(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗結晶L-カルニチンを、低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解させた後、再結晶させることを特徴とするL-カルニチンの精製方法。
【請求項２】
粗結晶L-カルニチンを低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解させた後、更に当該低級アルキルアルコール以外の有機溶媒を添加して再結晶させる、請求項１に記載の精製方法。
【請求項３】
L-カルニチンを溶解させた低級アルキルアルコールと水との混合溶媒中の水分含量が0.5〜10％である、請求項１に記載の精製方法。
【請求項４】
低級アルキルアルコールがエタノールである請求項３に記載の精製方法。
【請求項５】
有機溶媒が、L-カルニチンを溶解しにくいものであって、且つ低級アルキルアルコールと相溶し得るものである請求項２に記載の精製方法。
【請求項６】
有機溶媒が酢酸エチル又はアセトンである請求項５記載の精製方法。
【請求項７】
再結晶したL-カルニチンの平均粒径が150〜1500μｍである、請求項２に記載の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、L-カルニチンの精製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
L-カルニチンは脂肪燃焼に必須の生体常在成分の一つであり、脂肪代謝促進食品を中心に現在様々な食品に添加されている。そのL-カルニチンの製造方法及び精製方法としては、例えば特開平5-23190号公報や特開平5-117170号公報等に記載されているように様々な方法が試みられている。【０００３】
しかしながら、これらの方法により得られたL-カルニチンは、粒径が小さいため（1〜100μｍ）、吸湿性が高く小分けや製剤化する時の取り扱いが容易でない等の問題点を有していた。そのため、取り扱いが容易な粒径の大きいL-カルニチンの簡易な製造方法又は精製方法の開発が望まれていた。【０００４】
【特許文献１】平成5年公開特許公報23190号
【特許文献２】平成5年公開特許公報117170号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記状況に鑑み、L-カルニチンの吸湿性を下げるために、粒径の大きいL-カルニチンが得られ、且つL-カルニチンを高純度に精製し得るL-カルニチンの精製方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、粗結晶L-カルニチンをアルキルアルコールに溶解させ、それを再結晶させることによりL-カルニチンを精製する方法において、低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に粗結晶L-カルニチンを溶解させた後に再結晶させることにより、精製されたL-カルニチンの粒径が大きくなること、並びに低級アルキルアルコールと混合する水の量によりその粒径を制御できることを見出した。更に、検討を行った結果、粗結晶L-カルニチンを低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解させた後に低級アルキルアルコール以外の有機溶媒を添加して再結晶させることにより高い収率で粒径の大きなL-カルニチンが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００７】
即ち、本発明は、「粗結晶L-カルニチンを、低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解させた後、再結晶させることを特徴とするL-カルニチンの精製方法」及び「粗結晶L-カルニチンを、低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解させた後、更に当該低級アルキルアルコール以外の有機溶媒を添加して再結晶させるL-カルニチンの精製方法」に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の精製方法によれば、精製時に用いる水の量（L-カルニチンを溶解させた低級アルキルアルコールと水との混合溶媒中の水分含量）を調節することでL-カルニチンの粒径を制御できるので、純度が高く且つ粒径の大きいL-カルニチン、即ち、吸湿性が低く取り扱いが容易なL-カルニチンを容易に得ることができる。更に、粗結晶L-カルニチンを低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解させた後に低級アルキルアルコール以外の有機溶媒を添加して再結晶させることにより高い収率で粒径の大きなL-カルニチンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施例３及び比較例１で得られたL-カルニチンの結晶を用いた時のそれぞれの吸湿率の変化を表したグラフである。
【符号の説明】
【００１０】
−◆−は、比較例１で得られたL-カルニチンの吸湿性を、−■−は、実施例３で得られたL-カルニチンの吸湿性を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の粗結晶L-カルニチンとは、自体公知の方法、例えばファインケミカル 2004年４月号, Vol33, No.4, 5-18、L．Tenud et al. EP 157.315 (1984)、M. Kitamura et al. Tetrahedron Lett., 1988, 29, 1555-1556.、B. E. Rossiter et al. J. Org. Chem. 1984, 3707、K. Bock et al. Acta Chem. Scand. 1983, B37, 341.等に記載の方法により製造されたL-カルニチン等が挙げられる。【００１２】
本発明に係る低級アルキルアルコールとしては、水と相溶し得るものであり、且つL-カルニチンを容易に溶解し得るもの、好ましくはL-カルニチンを 100g/L以上溶解し得るものであればよく、通常炭素数が１〜６の置換基を有してもよいアルキルアルコール、好ましくは炭素数１〜３の置換基を有してもよいアルキルアルコール、より好ましくは炭素数２〜３の置換基を有してもよいアルキルアルコール等が挙げられる。具体的にはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｎ−ヘプタノール、ｎ−ヘキサノール等が挙げられ、中でもL-カルニチンを溶解し且つその溶解度が高すぎない、エタノール、イソプロピルアルコール等が好ましく、エタノールが特に好ましい。【００１３】
本発明に係る低級アルキルアルコールと水との混合溶媒は、粗結晶L-カルニチンを溶解させるために用いられるものである。また、ここでいう水とは通常この分野での実験で用いられるものであれば特に限定されないが、例えば精製水、蒸留水、蒸留精製水等を表す。【００１４】
本発明に係る低級アルキルアルコール以外の有機溶媒（以下、本発明に係る有機溶媒と略記する場合がある）は、本発明に係る低級アルキルアルコール以外のものであって上記低級アルキルアルコールと相溶し、且つL-カルニチンを溶解しない又は溶解しにくいものである。このような本発明に係る有機溶媒のL-カルニチンの溶解度としては、通常０．１ｇ／ml以下、好ましくは０．０５ｇ／ml以下、より好ましくは０．０１ｇ／ml以下である。上記した性質を有する有機溶媒の中でも、L-カルニチンが食品添加物としてよく用いられることを考慮すると、毒性が低い若しくは毒性を有さないものが好ましい。具体的には、例えばメチルエチルケトン、アセトン等のケトン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル、ジクロロエタン、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられ、中でも酢酸エチルやアセトン等が好ましいものとして挙げられ、粒径の大きさを制御しやすいものとして、酢酸エチルが特に好ましい。【００１５】
本発明の精製法は、粗結晶L-カルニチンを低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解させた後に、減圧濃縮等の方法により再結晶させることによりなされ、それにより、純度が高く且つ粒径の大きな精製L-カルニチンを得ることができる。更に、L-カルニチンを上記混合溶媒に溶解させた後、本発明に係る有機溶媒を添加して再結晶させることにより、高い収率で上記のような純度が高く且つ粒径の大きい精製L-カルニチンを得ることができる。尚、上記の粗結晶L-カルニチンを低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解する方法としては、通常粗結晶L-カルニチンを、予め混合された低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に溶解することにより行われるが、粗結晶L-カルニチンを溶解した低級アルキルアルコール溶媒に水を添加混合させることにより行ってもよい。本発明の精製法は、具体的には以下のようにしてなされる。【００１６】
即ち、先ず、粗結晶L-カルニチンを低級アルキルアルコールと水との混合溶媒に、必要であれば加熱して溶解する。尚、この際の水の量は、L-カルニチンを溶解させた低級アルキルアルコールと水との混合溶媒中の水の量（水分含量）が、通常０.５〜１０％、好ましくは０.５〜６％、より好ましくは０．５〜４％、更に好ましくは０．５〜３％となるようにすればよい。【００１７】
その後、自体公知の再結晶方法によりL-カルニチンを得ればよく、具体的には、例えば該溶解液を通常−１０〜３０℃で、要すれば減圧濃縮して結晶を析出させることにより精製L-カルニチンを得ることができる。【００１８】
本発明に係る有機溶媒を添加する場合には、上記のようにL-カルニチンを混合溶媒に溶解した後、先ず、必要であれば減圧濃縮する。該濃縮によりL-カルニチンの飽和溶液とすることが好ましいが、通常全溶液量が１／３〜１／２倍量になるまで、好ましくは１／３倍になるまで濃縮する。また、濃縮の際にL-カルニチンの結晶が析出しても構わない。この濃縮後の溶液中の水分含量は、本発明に係る低級アルキルアルコールが蒸発するため、溶解時の値よりも多少上昇するが、通常０．５〜１０％、好ましくは０.５〜６％、より好ましくは０．５〜４％、更に好ましくは０．５〜３％であれば問題なく本発明の精製方法を行うことが出来る。また、L-カルニチンが析出するまで濃縮した場合、水がL-カルニチン結晶内に移行する可能性があるが、結晶が析出する前の水分含量が上記範囲内であれば問題はない。その後、本発明に係る有機溶媒を、濃縮後の全容液量の通常、０．５〜２．０倍、好ましくは１．０〜１．５倍の範囲で添加し、通常０〜１０℃、好ましくは０〜５℃で１〜２時間攪拌して結晶化することにより、目的の精製L-カルニチンを得ることができる。【００１９】
より具体的には、例えば低級アルキルアルコールとしてエタノールを用い、上記本発明に係る有機溶媒（ここでは酢酸エチル）を加える場合を例にとって、以下に説明する。即ち、例えば粗結晶L-カルニチンを、上記の如き水分含量となるように、エタノールと水との混合溶媒に通常４０〜７０℃、好ましくは５０〜６０℃で加熱して溶解し、その後、該溶液を、通常４０〜７０℃、好ましくは５０〜６０℃、通常８０〜１００mmHG、好ましくは６０〜７０mmHGの圧力で減圧濃縮してL-カルニチンを飽和量まで溶解させたエタノール−水混合溶液とする。尚、この際、飽和溶液を更に濃縮しても構わないが、その場合は、通常全溶液量が、最初に加えたL-カルニチンとエタノール−水混合溶液の総容量の１／３倍程度になるまで濃縮するのが好ましい。次いで、酢酸エチルを添加し、０〜５℃で１〜２時間攪拌して結晶化する。この際に添加する酢酸エチルの量は、濃縮倍率により変動し、濃縮後の全容液量に対して通常０．５〜２．０倍、好ましくは１．０〜１．５倍の範囲で適宜設定されればよい。その後、得られた結晶を濾取し、例えば通常７０〜８０℃、好ましくは４５〜５５℃、通常４０〜６０mmHG、好ましくは１０〜３０mmHGで乾燥することによって目的の精製L-カルニチンが得られる。【００２０】
本発明の精製方法に於いて用いられる低級アルキルアルコールの量は、用いられる低級アルキルアルコールの種類によって多少異なるが、その下限は、少なくとも粗結晶L-カルニチンが溶解し得る量、即ち、粗結晶L-カルニチン１ｇに対して通常３ml以上、好ましくは３.５ml以上、より好ましくは３.６mlである。また、多すぎてもL-カルニチンを結晶化した際の収量が低下するので、その上限は粗結晶L-カルニチン１ｇに対して通常１０ml以下、好ましくは８ml以下、より好ましくは５ml以下である。尚、低級アルキルアルコールとしてエタノールを用いる場合には、粗結晶L-カルニチン１ｇに対して、通常３ml以上１０ml以下、好ましくは３.６ml以上５ml以下である。【００２１】
本発明の精製方法に於いて用いられる本発明に係る水の量は、L-カルニチン溶液の量に応じて前記水分含量となるように添加すればよい。尚、本発明の方法によれば、該水分含量を調節することにより得られるL-カルニチンの結晶の平均粒径を調節することができ、例えば、低級アルキルアルコールとしてエタノールを用い、L-カルニチンを混合溶媒に溶解した後に減圧濃縮して飽和溶液とした場合に於いて、L-カルニチン溶解時の水分含量を０．１〜１％とすると平均粒径が１５０〜４００μｍ、１〜２％とすると平均粒径が３００〜８００μｍ、２％以上とすると平均粒径が１５０〜４００μｍのL-カルニチンを得ることが出来る。即ち、水分含量を調節することにより粒径の範囲を特定して精製L-カルニチンを得ることが可能となる。【００２２】
本発明の精製法に於ける本発明に係る有機溶媒の使用量は、L-カルニチンを混合溶媒に溶解した後に濃縮をしない場合には、最初にL-カルニチンを溶解するために添加される低級アルキルアルコールの量に対して通常０．５〜２．０倍量、好ましくは１．０〜１．５倍量であればよい。また、濃縮する場合には、上記本発明の精製方法の項で説明しているように、濃縮後の全容液量に対して通常０．５〜２．０倍、好ましくは１．０〜１．５倍の範囲で適宜設定されればよい。尚、本発明の精製法に於いては、減圧濃縮する方が有機溶媒の使用量を抑えることができ、また、精製L-カルニチンの収率を上げることができるので、より好ましい方法である。【００２３】
本発明の方法により得られる精製L-カルニチンの平均粒径は、低級アルキルアルコールの種類や混合溶媒中の水分含量により異なるが、通常１５０〜１５００μm、好ましくは２００〜１０００μｍ、より好ましくは２５０〜８００μｍ、更に好ましくは３００〜８００μｍである。粒径が３００μｍ以上となると、取り扱いが容易となるので特に好ましい。尚、該平均粒径は上記のように混合溶媒中の水分含量を変化させることにより調節することが出来る。【００２４】
本発明の方法によれば、粒径の大きな精製L-カルニチンを、光学純度が99％以上、好ましくは100％で得ることが出来る。【００２５】
以下に、比較例及び実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何等限定されるものではない。
【比較例１】
【００２６】
L-カルニチン(光学純度 99%)30kgを無水エタノール120Lに５０℃で溶解させた後、全容量が95Lになるまで50〜60℃、62〜65mmHGで減圧濃縮した。次いで、酢酸エチル60Lを添加して0〜5℃で1時間攪拌した後、生成物を濾取し、70℃、10mmHGで減圧乾燥して、L-カルニチン28.5kg(収率95.0％)を得た。
得られたL-カルニチンをHPLCで測定した結果、光学純度は100％e.e.であり、極めて高純度であった。また、その平均粒子径をレーザー分光粒子径測定器（MASTERSIZER2000、MALVERN社製）を用いて測定した結果、74μmであった。
【実施例１】
【００２７】
L-カルニチン(光学純度 99%)10gを95v/v%エタノール20mLに８０℃で溶解させ(溶液中の水分含量：5.2 w/w%)、更に25℃で1時間攪拌した後、生成物を濾取し、70℃、10mmHGで減圧乾燥してL-カルニチン4.5g(収率45.0％)を得た。
得られたL-カルニチンをHPLCで測定した結果、光学純度は100％e.e.であり、極めて高純度であった。また、その平均粒子径をレーザー分光粒子径測定器（MASTERSIZER2000、MALVERN社製）を用いて測定した結果、335μmであった。
【実施例２】
【００２８】
L-カルニチン(光学純度 99%)30gを、無水エタノール108mL及び水1.0gに５０℃で溶解させた後(溶液中の水分含量：0.8 w/w%)、全容量が54mLになるまで50〜60℃、62〜65mmHGで減圧濃縮した。次いで、酢酸エチル60mLを添加して0〜5℃で1時間攪拌した後、生成物を濾取し、70℃、10mmHGで減圧乾燥してL-カルニチン28.5g(収率95.0％)を得た。
得られたL-カルニチンをHPLCで測定した結果、光学純度は100％e.e. であり、極めて高純度であった。また、その平均粒子径をレーザー分光粒子径測定器（MASTERSIZER2000、MALVERN社製）を用いて測定した結果、200μmであった。
【実施例３】
【００２９】
L-カルニチン(光学純度 99%)30kgを、無水エタノール120L及び水1.7kgに５０℃で溶解させた後(溶液中の水分含量：1.3 w/w%)、50〜60℃、62〜65mmHgで減圧濃縮すると、エタノールが38L留去された時点で結晶が析出しはじめた(この時点での水分含量：1.3％)。更に、エタノールを留去し、残り全容量54L（合計96Lの留去）となるまで減圧濃縮した(この時点での水分含量：1.4%、L-カルニチン結晶析出量：47.8％)。次いで、酢酸エチル60Lを添加して0〜5℃で1時間攪拌した後に生成物を濾取し、70℃、10mmHGで減圧乾燥してL-カルニチン28.7kg(収率95.7％)を得た。
得られたL-カルニチンをHPLCで測定した結果、光学純度は100％e.e. であり、極めて高純度であった。また、その平均粒子径をレーザー分光粒子径測定器（MASTERSIZER2000、MALVERN社製）を用いて測定した結果、643μmであった。
【実施例４】
【００３０】
L-カルニチン(光学純度 99%)30gを、無水エタノール108mL及び水3.0gに５０℃で溶解させた後(溶液中の水分含量：2.3 w/w%)、全容量が54mLになるまで50〜60℃、62〜65mmHgで減圧濃縮した。次いで、酢酸エチル60mLを添加して0〜5℃で1時間攪拌した後に生成物を濾取し、70℃、10mmHGで減圧乾燥してL-カルニチン27.9g(収率93.0％)を得た。
得られたL-カルニチンをHPLCで測定した結果、光学純度は100％e.e. であり、極めて高純度であった。また、その平均粒子径をレーザー分光粒子径測定器（MASTERSIZER2000、MALVERN社製）を用いて測定した結果、360μmであった。
【実施例５】
【００３１】
L-カルニチン(光学純度 99%)30gを、無水エタノール108mL及び水4.6gに５０℃で溶解させた後(溶液中の水分含量：3.8 w/w%)、全容量が54mLになるまで50〜60℃、62〜65mmHgで減圧濃縮した。次いで、酢酸エチル60mLを添加して0〜5℃で1時間攪拌した後に生成物を濾取し、70℃、10mmHGで減圧乾燥してL-カルニチン25.7g(収率85.8％)を得た。
得られたL-カルニチンをHPLCで測定した結果、光学純度は100％e.e. であり、極めて高純度であった。また、その平均粒子径をレーザー分光粒子径測定器（MASTERSIZER2000、MALVERN社製）を用いて測定した結果、320μmであった。
【実施例６】
【００３２】
L-カルニチン(光学純度 99%)30gを、無水エタノール108mL及び水6.45gに４０℃で溶解させた後(溶液中の水分含量：5.3 w/w%)、全容量が54mLになるまで50〜60℃、62〜65mmHgで減圧濃縮した。次いで、酢酸エチル60mLを添加して0〜5℃で1時間攪拌した後に生成物を濾取し、70℃、10mmHGで減圧乾燥してL-カルニチン21.9g(収率73.2％)を得た。
得られたL-カルニチンをHPLCで測定した結果、光学純度は100％e.e. であり、極めて高純度であった。また、その平均粒子径をレーザー分光粒子径測定器（MASTERSIZER2000、MALVERN社製）を用いて測定した結果、314μmであった。
【実施例７】
【００３３】
L-カルニチン(光学純度 99%)30gを、無水イソプロパノール120mL及び水1.7gに７０℃で溶解させた後(溶液中の水分含量：1.3 w/w%)、全容量が54mLになるまで50〜60℃、62〜65mmHgで減圧濃縮した。次いで、酢酸エチル60mLを添加して0〜5℃で1時間攪拌した後に生成物を濾取し、70℃、10mmHGで減圧乾燥してL-カルニチン28.2g(収率94.0%)を得た。
得られたL-カルニチンをHPLCで測定した結果、光学純度は100％e.e. であった。また、その平均粒子径をレーザー分光粒子径測定器（MASTERSIZER2000、MALVERN社製）を用いて測定した結果、300μmであった。【００３４】
【表１】
0004967659.tif 000002
【実施例８】
【００３５】
実施例３及び比較例１で得られたL-カルニチンの結晶約3gを電子天秤（METTLER AE240）で精秤した後、該結晶を直径8.5cm,高さ2cmのシャーレ全体に広げ、温度:20±2℃,湿度:30±5%の条件で放置し、それぞれの吸湿率の変化を測定した。その結果を図１に示す。尚、吸湿率は以下の式より算出した。
吸湿率（％）＝（増加重量／スタート重量）×100【００３６】
上記結果から、明らかなように本発明に係る低級アルキルアルコールに水を少量添加することにより、水を添加しない場合と比較して、得られるL-カルニチン結晶の平均粒径が大きくなることが分かった。また、無水イソプロパノールを用いた場合も水を添加すると、300μｍという平均粒径の大きなL-カルニチンが得られることが分かった。更に、吸湿性を比較した結果、平均粒径の大きいL-カルニチンの結晶は、その吸湿性が低いことも分かった。
【図１】
0004967659.tif 000003