JP2000253891A - 光学活性アルコールの製造方法 - Google Patents

光学活性アルコールの製造方法

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JP2000253891A
JP2000253891A JP11065431A JP6543199A JP2000253891A JP 2000253891 A JP2000253891 A JP 2000253891A JP 11065431 A JP11065431 A JP 11065431A JP 6543199 A JP6543199 A JP 6543199A JP 2000253891 A JP2000253891 A JP 2000253891A
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Tamotsu Fujisawa
有 藤澤
Makoto Shimizu
真 清水
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2−アリール置換−2−プロペン−1−アー
ルに還元酵素を作用させた場合とは逆の立体配置を有す
る光学活性アルコールを光学純度良く与え得る方法を提
供する。 【解決手段】 明細書に記載の一般式(1)で示される
アルキルビニルスルフィド類に還元酵素を作用させて明
細書に記載の一般式(2)で示される光学活性ジアルキ
ルスルフィド類を生成させ、次いで脱硫することを特徴
とする明細書に記載の一般式(3)で示される光学活性
アルコールの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学活性アルコー
ルの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光学活
性アルコール類は、例えば光学活性イブプロフェン等の
医薬あるいは農薬の中間体として有用である。従来から
光学活性アルコール類の製造方法としては、微生物由来
の酵素の不斉還元能を利用する方法が知られている。し
かしながらかかる酵素を用いる不斉還元反応においては
一般に、用いる酵素によって得られる光学活性アルコー
ルの立体配置が決まるため、ある酵素を用いて得られる
光学活性アルコールとは立体配置のみ異なる光学活性ア
ルコールを得ようとする場合においても、新たに別の適
用可能な酵素の探索を行う必要があった。
【0003】
【発明を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な状況下、鋭意検討を行った結果、2−アリール置換−
2−プロペン−1−アールの3位にアルキルチオ基を導
入したアルキルビニルスルフィド類に還元酵素を作用さ
せ、次いで該官能基を除去する方法を採用することによ
って、該官能基を導入することなく2−アリール置換−
2−プロペン−1−アールに同じ還元酵素を作用させた
場合とは逆の立体配置を有する光学活性アルコールを光
学純度良く得ることができることを見出し、本発明に至
った。
【0004】即ち本発明は、一般式(1) (R1は、置換されていてもよいアリール基を表し、R2
は、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を
表す。)で示されるアルキルビニルスルフィド類に還元
酵素を作用させて一般式(2) (式中、R1およびR2は前記と同じ意味を表し、*はR
配置およびS配置のいずれか一方立体配置を有する不斉
炭素原子を表す。)で示される光学活性ジアルキルスル
フィド類を生成させ、次いで脱硫することを特徴とする
一般式(3) (式中、R1および*は前記と同じ意味を表す。)で示
される光学活性アルコールの製造方法(以下、本発明方
法と記す。)に関するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明方法を詳細に説明す
る。アルキルビニルスルフィド類(1)において、R1
はアリール基であり、例えば、置換されていてもよいフ
ェニル基、置換されていてもよいナフチル基を挙げるこ
とができる。ここで置換されていてもよいフェニル基お
よび置換されていてもよいナフチル基における置換され
ていてもよいとは、通常はC1−3アルキル基;C1−
2ハロゲン化アルキル基;C1−2アルコキシ基;メチ
レンジオキシ基;水酸基;シアノ基;カルボキシル基;
C2−5アルキルオキシカルボニル基;アミノ基;モノ
またはジ(C1−5)アルキルアミノ基;フェニル基;
C1−3アルキル基、C1−3アルコキシ基および水酸
基から選ばれる1種以上で置換されたフェニル基:フェ
ノキシ基;C1−3アルコキシ基および水酸基から選ば
れる1種以上で置換されたフェノキシ基;およびハロゲ
ン原子からなる群、好ましくは、メチル基、エチル基、
モノクロロメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ
基、メチレンジオキシ基、水酸基、シアノ基、アミノ
基、カルボキシル基、フェニル基、フッ素原子、塩素原
子および臭素原子からなる群、より選択される同一また
は相異なる1個以上、好ましくは1〜3個で置換されて
いてもよいことを意味する。
【0006】R2は置換されていてもよい炭素数1〜6
のアルキル基であり、置換されていてもよいアルキル基
における置換されていてもよいとは、通常はC1−2ア
ルコキシ基;水酸基;シアノ基;アミノ基;モノまたは
ジ(C1−5アルキル)アミノ基;フェニル基;C1−
3アルキル基、C1−3アルコキシ基および水酸基から
選ばれる1種以上で置換されたフェニル基;フェノキシ
基;C1−3アルキル基、C1−3アルコキシ基および
水酸基から選ばれる1種以上で置換されたフェノキシ
基;およびハロゲン原子等からなる群、好ましくはメト
キシ基、水酸基、シアノ基、アミノ基、フェニル基、フ
ッ素原子、塩素原子および臭素原子からなる群より選択
される同一または相異なる1個以上、好ましくは1〜3
個で置換されていてもよいことを意味する。R2として
好ましくはC1−3アルキル基を挙げることができ、さ
らに好ましくはメチル基またはエチル基を挙げることが
できる。
【0007】アルキルビニルスルフィド類(1)として
具体的には、例えば、2−フェニル−3-メチルチオ−
2-プロペン−1−アール、2−(p−メトキシフェニ
ル)−3-メチルチオ−2-プロペン−1−アール、2−
(p−メチルフェニル)−3-メチルチオ−2-プロペン
−1−アール、α−(p−イソブチルフェニル)−3-
メチルチオ−2-プロペン−1−アール、α−(p−フ
ルオロフェニル)−3-メチルチオ−2-プロペン−1−
アール、2−ナフチル−3-メチルチオ−2-プロペン−
1−アール、α−(p−イソブチルフェニル)−3−n
−ブチルチオ−2-プロペン−1−アール等を挙げるこ
とができる。
【0008】アルキルビニルスルフィド類(1)は公知
の方法によって製造できる。例えば、対応するアリール
メチルケトン類を二酸化セレンで酸化し、α-オキソ体
を得る。これを、5%ナトリウムメトキシドのメタノー
ル溶液中トリメチルシリルクロリド存在下、末端のホル
ミル基をジメチルアセタール化する。次に、クロロメチ
ルアルキルチオエーテルおよびトリフェニルホスフィン
の共存下、水素化ナトリウムなどの塩基条件でジメチル
ホルムアミド溶媒中、ケトン基をアルキルチオメチリデ
ン化する。最後に保護基として用いていたジメチルアセ
タールを5%希硫酸水溶液中で加水分解することにより
アルキルビニルスルフィド類(1)が得られる。
【0009】本発明方法に用いられる還元酵素は、アル
キルビニルスルフィド類(1)に作用させることにより
光学活性ジアルキルスルフィド類(2)を生成させ得る
ものであればよい。例えば、微生物由来の還元酵素をあ
げることができる。具体的には、市販のパン酵母、ビー
ル酵母などの酵母由来の還元酵素をあげることができ
る。微生物由来の還元酵素は、微生物を通常使用される
炭素源、窒素源、有機塩、無機塩等を適宜含む各種培地
を用いて培養することによって産生させることができ
る。
【0010】炭素源としては例えば、グルコース、シュ
ークロース、グリセロール、澱粉、有機酸、廃糖蜜があ
げられる。窒素源としては例えば、酵母エキス、肉エキ
ス、ペプトン、カザミノ酸、麦芽エキス、大豆粉、コー
ンスティープリカー(corn steep liquor)、綿実粉、
乾燥酵母、硫安、硝酸ナトリウムがあげられる。有機塩
や無機塩としては例えば、カリウム、ナトリウム、マグ
ネシウム、カルシウム、鉄、マンガン、コバルト、亜
鉛、アンモニウムの塩化物、硫酸塩、酢酸塩、燐酸塩
類、炭酸塩類を挙げることができる。具体的には、塩化
ナトリウム、塩化カリウム、炭酸ナトリウム、燐酸水素
一カリウム、燐酸水素二カリウム、炭酸カルシウム、酢
酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸亜
鉛、硫酸第一鉄、塩化コバルト等をあげることができ
る。
【0011】培養は、一般微生物における通常の方法に
準じて行い、固体培養、液体培養(試験管振盪培養、フ
ラスコ培養、ジャーファーメンター培養等)のいずれに
おいても適用可能である。培養温度や培養pHは、微生
物が生育できる範囲で適宜選択すればよいが、例えば、
約15℃〜約45℃の範囲、pH約4〜約8の範囲が好
ましい。培養時間は、種々の培養条件によって異なる
が、通常、約1日間〜約7日間の範囲が好ましい。
【0012】還元酵素を含む培養物は、そのまま、ある
いは、培養物から遠心分離等の方法で菌体を集め、緩衝
液もしくは水にて洗浄した湿菌体として、または湿菌体
の処理物として本発明方法に供することができる。ここ
で湿菌体の処理物とは、例えば、凍結乾燥菌体、アセト
ン乾燥菌体、菌体摩砕物、菌体の自己消化物、菌体の超
音波処理物、菌体のガラスビーズ破砕物、菌体抽出物、
菌体のアルカリ処理物等をあげることができる。さら
に、これら種々の形態の還元酵素を、例えば、シリカゲ
ルやセラミックス等の無機担体、セルロース、ポリスチ
レンポリマー、イオン交換樹脂等へ吸着させる担体結合
法や、ポリアクリルアミド、含硫多糖ゲル(例えばカラ
ギーナンゲル)、アルギン酸ゲル、寒天ゲル等の高分子
の網目構造の中に閉じ込める包括法などの公知の方法に
準じて固定化した固定化物をあげることもできる。
【0013】アルキルビニルスルフィド類(1)に、還
元酵素を作用させることにより光学活性ジアルキルスル
フィド類(2)を生成させには、例えば以下のようにし
て行うことができる。アルキルビニルスルフィド類
(1)の添加量は、反応系中の濃度として、例えば、約
0.1×10-2%(w/v)〜約20%(w/v)であ
り、還元酵素の添加量は、反応系中の濃度として、例え
ば、約0.1%(w/v)〜約30%(w/v)の範囲
である。
【0014】また、反応温度としては例えば、約0℃〜
約60℃を挙げることができ、光学選択性や収率の点か
らは約0℃〜約30℃が好ましい。反応時のpHとして
は例えば、約3〜約10を挙げることができ、光学選択
性や収率の点からは約5〜約7が好ましい。反応時間と
しては例えば、約0.5時間〜約10日間を挙げること
ができる。
【0015】反応溶媒としては例えば、水、緩衝液、微
生物培養液があげられるが、必要に応じて水溶性有機溶
媒、脂溶性有機溶媒を適宜添加することもできる。さら
に、グルコース、シュークロース、フルクトース、エタ
ノール等の炭素源を反応開始時、又は反応途中に加える
ことにより収率を向上させることが可能な場合がある。
また、アリールアルコール等の添加によって得られる光
学活性ジアルキルスルフィド類(2)の光学純度を向上
させることが可能な場合がある。
【0016】上記反応により得られる光学活性ジアルキ
ルスルフィド類(2)は、遠心分離等の方法により不溶
物等を除去した後、酢酸エチル、ジエチルエーテル、ク
ロロホルム等の有機溶媒にて抽出することにより回収さ
れ、必要により、蒸留、カラムクロマトグラフィー等の
通常の方法により精製される。
【0017】得られる光学活性ジアルキルスルフィド類
(2)に、例えばラネーニッケルを作用させて脱硫する
ことにより、光学活性ジアルキルスルフィド類(2)の
1に結合する不斉炭素原子の立体配置を維持しつつ光
学活性アルコール(3)に誘導することができる。反応
はラネーニッケルを用いる通常の方法により行うことが
でき、例えば、光学活性ジアルキルスルフィド類(2)
のエタノール等の溶液中にラネーニッケルを添加し、室
温または加熱条件下に攪拌することにより行うことがで
きる。反応後、デカンテーション、ろ過等によりラネー
ニッケルと分離し、溶媒留去することにより光学活性ア
ルコールが得られ、必要によりカラムクロマトグラフィ
ー、蒸留等により精製することもできる。
【0018】本発明方法によれば、従来知られている一
般式(4) (式中、R1は前記と同じ意味を表す。)で示される2
−アリール置換−2−プロペン−1−アールに還元酵素
を作用させる方法により得られる光学活性アルコールと
は、R1と結合する不斉炭素原子において逆の立体配置
を有する光学活性アルコールが優先的に得られる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。 製造例 200mlスリ付きナスフラスコに二酸化セレン5.2
2g(45.4mmol)、1,4−ジオキサン30m
l、蒸留水1.0mlを入れ、50℃に加熱して二酸化
セレンを完全に溶解させた。室温まで冷却した後、p−
イソブチルアセトフェノン8.0g(45.4mmo
l)をゆっくり加えて、19時間加熱環流した。反応溶
液が冷却する前に濾過を行って、金属セレンを除去し
た。無水硫酸ナトリウム乾燥後、減圧下濃縮し粗生成物
13.5gを得た。減圧下蒸留し、p−イソブチルフェ
ニルグリオキサール7.18gを得た。
【0020】200mlスリ付きナスフラスコに塩化ア
ンモニウム194mg(3.63mmol)を秤量し減
圧乾燥後アルゴン置換した。p−イソブチルフェニルグ
リオキサール6.92g(36.3mmol)のメタノ
ール44ml溶液を加え、40時間加熱環流した。飽和
炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて反応を停止させ、ジ
エチルエーテルを用いて抽出した。抽出液を無水硫酸ナ
トリウムを用いて乾燥させ、減圧下濃縮し粗生成物1
0.8gを得た。減圧蒸留で精製を行いp−イソブチル
フェニルグリオキサールジメチルアセタール4.11g
を得た。
【0021】300ml三口ナスフラスコにジエトキシ
メチルチオメチルホスフェイト2.15g(10.5m
mol)を秤量し減圧乾燥後アルゴン置換した。THF
50mlを加え、次いでtBuOK1.09mg(9.
8mmol)のTHF(10ml)溶液を加えて室温で
5時間撹拌した。p−イソブチルフェニルグリオキザー
ルジメチルアセタール1.65g(7.0mmol)の
THF溶液をゆっくり滴下した。その後、室温で2時間
撹拌し、60時間加熱環流した。飽和食塩水を加えて反
応を停止させ、ジエチルエーテルを用いて抽出した。抽
出液を無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥し、減圧下濃縮
し粗生成物2.81gを得た。シリカゲルカラムクロマ
トグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)を用
いて、精製を行い、β−メチルチオ−α−(p−イソブ
チルフェニル)アクリルアルデヒドジメチルアセタール
1.27mgを得た。
【0022】アルゴン雰囲気下50ml二口ナスフラス
コにβ−メチルチオ−α−(p−イソブチルフェニル)
アクリルアルデヒドジメチルアセタール370mg
(1.32mmol)、トリフルオロ酢酸200mg及
びジクロロメタン3.80gを入れ、室温で24時間撹
拌した。濃縮を行った後、ベンゼンを加えて濃縮し、減
圧乾燥後粗生成物390mgを得た。薄層クロマトグラ
フィー(ヘキサン:酢酸エチル=6:1)を用いて精製
を行い、2−(p−イソブチルフェニル)−3−メチル
チオ−2−プロペン−1−アール260mgを得た。
【0023】実施例1 (1) パン酵母(S.I.Lesaffre製)6.
0gをリン酸緩衝液(pH6.0)20mlに懸濁し
た。これに、アリルアルコール40mgを溶解させた
後、2−(p−イソブチルフェニル)−3−メチルチオ
−2−プロペン−1−アール0.2mmolをエタノー
ル2mlに溶解した溶液をゆっくり滴下しながら加えた
後、0℃にて反応を48時間行った。その後、酢酸エチ
ル及びセライトを加え反応を停止し、30分間撹拌した
後にセライト濾過を行い、酢酸エチルで抽出をし、無水
硫酸ナトリウムで乾燥後、粗生成物をシリカゲル薄層ク
ロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=7:1)で
精製することによって(S)−2−(p−イソブチルフ
ェニル)−3−メチルチオプロパン−1−オールを得
た。HPLCを用いて、定量分析及び光学異性体分析を
行った結果、収率30%、光学純度94%eeであるこ
とがわかった。
【0024】(2) アルゴン雰囲気下50ml二口ナ
スフラスコに(S)−2−(p−イソブチルフェニル)
−3−メチルチオプロパン−1−オール12.0mg
(0.050mmol)を秤量し、減圧乾燥後アルゴン
置換した。無水エタノール3.0ml,ラネーニッケル
600mgを加え、室温で12時間撹拌した。エタノー
ルを加えてデカンテーションを5回行いラネーニッケル
を分離除去し、得られた溶液の濃縮を行った後、減圧乾
燥し粗生成物22mgを得た。薄層クロマトグラフィー
(ヘキサン:酢酸エチル=4:1)を用いて、精製を行
い、(S)−2−(p−イソブチルフェニル)プロパノ
ール7.4mgを得た。
【0025】実施例2 (1) パン酵母(S.I.Lesaffre製)6.
0gをリン酸緩衝液(pH6.0)20mlに懸濁し、
これに、2−(p−メトキシフェニル)−3−メチルチ
オ−2−プロペン−1−アール0.2mmolをエタノ
ール2mlに溶解した溶液をゆっくり滴下しながら加え
て0℃にて4時間反応を行った。その後、酢酸エチル及
びセライトを加え反応を停止し、30分間撹拌した後に
セライト濾過を行い、酢酸エチルで抽出をし、無水硫酸
ナトリウムで乾燥後、粗生成物をシリカゲル薄層クロマ
トグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=7:1)で精製
することによって(S)−2−(p−メトキシフェニ
ル)−3−メチルチオ−2−プロパン−1−オールを得
た。HPLCを用いて、定量分析及び光学異性体分析を
行った結果、収率21.6%、光学純度94%eeであ
ることがわかった。
【0026】(2) 実施例1(2)と同様の操作を行
うことにより(S)−2−(p−メトキシフェニル)プ
ロパノールが得られる。
【0027】実施例3 (1) パン酵母(S.I.Lesaffre製)6.
0gをリン酸緩衝液(pH6.0)20mlに懸濁し
た。これに、アリルアルコール40mgを溶解させた
後、2−(p−メトキシフェニル)−3−メチルチオ−
2−プロペン−1−アール0.2mmolをエタノール
2mlに溶解した溶液をゆっくり滴下しながら加えて0
℃にて4時間反応を行った。その後、酢酸エチル及びセ
ライトを加え反応を停止し、30分間撹拌した後にセラ
イト濾過を行い、酢酸エチルで抽出をし、無水硫酸ナト
リウムで乾燥後、粗生成物をシリカゲル薄層クロマトグ
ラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=7:1)で精製する
ことによって(S)−2−(p−メトキシフェニル)−
3−メチルチオ−2−プロパン−1−オールを得た。H
PLCを用いて、定量分析及び光学異性体分析を行った
結果、収率37.8%、光学純度96%eeであること
がわかった。
【0028】(2) 実施例1(2)と同様の操作を行
うことにより(S)−2−(p−メトキシフェニル)プ
ロパノールが得られる。
【0029】参考例1 パン酵母(S. I. Lesaffre製)6.0g
を蒸留水30mlに懸濁し、これに、3−(p−メトキ
シフェニル)−2−ブテン−1−アール0.3mmol
をエタノール2mlに溶解した溶液をゆっくり滴下しな
がら加えて30℃にて3日間反応を行った。その後、酢
酸エチル及びセライトを加え反応を停止し、30分間撹
拌した後にセライト濾過を行い、酢酸エチルで抽出を
し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、粗生成物をシリカゲ
ル薄層クロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=
7:1)で精製することによって(R)−3−(p−メ
トキシフェニル)−2−ブタン−1−オールを得た。H
PLCを用いて、定量分析及び光学異性体分析を行った
結果、収率31%、光学純度99%ee以上であること
がわかった。
【0030】参考例2 50mlナスフラスコに(S)−2−(p−イソブチル
フェニル)プロパノール7.4mg(0.038mmo
l)とアセトン3mlを加え0℃で撹拌し、Jones
試薬(蒸留水23.46mlと三酸化クロム8.01g
と硫酸6.54mlから調整)0.014mlを滴下
し、4時間反応を行った。りん酸二水素カリウムの1M
溶液とピロ亜硫酸ナトリウムの10%水溶液とジエチル
エーテルを加えて反応を停止させ、3Nの水酸化カリウ
ムで抽出し、水層を6Nの塩酸で酸性にし、再びジエチ
ルエーテルで抽出した。エーテル層を無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥後濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフ
ィー(酢酸エチルのみ)で精製し(S)−2−(p−イ
ソブチルフェニル)プロピオン酸(一般名:(S)−イ
ブプロフェン)6.2mgを得た。
【0031】
【発明の効果】本発明方法によれば、2−アリール置換
−2−プロペン−1−アール(4)に同じ還元酵素を作
用させた場合とは逆の立体配置を有する光学活性アルコ
ール(3)を光学純度良く得ることができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1) (R1は、置換されていてもよいアリール基を表し、R2
    は、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を
    表す。)で示されるアルキルビニルスルフィド類に還元
    酵素を作用させて一般式(2) (式中、R1およびR2は前記と同じ意味を表し、*はR
    配置およびS配置のいずれか一方立体配置を有する不斉
    炭素原子を表す。)で示される光学活性ジアルキルスル
    フィド類を生成させ、次いで脱硫することを特徴とする
    一般式(3) (式中、R1および*は前記と同じ意味を表す。)で示
    される光学活性アルコールの製造方法。
  2. 【請求項2】一般式(1) (R1は、置換されていてもよいアリール基を表し、R2
    は、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基を
    表す。)で示されるアルキルビニルスルフィド類に還元
    酵素を作用させることを特徴とする一般式(2) (式中、R1およびR2は前記と同じ意味を表し、*はR
    配置およびS配置のいずれか一方立体配置を有する不斉
    炭素原子を表す。)で示される光学活性ジアルキルスル
    フィド類の製造方法。
  3. 【請求項3】還元酵素が微生物由来である請求項1また
    は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】微生物由来の還元酵素が酵母由来である請
    求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】一般式(1)で示されるアルキルビニルス
    ルフィド類の置換基R1が置換されていてもよいフェニ
    ル基または置換されていてもよいナフチル基である請求
    項1〜4のいずれかに記載の方法。
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