ジアステレオマー形成およびラセミ化を併用する優先晶析法による高度光学分割プロセス

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360380
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 松岡 正邦 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 教授 (40016671)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 滝山 博志 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (40251582) ; 羽田 麻衣子 東京農工大学, 大学院共生科学技術研究部, 助手 (90365883)
• Keywords: 光学分割 / ジアステレオマー / ラセミ化反応 / 光学純度

Research Abstract

優先晶析法による光学分割は通常回分操作で行われ、操作の後半で光学純度の低下が見られることが工学的に大きな問題となっている。本研究では、純度低下の現象の解明と、ジアステレオマー形成反応とラセミ化反応の同時導入による操作法の開発の2点を中心に行っている。
純度低下機構の解明には光学顕微鏡および原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、親結晶表面で親とは異なる光学異性体が生成し、成長する様子を観察し表面でのエピタキシャル的な不均一核発生機構によるものと考察した。この成果は化学工学会第71年会にて発表した(伊藤、羽田、滝山、松岡:「ラセミ溶液中における光学異性体の結晶化現象の検討」(2006))。このことは、回分操作の後半では純度低下が避けられないことを示している。
このためには不要な異性体を有用な異性体に返還する異性化反応(ラセミ化反応)を併用することにより、不要な異性体の濃度増加を防ぎ純度低下を防止する操作法が有効であると考えられる。また、優先晶析法はラセミ化合物を形成する系には適用できないが、ラセミ化合物はアミノ酸を中心に多くの系で形成することが知られている。本研究ではピリジルアラニン(PA)をモデル物質として、これにL-酒石酸(L-TA)を分割剤として加えてL-PA・L-TAのジアステレオマーを析出させ、同時に溶液中のD-PAをラセミ化反応によりL-PAに返還することを試みた。これまでのところ、(1)PA,L-TA,L-PA・L-TAのメタノール中の各溶解度を測定し、(2)L-PA・L-TAのジアステレオマー形成反応はラセミ化反応に比べて速いこと、(3)製品結晶の光学純度は攪拌速度の影響を受け最適な攪拌速度が存在すること、等を明らかにした。これらの成果は平成18年度の分離技術会年会にて発表予定である。