JP7116207B2 - ３－ヒドロキシイソ吉草酸の一価カチオン塩の結晶および該結晶の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、健康食品、医薬品または化粧品等の製品、原料または中間体等として有用である３－ヒドロキシイソ吉草酸（β-hydroxy-β-methylbutyrate）（以下、ＨＭＢという。）の一価カチオン塩の結晶および該結晶の製造方法に関する。

ＨＭＢは、例えば、健康食品、医薬品または化粧品等の製品、原料または中間体等として有用である。ＨＭＢは、体内でのロイシン代謝により得られる有機酸であり、筋肉の増強効果や分解抑制に効果があるとされている（非特許文献１及び２）。

商業上ＨＭＢは、遊離カルボン酸体またはＣａ塩のいずれかの形態でのみ市場に流通している。特にサプリメント・健康食品用途としては、Ｃａ塩がハンドリングに優れた粉末であることからＣａ塩が使用されることがほとんどである（非特許文献３）。

Ｃａは体内で骨の形成、神経の働き、筋肉運動等を担う重要なミネラルである。しかしながら最近、Ｃａの過剰摂取によって、心臓血管疾患や虚血性心疾患による死亡リスクが増加することが報告されている（非特許文献４）。

国際公開第２０１４／１６６２７３号 米国特許第６２４８９２２号明細書 国際公開第２０１３／０２５７７５号

Journal of Applied Physiology, Vol. 81, p2095, 1996 Nutrition & Metabolism, Vol. 5, p1, 2008 Journal of the International Society of Sports Nutrition Vol . 10, p6, 2013 The BMJ., Vol. 346, p228, 2013

調剤分野では、Ｃａ塩由来のＣａがリン酸などの他の成分と結合して不溶性塩を作りやすく、高濃度の溶液を調製できないなどの課題がある。Ｃａ塩（特許文献１－３）およびＭｇ塩（特許文献１）は、結晶化を利用した製造方法が開示されている一方で、ＣａおよびＭｇ以外の塩形態については、いずれの塩形態についても、既知の結晶は知られておらず、産業上有用なＨＭＢ塩の結晶および製造方法が求められている。

したがって、本発明の課題は、溶解性に優れ、取り扱い容易なＨＭＢ一価カチオン塩の結晶、及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、以下の（１）～（２３）に関する。
（１）ＨＭＢの一価カチオン塩の結晶。
（２）一価カチオン塩が、ナトリウム塩である、上記（１）の結晶。
（３）一価カチオン塩が、カリウム塩である、上記（１）の結晶。
（４）一価カチオン塩が、アンモニウム塩である、上記（１）の結晶。
（５）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、８．４±０．２°、６．６±０．２°、１９．７±０．２°、１３．３±０．２°、および２９．４±０．２°にピークを有する、上記（２）の結晶。
（６）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、さらに、３５．１±０．２°、１７．３±０．２°、２４．５±０．２°、１７．８±０．２°、および２９．９±０．２°にピークを有する、上記（５）の結晶。
（７）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、さらに、１６．６±０．２°、２３．９±０．２°、１８．８±０．２°、１８．０±０．２°、および２５．３±０．２°にピークを有する、上記（６）の結晶。
（８）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、６．７±０．２°、１３．３±０．２°、および２０．０±０．２°にピークを有する、上記（２）の結晶。
（９）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、さらに、６．０±０．２°、４７．７±０．２°、４０．６±０．２°、２６．７±０．２°、および１２．０±０．２°にピークを有する、上記（８）の結晶。
（１０）およそ－１８０℃で測定した場合、次の概略的単位胞パラメーター：ａ＝１０．６６７９Å；ｂ＝５．８８６２Å；ｃ＝２６．７３６Å；α＝９０°；β＝９７．９６６°；γ＝９０°；Ｖ＝１６６２．６Å^３；Ｚ＝８；を有し、計算密度（Ｄ_ｃａｌｃ、ｇｃｍ^－３）が１．４０７ｇｃｍ^－３であり；かつ空間群がＣ２／ｃ；である、上記（８）または（９）の結晶。
（１１）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、９．０±０．２°、２７．１±０．２°、２３．８±０．２°、１６．１±０．２°、および２２．９±０．２°にピークを有する、上記（３）の結晶。
（１２）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、さらに、３０．７±０．２°、８．１±０．２°、６．４±０．２°、３２．１±０．２°、および２８．５±０．２°にピークを有する、上記（１１）の結晶。
（１３）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、さらに、４０．１±０．２°、３１．１±０．２°、２４．６±０．２°、１８．７±０．２°、および３４．４±０．２°にピークを有する、上記（１２）の結晶。
（１４）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、１９．９±０．２°、２１．１±０．２°、２９．９±０．２°、１７．３±０．２°、および１８．０±０．２°にピークを有する、上記（４）の結晶。
（１５）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、さらに、２５．６±０．２°、８．６±０．２°、１８．２±０．２°、３９．６±０．２°、および４０．５±０．２°にピークを有する、上記（１４）の結晶。
（１６）粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、さらに、２８．８±０．２°、３９．７±０．２°、１８．６±０．２°、１５．５±０．２°、および１４．３±０．２°にピークを有する、上記（１５）の結晶。
（１７）ｐＨが４．０～１０．０である一価カチオン含有化合物を含むＨＭＢの水溶液を２０～６０℃で減圧濃縮することにより、該水溶液中にＨＭＢ一価カチオン塩・無水和物の結晶を析出させる工程、及び、該水溶液からＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を採取する工程、を含むＨＭＢ一価カチオン塩の結晶の製造方法。
（１８）ｐＨが４．０～１０．０である一価カチオン含有化合物を含むＨＭＢの水溶液に、種晶としてＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を添加する工程、該水溶液中にＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程、及び、該水溶液からＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を採取する工程、を含むＨＭＢ一価カチオン塩の結晶の製造方法。
（１９）ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程が、ニトリル類及びケトン類からなる群より選ばれる溶媒を添加または滴下することにより、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程である、上記（１８）の製造方法。
（２０）ニトリル類が、アセトニトリルであり、ケトン類が、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびジエチルケトンからなる群より選ばれる溶媒である、上記（１９）の製造方法。
（２１）一価カチオン含有化合物が、ナトリウム含有化合物であり、一価カチオン塩が、ナトリウム塩である、上記（１７）～（２０）のいずれか１つの製造方法。
（２２）一価カチオン含有化合物が、カリウム含有化合物であり、一価カチオン塩が、カリウム塩である、上記（１７）～（２０）のいずれか１つの製造方法。
（２３）一価カチオン含有化合物が、アンモニウム含有化合物であり、一価カチオン塩が、アンモニウム塩である、上記（１７）～（２０）のいずれか１つの製造方法。

本発明により、取り扱いしやすいＨＭＢ一価カチオン塩の結晶およびその製造方法が提供される。本発明のＨＭＢ一価カチオン塩の結晶はカルシウム塩と比較して高い溶解度を示し、不溶性の塩を作らず、電解質異常を誘発しないなど、優位性のある塩結晶である。

図１は、実施例１で得られた、ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶の粉末Ｘ線回折の結果を表わす。 図２は、実施例１で得られた、ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶の赤外分光（ＩＲ）分析の結果を表わす。 図３は、実施例２で得られた、ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶の粉末Ｘ線回折の結果を表わす。 図４は、実施例２で得られた、ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶の赤外分光（ＩＲ）分析の結果を表わす。 図５は、実施例５で得られた、ＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶の粉末Ｘ線回折の結果を表わす。 図６は、実施例５で得られた、ＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶の赤外分光（ＩＲ）分析の結果を表わす。 図７は、実施例７で得られた、ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶の粉末Ｘ線回折の結果を表わす。 図８は、実施例７で得られた、ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶の赤外分光（ＩＲ）分析の結果を表わす。 図９は、実施例３で得られた、ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶の粉末Ｘ線回折の結果を表わす。 図１０は、実施例３で得られた、ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶の赤外分光（ＩＲ）分析の結果を表わす。

１．本発明の結晶
本発明の結晶は、ＨＭＢの一価カチオン塩の結晶であり、より具体的にはＨＭＢナトリウム塩、ＨＭＢカリウム塩、および、ＨＭＢアンモニウム塩（以下、「本発明の結晶」ともいう。）である。本発明の結晶がＨＭＢの結晶であることは、後述の分析例に記載のＨＰＬＣを用いた方法により確認することができる。

本発明の結晶がナトリウム塩の結晶であることは、当該結晶中に含まれるナトリウム含量を、後述の分析例に記載の原子吸光光度計を用いて測定することにより確認することができる。例えば、本発明の結晶が１ナトリウム塩の結晶であることは、該結晶中のナトリウム含量が、通常１６．４±３．０重量％、好ましくは１６．４±２．０重量％、最も好ましくは１６．４±１．０重量％であることにより確認することができる。

また、本発明の結晶がカリウム塩の結晶であることは、当該結晶中に含まれるカリウム含量を、後述の分析例に記載の原子吸光光度計を用いて測定することにより確認することができる。例えば、本発明の結晶が１カリウム塩の結晶であることは、該結晶中のカリウム含量が、通常２５．０±３．０重量％、好ましくは２５．０±２．０重量％、最も好ましくは２５．０±１．０重量％であることにより確認することができる。

また、本発明の結晶がアンモニウム塩の結晶であることは、当該結晶中に含まれるアンモニウム含量を、後述の分析例に記載のＨＰＬＣを用いて測定することにより確認することができる。例えば、本発明の結晶が１アンモニウム塩の結晶であることは、該結晶中のアンモニウム含量が、通常１３．３±３．０重量％、好ましくは１３．３±２．０重量％、最も好ましくは１３．３±１．０重量％であることにより確認することができる。

本発明の結晶が無水和物又は水和物の結晶であることは、後述の分析例に記載のカールフィッシャー法を用いて測定することにより確認することができ、特に当該方法で測定した水分含量が、通常１．５重量％以下、好ましくは１．３重量％以下、最も好ましくは１．０重量％以下である結晶は無水和物結晶であると確認することができる。ＨＭＢナトリウム塩の結晶が２水和物であることは、当該方法で測定した水分含量が、通常２０．５±５．０重量％、好ましくは２０．５±３．０重量％、最も好ましくは２０．５±１．０重量％であることから確認することができる。

ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶としては、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折パターンが、図１および３、ならびに表１および３に示す値で規定される、ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶を挙げることができる。なお、図１と表１、図３と表３がそれぞれのＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶の回折結果に対応する。

また、ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶としては、後述の分析例に記載の赤外（ＩＲ）分析に供した場合、図２および図４に示す赤外吸収スペクトルを示すＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶を挙げることができる。

ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶は、具体的には、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折において、下記（i）に記載の回折角（２θ）にピークを有することが好ましく、さらに下記（i）に記載の回折角（２θ）におけるピークに加えて下記（ii）に記載の回折角（２θ）にピークを有することがより好ましく、さらに下記（i）および（ii）に記載の回折角（２θ）におけるピークに加えて下記（iii）に記載の回折角（２θ）にピークを有することがさらに好ましい。
（i）８．４±０．２°、好ましくは８．４±０．１°、６．６±０．２°、好ましくは６．６±０．１°、１９．７±０．２°、好ましくは１９．７±０．１°、１３．３±０．２°、好ましくは１３．３±０．１°、および２９．４±０．２°、好ましくは２９．４±０．１°
（ii）３５．１±０．２°、好ましくは３５．１±０．１°、１７．３±０．２°、好ましくは１７．３±０．１°、２４．５±０．２°、好ましくは２４．５±０．１°、１７．８±０．２°、好ましくは１７．８±０．１°、および２９．９±０．２°、好ましくは２９．９±０．１°
（iii）１６．６±０．２°、好ましくは１６．６±０．１°、２３．９±０．２°、好ましくは２３．９±０．１°、１８．８±０．２°、好ましくは１８．８±０．１°、１８．０±０．２°、好ましくは１８．０±０．１°、および２５．３±０．２°、好ましくは２５．３±０．１°

ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶としては、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折パターンが、図９、および表５に示す値で規定される、ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶を挙げることができる。

また、ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶としては、後述の分析例に記載の赤外（ＩＲ）分析に供した場合、図１０に示す赤外吸収スペクトルを示すＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶を挙げることができる。

ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶は、具体的には、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折において、下記（iv）に記載の回折角（２θ）にピークを有することが好ましく、さらに下記（iv）に記載の回折角（２θ）におけるピークに加えて下記（v）に記載の回折角（２θ）にピークを有することがより好ましい。
（iv）６．７±０．２°、好ましくは６．７±０．１°、１３．３±０．２°、好ましくは１３．３±０．１°、２０．０±０．２°、好ましくは２０．０±０．１°
（v）６．０±０．２°、好ましくは６．０±０．１°、４７．７±０．２°、好ましくは４７．７±０．１°、４０．６±０．２°、好ましくは４０．６±０．１°、２６．７±０．２°、好ましくは２６．７±０．１°、および１２．０±０．２°、好ましくは１２．０±０．１°

結晶構造を決定する方法としては、単結晶Ｘ線回折装置による構造解析を挙げることができる。ＨＭＢの一価カチオン塩の単結晶を回折計に取り付け、室温の大気中または所定の温度の不活性ガス気流中で、所定の波長のX線を用いて、回折画像を測定する。回折画像から算出された面指数と回折強度の組から、直接法による構造決定と最小二乗法による構造精密化を行い、単結晶構造を得る。

一実施形態において、ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶形態は、おおよそ以下の結晶パラメーター、すなわち：およそ－１８０℃で測定した場合、単位格子寸法：ａ＝１０．６６７９Å；ｂ＝５．８８６２Å；ｃ＝２６．７３６Å；α＝９０°；β＝９７．９６６°；γ＝９０°；Ｖ＝１６６２．６Å^３；Ｚ＝８；を有し、計算密度（Ｄ_ｃａｌｃ、ｇｃｍ^－３）が１．４０７ｇｃｍ^－３であり；かつ空間群がＣ２／ｃ；である単結晶Ｘ線結晶学的解析結果を示すことが好ましい。一実施形態において、ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶形態は式［Ｎａ^＋・（Ｃ_５Ｈ_９Ｏ_４）^－・２Ｈ_２Ｏ］で表されることが好ましい。

ＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶としては、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折パターンが、図５、および表８に示す値で規定される、ＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶を挙げることができる。

また、ＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶としては、後述の分析例に記載の赤外分光（ＩＲ）分析に供した場合、図６に示す赤外吸収スペクトルを示すＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶を挙げることができる。

ＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶は、具体的には、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折において、下記（vi）に記載の回折角（２θ）にピークを有することが好ましく、さらに下記（vi）に記載の回折角（２θ）におけるピークに加えて下記（vii）に記載の回折角（２θ）にピークを有することがより好ましく、さらに下記（vi）および（vii）に記載の回折角（２θ）におけるピークに加えて下記（viii）に記載の回折角（２θ）にピークを有することがさらに好ましい。
（vi）９．０±０．２°、好ましくは９．０±０．１°、２７．１±０．２°、好ましくは２７．１±０．１°、２３．８±０．２°、好ましくは２３．８±０．１°、１６．１±０．２°、好ましくは１６．１±０．１°、および２２．９±０．２°、好ましくは２２．９±０．１°
（vii）３０．７±０．２°、好ましくは３０．７±０．１°、８．１±０．２°、好ましくは８．１±０．１°、６．４±０．２°、好ましくは６．４±０．１°、３２．１±０．２°、好ましくは３２．１±０．１°、および２８．５±０．２°、好ましくは２８．５±０．１°
（viii）４０．１±０．２°、好ましくは４０．１±０．１°、３１．１±０．２°、好ましくは３１．１±０．１°、２４．６±０．２°、好ましくは２４．６±０．１°、１８．７±０．２°、好ましくは１８．７±０．１°、および３４．４±０．２°、好ましくは３４．４±０．１°

ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶としては、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折パターンが、図７および表１０に示す値で規定される、ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶を挙げることができる。

また、ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶としては、後述の分析例に記載の赤外分光（ＩＲ）分析に供した場合、図８に示す赤外吸収スペクトルを示すＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶を挙げることができる。

ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶は、具体的には、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折において、下記（ix）に記載の回折角（２θ）にピークを有することが好ましく、さらに下記（ix）に記載の回折角（２θ）におけるピークに加えて下記（x）に記載の回折角（２θ）にピークを有することがより好ましく、さらに下記（ix）および（x）に記載の回折角（２θ）におけるピークに加えて下記（xi）に記載の回折角（２θ）にピークを有することがさらに好ましい。
（ix）１９．９±０．２°、好ましくは１９．９±０．１°、２１．１±０．２°、好ましくは２１．１±０．１°、２９．９±０．２°、好ましくは２９．９±０．１°、１７．３±０．２°、好ましくは１７．３±０．１°、および１８．０±０．２°、好ましくは１８．０±０．１°
（x）２５．６±０．２°、好ましくは２５．６±０．１°、８．６±０．２°、好ましくは８．６±０．１°、１８．２±０．２°、好ましくは１８．２±０．１°、３９．６±０．２°、好ましくは３９．６±０．１°、および４０．５±０．２°、好ましくは４０．５±０．１°
（xi）２８．８±０．２°、好ましくは２８．８±０．１°、３９．７±０．２°、好ましくは３９．７±０．１°、１８．６±０．２°、好ましくは１８．６±０．１°、１５．５±０．２°、好ましくは１５．５±０．１°、および１４．３±０．２°、好ましくは１４．３±０．１°

２．本発明のＨＭＢ一価カチオン塩の結晶の製造方法
本発明の結晶の製造方法は、以下に記載の製造方法（以下、「本発明の結晶の製造方法」ともいう。）である。

本発明の結晶の製造方法としては、ｐＨが４．０～１０．０である一価カチオン含有化合物、より具体的にはナトリウム含有化合物、カリウム含有化合物、およびアンモニア含有化合物から選ばれる少なくとも１を含むＨＭＢの水溶液を２０～６０℃で濃縮することにより該水溶液からＨＭＢ一価カチオン塩、より具体的にはＨＭＢナトリウム塩の結晶、ＨＭＢカリウム塩の結晶、およびＨＭＢアンモニウム塩の結晶から選ばれる少なくとも１を析出させる工程、および該水溶液からＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を採取する工程、を含むＨＭＢ一価カチオン塩の結晶の製造方法を挙げることができる。

ＨＭＢの水溶液に含有されるＨＭＢは、発酵法、酵素法、天然物からの抽出法または化学合成法等のいずれの製造方法によって製造されたものであってもよい。

ＨＭＢの水溶液に、結晶化の障害となる固形物が含まれる場合には、遠心分離、濾過またはセラミックフィルタ等を用いて固形物を除去することができる。また、ＨＭＢの水溶液に、結晶化の障害となる水溶性の不純物や塩が含まれる場合には、イオン交換樹脂等を充填したカラムに通塔する等により、水溶性の不純物や塩を除去することができる。

また、ＨＭＢの水溶液に、結晶化の障害となる疎水性の不純物が含まれる場合には、合成吸着樹脂や活性炭等を充填したカラムに通塔する等により、疎水性の不純物を除去することができる。
該水溶液は、ＨＭＢの濃度が通常５００ｇ／Ｌ以上、好ましくは６００ｇ／Ｌ以上、より好ましくは７００ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは８００ｇ／Ｌ以上となるように調製することができる。

ナトリウム含有化合物としては、例えば、水酸化ナトリウムのような塩基性化合物、またはナトリウムの炭酸化物、ナトリウムの硫酸化物、ナトリウムの硝酸化物若しくはナトリウムの塩化物のような中性塩を挙げることができる。中性塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、または塩化ナトリウムを挙げることができる。

ナトリウム含有化合物として塩基性化合物を用いる場合、当該塩基性化合物を使用してＨＭＢの水溶液のｐＨを調整することにより、ｐＨが通常４．０～１０．０、好ましくは４．５～９．５、最も好ましくは５．０～９．０であるナトリウム含有化合物を含むＨＭＢの水溶液を取得することができる。

カリウム含有化合物としては、例えば、水酸化カリウムのような塩基性化合物、またはカリウムの炭酸化物、カリウムの硫酸化物、カリウムの硝酸化物若しくはカリウムの塩化物のような中性塩を挙げることができる。中性塩としては、例えば、炭酸カリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウム、または塩化カリウムを挙げることができる。

カリウム含有化合物として塩基性化合物を用いる場合、当該塩基性化合物を使用してＨＭＢの水溶液のｐＨを調整することにより、ｐＨが通常４．０～１０．０、好ましくは４．５～９．５、最も好ましくは５．０～９．０であるカリウム含有化合物を含むＨＭＢの水溶液を取得することができる。

アンモニウム含有化合物としては、例えば、アンモニア水溶液のような塩基性化合物、またはアンモニアの炭酸化物、アンモニアの硫酸化物、アンモニアの硝酸化物若しくはアンモニアの塩化物のような中性塩を挙げることができる。中性塩としては、例えば、炭酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、または塩化アンモニウムを挙げることができる。

アンモニウム含有化合物として塩基性化合物を用いる場合、当該塩基性化合物を使用してＨＭＢの水溶液のｐＨを調整することにより、ｐＨが通常４．０～１０．０、好ましくは４．５～９．５、最も好ましくは５．０～９．０であるアンモニウム含有化合物を含むＨＭＢの水溶液を取得することができる。

前記水溶液中に、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる方法としては、該水溶液を減圧濃縮する方法、該水溶液中にニトリル類及びケトン類からなる群より選ばれる溶媒を添加または滴下する方法等を挙げることができる。また、これらの方法は、１以上の方法を組み合わせて用いることもできる。

前記水溶液を減圧濃縮する方法における、該水溶液の温度としては、通常０～１００℃、好ましくは１０～９０℃、最も好ましくは２０～６０℃を挙げることができる。前記水溶液を減圧濃縮する方法における、減圧時間としては、通常１～１２０時間、好ましくは２～６０時間、最も好ましくは３～５０時間を挙げることができる。

前記水溶液中にニトリル類及びケトン類からなる群より選ばれる溶媒を添加または滴下することにより、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる方法においては、ニトリル類及びケトン類からなる群より選ばれる溶媒の添加または滴下を開始する前または開始した後、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶が析出する前に、種晶としてＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を添加してもよい。前記結晶としては、前記水溶液を減圧濃縮する方法によって製造されるＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を挙げることができる。

前記種晶を添加する時間としては、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶が析出される前であれば特に限定されないが、ニトリル類及びケトン類からなる群より選ばれる溶媒の滴下または添加を開始してから、通常０～５時間以内、好ましくは０～４時間以内、最も好ましくは０～３時間以内を挙げることができる。

ニトリル類としては、アセトニトリルが好ましい。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびジエチルケトンからなる群より選ばれるケトン類が好ましく、アセトンおよびメチルエチルケトンからなる群より選ばれるケトン類がより好ましく、アセトンがさらに好ましい。

ニトリル類及びケトン類からなる群より選ばれる溶媒を添加または滴下するときの該水溶液の温度としては、ＨＭＢが分解しない温度であればいずれの温度でもよいが、溶解度を下げてＨＭＢ一価カチオン塩の結晶の結晶化率を向上させるために、通常８０℃以下、好ましくは７０℃以下、より好ましくは６０℃以下、最も好ましくは５０℃以下を挙げることができる。温度の下限値としては、通常０℃以上、好ましくは１０℃以上を挙げることができる。

ニトリル類、ケトン類からなる群より選ばれる溶媒を添加または滴下する量としては、該水溶液の通常１～３０倍量、好ましくは２～２５倍量、最も好ましくは３～１０倍量を挙げることができる。

ニトリル類、ケトン類からなる群より選ばれる溶媒を添加または滴下する時間としては、通常１～４８時間、好ましくは２～３０時間、最も好ましくは３～２０時間を挙げることができる。

上記のようにしてＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させた後、さらに析出した結晶を通常１～４８時間、好ましくは１～２４時間、最も好ましくは１～１２時間熟成させることができる。熟成させるとは、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程を一旦停止して、結晶を成長させることをいう。

結晶を熟成させた後は、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程を再開してもよい。ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を採取する方法としては、特に限定されないが、例えば、濾取、加圧濾過、吸引濾過、遠心分離等を挙げることができる。さらに母液の付着を低減し、結晶の品質を向上させるために、適宜、結晶を洗浄することができる。

結晶洗浄に用いる溶液としては、特に制限はないが、例えば、水、メタノール、エタノール、アセトン、ｎ－プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトニトリル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン若しくはジエチルケトン、またはそれらから選ばれる複数種類を任意の割合で混合したものを用いることができる。

このようにして得られた湿晶を乾燥させることにより、本発明の結晶を取得することができる。乾燥条件としては、減圧乾燥、真空乾燥、流動層乾燥、および通風乾燥を適用することができる。
乾燥温度としては、付着水分や溶媒を除去できる範囲ならばいずれでもよいが、好ましくは８０℃以下、より好ましくは６０℃以下を挙げることができる。

上記の晶析条件によって、高純度のＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を取得することができる。ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶の純度としては、通常９５％以上、好ましくは９６％以上、より好ましくは９７％以上、最も好ましくは９７．５％以上を挙げることができる。

上記の製造方法によって製造することができるＨＭＢ一価カチオン塩の結晶としては、具体的には、例えば、Ｘ線源としてＣｕＫαを用いた粉末Ｘ線回折パターンが、図１および図３、ならびに表１および表３に示す値で規定される、ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶、図９ならびに表５に示す値で規定される、ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶、図５ならびに表８に示す値で規定される、ＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶、および、図７ならびに表１０に示す値で規定される、ＨＭＢアンモニウム・無水和物の結晶を挙げることができる。

［分析例］
（１）粉末Ｘ線回折
粉末Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）Ｕｌｔｉｍａ ＩＶ（リガク社製）を用い、測定は使用説明書に従って行った。
（２）濃度・純度測定
以下のＨＰＬＣ分析条件を用いてＨＭＢ濃度および純度を測定した。ガードカラムＳｈｏｄｅｘ ＳＵＧＡＲ ＳＨ－Ｇ φ６．０×５０ｍｍカラム：ＳＵＧＡＲ ＳＨ１０１１ φ８．０×３００ｍｍ×２本直列カラム温度：６０℃緩衝液：０．００５ｍｏｌ／Ｌの硫酸水溶液流速：０．６ｍＬ／ｍｉｎ検出器：ＵＶ検出器（波長２１０ｎｍ）
（３）カールフィッシャー法による結晶の水分含量の測定
自動水分測定装置ＡＱＶ－２２００（平沼産業社製）を用い、使用説明書に従って、結晶の水分含量を測定した。
（４）ナトリウム含量、およびカリウム含量の測定
原子吸光光度計Ｚ－２３１０（日立ハイテクノロジーズ社製）を用い、ＨＭＢナトリウム塩の結晶を１ｍｏｌ／Ｌの硝酸に溶解し、使用説明書に従って、結晶中に含まれるナトリウムイオンの濃度を測定した。
（５）アンモニウム含量の測定
蛍光検出器を有するＨＰＬＣを用いてアンモニウム含量をフタルアルデヒド（ＯＰＡ）法で測定した。
（６）融点の測定
Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ Ｍ－５６５（ＢＵＣＨＩ社製）を用い、使用説明書に従って、以下の条件を用いて融点を測定した。・６０℃～１７０℃、１℃／ｍｉｎ・３０℃～２５０℃、２．５℃／ｍｉｎ（ＨＭＢ Ｎａ塩２水和物）
（７）赤外分光（ＩＲ）分析
ＦＴＩＲ－８４００型（島津製作所製）を用い、使用説明書に従って行った。
（８）単結晶Ｘ線構造解析
ＸｔａＬＡＢ ＰＲＯ（リガク社製）を用い、使用説明書に従って行った。

［参考例１］ＨＭＢフリー体溶液の作製
フリー体換算で７６．５ｇの試薬ＨＭＢカルシウム塩を８５０ｍＬの水に溶解させた。該水溶液を、６４０ｍＬの強カチオン性交換樹脂ＸＵＳ－４０２３２．０１（Ｈ^＋）に通液して脱Ｃａを行い、フリー体７６．４ｇ含有する溶液１．２５Ｌを取得した。

以下に実施例を示すが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

［実施例１］ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶の取得－１
参考例１で得られたＨＭＢフリー体水溶液２００ｍＬに、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を１０４ｍＬ加え、ｐＨを８．８４に調整した。得られた水溶液のうち１００ｍＬを次の工程に供した。

当該水溶液１００ｍＬを５０℃、１０ｍｂａｒ下で減圧濃縮し、溶媒を除去することによってＨＭＢナトリウム塩結晶を自然起晶させた。当該結晶スラリーをさらに真空乾燥させることにより、４．８ｇの結晶を得た。

当該結晶の粉末Ｘ線回折の結果を図１及び表１に示す。また、当該結晶の赤外分光分析の結果を図２に示す。表中、「２θ」は回折角（２θ°）を、「相対強度」は、相対強度比（Ｉ／Ｉ_０）を示す。また、相対強度比が１以上を表示した。

当該結晶のナトリウム含量を原子吸光法により測定した結果、１６．２重量％であり、１ナトリウム塩の理論値（１６．４重量％）とほぼ一致した。また、当該結晶に含まれる水分量をカールフィッシャー法により測定した結果、０．７重量％であった。以上から、当該結晶はＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶であることがわかった。

実施例１で取得した結晶の各種物性を表２に示す。

［実施例２］ＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶の取得－２
参考例１で得られたＨＭＢフリー体水溶液２００ｍＬに、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を１０４ｍＬ加え、ｐＨを８．８４に調整した。得られた水溶液のうち２００ｍＬを次の工程に供した。

当該水溶液２００ｍＬを濃縮して１０ｍＬとし、実施例１で得られたＨＭＢナトリウム塩の結晶を種結晶として５０ｍｇ添加した。これに、アセトニトリル２０ｍＬを添加して結晶を析出させた。結晶スラリーを室温下で１時間撹拌した後に、当該結晶を濾取し、アセトニトリル２０ｍＬで洗浄した後、２５℃で真空乾燥させることにより、６．７ｇの結晶を得た。

当該結晶の粉末Ｘ線回折の結果を図３及び表３に示す。表中、「２θ」は回折角（２θ°）を、「相対強度」は、相対強度比（Ｉ／Ｉ_０）を示す。また、相対強度比が１以上を表示した。

当該結晶のナトリウム含量を原子吸光法により測定した結果、１６．７重量％であり、１ナトリウム塩の理論値（１６．４重量％）とほぼ一致した。また、当該結晶に含まれる水分量をカールフィッシャー法により測定した結果、０．６重量％であった。以上から、当該結晶はＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶であることがわかった。

実施例２で取得した結晶の各種物性を表４に示す。ｐＨは、ＨＭＢフリー体換算で１００ｇ／Ｌの塩結晶水溶液を測定した。

［実施例３］ＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶の取得
参考例１の手法に従って得られるＨＭＢフリー体２１０．１ｇを含む水溶液４．６Ｌに、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を加え、ｐＨを７．９２に調整した。当該水溶液を濃縮して３４０．６ｇの水溶液とし、実施例１で得られたＨＭＢナトリウム塩の結晶を種結晶として３５℃下で１ｇ添加して結晶を析出させた。

結晶スラリーを３０℃にて１６時間、２５℃にて１６時間撹拌した後に、当該結晶を濾取し、１３０ｇの結晶を得た。さらに当該結晶を真空乾燥（２５℃、２０ｈＰａ、１６時間）させることにより、１２７ｇの結晶を得た。

当該結晶の粉末Ｘ線回折の結果を図９及び表５に示す。また、当該結晶の赤外分光分析の結果を図１０に示す。表中、「２θ」は回折角（２θ°）を、「相対強度」は、相対強度比（Ｉ／Ｉ_０）を示す。また、相対強度比が１以上を表示した。

当該結晶のナトリウム含量を原子吸光法により測定した結果、１６．４重量％であり、１ナトリウム塩の理論値（１６．４重量％）とほぼ一致した。また、当該結晶に含まれる水分量をカールフィッシャー法により測定した結果、１９．５重量％であった。以上から、当該結晶はＨＭＢナトリウム塩・２水和物の結晶であることがわかった。

実施例３で取得した結晶の各種物性を表６に示す。

［実施例４］単結晶Ｘ線構造解析
実施例３で取得された結晶の構造を決定するために単結晶Ｘ線回折（ＳＸＲＤ）を用いた。その結果を表７にまとめる。その結果から、ＨＭＢ・ナトリウム塩結晶が、単位格子内に水分子を有する２水和物であることが確認された。

［実施例５］ＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶の取得
参考例１で得られたＨＭＢフリー体水溶液２００ｍＬに、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化カリウム水溶液を１１４ｍＬ加え、ｐＨを８．８５に調整した。当該水溶液３１４ｍＬを５０℃、１０ｍｂａｒ下で減圧濃縮し、溶媒を除去することによってＨＭＢカリウム塩結晶を自然起晶させた。当該結晶スラリーをさらに真空乾燥させることにより、１４．８ｇの結晶を得た。

当該結晶の粉末Ｘ線回折の結果を図５及び表８に示す。また、当該結晶の赤外分光分析の結果を図６に示す。表中、「２θ」は回折角（２θ°）を、「相対強度」は、相対強度比（Ｉ／Ｉ_０）を示す。また、相対強度比が１以上を表示した。

当該結晶のカリウム含量を原子吸光法により測定した結果、２４．３重量％であり、１カリウム塩の理論値（２５．０重量％）とほぼ一致した。また、当該結晶に含まれる水分量をカールフィッシャー法により測定した結果、０．６重量％であった。以上から、当該結晶はＨＭＢカリウム塩・無水和物の結晶であることがわかった。

実施例５で取得した結晶の各種物性を表９に示す。ｐＨは、ＨＭＢフリー体換算で１００ｇ／Ｌの塩結晶水溶液を測定した。

［実施例６］ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の種結晶の取得－１
参考例１で得られたＨＭＢフリー体水溶液２０ｍＬに、１．４Ｍアンモニア水溶液を８．５ｍＬ加え、ｐＨを７．９０に調整した。当該水溶液２８．５ｍＬを濃縮して１．６ｍＬとし、アセトニトリル５ｍＬを添加して該水溶液を室温下で３０分静置して結晶を析出させた。結晶スラリーを室温下でさらに１時間撹拌した後に、当該結晶を濾取し、０．４ｇの種結晶を得た。

［実施例７］ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶の取得－２
参考例１で得られたＨＭＢフリー体水溶液２００ｍＬに、１．４Ｍアンモニア水溶液を６４ｍＬ加え、ｐＨを７．７５に調整した。

得られた２４６ｍＬの水溶液を濃縮して１０．５ｍＬとし、実施例４で得られたＨＭＢアンモニウム塩の結晶を種結晶として１５ｍｇ添加した。これに、アセトニトリル１５ｍＬを添加して結晶を析出させた。結晶スラリーを室温下で１時間撹拌した後に、当該結晶を濾取し、アセトニトリル５０ｍＬで洗浄した後、２５℃で真空乾燥させることにより、４．７ｇの結晶を得た。

当該結晶の粉末Ｘ線回折の結果を図７及び表１０に示す。また、当該結晶の赤外分光分析の結果を図８に示す。表中、「２θ」は回折角（２θ°）を、「相対強度」は、相対強度比（Ｉ／Ｉ_０）を示す。また、相対強度比が１以上を表示した。

当該結晶のアンモニウム含量をＨＰＬＣにより測定した結果、１３．２重量％であり、１アンモニウム塩の理論値（１３．３重量％）とほぼ一致した。また、当該結晶に含まれる水分量をカールフィッシャー法により測定した結果、０．５重量％であった。以上から、当該結晶はＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶であることがわかった。

実施例７で取得した結晶の各種物性を表１１に示す。ｐＨは、ＨＭＢフリー体換算で１００ｇ／Ｌの塩結晶水溶液を測定した。

［実施例８］溶解度の測定
実施例２、５、および７で得られたＨＭＢ一価カチオン塩・無水和物の結晶を室温下で水に溶け残るまでそれぞれ添加し、十分な時間、撹拌保持した後、結晶を含まない上澄み液を採取し、ＨＰＬＣ用いてＨＭＢ濃度を測定した。測定結果を表１２に示す。

表１２に示すように、取得したＨＭＢナトリウム塩・無水和物、ＨＭＢカリウム塩・無水和物、および、ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶は、既存のカルシウム塩と比較して水に対する溶解度が大幅に向上することがわかった。

［実施例９］ＨＭＢ一価カチオン塩結晶とリン酸緩衝液との混合
実施例２、５、および７で得られたＨＭＢ一価カチオン塩結晶・無水和物をフリー体換算で１００ｇ／Ｌ溶液とし、０．２Ｍのリン酸緩衝液（ｐＨ６．８０）と任意の混合比率で混合した。混合した後の液の光透過率（６６０ｎｍ）を測定し、不溶性塩の形成有無を評価した。その結果を表１３に示す。表１３において、「－」は未評価であることを示す。

表１３に示すように、リン酸緩衝液との混合において、既存のカルシウム塩はで不溶性の塩を生成するのに対して、取得したＨＭＢナトリウム塩・無水和物、ＨＭＢカリウム塩・無水和物、および、ＨＭＢアンモニウム塩・無水和物の結晶は、不溶性塩を形成しないことがわかった。

［実施例１０］ＨＭＢナトリウム塩結晶と糖アミノ酸電解質輸液製剤との混合
実施例２で得られたＨＭＢナトリウム塩・無水和物をフリー体換算で終濃度０、０．１１、０．２１および０．４２重量／体積％となるよう、末梢静脈栄養用糖アミノ酸電解質輸液剤［ｐＨ約６．７、製品名：アミノフリード輸液（株式会社大塚製薬工場）］に混合した直後及び室温放置２４時間後の光透過率Ｔ％（６６０ｎｍ）を紫外可視分光光度計により測定し、不溶性塩の形成の有無を評価した。その結果を表１４に示す。

表１４に示すように、アミノフリード輸液との混合において、既存のカルシウム塩では不溶性塩を形成するのに対して、ＨＭＢナトリウム塩・無水和物は、不溶性塩を形成しないことがわかった。

［実施例１１］ＨＭＢナトリウム塩結晶を含有する糖電解質輸液製剤投与時の体内電解質への影響
実施例２で得られたＨＭＢナトリウム塩・無水和物をフリー体換算で終濃度０、および０．４２重量／体積％となるよう、リン酸イオンを含まない、糖電解質輸液製剤［製品名：ソリタＴ３号輸液（エイワイファーマ株式会社）］に混合し、腸管擦過術により手術侵襲を加えたラットに対して標準的用量（２４０ｍＬ／ｋｇ／日）で３日間持続投与した。最終投与日に２４時間の畜尿を行った尿を採取し、尿中電解質濃度を測定した。その結果を表１５および表１６に示す。

表１５および表１６に示すように、ソリタＴ３号輸液との混合投与において、既存のカルシウム塩は尿中カルシウムの上昇及び尿中リン排泄の減少を誘発するのに対して、取得したＨＭＢナトリウム塩・無水和物の結晶は、上記の電解質異常を誘発しないことが分かった。

本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお、本出願は、２０１５年１１月１９日付けで出願された日本特許出願（特願２０１５－２２６８７６）および２０１６年５月３１日付けで出願された日本特許出願（特願２０１６－１０８８０５）に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。

本発明により、例えば、健康食品、医薬品、化粧品等の製品、原料もしくは中間体等として有用であるＨＭＢ一価カチオン塩の結晶、およびその製造方法が提供される。

Claims (3)

1. （ｉ）ｐＨが４．０～１０．０である一価カチオン含有化合物を含むＨＭＢの水溶液を２０～６０℃で減圧濃縮することにより、前記水溶液中に前記ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程、及び、前記水溶液からＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を採取する工程を含むか、または
   （ii）ｐＨが４．０～１０．０である一価カチオン含有化合物を含むＨＭＢの水溶液に、種晶としてＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を添加する工程、前記水溶液中に前記ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程、及び、前記水溶液からＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を採取する工程を含む、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶の製造方法であって、
   前記一価カチオン含有化合物、前記一価カチオン塩および前記ＨＭＢ一価カチオンの結晶が以下の（ａ）または（ｂ）である、製造方法。
   （ａ）前記一価カチオン含有化合物がナトリウム含有化合物であり、前記一価カチオン塩がナトリウム塩であり、前記ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶が粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、８．４±０．２°、６．６±０．２°、１９．７±０．２°、１３．３±０．２°、および２９．４±０．２°にピークを有する結晶である
   （ｂ）前記一価カチオン含有化合物がナトリウム含有化合物であり、前記一価カチオン塩がナトリウム塩であり、前記ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶が粉末Ｘ線回折において、回折角（２θ）が、６．７±０．２°、１３．３±０．２°、および２０．０±０．２°にピークを有する結晶である
2. 前記ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程が、ニトリル類及びケトン類からなる群より選ばれる溶媒を添加または滴下することにより、ＨＭＢ一価カチオン塩の結晶を析出させる工程である、請求項１に記載の製造方法。
3. ニトリル類が、アセトニトリルであり、ケトン類が、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびジエチルケトンからなる群より選ばれる溶媒である、請求項２に記載の製造方法。

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