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JP4156678B2 - Method for producing 5'-nucleotide - Google Patents

Method for producing 5'-nucleotide Download PDF

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JP4156678B2
JP4156678B2 JP16693593A JP16693593A JP4156678B2 JP 4156678 B2 JP4156678 B2 JP 4156678B2 JP 16693593 A JP16693593 A JP 16693593A JP 16693593 A JP16693593 A JP 16693593A JP 4156678 B2 JP4156678 B2 JP 4156678B2
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JP
Japan
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producing
nucleoside
nucleotide according
guanosine
inosine
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JP16693593A
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晃 土師
廣行 波多野
朋巳 池本
芳文 北本
Original Assignee
キリンフードテック株式会社
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Publication date
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はヌクレオシドのリン酸化改良方法に関する。さらに詳しくはヌクレオシドを有機溶媒中加温処理を行なうことによりその結晶形状を変化させた後、水酸基を無保護の状態でリン酸化する方法に関する。
本発明方法は、調味料や医薬品として有用な5′−ヌクレオチドもしくは5′−ヌクレオチド混合物、特にイノシン酸,グアニル酸およびシチジル酸等の単品もしくは混合物の工業的かつ経済的な製造法として用いられる。
【0002】
【従来の技術】
従来、ヌクレオシドを化学的にリン酸化する方法としては、例えば次のような方法が知られている。
1)ヌクレオシドをリン酸トリアルキルエステル中オキシ塩化リンと反応させる方法(特公昭42−11071)
2)グアノシンとイノシンとの混晶を用いる方法(特開昭59−167599)
3)イノシンとグアノシンの混合リン酸化方法(特開平2−115195)
4)リン酸化に際してメタル化剤を用いる方法(特開昭59−80694)
5)リン酸化に際してアルミニウム化剤を用いる方法(特開昭59−163397)
本発明の課題に関係するヌクレオシドの化学的リン酸化反応についての知見は以下の通りである。
ヌクレオシドをリン酸トリエチル下でオキシ塩化リンを添加してリン酸化反応を行なう場合、例えば、ヌクレオシドがイノシン・グアノシンの混晶の場合、イノシン・グアノシンのリン酸化反応速度が同一でないため、特にイノシンに比べてグアノシンのリン酸化反応速度は約1/3であるために、5′−モノヌクレオチド混合物を得るにあたり、ジホスフェート類やヒポキサンチン,グアニン等の副生物が生じる。
この副生物の生成を抑制する方法として上記2)に見られる様にグアノシンとイノシンとの混晶を用いてリン酸化反応を行なう方法が知られている。
また、3)に見られる様にイノシンもしくはグアノシンのアルカリ金属塩のリン酸化反応において後者のリン酸化反応を先行して行なった後、前者を加えて、逐次的にリン酸化反応を行なう等の方法が知られている。
さらに、上記4),5)に見られる様にメタル化剤もしくはアルミニウム化剤を用いてヌクレオシドの水酸基を活性化した後、リン酸化する方法が知られている。
しかし、ヌクレオシドのリン酸化過程において、ヌクレオシドの有機溶媒懸濁液を、約20℃以上の温度に保ち、得られるヌクレオシドの懸濁液をリン酸化反応に付す方法についての記載はない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ヌクレオシドからヌクレオチドを製造する方法、例えばイノシン及びグアノシンを任意の比率で含有する混合物、またはイノシン及びグアノシンの混晶の化学的リン酸化反応によるヌクレオチド製造法は、工業的製法として収率や副生物の生成、操作方法などの点でまだ十分満足できるものではない。したがって高純度,高収率で副生物が少なくしかも反応時間を短縮化できる5′−ヌクレオチドの製造法の開発が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはイノシンとグアノシンの混合物の化学的リン酸化に際し、これらヌクレオシド結晶を有機溶媒(例えば、リン酸トリエチル,リン酸トリメチルなど)下において、スラリー化した後、加温処理を施し、ヌクレオシド結晶形態を変化させ、もしくは同結晶の表面積を増大させることにより、リン酸化反応速度が高められ、未反応物が著しく減少することを見出した。これらの知見に基き、さらに検討を重ねた結果、発明者らは従来にない高純度かつ高収率で5′−ヌクレオチドの混合物を得る製造法を完成するに至った。
【0005】
すなわち、本発明は、
(1)ヌクレオシドの有機溶媒懸濁液を、 20℃以上の温度に保った後、得られるヌクレオシドの懸濁液を冷却下、リン酸化反応に付すことを特徴とする5’−ヌクレオチドの製造法、
(2)ヌクレオシドの有機溶媒懸濁液を 30℃〜 80℃に保つ第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(3)ヌクレオシドの有機溶媒懸濁液を 20℃以上の温度に 10分〜 120分保つ第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(4)リン酸化反応を −30℃〜 10℃の温度で行う第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(5)有機溶媒がリン酸トリ低級(C1−6)アルキルエステル類である第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(6)リン酸トリ低級(C1−6)アルキルエステル類がリン酸トリエチルである第項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(7)リン酸化反応がオキシハロゲン化リンを用いて行われる第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(8)オキシハロゲン化リンがオキシ塩化リンである第7項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(9)オキシハロゲン化リンをヌクレオシドに対して 1〜 5倍モル量用いる第7項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(10)ヌクレオシドがイノシンである第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(11)ヌクレオシドがグアノシンである第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、
(12)ヌクレオシドがイノシンおよびグアノシンの混晶である第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法、および
(13)ヌクレオシドがシチジンである第1項記載の5’−ヌクレオチドの製造法に関する。
【0006】
本発明において、ヌクレオシドは、糖とプリン塩基またはピリミジン塩基がグルコシド結合をしているものを意味し、具体的にはリボヌクレオシド、デオキシリボヌクレオシドが用いられる。リボヌクレオシドとしては、例えばイノシン,グアノシン,シチジン,アデノシン,ウリジンなど、デオキシリボヌクレオシドとしては、例えばデオキシイノシン,デオキシグアノシン,デオキシシチジン,デオキシウリジンなどが用いられる。好ましくはリボヌクレオシドが用いられる。特に好ましくはイノシンまたはグアノシンが用いられる。
本発明においては、原料ヌクレオシドとして上記ヌクレオシドを単独もしくは混合物の形で用いることができる。また、ヌクレオシドは塩として用いてもよい。このような塩としては、例えば無機塩基(例えば、ナトリウム,カリウム等のアルカリ金属、カルシウム,マグネシウム等のアルカリ土類金属、アンモニアなど)もしくは有機塩基(例えば、トリメチルアミン,トリエチルアミン等のトリアルキルアミン,ピリジンなど)との塩、または無機酸(例えば、塩酸,リン酸,臭化水素酸,硫酸など)もしくは有機酸(例えば、酢酸,ギ酸,プロピオン酸,フマル酸,マレイン酸,コハク酸,酒石酸,クエン酸,リンゴ酸,蓚酸,安息香酸,メタンスルホン酸,ベンゼンスルホン酸など)との塩が挙げられる。
【0007】
本発明における原料ヌクレオシドとしては、特にイノシンおよびグアノシンの混晶を用いることが好ましい。該混晶は、自体公知の方法で得られたものを用いることができる。例えば、イノシンおよびグアノシンを含む水溶液より通常溶質を析出させる手段によって晶出させて得た混晶が用いられる(特公昭47−38199参照)。この場合、晶出の方法としては、例えば冷却、濃縮、種晶の添加、ヌクレオシドを溶解しない親水性溶媒(例えばアセトン)の添加、pH調整(ヌクレオシドの溶解度が大きいpH3以下の酸性域、あるいはpH9以上のアルカリ性域からpH3〜9の範囲に調整する)など、およびこれらの組合せの方法を適宜採用できる。このような方法でヌクレオシドを含む溶液よりヌクレオシドとの混晶を析出させた後、吸引または加圧濾過、遠心分離、遠心沈降等の通常用いられる方法で該混晶を分離し、例えば減圧下に加熱乾燥する等により水などの溶媒を除去し、次いでリン酸化反応に供するのが望ましい。
【0008】
本発明において有機溶媒としては、反応に悪影響を及ぼさないものであればいずれでも用いられる。該有機溶媒としては、好ましくは極性溶媒、例えばリン酸トリメチル,リン酸トリエチル等のリン酸トリ低級(C1-6)アルキルエステル 類、リン酸トリメトキシエチルエステル,リン酸トリエトキシエチルエステル等のリン酸トリ低級(C1-6)アルコキシ低級(C1-6)アルキルエステル類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、ジメチルホルムアミド,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独でもしくは2種以上を混合して用いることができる。これらの有機溶媒のうちリン酸トリ低級(C1-6)アルキルエステル類を用いることが好ましい。特に好ましい例と しては、リン酸トリエチル,リン酸トリメチルなどが挙げられる。
有機溶媒の使用量は、その種類により異なるが、通常ヌクレオシド重量に対して約5〜約20倍量の範囲で適宜選択され、好ましくは約8〜約17倍量程度である。
【0009】
本発明において、リン酸化反応は次のように行われる。まず、ヌクレオシドまたはその塩を有機溶媒に懸濁し、得られる懸濁液を約20℃以上の温度に保つ。この際、温度としては約20〜約100℃が好ましく、さらに好ましくは約30〜約80℃、特に好ましくは約40〜約60℃である。また、懸濁液を約20℃以上の温度に保つ時間は前記した温度,原料ヌクレオシドの量等により異なるが、好ましくは約10〜約120分、さらに好ましくは約10〜約60分、特に好ましくは約10〜約20分である。
一般的に、リン酸化反応はヌクレオシドの溶解に続いて液液反応するので、反応に使用するヌクレオシド結晶の粒度,粒形により反応速度が異なる。通常はヌクレオシド結晶が微粒である程その表面積が大きいため、反応速度を見掛上、速くすることができる。ヌクレオシド結晶の粒子径は、好ましくは約1〜約1000μm,さらに好ましくは約20〜約500μmである。
【0010】
しかし本発明においては、ヌクレオシドの有機溶媒懸濁液を、約20℃以上の温度に保つ場合、ヌクレオシド結晶はいずれの粒度,粒形のものも用いることができる。加温処理によりヌクレオシド結晶は見掛上、結晶転移に似た現象によりアモルファス状の結晶に変化するため、ヌクレオシド結晶表面積が増大し、結果としてリン酸化剤との反応速度が大きくなる。
続いて、得られるヌクレオシドの懸濁液をリン酸化反応に付す。リン酸化反応は、リン酸化剤を用いて行われる。この際、反応温度としては約−30℃〜約10℃が好ましく、特に好ましくは約0℃〜約10℃である。
本発明で用いられるリン酸化剤は、通常リン酸化反応に用いられるリン酸化剤、好ましくはオキシ塩化リン、オキシ臭化リン等のオキシハロゲン化リンである。
【0011】
リン酸化反応に際し、オキシハロゲン化リンをそのまま反応に供するよりも、一旦、部分水和物としてから用いる方が、通常5′−モノヌクレオチド生成への選択性が高く、2′または3′−モノホスフェート,ジホスフェート類の副生量が少なくなるので好ましい。
オキシハロゲン化リンの水和物を得る方法は、オキシハロゲン化リンを上記反応溶媒に加えて溶解してから、これに少量の水またはメタノール,エタノール,三級ブタノール等のアルコール類を加えて反応させればよい。
オキシハロゲン化リンの使用量は通常、ヌクレオシドに対して約1〜約5倍モル量、好ましくは約1.5〜約4倍モル量である。その使用量が少な過ぎるとヌクレオシドが未反応のまま残り、また、過度の使用量ではジホスフェート類の副生が増えると同時に目的とする5′−モノヌクレオチドの収率が下がるので好ましくない。通常、前記の使用範囲から、リン酸化剤あるいは溶媒の種類等を考慮し適宜に選択される。
反応時間は溶媒の種類、促進剤(例、ごく微量の水酸化ナトリウム等)添加の有無等によって異なるが、一般に約30分〜約10時間である。当反応法においては、従来のリン酸化法に比べ反応は短時間で終了する。
このようにして得られた反応生成物を常法により冷水(例、約10℃以下,好ましくは約5℃以下)と混合することによって、未反応のリン酸化剤および生成したヌクレオシドホスホハロゲネートを加水分解し、5′−ヌクレオチドを含む溶液(加水分解液)を得る。
【0012】
このようにして得られる5′−ヌクレオチドを精製する方法としては、自体公知の方法、例えば、
1)加水分解液のpHを水酸化ナトリウムで約1.5に調整した後、活性炭で処理する方法、
2)反応溶媒を他の有機溶媒を用いて抽出分離した後、水酸化ナトリウムなどのアルカリで中和してから、吸着樹脂処理あるいは晶析により精製する方法、
3)反応溶媒を他の有機溶媒を用いて抽出分離した後、活性炭で処理する方法、などが挙げられる。次いで、これらの精製方法のいずれかを経た後、常法によりヌクレオシド−5′−リン酸二ナトリウムの混晶として取得することができる。
【0013】
【実施例】
以下に実施例,比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例中、IMPNa2とはイノシン−5′−モノリン酸二ナトリウムを、GMPNa2とはグアノシン−5′−モノリン酸二ナトリウムを、IRとはイノシンを、GRとはグアノシンを、TEPとはリン酸トリエチルを、HLCとは高速液体クロマトグラフィーを意味する。
実施例1 イノシン・グアノシン混晶のリン酸化反応
イノシンとグアノシンの混晶粉末(イノシン,グアノシンが各々85.3g,103.6g)を、室温(約18℃)でリン酸トリエチル2106.2gに懸濁させ、約5℃に冷却した後、オキシ塩化リン294.3gと水11.3gを添加して3.5時間反応させた。
一方、同様にしてイノシンとグアノシンの混晶粉末(イノシン,グアノシンが各々85.3g,103.6g)を、室温(約18℃)でリン酸トリエチル2106gに懸濁させ、加熱して50℃とし15分撹拌した後、約5℃に冷却下オキシ塩化リン294.3gと水11.3gを添加して3.5時間反応させた。
続いて、各々の反応液を3211gの水(約5℃)に加えて加水分解した。この加水分解液をHLCを用いて分析した結果を〔表1〕に示した。
HLCによる定量分析の際の条件は以下の通りである。この条件は以下実施例中においても同様である。
【0014】

Figure 0004156678
【表1】
Figure 0004156678
【0015】
実施例2 イノシンまたはグアノシンの結晶単独のリン酸化反応
イノシン,グアノシンの結晶粉末を各々85.3g,103.6gを用いて、実施例1と同様に、室温(約18℃)でリン酸トリエチルに懸濁させた後、加温処理の有無で両者の反応液をHLCを用いて分析した結果を〔表2〕に示した。
【表2】
Figure 0004156678
【0016】
実施例3 TEP下の加温条件(加温温度)の比較
イノシンとグアノシンの混晶粉末(イノシン,グアノシンが各々85.3g,103.6g)を、室温(約18℃)でリン酸トリエチル2106.2gに懸濁させ、加温処理を25℃,50℃,100℃下で各々15分行ない、約5℃に冷却した後、オキシ塩化リン294.3gと水11.3gを添加して3.5時間反応させた。
続いて、各々の反応液を3211gの水(約5℃)に加えて加水分解した。この加水分解液をHLCを用いて分析した結果を〔表3〕に示した。
【表3】
Figure 0004156678
【0017】
実施例4 TEP下の加温条件(加温時間)の比較
実施例3と全く同様にして、リン酸トリエチル下での加熱温度を50℃として、その処理時間を15分,30分,60分と変化させた場合の反応液のHLC分析結果を〔表4〕に示した。
【表4】
Figure 0004156678
【0018】
実施例5 オキシ塩化リンの添加量の比較
イノシンとグアノシンの混晶粉末(イノシン,グアノシンが各々85.3g,103.6g)を、室温(約18℃)でリン酸トリエチル2106.2gに懸濁させ、加熱して50℃とし15分撹拌した後、約0℃に冷却し、ヌクレオシドに対してオキシ塩化リン1.4,1.6,1.8,2.0,2.75倍モル量と水をそれぞれ5.4,7.2,7.2,9,11.3g添加して3.5時間反応させた。
続いて、各々の反応液を3211gの水(約5℃)に加えて加水分解した。この加水分解液をHLCを用いて分析した結果を〔表5〕に示した。
【表5】
Figure 0004156678
【0019】
実施例6 リン酸化反応条件の比較
イノシンとグアノシンの混晶粉末(イノシン,グアノシンが各々85.3g,103.6g)を、室温(約18℃)でリン酸トリエチル2106.2gに懸濁させ、加熱して50℃とし15分撹拌した後、約−5℃,0℃,5℃に冷却し、ヌクレオシドに対してオキシ塩化リン1.8倍モル量と水7.2gを添加して3.5時間反応させた。
続いて、各々の反応液を3211gの水(約5℃)に加えて加水分解した。この加水分解液をHLCを用いて分析した結果を〔表6〕に示した。
【表6】
Figure 0004156678
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、ヌクレオシドより5′−ヌクレオチドを高純度,高収率で得ることができるとともに、ヌクレオシドリン酸化反応時間が短縮化され、ヌクレオチド精製工程の不純物除去操作がきわめて容易である。また、リン酸化剤であるオキシハロゲン化リンの量も常量より少なくてよい。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for improving phosphorylation of nucleosides. More specifically, the present invention relates to a method for phosphorylating a hydroxyl group in an unprotected state after changing the crystal shape of the nucleoside by heating in an organic solvent.
The method of the present invention is used as an industrial and economical method for producing a single product or a mixture of 5'-nucleotide or 5'-nucleotide mixture, particularly inosinic acid, guanylic acid and cytidylic acid, which are useful as seasonings and pharmaceuticals.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, the following methods are known as methods for chemically phosphorylating nucleosides.
1) Method of reacting nucleoside with phosphorus oxychloride in phosphoric acid trialkyl ester (Japanese Patent Publication No. 42-11071)
2) A method using a mixed crystal of guanosine and inosine (Japanese Patent Laid-Open No. 59-167599)
3) Mixed phosphorylation method of inosine and guanosine (JP-A-2-115195)
4) Method of using a metallizing agent for phosphorylation (Japanese Patent Laid-Open No. 59-80694)
5) Method of using an aluminizing agent for phosphorylation (Japanese Patent Laid-Open No. 59-163397)
The knowledge about the chemical phosphorylation of nucleosides related to the subject of the present invention is as follows.
When phosphorylation is carried out by adding phosphorus oxychloride under triethyl phosphate, for example, when the nucleoside is a mixed crystal of inosine / guanosine, the rate of phosphorylation of inosine / guanosine is not the same. In comparison, since the phosphorylation rate of guanosine is about 1/3, by-products such as diphosphates, hypoxanthine, and guanine are produced in obtaining a 5'-mononucleotide mixture.
As a method for suppressing the production of this by-product, a method of performing a phosphorylation reaction using a mixed crystal of guanosine and inosine is known as seen in 2) above.
In addition, as seen in 3), the phosphorylation reaction of an inosine or guanosine alkali metal salt is preceded by the latter phosphorylation reaction, and then the former is added to carry out the phosphorylation reaction sequentially. It has been known.
Furthermore, as seen in the above 4) and 5), a method is known in which phosphorylation is performed after activating the hydroxyl group of a nucleoside using a metallizing agent or an aluminizing agent.
However, in the nucleoside phosphorylation process, there is no description of a method in which the organic solvent suspension of nucleoside is kept at a temperature of about 20 ° C. or higher and the resulting nucleoside suspension is subjected to phosphorylation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A method for producing nucleotides from nucleosides, for example, a method for producing nucleotides by chemical phosphorylation of a mixture containing inosine and guanosine in an arbitrary ratio, or a mixed crystal of inosine and guanosine, is used as an industrial process. It is not yet fully satisfactory in terms of generation and operation methods. Therefore, it is desired to develop a method for producing 5'-nucleotides that is highly pure, has a high yield, has few by-products, and can shorten the reaction time.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In the chemical phosphorylation of a mixture of inosine and guanosine, the present inventors slurried these nucleoside crystals in an organic solvent (for example, triethyl phosphate, trimethyl phosphate, etc.) and then subjected to a heating treatment to obtain a nucleoside. It has been found that by changing the crystal form or increasing the surface area of the crystal, the phosphorylation rate is increased and the unreacted substances are significantly reduced. As a result of further investigation based on these findings, the inventors have completed a production method for obtaining a mixture of 5'-nucleotides with high purity and high yield which has not been conventionally obtained.
[0005]
That is, the present invention
(1) An organic solvent suspension of nucleosides After Tsu coercive to 20 ° C. or higher, under cooling suspension of the resulting nucleosides, and wherein the subjecting to phosphorylation 5'-nucleotide of the production method,
(2) Suspension of nucleoside in organic solvent 30 ° C ~ The method for producing a 5′-nucleotide according to claim 1, which is kept at 80 ° C.
(3) Nucleoside suspension in organic solvent Over 20 ℃ 10 minutes ~ The method for producing a 5′-nucleotide according to claim 1, which is maintained for 120 minutes,
(4) Phosphorylation reaction -30 ° C ~ The method for producing a 5′-nucleotide according to item 1, performed at a temperature of 10 ° C.,
(5) The method for producing a 5′-nucleotide according to item 1, wherein the organic solvent is a tri-lower (C 1-6 ) alkyl ester of phosphate,
(6) The method for producing a 5′-nucleotide according to item 5, wherein the tri-lower (C 1-6 ) alkyl ester phosphate is triethyl phosphate,
(7) The method for producing a 5′-nucleotide according to item 1, wherein the phosphorylation reaction is performed using phosphorus oxyhalide,
(8) The method for producing a 5′-nucleotide according to item 7, wherein the phosphorus oxyhalide is phosphorus oxychloride,
(9) Phosphorus oxyhalide for nucleosides 1 to The method for producing a 5′-nucleotide according to item 7, which is used in a 5-fold molar amount,
(10) The method for producing a 5′-nucleotide according to item 1, wherein the nucleoside is inosine,
(11) The method for producing a 5′-nucleotide according to item 1, wherein the nucleoside is guanosine,
(12) The method for producing 5′-nucleotide according to Item 1, wherein the nucleoside is a mixed crystal of inosine and guanosine, and (13) the method for producing 5′-nucleotide according to Item 1, wherein the nucleoside is cytidine.
[0006]
In the present invention, nucleoside means a sugar and purine base or pyrimidine base having a glucoside bond, and specifically, ribonucleoside and deoxyribonucleoside are used. Examples of ribonucleosides include inosine, guanosine, cytidine, adenosine, and uridine. Examples of deoxyribonucleosides include deoxyinosine, deoxyguanosine, deoxycytidine, and deoxyuridine. Ribonucleosides are preferably used. Particularly preferably inosine or guanosine is used.
In the present invention, the above nucleosides can be used alone or in the form of a mixture as a raw material nucleoside. Moreover, you may use a nucleoside as a salt. Examples of such salts include inorganic bases (for example, alkali metals such as sodium and potassium, alkaline earth metals such as calcium and magnesium, ammonia and the like) or organic bases (for example, trialkylamines such as trimethylamine and triethylamine, pyridine). Etc.), or inorganic acids (eg hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid etc.) or organic acids (eg acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, tartaric acid, citric acid) Salts with acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, etc.).
[0007]
As the raw material nucleoside in the present invention, it is particularly preferable to use a mixed crystal of inosine and guanosine. As the mixed crystal, one obtained by a method known per se can be used. For example, a mixed crystal obtained by crystallization by means of precipitation of a solute from an aqueous solution containing inosine and guanosine is used (see Japanese Patent Publication No. 47-38199). In this case, crystallization methods include, for example, cooling, concentration, addition of seed crystals, addition of a hydrophilic solvent that does not dissolve nucleosides (for example, acetone), pH adjustment (an acidic region having a high nucleoside solubility of pH 3 or lower, or pH 9). The above alkaline range is adjusted to a pH range of 3 to 9), and a combination thereof can be appropriately employed. After the mixed crystal with the nucleoside is precipitated from the solution containing the nucleoside by such a method, the mixed crystal is separated by a commonly used method such as suction or pressure filtration, centrifugation, centrifugal sedimentation, etc. It is desirable to remove a solvent such as water by heating and drying, and then subject to a phosphorylation reaction.
[0008]
In the present invention, any organic solvent may be used as long as it does not adversely influence the reaction. The organic solvent is preferably a polar solvent such as tri-phosphate (C 1-6 ) alkyl esters such as trimethyl phosphate and triethyl phosphate, trimethoxyethyl phosphate and triethoxyethyl phosphate. Examples include phosphoric acid tri-lower (C 1-6 ) alkoxy lower (C 1-6 ) alkyl esters, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, and amides such as dimethylformamide and N-dimethylacetamide. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more. Of these organic solvents, tri-lower (C 1-6 ) alkyl esters of phosphate are preferably used. Particularly preferred examples include triethyl phosphate and trimethyl phosphate.
The amount of the organic solvent to be used varies depending on the kind thereof, but is usually appropriately selected within the range of about 5 to about 20 times the weight of the nucleoside, and preferably about 8 to about 17 times.
[0009]
In the present invention, the phosphorylation reaction is performed as follows. First, nucleoside or a salt thereof is suspended in an organic solvent, and the resulting suspension is maintained at a temperature of about 20 ° C. or higher. In this case, the temperature is preferably about 20 to about 100 ° C, more preferably about 30 to about 80 ° C, and particularly preferably about 40 to about 60 ° C. The time during which the suspension is kept at a temperature of about 20 ° C. or more varies depending on the temperature, the amount of the raw nucleoside, etc., but is preferably about 10 to about 120 minutes, more preferably about 10 to about 60 minutes, and particularly preferably. Is about 10 to about 20 minutes.
In general, since the phosphorylation reaction undergoes a liquid-liquid reaction following dissolution of the nucleoside, the reaction rate varies depending on the particle size and particle shape of the nucleoside crystal used in the reaction. Usually, the finer the nucleoside crystals are, the larger the surface area is, so the reaction rate can be apparently increased. The particle size of the nucleoside crystal is preferably about 1 to about 1000 μm, more preferably about 20 to about 500 μm.
[0010]
However, in the present invention, when the organic solvent suspension of nucleoside is maintained at a temperature of about 20 ° C. or higher, nucleoside crystals having any particle size and particle shape can be used. Due to the heating treatment, the nucleoside crystal apparently changes to an amorphous crystal due to a phenomenon similar to the crystal transition, so that the surface area of the nucleoside crystal increases, resulting in an increase in the reaction rate with the phosphorylating agent.
Subsequently, the resulting nucleoside suspension is subjected to a phosphorylation reaction. The phosphorylation reaction is performed using a phosphorylating agent. In this case, the reaction temperature is preferably about −30 ° C. to about 10 ° C., particularly preferably about 0 ° C. to about 10 ° C.
The phosphorylating agent used in the present invention is a phosphorylating agent usually used for a phosphorylation reaction, preferably phosphorus oxyhalide such as phosphorus oxychloride and phosphorus oxybromide.
[0011]
In the phosphorylation reaction, phosphorous oxyhalide is usually used as a partial hydrate rather than subjected to the reaction as it is, so that the selectivity to 5'-mononucleotide production is usually higher and 2 'or 3'-mono This is preferable because the amount of by-products of phosphate and diphosphate decreases.
The method for obtaining a phosphorus oxyhalide hydrate is to add phosphorus oxyhalide to the above reaction solvent and dissolve it, and then add a small amount of water or an alcohol such as methanol, ethanol or tertiary butanol to the reaction. You can do it.
The amount of phosphorus oxyhalide to be used is generally about 1 to about 5 times mol, preferably about 1.5 to about 4 times mol for the nucleoside. If the amount used is too small, the nucleoside remains unreacted, and if the amount used is excessive, the by-product of diphosphates increases and the yield of the target 5'-mononucleotide decreases, which is not preferable. Usually, it is appropriately selected from the above range of use in consideration of the type of phosphorylating agent or solvent.
While the reaction time varies depending on the type of solvent and the presence or absence of an accelerator (eg, a very small amount of sodium hydroxide), it is generally about 30 minutes to about 10 hours. In this reaction method, the reaction is completed in a shorter time than the conventional phosphorylation method.
The reaction product thus obtained is mixed with cold water (eg, about 10 ° C. or less, preferably about 5 ° C. or less) by a conventional method, whereby an unreacted phosphorylating agent and the produced nucleoside phosphohalogenate are obtained. Hydrolyze to obtain a solution (hydrolyzed solution) containing 5'-nucleotide.
[0012]
As a method for purifying the 5′-nucleotide thus obtained, a method known per se, for example,
1) A method in which the pH of the hydrolyzed solution is adjusted to about 1.5 with sodium hydroxide and then treated with activated carbon.
2) A method in which the reaction solvent is extracted and separated using another organic solvent, neutralized with an alkali such as sodium hydroxide, and then purified by adsorption resin treatment or crystallization.
3) A method in which the reaction solvent is extracted and separated using another organic solvent, and then treated with activated carbon. Subsequently, after passing through any of these purification methods, it can be obtained as a mixed crystal of nucleoside-5'-disodium phosphate by a conventional method.
[0013]
【Example】
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples.
In Examples, IMPNa 2 is disodium inosine-5′-monophosphate, GMPNa 2 is disodium guanosine-5′-monophosphate, IR is inosine, GR is guanosine, and TEP is phosphorus. Triethyl acid and HLC means high performance liquid chromatography.
Example 1 Phosphorylation Reaction of Inosine / Guanosine Mixed Crystal A mixed crystal powder of inosine and guanosine (85.3 g and 103.6 g of inosine and guanosine, respectively) was suspended on 2106.2 g of triethyl phosphate at room temperature (about 18 ° C.). After turbidity and cooling to about 5 ° C., 294.3 g of phosphorus oxychloride and 11.3 g of water were added and reacted for 3.5 hours.
On the other hand, a mixed crystal powder of inosine and guanosine (85.3 g and 103.6 g of inosine and guanosine respectively) was suspended in 2106 g of triethyl phosphate at room temperature (about 18 ° C.) and heated to 50 ° C. in the same manner. After stirring for 15 minutes, 294.3 g of phosphorus oxychloride and 11.3 g of water were added under cooling to about 5 ° C. and reacted for 3.5 hours.
Subsequently, each reaction solution was hydrolyzed by adding it to 3211 g of water (about 5 ° C.). The results of analyzing this hydrolyzed solution using HLC are shown in [Table 1].
The conditions for quantitative analysis by HLC are as follows. This condition is the same in the following examples.
[0014]
Figure 0004156678
[Table 1]
Figure 0004156678
[0015]
Example 2 Phosphorylation reaction of inosine or guanosine crystals alone 85.3 g and 103.6 g of inosine and guanosine crystal powders were used to form triethyl phosphate at room temperature (about 18 ° C.) in the same manner as in Example 1. After suspending, the results of analyzing both reaction solutions with and without heating treatment using HLC are shown in [Table 2].
[Table 2]
Figure 0004156678
[0016]
Example 3 Comparison of heating conditions (heating temperature) under TEP A mixed crystal powder of inosine and guanosine (85.3 g and 103.6 g of inosine and guanosine, respectively), triethyl phosphate 2106 at room temperature (about 18 ° C.) Suspended in 0.2 g, heated for 15 minutes at 25 ° C., 50 ° C., and 100 ° C., cooled to about 5 ° C., then added with 294.3 g of phosphorus oxychloride and 11.3 g of water to add 3 The reaction was allowed for 5 hours.
Subsequently, each reaction solution was hydrolyzed by adding it to 3211 g of water (about 5 ° C.). The results of analysis of this hydrolyzed solution using HLC are shown in [Table 3].
[Table 3]
Figure 0004156678
[0017]
Example 4 Comparison of heating conditions (heating time) under TEP In exactly the same manner as in Example 3, the heating temperature under triethyl phosphate was set to 50 ° C., and the treatment time was 15, 30, and 60 minutes. Table 4 shows the results of HLC analysis of the reaction liquid when changed.
[Table 4]
Figure 0004156678
[0018]
Example 5 Comparison of Addition Amount of Phosphorus Oxychloride A mixed crystal powder of inosine and guanosine (85.3 g and 103.6 g of inosine and guanosine, respectively) was suspended in 2106.2 g of triethyl phosphate at room temperature (about 18 ° C.). And heated to 50 ° C., stirred for 15 minutes, cooled to about 0 ° C., and 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.75 times the molar amount of phosphorus oxychloride with respect to the nucleoside. And water were added to each of 5.4, 7.2, 7.2, 9, and 11.3 g and reacted for 3.5 hours.
Subsequently, each reaction solution was hydrolyzed by adding it to 3211 g of water (about 5 ° C.). The results of analysis of this hydrolyzed solution using HLC are shown in [Table 5].
[Table 5]
Figure 0004156678
[0019]
Example 6 Comparison of Phosphorylation Reaction Conditions Mixed crystals of inosine and guanosine (85.3 g and 103.6 g of inosine and guanosine, respectively) were suspended in 2106.2 g of triethyl phosphate at room temperature (about 18 ° C.). 2. Heat to 50 ° C., stir for 15 minutes, cool to about −5 ° C., 0 ° C., 5 ° C., add 1.8 times the molar amount of phosphorus oxychloride and 7.2 g of water to the nucleoside. The reaction was allowed for 5 hours.
Subsequently, each reaction solution was hydrolyzed by adding it to 3211 g of water (about 5 ° C.). The results of analysis of this hydrolyzed solution using HLC are shown in [Table 6].
[Table 6]
Figure 0004156678
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention, 5'-nucleotide can be obtained from nucleoside with high purity and high yield, and the nucleoside phosphorylation reaction time is shortened, so that the impurity removal operation in the nucleotide purification step is very easy. Further, the amount of phosphorous oxyhalide, which is a phosphorylating agent, may be less than the normal amount.

Claims (13)

ヌクレオシドの有機溶媒懸濁液を、 20℃以上の温度に保った後、得られるヌクレオシドの懸濁液を冷却下、リン酸化反応に付すことを特徴とする5’−ヌクレオチドの製造法。An organic solvent suspension of nucleosides After maintaining the 20 ° C. or higher, under cooling suspension of the resulting nucleosides, preparation of 5'-nucleotides, wherein the subjecting to phosphorylation. ヌクレオシドの有機溶媒懸濁液を 30℃〜 80℃に保つ請求項1記載の5’−ヌクレオチドの製造法。Nucleoside suspension in organic solvent 30 ° C ~ The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 1, which is maintained at 80 ° C. ヌクレオシドの有機溶媒懸濁液を 20℃以上の温度に 10分〜 120分保つ請求項1記載の5’−ヌクレオチドの製造法。Nucleoside suspension in organic solvent Over 20 ℃ 10 minutes ~ The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 1, which is maintained for 120 minutes. リン酸化反応を −30℃〜 10℃の温度で行う請求項1記載の5’−ヌクレオチドの製造法。Phosphorylation reaction -30 ° C ~ The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 1, which is carried out at a temperature of 10C. 有機溶媒がリン酸トリ低級(C1-6)アルキルエステル類である請求項1記載の5′−ヌクレオチドの製造法。The method for producing 5'-nucleotide according to claim 1, wherein the organic solvent is a tri-lower (C 1-6 ) alkyl ester of phosphate. リン酸トリ低級(C1-6)アルキルエステル類がリン酸トリエチルである請求項5記載の5′−ヌクレオチドの製造法。The method for producing 5'-nucleotide according to claim 5, wherein the tri- (lower) (C 1-6 ) alkyl ester phosphate is triethyl phosphate. リン酸化反応がオキシハロゲン化リンを用いて行われる請求項1記載の5′−ヌクレオチドの製造法。The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 1, wherein the phosphorylation reaction is carried out using phosphorus oxyhalide. オキシハロゲン化リンがオキシ塩化リンである請求項7記載の5′−ヌクレオチドの製造法。The method for producing 5'-nucleotide according to claim 7, wherein the phosphorus oxyhalide is phosphorus oxychloride. オキシハロゲン化リンをヌクレオシドに対して 1〜 5倍モル量用いる請求項7記載の5’−ヌクレオチドの製造法。Phosphorus oxyhalide to nucleosides 1 to The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 7, which is used in a 5-fold molar amount. ヌクレオシドがイノシンである請求項1記載の5′−ヌクレオチドの製造法。The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 1, wherein the nucleoside is inosine. ヌクレオシドがグアノシンである請求項1記載の5′−ヌクレオチドの製造法。The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 1, wherein the nucleoside is guanosine. ヌクレオシドがイノシンおよびグアノシンの混晶である請求項1記載の5′−ヌクレオチドの製造法。The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 1, wherein the nucleoside is a mixed crystal of inosine and guanosine. ヌクレオシドがシチジンである請求項1記載の5′−ヌクレオチドの製造法。The method for producing a 5'-nucleotide according to claim 1, wherein the nucleoside is cytidine.
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