JPS6236364A - ５−ベンジルヒダントインの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は５−ベンジルヒダントインの製造法に関する。

５−ペンジルヒダンヒダントインは必須アミノ酸で甘味
料の原料として注目されているＬ−フェニルアラニンの
前駆体物質であり、特に酵素法によりＬ−７エニルアラ
ニンを製造する際の基質として重要な化合物である。

〔従来の技術〕

従来、フェニルアセトアルデヒＦからＤＬ−フェニルア
ラニンを製造する際の中間体の１つとして５−ベンジル
ヒダントインが生成することが知られていた。５−ベン
ジルヒダントインの製造法としては、フェニルアセトア
ルデヒＰ重亜硫酸塩、青酸カリ、炭酸アンモニウムを各
々１　：２：４のモル比で５０チ工タノール水溶液中５
５°Ｃで反応させ４０％程度の収率で得る方法が知られ
ているまた、水と親水性有機溶媒の混合液中フェニルア
セトアルデヒドに等モル以上の遊離のアンモニウムイオ
ン、青酸イオン、炭酸イオンを反応させ、その反応液を
強酸性で処理して収率を高める方法が提案されている（
特公昭第５６−１４１１０号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、５−ベンジルヒダインの製造法として前者は収
率が低く、後者の方法は （１）遊離のアンモニアを大過剰に使用する為に反応後
アンモニアが大量に生じこれを回収するコストが大きい
、 （２）反応性の高いフェニルアセトアルデヒドを高温で
仕込む為着色物質を生じ５−ペンツルヒダントインの選
択性及び収率が下がる、（３）反応液の−をアルカリ性
から強酸性に変化させる為反応装置の材質に問題が生じ
る、（４）反応液のＰＨをアルカリ性から強酸性に変化
させる際に大量の塩を生じる、 等の問題点をもつものであった。

本発明者らはこれらの問題点を解決すべく、鋭惹研究し
た結果、本発明に到達した。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、水系媒体中、青酸化合物と、重炭酸アンモニ
ウム、炭酸アンモニウム及びカルバミン酸アンモニウム
から選ばれた一種類以上のアンモニウム塩を反応器にあ
らかじめ仕込み、０〜６０°Ｃでフェニルアセトアルデ
ヒＩＳを連続的に添加しながら反応させその後１２０℃
以下に昇温して反応させることを特徴とする５−ペンク
ルヒダントインの製造法である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明に使用するフェニルアセトアルデヒドはそのまま
又は重亜硫酸ソーダ付加塩等でも防用できる。

使用する青酸化合物としてはシアン化水素、シアン化カ
リウム、シアン化ナトリウム、シアン化アンモニウム等
が挙げられる。使用量は、フェニルアセトアルデヒＶに
対し等モル以上であり好ましくは１．０〜１．２倍モル
でちる。青酸化合物の量は１．２倍モルを越えて用いて
も反応収率の向上は認められずむしろ増量により生ずる
５−ベンジルヒダントインの着色等の問題がでてくる。

使用する炭酸根を含むアンモニウム塩としては重炭酸ア
ンモニウム、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニ
ウム等が挙げられる。好ましくは工業的に入手しゃすく
又安価でちる重炭酸アンモニウムを用い使用量はフェニ
ルアセトアルデヒドに対し１．０〜１．６倍モル使用す
るのがよい。

本発明の方法における反応媒体としては水が適当であり
、その使用量はフェニルアセトアルデヒドの仕込時の濃
度が８〜３０重量％（以下チは特にことわらない限り重
量で示す）、好ましく１１１０〜２０チの濃度になるよ
うに調整することが望ましい。また水と親水性有機溶媒
の混合液も使用できる。親水性有機溶媒としてはメタノ
ール等の低級アルコールが望ましいが特に制限はない。

親水性有機溶媒の使用量はフェニルアセトアルデヒドに
対し７．５倍モルよりも少ない量で十分である。

また前記の原料、反応媒体を仕込み反応する際の圧力は
常圧、加圧下のいずれも可能であり、反応は攪拌条件下
パッチ式及びフロ一式のいずれの方式でも可能でちる。

フェニルアセトアルデヒドを連続的に添加する時間につ
いては特に制限はないが好ましくは１５分〜４時間程度
である。

反応温度はフェニルアセトアルデヒドを連続的に添加し
ている間は０〜６０℃、好ましくは１０〜５０°Ｃでち
り、添加終了後反応温度をあげ１２０°Ｃ以下、好まし
くは７０℃〜１００°Ｃで反応させる。

反応液から５−ベンジルヒダントインの結晶を得るには
、反応、液をそのまま中和若しくは少量濃縮したのち中
和し、析出した結晶をろ過することで容易に得られる。

また当然のことながら反応液にアルカリ等をいれ加熱し
加水分解を行なうことでＤＬ−フェニルアラニンが得ら
れる。

〔実施例〕

低下、実施例で具体的に本発明を説明するが本発明はこ
れに限定されるものではない。

実施例１ １ｊの電磁かきまぜ式ステンレス製オートクンーデに、
水２０９９青酸ナトリウム４３．１．９（０，８８モル
）、重炭酸アンモニウム８８．５．９（１，１２モル）
及びメタノール１５０Ｉを仕込み、攪拌を行ないながら
９６％フェニルア七トアルデヒｔ−”１００．９（０，
８０モル）を１８℃において６０分かけて連続添加を行
なった。添加終了後、１時間で８０℃まで昇温させ同温
度を保ち衾がら４時間反応させた。反応液の一部を高速
液体クロマトグラフ・イー、（カラム、４φＸ２５０ｍ
ｍ、ｎｕｃｌｅｏｃｉｌｌｏｏｌＢ　　ｏ、ｉモルリン
酸緩衝液’（ｐＨ３，２）　：メタノールー８０：２０
（ｖ／ｖ）流速２．０ｍｌ　７分、室温、ＵＶ（２１０
ｎｍ）険出霞分析したところ、５−ベンジルヒダントイ
ンの収率はフェニルアセトアルデヒドに対し、９１．２
％で、その他Ｎ−カルバミルフェニルアラニンアミドが
２．１チ、Ｎ−カルバミルフェニルアラニンが２．７％
生成していた。反応液を加温、減圧下、（５０〜６０°
Ｇ−、／　１５’Ｏｍｒｔｚ　Ｈ３）でｉ、ａしメタノ
ールを除いた後３６％塩化水素水溶液を用いて反応液の
ＰＨを８．０にする。析出した結晶を濾別乾燥し分析し
たところ１６０．４　ｇの結晶が得られた。この結晶を
再結晶によシ精製し、元素分析、赤外吸収スペクトル、
核磁気共鳴スペクトルにより分析した結果、５−ベンジ
ルヒダントインであることを確認した。同様に、同結晶
を液体クロマトグラフィーで分析したところ単一ピーク
を与えた。更に同結晶を薄層クロマトグラフィーで展開
したところ（展開溶媒　水：ｎ−デタノール：メタノー
ルニ１：４：１）単一スポットを与えた。

比較レリ１ 実施例１と同様でちるが仕込みの際に２５％アンモニア
水容液をフェニルアセトアルデヒドに対し６倍モル（１
６３ｇ）追加し実施例１と同じ反応条件で反応させ分析
したところ５−ベンジルヒダントインの収率は８２．８
％、Ｎ−カルバミルフェニルアラニンアミドは８．１％
、Ｎ−カルバミルフェニルアラニンは６．１チであった
。

比較例２ 実施例１においてフェニルアセトアルデヒドを８０°Ｃ
になった段階で連続添加する以外は実施例１と同じ操作
で反応を行なったところ、５−ベンジルヒダントインの
収率は５８．２％、Ｎ−カルバミルフェニルアラニンア
ミドは６．２％、Ｎ−カルバミルフェニルアラニンは２
．０％であった。反応液は黒褐色の液体であった。

実施例２ 青酸ナトリウム４７．１　ｇ（０，９６モル）炭酸アン
モニウム９２．４９　（０，９６モル）水４８０ｇを１
１のステンレス製反応器に仕込み、フェニルアセトアル
デヒドの重亜硫酸ソルダ付加塩１７９Ｉ（０，８０モル
）を連続添加し、実施例１と同じ操作で反応させた。反
応終了後反応液を分析したところ５−ベンジルヒダント
イン８９．８％、Ｎ−カルバミルフェニルアラニンアミ
ド３．２％、Ｎ−カルバミルフェニルアラニン０．６％
の収率でちった。

実施例３ 実施例１と同様な反応操作を用い重炭酸アンモニアを用
いるかわりに炭酸アンモニアをフェニルアセトアルデヒ
ドに対し１．１倍モル（８４，５１，０，８８モル）仕
込み、２０℃でフェニルアセトアルデヒドを滴下した。

滴下終了後反応温度を８０℃に上昇させ同温度で４時間
反応させた。反応液を分析したところ５−ベンジルヒダ
ントインが９１．６％、Ｎ−カルバミルフェニルアラニ
ンアミドが３．２％、Ｎ−カルバミルフェニルアラエン
カ２．１チの収率で得られた。

比較例６ 実施例３と同様な反応操作を行なったが仕込みの際に２
５チアンモニア水溶液をフェニルアセトアルデヒドに対
し４倍モル（２１８り仕込み８０℃で４時間反応させた
。反応液を分析したところ５−ベンジルヒダントインは
７５．９％、Ｎ−カルバミルフェニルアラニンアミドが
１５．５％、Ｎ−カルバミルフェニルアラニンが３．９
　％の収率で得られた。

参考例 実施例３のヒダントイン化反応液を抜きださずにカセイ
ソーダ９６１１（２，４モル）を加え１４５°０１１時
間の条件で加水分解を行なった。

加水分解液から、加水分解で副生するアンモニアを加熱
しながら回収した後、反応液を液体クロマトグラフィー
で分析したところＤＬ−フェニルアラニンが１６３．２
　ｇ生成しており、収率はフェニルアセトアルデヒドに
対し９８．９％であった。

実施例４ 反応を開放系（常圧）で行なう他、実施例１と同様の反
応操作で、重炭酸アンモニウムなフエニルアセトアル′
？ヒＩＳに対し１．６倍モル（１０１ｇ）用い８０°Ｃ
１４時間の反応を行なった。反応終了後、分析を行なっ
たところ５−ベンジルヒダントインが９０．７％、Ｎ−
カルバミルフェニルアラニンアミドが５−０１　、Ｎ−
カルバミルフェニルアラニンが６．５俤の収率で得られ
た。

〔発明の効果〕

以上て説明したとおり、本発明の製造方法によｈば遊離
のアンモニアを使用せず、反応液の着色等の問題がなく
、酸処理の行程なしに高い収率で５−ベンジルヒダント
インを得ることかで＾る。

特許出願人　　電気化学工業株式会社 手続補正書 昭和６０年９月２５日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１７３２９２号 ２、発明の名称 ５−ペンシルヒダントインの製造法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 〒１００ 住所　東京都千代田区有楽町１丁目４番１号名称　（３
２９）　　電気化学工業株式会社明細書の発明の詳細な
説明の欄 ５、補正の内容 （１）明細書１頁、１４行目め「５−ベンジルヒダント
イントイノＪｔｒ５−ペンシルヒダントイン」と訂正す
る。

（２）同２頁、９行目ｒ　Ｖｏｌ　２６７７．３　Ｊを
ｆ　Ｖｏｌ、、存。

７７３」と訂正する。

（３）同２頁、１５行目「特公昭第５６−」を「特公昭
５６−」と訂正する。′ （４）同３頁、６行目〜５行目「（２）反応性の・・・
・・・下がる、」までを削除する。

（５）同６頁、６行目ｒ　（３）　Ｊをｒ　（２）　Ｊ
と訂正する。

（６）　　同６頁、７行目「反応装置」ヲ「反応装置」
と訂正する。

（７）同６頁、８行目ｒ　（４）　Ｊをｒ　（３）　Ｊ
と訂正する０ （８）同６頁、１１行目〜１３行目［本発明者らは・・
・・・・到達した。Ｊｔ、ｒ本発明者らは、これらの問
題点を解決すべ（鋭意研究をした。、そして過剰の遊離
のアンモニアを使用することにより、Ｎ−カルバミルフ
ェニルアラニンアミド、Ｎ−カルバミルフェニルアラニ
ア等の副生成物がふえ、５−ベンジルヒダントインの選
択性が下がること、さらに、反応性の高いフェニルアセ
トアルデヒｙｔ高温で仕込むと着色物質を生じて、収率
及び選択性が下がることを見いだした。本発明は過剰の
遊離のアンモニアを使用せず、収率及び選択性めすぐれ
た、５−ペンシルヒダントインの製造法を提供するもの
である。」と訂正する。

（９）　　同５頁、９行目「７．５倍モル」を「２倍重
量」と訂・正する。

α１　同６頁、４行目「ろ過」を「濾過」と訂正する。

ａυ　同６頁、１４行目「水２０９ｇ青酸」を「水２０
９Ｉｉ、青酸」と訂正する。

（１２１同１１頁、１０行目［行程Ｊｔｒ工程Ｊと訂正
する。

（以上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水系媒体中、青酸化合物と、重炭酸アンモニウム
   及びカルバミン酸アンモニウムから選らばれた一種以上
   のアンモニウム塩を反応器にあらかじめ仕込み、０〜６
   ０℃でフェニルアセトアルデヒドを連続的に添加しなが
   ら反応させその後１２０℃以下に昇温して反応させるこ
   とを特徴とする５−ベンジルヒダントインの製造法。