[发明专利]制备苯基丙氨酸无水结晶的方法

说明书

本发明是关于一种制备旋光性苯基丙氨酸无水结晶的方法，该旋光活性苯基丙氨酸无水结晶是用作一种药物的原料粉末，一种药物中间体和一种增甜剂的原料。

L-苯基丙氨酸是营养上不可缺少的主要的氨基酸，在工业上它用作L-天冬氨酰-L-苯基丙氨酸甲酯即一种增甜剂的起始原料。

在旋光性苯基丙氨酸的制备方法中，它是从蛋白质，例如脱脂大豆等的水解产物中分离出来，旋光性苯基丙氨酸的已知生产方法为发酵方法和合成方法。在这些方法的任何一种中，为纯化旋光性苯基丙氨酸通常都进行结晶和沉淀。当旋光性的苯基丙氨酸溶液在pH为3-9结晶和沉淀时，通常得到无水结晶(下文称为“α-形结晶”)或一水合物结晶(下文称“β-形结晶”)。α-形结晶为片状或絮状结晶，而β-型结晶为细针状结晶。而且α-形结晶显示与出母液良好的分离特性，且结晶含母液较少。因此，α-形结晶比β-形结晶在工业上更有利。从而对稳定地制备高质量的α-形结晶的方法已进行了各种各样的研究。

至今，通过如下的方法来制备高质量的α-型结晶。

方法(1)：将氯化钠以至少20g/100g H₂O的量加入含苯基丙氨酸的水溶液中，该混合物冷却到30℃或更低的温度，以结晶和沉淀苯基丙氨酸(日本特许公开号91,062/1992)。

方法2)：将表面活性剂，例如山梨糖醇酐烷基酯或聚氧乙烯山梨糖醇酐烷基酯加入含苯基丙氨酸和氯化铵的水溶液，以结晶和沉淀苯基丙氨酸(日本特许公开号103,565/1992)。

方法3)：在培养期间，在苯基丙氨酸发酵溶液中苯基丙氨酸的浓度高于溶解度时，加入α-型晶种，结晶和沉淀苯基丙氨酸(日本特许公开号304,971/1993)。

进一步说，为以高产率制备苯基丙氨酸，至今还运用了下述的方法。

方法4)：分离苯基丙氨酸的方法，是向含苯基丙氨酸溶液加入20-40(wt)％的硫酸铵，该混合物在30℃或更低的温度下过滤(日本特许公开号163,215/1993)。

方法5)：结晶和沉淀苯基丙氨酸的方法，是将至少为8(wt)％的硫酸铵加入到由肉桂酸和氨酶化反应所得到的苯基丙氨酸溶液(日本特许公开号178,801/1993)。

然而，这些方法并没有研究稳定地制备α-型结晶。即使α-型结晶生成，仅确定了在结晶溶液中的每种添加剂的浓度。综合的考虑没有提供。

本发明涉及制备高质量的苯基丙氨酸结晶，同时保持在L-苯基丙氨酸的结晶和沉淀步骤中的优良处理性能的方法。

旋光性的苯基丙氨酸在给定的温度下(转变点)生成α-形结晶，在低于给定的温度下生成β-形结晶。在水溶液体系中，旋光性苯基丙氨酸的转变点约为37℃。通过利用显微镜、x-射线分析等发现。估计所生成的结晶为α-形结晶或β-形结晶。但是，转变点一般都难以测量。当溶液中的旋光性的苯基丙氨酸的浓度变高和转变点明显地估计上升时，苯基丙氨酸甚至可深信是在α-形结晶区、β-形结晶区沉淀的40℃的温度下结晶和沉淀。

本发明人对结晶和沉淀旋光性苯基丙氨酸的现象进行了刻苦地研究，同时，仔细地观察结晶/沉淀温度、溶液中旋光性苯基丙氨酸的浓度、溶液的渗透压和此时沉淀的旋光性苯基丙氨酸的晶形。结果，他们的发现如图1所示，在溶液的高渗透压下生成α-形结晶，而在溶液的低渗透压下生成β-形结晶。α形结晶区和β形结晶区之间的分界线以溶液的结晶/沉淀区温度和渗透压采表示。因此，人们已经发现，如果在给定结晶/沉淀温度T(℃)下得到α-形结晶，那么将待结晶和沉淀的含旋光性苯基丙氨酸溶液的渗透压(_)调节为至少10500-450T+4.4T²时，即使结晶/沉淀温度T(℃)低于纯体系的转变点时，由此使得可能稳定地制备α-形结晶。也就是说，即使苯基丙氨酸在低于水溶液体系温度37℃的转变点的水溶液体系中结晶和沉淀时，调节如上所述的渗透压，就能够稳定和容易地生成至今难以得到的α-形结晶。

本文中所指的渗透压是利用以凝固点降低为基础的渗透压力计来测量的值，其单位是nmol/kg·H₂O。