(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可溶性シクロデキストリン重合体を溶解してなる溶液に、前記シクロデキストリンに包接され得るアミノ酸のＤ体及びＬ体の混合物を添加混合して均一溶液とした後、該溶液を限外濾過膜を用いて濾過することを特徴とする前記アミノ酸の光学分割方法。
【請求項２】
前記可溶性シクロデキストリン重合体が、シクロデキストリンとエピクロルヒドリンとの反応生成物である、請求項１に記載されたアミノ酸の光学分割方法。
【請求項３】
前記限外濾過膜が、セルロースエステル膜、ポリオレフィン膜、ポリカーボネート膜、ポリアクリロニトリル膜、芳香属ポリアミド膜、芳香族ポリスルホン膜、シリコーン系共重合体膜、ポリエステル膜、ポリ塩化ビニル膜、再生セルロース（セロファン）膜、コロジオン膜からなる群から選択される限外濾過膜である、請求項１に記載されたアミノ酸の光学分割方法。
【請求項４】
シクロデキストリン（ＣＤ）とエピクロルヒドリン（ＥＰＣ）を反応させてなる可溶性重合体であって、ＥＰＣ／ＣＤのモル比が１０〜２０であることを特徴とする可溶性シクロデキストリン重合体からなる光学異性体用分離材。
【請求項５】
分子量が２，０００〜２０，０００である、請求項４に記載された可溶性シクロデキストリン重合体からなる光学異性体用分離材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、シクロデキストリンのＤ体及びＬ体に対する包接能力の違いを利用したアミノ酸の光学分割方法に関し、特に、可溶性シクロデキストリン重合体を用いた、改良されたアミノ酸の光学分割方法、及び、それに用いるための可溶性シクロデキストリン重合体からなる光学異性体用分離材に関する。
【０００２】
【従来技術】
α−アミノ酸を合成するとＤ体とＬ体が混合したラセミ体が合成されるが、生物体にとって有用なものはＬ体だけであることは周知である。そこで、医薬品、食料品、飼料等に使用するα−アミノ酸を合成した場合には、有用なＬ体を分離することが必要である。このような光学異性体の分離・分割精製手段としては、優先晶出法やジアステレオマー法等の結晶化法、クロマトグラフィーを用いる方法、酵素反応法等が提案されている。しかしながら、これらの方法は、分離条件の選択、長い処理時間、操作の煩雑性等の観点から多くの欠点があった。
【０００３】
一方、多孔質膜内部に光学活性なクラウン化合物を含浸させた光学異性体分割膜（特開昭６１−５０６０３号公報、同６２−１８０７０１号公報）や、側鎖にシクロデキストリン残基を有する重合体からなるアミノ酸光学分割用膜（特開昭６２−２５８７０２号公報）も提案されているが、その分離・分割性能は低く、とても工業的実用に供することができるというものではなかった。そこで、本発明者らはより効率の良い分割方法として、前記Ｄ体又はＬ体混合物の溶剤溶液にシクロデキストリンまたはその誘導体を添加して前記Ｄ体又はＬ体の何れかを優先的に包接させた後、限外濾過膜を用いて分割する方法を提案した（特開平４−２８４８２８号公報）が、尚、工業的実用という観点からは満足できるものではなかった。
【０００４】
そこで、本発明者は更に分割効率を改善するために種種検討した結果、可溶性シクロデキストリン重合体とラセミ体を溶解した液を限外濾過することにより、光学異性体の分割効率を、従来のものより１桁以上改善することができることを見出し、本発明に到達した。
従って本発明の第１の目的は、従来以上に効率良く、光学異性体のＤ体とＬ体を分割する方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、効率良く光学異性体のＤ体とＬ体を分割するに適した可溶性シクロデキストリン重合体からなる光学異性体用分離材を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の諸目的は、可溶性シクロデキストリン重合体を溶解してなる溶液にアミノ酸のＤ体及びＬ体の混合物を添加混合して均一溶液とした後、該溶液を限外濾過膜を用いて濾過することを特徴とするアミノ酸の光学分割方法、及び、シクロデキストリン（ＣＤ）とエピクロルヒドリン（ＥＰＣ）を反応させてなる可溶性重合体であって、ＥＰＣ／ＣＤのモル比が１０〜２０であることを特徴とする可溶性シクロデキストリン重合体からなる光学異性体用分離材によって達成された。
【０００６】
本発明の可溶性シクロデキストリン重合体とは、主鎖にシクロデキストリンが入った重合体であって、溶媒に可溶な重合体である。シクロデキストリンは、デンプンに特殊な微生物酵素（シクロデキストリングルカノトランスフェラーゼ）を作用させることにより得られる環状オリゴ糖であって、６個のグルコース基からなるα−シクロデキストリン、７個のグルコース基からなるβ−シクロデキストリン、８個のグルコース基からなるγ−シクロデキストリンの３種が知られている。
【０００７】
これらのシクロデキストリンは台形型円筒構造をしており、空洞の大きさは、αが５〜６オングストローム、βが７〜８オングストローム、γが９〜１０オングストロームである。本発明の目的には、これら３種のシクロデキストリンを単独で用いることも併用することもできるが、更に、側鎖に置換基を有する技つきシクロデキストリン等のシクロデキストリン誘導体を用いることもできる。本発明の可溶性シクロデキストリン重合体を溶解する溶媒は水溶液であっても有機溶媒であっても良いが、シクロデキストリンの光学異性体に対する選択的包接作用がｐＨに依存することから、ｐＨが１１程度の緩衡溶液であることが好ましい。
【０００８】
ｐＨが１１程度の緩衝溶液に溶解するシクロデキストリン重合体という観点からすれば、シクロデキストリン（ＣＤ）を架橋剤エピクロルヒドリン（ＥＰＣ）を用いて重合させてなる重合体が特に好ましい。ＥＰＣ／ＣＤのモル比は１０以上であることが必要であるが、可溶性を維持する上から、前記モル比が２０以下であることが必要である。ＥＰＣ／ＣＤのモル比が大きい程シクロデキストリン重合体の平均分子量が大きくなり、また、平均分子量が大きくなる程Ｄ体とＬ体の分割度が高くなる傾向がある。これは、ＣＤとＣＤの間の構造も、Ｄ体とＬ体の選択性に寄与し得るキャビティを形成するためと思われる。
【０００９】
シクロデキストリンとエピクロルヒドリンの反応は、例えば、ＮａＯＨ溶液にシクロデキストリンを溶解し、これを、スターラー、コンデンサー及びエピクロルヒドリン投入管を配した三ッ口フラスコに投入し、撹拌しながら液温を室温に維持しエピクロルヒドリンを少しずつ添加し（図１参照）、室温でエピクロルヒドリンの全量を投入した後、６０℃に加熱して反応を完了させ、次いで室温にて中和処理を行った後、透析を行って未反応物質を除去することにより、求める可溶性シクロデキストリン重合体を得ることができる。
【００１０】
本発明においては、上記のようにして得られた可溶性シクロデキストリン重合体を、シクロデキストリンに包接され得る大きさのアミノ酸（ゲスト分子）のＤ体及びＬ体の混合物と共に溶解してなる溶液を、限外濾過膜によって濾過する。溶液の濃度は、可溶性シクロデキストリン重合体の平均分子量や、光学分割の対象とするゲスト分子の種類等、或いは濾過条件等によって適宜決定すれば良い。
【００１１】
限外ろ過膜としては、アセチルセルロースをはじめとするセルロースエステル膜、ポリオレフィン膜、ポリカーボネート膜、ポリアクリロニトリル膜、芳香属ポリアミド膜、芳香族ポリスルホン膜、シリコーン系共重合体膜、ポリエステル膜、ポリ塩化ビニル膜、再生セルロース（セロファン）膜、コロジオン膜などが用いられる。これらの中では、強靭でかつ熱や化学的処理に対して安定であるアセチルセルロース膜が特に有用である。限外ろ過膜の形状は、平板状、管状、中空繊維状、スパイラル状（海苔巻き状）などとすることができる。
【００１２】
包接されるゲスト分子は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン間に形成されると思われるキャビティ内にとらえられるアミノ酸であり、分子量が小さく分子径も小さいので、包接されなければ、限外濾過膜を容易に通過する。従って、可溶性シクロデキストリン重合体に対する包接され易さが、ゲスト分子のＤ体とＬ体で異なれば、限外濾過膜を通過したゲスト分子中のＤ体とＬ体の比は当初の比率と異なることになるので、Ｄ体とＬ体の分割が可能となる。
更に、用いる限外濾過膜の分画分子量を大きくすることによっても選択率と同時に処理速度を向上させることができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の光学分割方法は、可溶性シクロデキストリン重合体を使用するので、従来より１桁以上分割効率を高めることができる。また、包接したゲスト分子を放出させることによって可溶性シクロデキストリン重合体を再使用することもできるので、効率の良い光学分割サイクルを形成させることも可能である。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
実施例１．
本実施例に用いたシクロデキストリン重合装置を図１に示す。３．３９モル／ｌの濃度のＮａＯＨ水溶液７５．３ｍｌに２６ｍモルのβ−シクロデキストリンを溶解し、これを、スターラー、コンデンサー及びエピクロルヒドリン投入管を配した、３００ｍｌの三ツ口フラスコに投入した。該フラスコをウォーターバスで２５℃に維持し、撹拌しながらエピクロルヒドリンの全量を少量づつ添加した（ＥＰＣ／ＣＤのモル比＝１０）。室温で１時間撹拌した後６０℃に加温して、更に１時間撹拌した後反応を終了させた。次いで１２％の塩酸で中和処理をした後、反応溶液の透析を行って未反応物を除去し、可溶性シクロデキストリン重合体を得た。
【００１５】
本実施例における反応生成物及び透析後の可溶性シクロデキストリンのゲルパーミエーションクロマトグラム（ＧＰＣ）を、β−ＣＤの結果と共に、図２に示した。図中、Ａはβ−ＣＤ、Ｂは反応終了後の反応液中の重合物、Ｃは透析後の可溶性シクロデキストリン重合体である。
この図から、本実施例の可溶性シクロデキストリン重合体の分子量が２，０００〜２０，０００であることが確認された。
【００１６】
実施例２．
ＥＲＣ／β−ＣＤのモル比を種々変化させて得た、各可溶性シクロデキストリンをホストとし、フェニルアラニンの選択率について、ＥＰＣ／β−ＣＤ依存性及び限外濾過膜依存性を調べた結果は図３に示した通りである。この結果から分画分子量の大きい限外濾過膜（ＰＬＢＣ：膜分画分子量３０００）を用いた場合の方が選択性が概ね良好であると同時に、ＰＬＢＣ膜は膜分画分子量が１０００のＹＭＩ膜と比較して透析速度が２倍大きく、従って大きな処理速度を得られることが確認された。
【００１７】
図４は、横軸に透過流束Ｊｖの逆数をとり、縦軸に限外濾過に対する阻止率Ｒをとったものである。本図はホストにＥＰＣとβ−ＣＤのモル比を１４として合成した可溶性シクロデキストリン重合体（ＣＤＰ−１４）を、ゲストにフェニルアラニン（Ｐｈｅ）を用い、分画分子量３，０００のＰＬＢＣ膜で限外濾過実験を行った結果である。包接反応していない場合（１成分系）のＤ−Ｐｈｅ（■）とＬ−Ｐｈｅ（□）の阻止率Ｒは略同じ０．１５５であり、分離（包接反応させないラセミ体だけの分割）は不可能である。
【００１８】
一方、１成分のゲストであるＰｈｅ（Ｄ体ｏｒＬ体）を、ホストであるＣＤＰ−１４に包接反応させると（２成分系）、包接反応によりゲストのＤ体（▲の阻止率は０．６０へ、Ｌ体（△）の阻止率は０．８６へ上昇し、その差は０．２６となり、分割可能になる。しかし光学分割したいＤ・Ｌ体の混合物であるラセミ体をＣＤＰ−１４で包接反応させると（３成分系）、Ｄ体及びＬ体の相互作用により、若干包接反応の差が減少するものの、分離は可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可溶性シクロデキストリン重合体を製造するための装置図である。
【図２】β−ＣＤ、実施例１の反応終了後の反応液中の重合体、及び、透析後の本発明の可溶性シクロデキストリン重合体の、ＧＰＣクロマトグラムである。
【図３】フェニルアラニンに対するＤ体、Ｌ体選択率の、ＥＰＣ／β−ＣＤ比依存性、並びに、限外濾過膜依存性を示すグラフである。
【図４】限外濾過膜を透過させない阻止率Ｒの、限外濾過透過流束の逆数に対する依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１    コンデンサー
２    供給管
３    水銀
４    モーター
５    ポンプ
６    反応フラスコ
７    温度計
８    ウォーターバス
９    エピクロルヒドリン
Ａ    β−シクロデキストリン
Ｂ    β−シクロデキストリン重合体（未透析）
Ｃ    β−シクロデキストリン重合体（透析後）
【図１】
0004450399.tif 000002
【図２】
0004450399.tif 000003
【図３】
0004450399.tif 000004
【図４】
0004450399.tif 000005