重量／重量）超のベタインを含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
工程（ａ）における前記溶液が、５〜５０％（重量／重量）の前記組成物を含む、請求項１〜８の何れか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記極性固体の脱色剤が、イオン交換材料及び／又はアルカリ土類金属酸化物である、請求項１〜９の何れか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記イオン交換材料がイオン交換樹脂、ケイ酸塩類、又はハイドロタルサイトであり、及び／又は前記アルカリ土類金属酸化物が酸化マグネシウム又は酸化カルシウムである、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記イオン交換樹脂が、アニオン交換樹脂である、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記アニオン交換樹脂が、第四級アンモニウム基を含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記ケイ酸塩類が、ベントナイト、モンモリロナイト、タルクから選択される鉱物であるか、或いはそのような鉱物を含み、又はそのような鉱物に由来する、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記ケイ酸塩類が、ベントナイト、モンモリロナイト、タルクから選択される鉱物であるか、或いはそのような鉱物を含み、又はそのような鉱物に由来し、酸処理による予備活性化によるものである、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１６】
工程（ａ）における前記組成物が、ベタインを生成するための有機合成反応による生成物である、請求項１〜１５の何れか１項に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記工程（ａ）において供給される初期の溶液の透明性と比較する場合、前記ベタイン溶液の透明性が、最後には１０％まで増加される、請求項１〜１６の何れか１項に記載のプロセス。
【請求項１８】
請求項１〜１７の何れか１項に記載のプロセスにおける、ベタインを含む組成物を脱色するための極性固体の脱色剤の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベタインを含む組成物を脱色するためのプロセスに関する。また、本発明は、溶液を脱色するための極性固体の脱色剤の使用、及び本発明のプロセスにより得られる組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベタインは、正に帯電したカチオン性の官能基、通常は第四級アンモニウム又はホスホニウム基、及び負に帯電した官能基、通常はカルボキシレート基などを有する中性の化合物である。このため、ベタインは双性イオンである。歴史的に、「ベタイン」との用語は、特定の化合物Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルグリシンのみに言及されていた。
【０００３】
多くのベタインは、ビタミン、医薬品、又はそれらの前駆体である。それらは、食品添加物、食事成分（ｄｉｅｔ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）、又は医薬品として使用されている。重要なベタインはカルニチン（ビタミンＢｔ；３−ヒドロキシ−４−（トリメチルアンモニオ）ブタン酸エステル）である。カルニチンは、アミノ酸リジン及びメチオニンから生合成された第四級アンモニウム化合物である。カルニチンは、２つの立体異性体で存在する。生物活性のある形態がＬ−カルニチン（レボカルニチン、ＬＣ）であり、一方、その鏡像異性体、Ｄ−カルニチンは、生物学的に不活性である。Ｌ−カルニチンは、活発な酸化作用のためにミトコンドリアに長鎖脂肪酸を運ぶ、重要な代謝の役割を果たす、内因性の化合物である。アセチル−Ｌ−カルニチン（ＡＬＣ）の補填が、齧歯動物における局所全体の脳代謝を増加させていることが示されている。また、カルニチン及びそのエステルは、神経保護剤、抗酸化剤、及び神経伝達の調節因子として、脳機能において非代謝性の役割を有する。
【０００４】
カルニチンのようなベタインは、通常、工業規模では、有機合成により製造される。典型的には、溶媒中、例えば、水溶液中又はエタノール中で、ベタインの溶液が得られる。その溶液及び固体生成物は、高い純度でベタインを得るための精製工程に供され、これにより塩、溶媒、出発物質の残渣、副生成物などを除去する。一般的な精製工程は、結晶化、再結晶、結晶化物質の洗浄、蒸留、濾過、及びイオン交換クロマトグラフィによる除塩を含む。その結果、高濃度のベタインが固体形態で得られる。
【０００５】
典型的には、カルニチンのような固体のベタインは、無色であり、その溶液も同様に無色及び透明である。しかしながら、そのようなベタインが有機合成により製造される場合、及びその後精製される場合でさえ、しばしば、着色された生成物が得られる。例えば、有機合成により製造されたカルニチンは、通常、茶色又は黄色に着色されている。着色する理由は、正確に分かっていない。
【０００６】
カルニチンを製造するための当該技術分野における方法は、通常、脱色工程を含み、カルニチン生成物を含む溶液が、活性炭と接触される。活性炭（ａｃｔｉｖｅ  ｃａｒｂｏｎ、ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃｈａｒｃｏａｌ、ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｃｏａｌ）は、その大きい内表面積のために、大量の無極性の物質を付着することができる無極性の吸着剤である。十分なインキュベーション期間の後、無色の溶液が得られ、一方、着色作用のある化合物が炭素により吸着される。ベタインは活性炭に付着されず、それにより脱色されない。例えば、着色されたカルニチン生成物及び活性炭による脱色の問題は、ＷＯ２００７／００３４２５  Ａ２（２頁、１４〜２２行目）、ＵＳ  ２００９／０３２５２４６（段落［０１００］）、又はＥＰ  ２  ３６０  １４１  Ａ１（段落［００３９］）に開示される。
【０００７】
最新技術では、イオン交換クロマトグラフィがＬ−カルニチンを含む及びＬ−カルニチン塩を分子内塩に変換する組成物の水溶液を脱塩化するために適用される。ＣＮ１０１３３７９０２  Ａでは、脱色処理が活性炭を用いて実施された後、プレ脱塩（ｐｒｅ−ｄｅｓａｌｔｉｎｇ）工程が電気浸透及びアニオン交換材料を用いて実施される水溶液からＬ−カルニチンを精製するための方法を開示する。
【０００８】
ＣＮ１０１８７５６１６では、Ｌ−カルニチンの別の製造方法を開示し、脱塩工程がイオン交換材料を用いて実施される。
【０００９】
活性炭を用いるベタイン溶液の脱色は、ある欠点を有する。第一に、活性炭は、とりわけ、大規模の工業的なプロセスにおいて用いられる場合、比較的高価である。活性炭で充填されたカラムは、効率的に再利用できない。脱色の効率は常に十分ではなく、相対的に大量の活性炭が、定量的な脱色のために必要とされる。微量の炭素が、生成物に残り得、例えば、後に続く反応が過敏な触媒を用いて実施される場合、後に続く反応又は使用に干渉し得る。
【００１０】
さらに、活性炭を用いる脱色は、水溶液においては効率的であるが、エタノールのようないくつかの有機溶媒においては効率的ではない。しかしながら、エタノールにおけるベタインの合成は、重要な工業的プロセスである。このように、有機溶媒中のそのような溶液において、直接的にベタインの効率的な脱色をする必要性がある。
【００１１】
ＷＯ９６／１５２７４は、多量の砂糖を含み、付加的なＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニオアセテート（「ベタイン」）を含み得る、製糖業において、水溶液を脱色するための方法に関する。その発明者らは、ポリ塩化アルミニウムを用いる砂糖溶液の脱色を提案する。
【００１２】
ＤＥ  １  １３６  ７１  １は、砂糖の豊富な果汁及び糖蜜のような天然物からＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニオアセテート（「ベタイン」）を抽出するための方法に関する。そのプロセスは、水性の砂糖の豊富な溶液を用いて実施され、カチオン及びアニオン交換樹脂による、いくつかの連続したイオン交換処理工程を必要とする。
【００１３】
ＤＥ  １９６  ３４  ６４０  Ａ１は、Ｌ−カルニチンの生成のための前駆体を含む水溶液を脱塩するための方法に関する。その方法は、少なくとも電気透析及びカチオン交換クロマトグラフィを含む。その方法は、溶液の脱色と関連がない。さらに、その方法は比較的複雑であり、約８〜１２日の長い処理期間を必要とする。
【００１４】
上述の課題を克服する、ベタイン及びベタイン溶液、とりわけカルニチン及びカルニチン溶液を脱色するためのプロセスを提供することが望ましいであろう。特に、活性炭による脱色処理を必要とせず、有機溶媒において効率的でもあるプロセスを提供することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする課題は、上記の課題を克服する、プロセス、使用、及び脱色された組成物を提供することである。特に、本発明が解決しようとする課題は、炭素による脱色工程なく、ベタイン、とりわけカルニチンを脱色するための方法を提供することである。本発明のプロセスは、比較的簡単であり、有機溶媒の存在下で効率的であると同時に、組成物及び溶液の有効な脱色を可能にするだろう。脱色に必要とされる化学物質及び装置は、低費用で容易に利用でき、工業的な大規模の精製プロセスに適用可能であるだろう。その脱色は、比較的短時間で適用できるだろう。特に、有機合成プロセスにおいて得られる、精製されたベタインの溶液、例えば、アルコール中のＬ−カルニチン溶液に対して適用できるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
驚くべきことに、特許請求の範囲によれば、プロセス、使用、及び組成物によって本発明が解決しようとする課題が解決される。さらに、本発明の実施形態が本願明細書の全体にわたって開示される。
【００１７】
本発明の主題は、ベタインを含む組成物を脱色するためのプロセスであって、
以下の工程
（ａ）有機溶媒中に、組成物の溶液を供給する工程、及び
（ｂ）溶液が脱色剤と接触する工程
を含み、
脱色剤が極性固体の脱色剤である。
【００１８】
本発明のプロセスは、また、ベタインを含む脱色された組成物を製造するためのプロセスである。組成物の脱色は、既知の方法により、好ましくは溶液の透明性を判断することにより観察され得る。本発明のプロセスにおいて、着色された又は少なくとも僅かに着色された開始溶液、例えば茶色又は黄色の溶液の着色は、低減又は除去される。好ましくは、これにより得られる生成溶液は、溶媒除去後そのような溶液から得られる固体のベタインのように、無色である。本発明は、その溶液の透明性を増加し、着色を低減する何れのプロセスにも関する。
【００１９】
Ｌ−カルニチン溶液のような、純粋なベタイン溶液は、ベタインが無色であるため、無色であるべきである。しかしながら、そのような溶液は、しばしば黄色や茶色に、望まれず着色する傾向がある。これは、とりわけ、前述の有機合成の生成物であるベタイン溶液及びベタインの問題である。着色は、不純物によりベタイン及びベタイン溶液に与えられるようである。しかしながら、不純物によりベタイン溶液が着色されることは正確には分かっていない。そのような不純物は、極性固体の脱色剤による本発明のプロセスの間に除去されるようである。当該技術分野で非極性の活性炭が脱色に使用されるから、これは予期しなかったことである。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態において、プロセスが、後の工程であって、
（ｃ）溶液を脱色するために十分な時間、溶液を維持する工程
を含む。
【００２１】
原則として、所望の程度の脱色が達成されるのに、時間は十分であると見られる。好ましくは、その時間は、完全に脱色された、透明な溶液を得るのに十分な長さである。好ましくは、工程（ｃ）後の溶液の透明性は、７０％より高く、より好ましくは８０％より高く、最も好ましくは９０％より高く又は９５％より高い。透明性は、好ましくは、５０ｍｍキュベットにおいて４３０ｎｍで測定される。ベタイン溶液は、エタノールのようなそれぞれの溶媒において、１０％（重量／重量）ベタインの標準溶液であってもよい。典型的には、脱色するための時間は、５分間〜２０時間、好ましくは２０分間〜８時間、又は３０分間〜４時間であってもよい。好ましくは、ベタイン溶液の透明性が、好ましくは、３０分間、５重量％の固体の脱色剤により本発明のプロセスを実行する際、少なくとも１０％まで、より好ましくは少なくとも２０％まで又は５０％まで増加する。特に、この透明性の増加は、工程（ａ）において提供される開始溶液と比較する場合、工程（ｂ）の後、工程（ｃ）の後、又は工程（ｄ）の後に得られる溶液で観察され得る。
【００２２】
好ましい実施形態において、工程（ｃ）では溶液を、例えば、撹拌、振とう、又は揺動により、機械的に動かしている。溶液を動かしている状態で保つ場合、イオン交換材料とその溶液との密な接触がサポートされ、これにより脱色速度が増加される。カラムにおいてそのプロセスを実行する際、平均接触時間が十分であるように、その実行速度が調整される。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態において、プロセスが、後の工程であって、
（ｄ）溶液から極性固体の脱色剤を分離する工程
を含む。
【００２４】
好ましくは、極性固体の脱色剤は、機械的な分離により、例えば沈降、濾過、及び／又は遠心分離により除去される。或いは、その固体は、篩のような器具で除去されてもよく、脱色のための十分な時間の後、溶液から回収される。
【００２５】
好ましい実施形態において、その極性固体の脱色剤はカラムで提供され、溶液はそのカラムを通過する。そのカラムの、カラムの長さ及び流量のような寸法及び実施条件は、溶出物が十分に脱色されるように調整される。脱色は、２以上の直列のカラムを用いることにより改善され得る。
【００２６】
本発明のプロセスにおいて、ベタインは、固体の脱色剤に付着、又は実質的に付着しない。対照的に、典型的なベタインの不純物は、極性固体の脱色剤に付着するようであり、溶液から固体の脱色剤と一緒に除去され、その後、脱色された溶液が得られる。本発明において、全体のプロセスは、溶液への極性固体の脱色剤の導入、脱色するための十分な時間のインキュベーション、及び溶液からの固体の脱色剤の分離を含んでもよい。ベタインの吸着、及び特定の緩衝液による溶出のような、当該技術分野における、カラム精製プロセスで用いられる追加の工程は必要ない。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態において、固体の脱色剤は再生利用される。再生利用は、洗浄溶液でその材料を処置することにより実施され得る。適切な洗浄溶液は、高い塩濃度を有し得、及び／又は不純物を溶出し、再生するために洗浄剤のような添加剤を含む。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態において、プロセスが、工程（ｄ）の後に続く工程であって、
（ｅ）固体の脱色された組成物を得るために溶液から溶媒を除去する工程
を含む。
【００２９】
溶媒は、当該技術分野で公知の方法によって、例えば蒸留によって、溶液から除去され得る。好ましくは、その溶媒が再生利用される、つまり、再生され、プロセスにおいて再使用される。具体的な実施態様において、工程（ｂ）〜（ｅ）、又は工程（ｂ）〜（ｄ）は、これらの工程の間に追加の精製工程なく、順次実施される。
【００３０】
溶媒の除去後、固体の脱色された組成物が得られる。その組成物は、ベタインを含むか、或いは実質的にベタインからなる。例えば、残余の溶媒又は残余の固体の脱色剤を除去するために、追加の精製工程に供されてもよい。例えば、固体の組成物は、乾燥、再結晶などされてもよい。本発明の別の好ましい実施形態において、固体の乾燥した組成物である生成物は、さらに加工される。それは、所望の条件、大きさ、及び形状に加工されてもよい。例えば、粉末、粒状、又は錠剤に、任意に、加工助剤及び／又はビタミンのような他の成分との混合物に変形されてもよい。
【００３１】
本発明のプロセスは、バッチプロセス又は連続プロセスであってもよい。連続プロセスにおいて、溶液は極性固体の脱色剤を連続的に通過する。
【００３２】
本願明細書で使用する場合、「ベタイン」との用語は、化合物の属性群に関連する。ベタインは、１つのカチオン性第四級の官能基、好ましくは第四級アンモニウム又はホスホニウム基、及び１つの、カルボキシレート基のようなアニオン性官能基を有する中性の化合物である。アニオン性及びカチオン電荷は不変である。このように、カチオン性基は、Ｎ又はＰ原子に付される酸性水素原子を含まない。このように、ベタインは双性イオンである。好ましくは、ベタインは１つの第四級アンモニウム基、及び１つの第四級のカルボキシレート基を含む。「ベタイン」との総称は、特定の化合物Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルグリシンを含むが、具体的に言及するものではない。
【００３３】
好ましくは、本発明において使用されるベタインは分子内塩である。それは、塩化物のような追加のアニオン、又はＨ＋又はアンモニウムのような追加のカチオンを、含まない、又は実質的に含まない。カルボキシル基は実質的にイオンの形態である。しかしながら、例えば２％（重量／重量）より低い、０．５％（重量／重量）より低い、又は０．２％（重量／重量）より低い僅かな部分は酸性の形態であってもよい。
【００３４】
本発明において、ベタインは、好ましくはポリマーでない。換言すれば、繰返しのモノマー単位からの重合プロセスの生成物ではない。好ましくは低分子量の物質である。好ましくは、分子量が５００ｇ／ｍｏｌより低く、４００ｇ／ｍｏｌより低く、又は３００ｇ／ｍｏｌより低い。
【００３５】
好ましい実施形態において、ベタインはエステル、エステル化された１つのヒドロキシル基を含み、好ましくは１〜２０個の炭素原子、より好ましくは１〜６個の炭素原子を有するアルキル基を備えるベタインである。
【００３６】
本発明の好ましい実施形態において、ベタインが式（Ｉ）：Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｎ＋−Ｘ−ＣＯＯ−の化合物
（式中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３が、互いに独立に選択される、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基であり、
Ｘが、１〜６個の炭素原子を有する、直鎖状若しくは分枝状である、好ましくはメタンジイル（ｍｅｔｈａｎｄｉｙｌ）、１，２−エタンジイル（ｅｔｈａｎｄｉｙｌ）又は１，３−プロパンジイル（ｐｒｏｐａｎｄｉｙｌ）である、アルカンジイル基であり、
アルカンジイル基が、任意に、好ましくは−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−Ｏ−ＮＨＲ４、及び−Ｏ−ＣＯＲ４から選択される残基で置換され、
Ｒ４が、好ましくは１〜２０個の炭素原子を有する、直鎖状若しくは分枝状、より好ましくはメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソペンチル、又はｎ−ドデシルであってもよいアルキル基である）
である。
【００３７】
好ましくは、Ｒ１、Ｒ２、及び／又はＲ３はメチル及び／又はエチルである。好ましくは、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｎ＋−はトリメチルアンモニウム基である。好ましくは、ベタインは光学活性である。
【００３８】
本発明のより好ましい実施形態において、ベタインはＬ−カルニチン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルグリシン、又はアシル化されたＬ−カルニチンである。好ましくは、アシル化されたＬ−カルニチンは、１〜２０個の炭素原子を有するＬ−カルニチンと炭酸とのエステルであり、好ましくは枝分かれしていない。好ましくは、アシル化されたＬ−カルニチンは、アセチル−Ｌ−カルニチン（ＡＬＣ）、プロピオニル−Ｌ−カルニチン（ＰＬＣ）、イソバレリル−Ｌ−カルニチン、又はラウロイル−Ｌ−カルニチンである。
【００３９】
好ましい実施形態において、工程（ａ）にて供給される組成物は、実質的にベタインからなる。しかしながら、組成物、及び組成物が溶解される溶液を着色させる、比較的少量の不純物が存在してもよい。好ましい実施形態において、組成物は、おそらく後の精製工程を伴う、ベタインの有機合成からの直接の生成物、又は中間生成物である。好ましくは、すでに、実質的に塩、副生成物、開始物質などを含まない。好ましくは、先行する脱塩工程において、塩は除去される。脱塩工程は、透析、浸透、限外濾過、ナノ濾過、蒸留、抽出、結晶化、精密濾過法などのような、一般的な方法を何れも含んでもよい。好ましくは、例えばＷＯ２０１０／０８９０９５により開示されるように、とりわけその実施例１及び２のように、脱塩工程には電気透析が含まれる。
【００４０】
本発明の好ましい実施形態において、工程（ａ）における組成物は、全ての固形分の総量に基づき、５０％（重量／重量）より多い、７５％（重量／重量）より多い、９５％（重量／重量）より多い、好ましくは９８％（重量／重量）より多い、９９．５％（重量／重量）より多い、又は９９．８％（重量／重量）より多いベタイン、とりわけＬ−カルニチンを含む。より好ましくは、工程（ａ）における組成物は、全ての固形分の総量に基づき、９５％より多いＬ−カルニチンを含む。本発明の好ましい実施形態において、工程（ａ）における組成物は、全ての固形分の総量に基づき、１％（重量／重量）未満、好ましくは０．２％（重量／重量）未満、又は０．０５％（重量／重量）未満の塩を含む。特に、そのような塩は、塩化物、酢酸塩、又はシアン化物であってもよい。具体的な実施態様において、溶液は、先行する脱塩工程に供された。
【００４１】
好ましい実施形態において、工程（ａ）における組成物は、ベタイン、とりわけＬ−カルニチンを生成するための有機合成反応の生成物である。より好ましくは、その生成物は、予め精製されていない、又は事前に脱塩されているのみである粗製反応生成物である。典型的には、そのような反応生成物は、ベタイン、副生成物、及び残余の未反応の出発物質を含む。しばしば、そのような粗製反応生成物は、所望でない色を有する。副生成物及び残余の出発物質は、しばしば、ベタインに構造的に関連する。それゆえ、そのような有機反応生成物の脱色は比較的困難である。
【００４２】
好ましい実施形態において、Ｌ−カルニチンのようなベタインは、天然物ではなく、及び／又は天然物から精製されていない。換言すれば、天然物から、例えば糖質が豊富な生物由来の物質から抽出されない。好ましくは、工程（ａ）にて供給される組成物は、糖質を含まず、又は全ての固体に基づき、０．１％（重量／重量）未満又は１％（重量／重量）未満の糖質を含む。
【００４３】
好ましくは、工程（ａ）において供給される溶液は、固体の組成物及び有機溶媒からなる。
【００４４】
溶媒は、有機溶媒、好ましくは、アルコール、エーテル、又はエステルのような極性の有機溶媒である。より好ましい実施形態において、溶媒は、脂肪族アルコール、より好ましくは、メタノール、エタノール、イソプロパノール、又はブタノールのような、１〜６個の炭素原子を含むものである。最も好ましくは、溶媒はエタノールである。また、溶媒は、有機溶媒の混合物、例えば、エタノールと別の有機溶媒との混合物、例えば、９０％（重量／重量）まで、又は５０％（重量／重量）までのエタノールを含むものであってもよい。本発明の好ましい実施形態において、工程（ａ）における溶液は、５〜７５％（重量／重量）、好ましくは１０〜５０％（重量／重量）、より好ましくは１５〜４０％（重量／重量）のベタイン組成物と、残部の溶媒を含む。
【００４５】
エタノールのような有機溶媒は、少量の水を含んでもよい。本発明において、有機溶媒、とりわけエタノールは、例えば５％（重量／重量）未満、１％（重量／重量）未満、０．５％（重量／重量）未満、又は０．１％（重量／重量）未満の低いレベルの水を含んでもよい。特定の実施形態において、溶媒は、２〜４％（重量／重量）の水を含む工業用グレードのエタノール、又は１％（重量／重量）未満の水、又は０．１％（重量／重量）未満の水でも含む無水エタノールである。
【００４６】
好ましい実施形態において、有機溶媒は水を含まず、又は実質的に水を含まない。「実質的に」との用語は、不可避な不純物の水のみが存在し得ることを意味する。
【００４７】
本発明において、ベタイン溶液の脱色は、極性固体の脱色剤により介される。本願明細書で使用する場合、固体との用語は、室温（２３℃）及び全ての溶媒の除去後に残っている固体の物質に関する。固体の脱色剤は、プロセスの間中、溶解しない。少なくとも脱色剤の表面は極性である。極性の物質は、表面に電気双極子を有する。そのような固体は親水性である。好ましくは、極性固体は、水溶液において、水素結合を形成することができる。好ましくは、極性固体は、荷電基、より好ましくはカチオン性基、及び／又はその表面に酸素原子を含む。
【００４８】
本発明において、エタノールのような有機溶媒中のベタイン溶液が、極性固体の脱色剤により効率的に脱色されるということが見出された。最新式によれば脱色は、非極性の吸着剤であり、従って疎水性の物質を吸着しやすい活性炭を用いて実施されるため、これは意外なことであった。さらに、活性炭は、水中では効率的であるけれども、エタノールのような有機溶媒中のベタインの脱色において、かなり効率的ではない（実施例を参照のこと）。
【００４９】
本発明の好ましい実施形態において、極性固体の脱色剤はイオン交換材料である。典型的には、イオン交換材料の表面は、イオン性基、ルイス酸性及び／又はルイス塩基性基を含む。イオン交換材料は、好ましくはアニオン交換材料であり、又はカチオン交換材料であってもよい。カチオン及びアニオンの双方を交換することができるアムホテリック交換材料であってもよい。加えて、イオン交換材料は、吸着性、又は吸着特性を有してもよい。ベントナイト及びフラー土のようなケイ酸塩；又はハイドロタルサイトを含む、鉱物系イオン交換体は、イオン交換特性と吸着特性とを兼ね備える。本発明において、種々のイオン交換材料により、着色する不純物がベタインを含む溶液から効率的に除去され得るということが見出された。しかしながら、全ての不純物がイオン交換の相互作用により除去されるかどうか、又はいくつかの不純物もまた、吸収又は吸着により除去、又は部分的に除去されるかどうかは不明である。そのような相互作用は、相互に作用し、従って明確に区別しやすく、理論的に望ましいが、必ずしも実務的に適切であるとは限らない。このように、本発明は特定の付着メカニズムに限られない。
【００５０】
活性炭と異なり、重合体のイオン交換樹脂、又は鉱物系のケイ酸塩及びハイドロタルサイトのような、一般的なイオン交換材料は無色である。いずれにしても、それらは、後の使用及び適用のために常に許容できる、ほとんど微量の塩である、極微量の不純物のみを溶液中に放出する。このように、極性固体の脱色剤の使用は、ベタイン溶液又はベタインを調製するのに有利である。
【００５１】
本発明の好ましい実施形態において、イオン交換材料はイオン交換樹脂、ケイ酸塩類、又はハイドロタルサイトである。また、プロセスでは、そのようなイオン交換材料の組合せ、若しくは他の極性固体の脱色剤との組合せを用いてもよく、又は異なるイオン交換材料による、複数の連続する脱色工程を適用してもよい。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態において、イオン交換材料はイオン交換樹脂、より好ましくはアニオン交換樹脂である。そのような樹脂は、有機ポリマーマトリクスに基づく。好ましくは、その樹脂はイオン性基を含む。好ましくは、そのイオン性基が正に帯電している。より好ましい実施形態において、その基は第四級アンモニウム基である。そのイオン性基は、適切なスペーサを有するマトリクスに共有結合されている。そのようなアニオン交換樹脂は、当該技術分野で公知であり、例えば商標「Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ」で、米国、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ／Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓから市販される。
【００５３】
別の好ましい実施形態において、イオン交換材料はケイ酸塩類であり、或いはケイ酸塩類を含む。ケイ酸塩はケイ酸塩基を含むが、他の無機の基、原子、及びイオンも含んでもよい。典型的には、ケイ酸塩類のイオン交換材料は、鉱物であり、或いは鉱物に由来する。本発明の好ましい実施形態において、その鉱物は、ベントナイト、モンモリロナイト、及びタルクであり、或いはそれらを含み、又はそのような鉱物に由来する。そのような鉱物は、当該技術分野で公知であり、市販されている。ベントナイトは、モンモリロナイトを含むケイ酸アルミニウムに基づく。タルクはケイ酸マグネシウム水和物である。モンモリロナイトは、ナトリウム、カルシウム、アルミニウム、マグネシウムのケイ酸塩水酸化物の水和物である。好ましい実施形態において、ケイ酸塩類は、マグネシウムを含む。好ましくは、その鉱物はフラー土である。本発明のプロセスに有用なケイ酸塩類系イオン交換材料は、例えば商標「Ｔｏｎｓｉｌ」又は「ＥＸＭ１６０７」で、ドイツ、Ｓｕｄ−Ｃｈｅｍｉｅから市販されている。好ましい実施形態において、ケイ酸塩類、とりわけベントナイトのｐＨは、水に溶解させた場合、５より大きく、より好ましくは約５〜９である。
【００５４】
ベントナイトは公知であり、組成及び特性のバリエーションが使用できる。本発明によれば、種々のベントナイトを有する有機溶媒においてベタインの脱色が効率的であるということが見出された。しかしながら、とりわけ、約６５〜７５％のＳｉＯ２、約８〜１２％のＡｌ２Ｏ３、約３〜５％のＭｇＯ、及び約２〜４％のＦｅ２Ｏ３（全てのパーセンテージは重量％である）を含むベントナイトを用いる際、良好な結果が得られた。好ましくは、このベントナイトは、水に溶解させた場合、５〜９のような、５より大きいｐＨを有する。そのようなベントナイトは、商標「ＥＸＭ１６０７」で、ドイツ、Ｓｕｄ−Ｃｈｅｍｉｅから入手可能である。
【００５５】
別の好ましい実施形態において、イオン交換材料は、ハイドロタルサイトであり、或いはハイドロタルサイトを含む。ハイドロタルサイトは、一般式Ｍｇ６Ａｌ２（ＣＯ３）（ＯＨ）１６・４（Ｈ２Ｏ）で表される層状複水酸化物である。ハイドロタルサイトはイオン交換能力を有する。例えば、商標「Ｓｏｒｂａｃｉｄ  ９１１」で、ドイツ、Ｓｕｄ−Ｃｈｅｍｉｅから市販される。好ましい実施形態において、ハイドロタルサイトのｐＨは、水に懸濁される場合、７より大きく、より好ましくは約７〜１１である。
【００５６】
ハイドロタルサイトは公知であり、組成及び特性のバリエーションが使用できる。本発明によれば、種々のハイドロタルサイトを有する有機溶媒においてベタインの脱色が効率的であるということが見出された。しかしながら、とりわけ、約１５〜２５％のＡｌ２Ｏ３、及び約３０〜４０％のＭｇＯ（全てのパーセンテージは重量％である）を含むハイドロタルサイトを用いる際、良好な結果が得られた。好ましくは、このハイドロタルサイトは、水に懸濁させた場合、７より大きい、より好ましくは約７〜１１のｐＨを有する。そのような好ましいハイドロタルサイトは、商標「Ｓｙｎｔａｌ  ＨＡＳ  ６９６」で、ドイツ、Ｓｕｄ−Ｃｈｅｍｉｅから市販される。
【００５７】
そのような鉱物のイオン交換能力、及び吸着特性もまた増加させるための方法は、当該技術分野で公知である。イオン交換能力は、化学処理により高めることができる。本発明の好ましい実施形態において、鉱物は、酸処理によって予め活性化される。また、「酸活性化」ともいう酸処理は、そのようなミネラルの外面及び内面、並びに酸度に影響を及ぼし、特定の細孔構造、及びその表面においてカチオン性及びアニオン性基の特定の分布を有する生成物をもたらす。フラー土は、ミネラルの酸活性化により、通常はベントナイトから得られる。それは、油及び脂質を精製するために、当該技術分野で使用される。
【００５８】
本発明の別の好ましい実施形態において、極性固体の脱色剤は、アルカリ土類金属酸化物であり、又はそれを含む。アルカリ土類金属酸化物はアルカリ金属と酸素とからなり、又は他の金属カチオン及びアニオンを含んでもよい。結晶水のような他の成分を含んでもよい。好ましくは、アルカリ土類金属酸化物は酸化マグネシウム又は酸化カルシウムである。驚くべきことに、酸化マグネシウムの存在下で、かなり効果的及び急速な脱色が観察された。酸化マグネシウムが無色であり及び安価なため、これは有利である。
【００５９】
本発明の好ましい実施形態において、極性固体の脱色剤は、ケイ酸塩類若しくはハイドロタルサイトのような鉱物、又はアルカリ金属酸化物のような無機材料である。
【００６０】
本発明のプロセスにおいて、炭素、とりわけ活性炭による脱色工程は、必要ではない。このように、全体のプロセスが、脱色のための、分子の炭素（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｃａｒｂｏｎ）又は活性炭の使用を含まないことが好ましい。本発明の実施形態において、脱色剤は、ポリ塩化アルミニウムではない。
【００６１】
極性固体の脱色剤は、粉末、顆粒、ペレット、固形ブロック（ｓｏｌｉｄ  ｂｌｏｃｋ）などのような任意の適切な形態で供給されてもよい。好ましくは、固体の脱色剤は大きい内表面積を有し、このため大きい接触面を有する。このように、微粉末及び／又は多孔質の構造が有利であり得る。
【００６２】
また、本発明の主題は、ベタイン、好ましくはＬ−カルニチンを含む組成物を脱色するための、好ましくはイオン交換材料及び／又はアルカリ土類金属酸化物である、極性固体の脱色剤の使用である。また、本発明の主題は、ベタイン、好ましくはＬ−カルニチンを含む組成物を脱色するための、本発明のプロセスの使用である。
【００６３】
好ましくは、本発明のプロセスは、また、ベタイン、好ましくはＬ−カルニチンを脱色するため、又はベタイン、好ましくはＬ−カルニチンを含む溶液を脱色するためのプロセスである。
【００６４】
本発明の別の主題は、本発明のプロセスにより得ることができる脱色された溶液又は組成物である。本発明において、純粋又は実質的に純粋なベタイン又はＬ−カルニチンの、脱色された溶液又は組成物を得ることができる。本発明の溶液又は組成物は、残余の微量の活性炭が含まれていないため、純粋なベタイン又はカルニチンの典型的な脱色された溶液又は組成物とは性質が異なっている。これは、微量の炭素によって弱められ得る、起こり得る後の反応又は使用、例えば、触媒の存在下での感受性のある反応に有利である。
【００６５】
本発明のプロセスは本発明が解決しようとする課題を解決する。本発明は、Ｌ−カルニチンのようなベタインの脱色のための、有機溶媒の存在下でも有効である、簡単且つ有効なプロセスを提供する。溶液は、極性の固体物質、とりわけイオン交換材料及び／又はアルカリ土類金属酸化物と接触することにより、簡単に脱色される。フラー土のような鉱物系イオン交換材料は、容易に、大量に入手でき、活性炭よりかなり安価である。このため、そのような鉱物の使用は、活性炭を用いる従来のプロセスと比較して、ベタインの生成のための工業的な大規模プロセスに、かなりのコスト優位性を提供する。ベタインを脱色するために当該技術分野で使用される活性炭は、その表面にイオン性、酸性又は塩基性基を含まない。このため、単純にベタインの溶液をイオン交換材料と接触させることで、効率的な脱色を達成できることは想定され得ない。
【実施例】
【００６６】
［一般的な方法］
Ｌ−カルニチン溶液の透明性を、５０ｍｍキュベットにおいて４３０ｎｍで測定し、Ｕ．Ｓ．Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ（ＵＳＰ）１０６１章に従って評価した。
【００６７】
［実施例１〜６：イオン交換材料による脱色］
Ｌ−カルニチン溶液を、バッチプロセスにおいて、種々のイオン交換材料により脱色した。Ｌ−カルニチンは、茶色から黄色がかった着色を有する、有機合成により得た粗生成物であった。Ｌ−カルニチンのエタノール溶液を２０．３９％（重量／重量）Ｌ−カルニチン濃度で調製した。測定した透明性は２０．３％であった。マグネチック撹拌子及び還流冷却器を備えたフラスコに、８０ｇのＬ−カルニチンのエタノール溶液、及び６．２５重量％のイオン交換樹脂を充填した。第四級アンモニウム基を有する架橋ポリスチレンマトリクスを含む、アニオン交換樹脂を使用した（商標Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ  ＦＰＡ９０Ｃｌ及びＦＰＡ９８Ｃｌ；Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、米国）。濾過により樹脂を除去する前に、その混合物を、６０℃で所与の時間撹拌した。これにより得た溶液のカルニチン濃度及び透明性を測定した。その条件及び結果を以下の表１にまとめる。
【００６８】
表１：実施例１〜６の条件及び結果
【表１】
0006333275.tif 000002
【００６９】
［実施例７：イオン交換クロマトグラフィ］
イオン交換クロマトグラフィによる連続プロセスにおいて、Ｌ−カルニチン溶液を脱色した。撹拌機の内部に、二重ジャケット反応器（５００ｍｌ）を備え付けた。その反応器の下に、二重ジャケットカラム（直径：１５ｍｍ；長さ：４６０ｍｍ）を備え付けた。カラムの上部におけるカラムの注入口に、反応器から溶液を、連結部を介して適用した。溶出物を回収するため、カラム排出口の下に回収容器を配置した。サーモスタットで、反応器内及びカラム内のそれぞれ温度を６０℃に保った。アニオン交換樹脂は第四級アンモニウム基を有する架橋ポリスチレンマトリクスを含んでいた（商標Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ  ＦＰＡ  ９０Ｃｌ；Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、米国）。２０００ｍｌの脱イオン水で洗浄した後、５００ｍｌの無水エタノールで洗浄することにより、その樹脂を予め処理した。二重ジャケットカラムに５０ｇの新しい樹脂を充填し、所与の洗浄溶液で洗浄し、その後そのカラムを６０℃まで温めた。使用したＬ−カルニチンは、茶色から黄色がかった着色を有する、有機合成により得た粗生成物であった。反応器に、エタノール中のＬ−カルニチン供給液を満たし、６０℃に加熱し、カラムに６〜７ｇ／分の平均流量で適用した。無色の溶出物を回収した。合計で、３バッチに由来する、エタノール中の２４ｋｇのカルニチン（バッチ１：エタノール中の７．６ｋｇのＬ−カルニチン、透明性＝６４．３％；バッチ２：エタノール中の８．５ｋｇのＬ−カルニチン、透明性＝８１％；バッチ３：エタノール中の７．８ｋｇのＬ−カルニチン、透明性＝６３．８％）を記載の通り処理した。イオン交換クロマトグラフィ後の収率は１００％であった。無色の溶液（透明性９５％超）を得た。
【００７０】
［実施例８〜２８］
さらなる例を、Ｌ−カルニチン溶液を脱色するそれらの能力を評価するため、種々の材料で実施した。Ｌ−カルニチンの溶液を種々の固体物質と合わせ、溶液の色を観察した。比較の実施例８及び９は脱色剤を用いない対照の例であった。実施例１０及び１１は、活性炭を用いた比較の実施例であった。実施例１２〜１９を、種々の極性アニオン交換材料を用いて実施した。比較の実施例２０〜２２を、非極性イオン交換又は吸着材料を用いて実施した。実施例２３を、カチオン交換材料を用いて実施した。実施例２４及び２５を、アルカリ金属酸化物を用いて実施した。比較の実施例２６〜２８を、他の無機化合物を用いて実施した。水（４０％、重量／重量）及びエタノール（１０〜２５％、重量／重量）中のＬ−カルニチンの溶液を調製した。そのＬ−カルニチンは、茶色から黄色がかった着色を有する、有機合成から得た粗生成物であった。溶液を、４０℃に加熱した。溶液の最初の透明性を測定し（４３０ｎｍ、５０ｍｍキュベット）、エタノールに対して７％未満及び水中で４％として測定した。脱色する材料を添加し（３％、重量／重量）、４０℃に保ちながら２時間混合した。２時間後、イオン交換材料を濾過により除去し、その透明性を測定した。イオン交換材料、材料の特性、及び結果を以下の表２にまとめる。ハイドロタルサイト並びにベントナイトの組成及び特性を、以下の表３にまとめる。
【００７１】
水又はエタノールのみを用いる対照実験において、脱色は観察されなかった。アニオン交換樹脂、ケイ酸塩、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム、及び酸化カルシウムである種々の極性材料で、強力な脱色を観察した。比較の実施例において、水において活性炭が効率的であるが、エタノールにおいて低効率であるということが見出された。また、非極性の表面を有する他の材料は効率的ではない（実施例２０〜２２）。
【００７２】
表２：イオン交換材料及び結果；（Ｃ）＝比較の実施例
【表２】
0006333275.tif 000003
【００７３】
表３：実施例１２〜１７に使用した脱色剤の組成及び特性
【表３】
0006333275.tif 000004