JP2000350594A - 4−ハロゲノ−3−アルカノイルオキシブチロニトリルの光学分割方法 - Google Patents
4−ハロゲノ−3−アルカノイルオキシブチロニトリルの光学分割方法Info
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Abstract
チロニトリルおよびそのアルカノイルエステルの経済的
製法。 【解決手段】 ラセミ体の4−ハロゲノ−3−アルカノ
イルオキシブチロニトリルに立体選択的なエステル加水
分解活性を有する微生物、その微生物培養物またはその
微生物由来の酵素、あるいはリパーゼのごとき酵素製剤
を作用させ、光学分割することを特徴とする光学活性な
4−ハロゲノ−3−ヒドロキシブチロニトリルおよびそ
のアルカノイルエステルの製法。
Description
−ヒドロキシブチロニトリルおよびそのエステル体は医
薬、農薬、強誘電性液晶、光学活性ポリマーなどの原料
として非常に重要なものである。
シブチロニトリルを製造する方法としては、光学活性エ
ピクロロヒドリンに化学的あるいは酵素的にシアノ基を
付加させる方法(公開特許公報 特開平05-219965;T.
Nakamuraら Biochem. Biophysic. Res. Commun., Vol.
180, No.1, 124-130(1991))、ラセミ体の4−クロロ
−3−ヒドロキシブチロニトリルを立体選択的な脱ハロ
ゲン化微生物を作用させ、残存する光学活性4−クロロ
−3−ヒドロキシブチロニトリルを得る方法(文献;T.
Suzuki et al.; Bioorg. & Med. Chem. Lett., Vol.6,
20581-20584(1996); 公開特許公報 特開平9-47296)
などが知られている。しかし、いずれの方法もその大量
生産を考えた場合、さらに簡便かつ経済的な方法が望ま
れる。
活性化合物[2]および[3]は、医薬などの有用な原料で
あり、いっそう簡便、かつ経済的な製法が望まれてい
る。
で示されるラセミ化合物に立体選択的なエステル加水分
解活性を有する微生物、その微生物培養物あるいはその
微生物由来の酵素、もしくは酵素製剤を作用させること
により、下記式[2]および[3]で示される光学活性化合
物を簡便、かつ経済的に製造しうることを見出し、本発
明を完成した。すなわち、本発明は下記式[1]
る。)で示されるラセミ体の4−ハロゲノ−3−アルカ
ノイルオキシブチロニトリルに立体選択的なエステル加
水分解活性を有する微生物、その微生物培養物あるいは
その微生物由来の酵素を作用させ、光学分割することを
特徴とする下記式[2]および[3]
光学活性化合物を得る方法に関する。
されるラセミ体化合物に立体選択的にR体エステル加水
分解活性を有する微生物、その微生物培養物またはその
微生物由来の酵素を作用させ、式[2]のS体および式
[3]のR体で示される光学活性化合物を得る方法、およ
び式[1]で示されるラセミ体化合物に立体選択的にS体
エステル加水分解活性を有する微生物、その微生物培養
物またはその微生物由来の酵素を作用させ、式[2]のR
体および式[3]のS体で示される光学活性化合物を得る
方法に関する。
れる。式[1]で示されるラセミ体化合物から式[2]お
よび[3]で示される光学活性化合物を得るには、立体選
択的にエステル加水分解活性を有する酵素またはその様
な酵素を生産しうる微生物を基質と共にその酵素の至適
pH溶液中で作用させればよい。なお、反応が進行する
に従い遊離する酢酸のごときアルカン酸により反応液の
pHが徐々に低下するが、適当なアルカリ、例えば炭酸
カルシウム溶液、水酸化ナトリウム溶液、炭酸ナトリウ
ム溶液、アンモニア水等通常、酸を中和させるためのも
のを利用して反応液のpHの範囲に保つのがよい。式
[1]で示されるラセミ体化合物に酵素を作用させる場
合にはリン酸緩衝液等の緩衝液(pH6〜8)とした
後、24〜40℃、好ましくは25〜37℃、反応基質
濃度0.1〜80%(v/v)で反応させればよい。
組成としては、通常この微生物が生育する培地であれ
ば、特に制限されない。例えば、炭素源としてグルコー
ス、ガラクトース、シュークロース等の炭水化物、グリ
セロール等のアルコール類、酢酸、クエン酸、リンゴ
酸、マレイン酸、フマル酸、グルコン酸などの有機酸ま
たはその塩、あるいはそれらの混合物を、窒素源として
硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸アンモニ
ウム等の無機窒素化合物、尿素、ペプトン、カゼイン、
酵母エキス、肉エキス、コーンスチープリカー等の有機
窒素化合物とそれらの混合物を挙げることができる。そ
の他、リン酸塩、マグネシウム塩、カリウム塩、マンガ
ン塩、鉄塩、亜鉛塩、銅塩等の無機塩、さらに必要に応
じてビタミン類を加えてもよい。
よく、例えばpHを6〜9、好ましくは6.5〜7.
5、培養温度は20〜40℃、好ましくは25〜37℃
の範囲で好気的に10〜96時間行うことが好ましい。
本発明に係る微生物を上記培養方法により得た微生物の
1)培養液に基質(式[1]で示されるラセミ体化合物)
を加え反応させるか、あるいは2)遠心分離等により得
た菌体およびその菌体処理物(菌体破砕物または菌体抽
出液)、またはそれらを常法により固定化したものを緩
衝液等に混合し、これに基質を加え反応させることによ
り目的とする光学活性体を得ることができる。
pHは4〜9で行なうのが好ましい。反応液中の基質濃
度は0.1〜80%(v/v)が好ましく、基質は初期に
一括して加えてもよいし、分割添加してもよい。反応は
通常撹拌あるいは振盪しながら行い、反応時間は基質濃
度、微生物菌体量等により異なるが1〜120時間で終
了させるのがよい。好ましくはガスクロマトグラフィー
等の分析により、目的とする光学活性体の光学純度を測
定して終点を決定するのがよい。この様にして得られた
反応液中に残存する式[2]および[3]で示される光学活
性化合物を回収精製するには、酢酸エチル等の溶媒を用
いて抽出回収した後、蒸留または各種クロマトグラフィ
ー等の方法により行うことができる。例えば、反応液か
ら菌体を遠心分離で除いた後、酢酸エチル等の溶媒で抽
出する。抽出液を無水硫酸マグネシウムにより脱水した
後、減圧下で溶媒を除去し、目的とする光学活性化合物
の混合物シロップを得ることができる。
ロマトグラフィーなどの常法により行えばよい。なお、
本発明によれば、エステルが加水分解された光学活性体
[3]も光学純度が25−80.5% eeであり、酢酸エ
チルなどのような適当な溶媒で回収のあと、再度エステ
ル化し、そのエステル体(ラセミ体)を1回目に行った
逆の立体選択性をもつ微生物、その微生物培養物あるい
はその微生物由来の酵素を作用させれば、それぞれの光
学異性体が対ラセミ体収率40−45%程度(各光学活
性体収率は80−90%)で得られるので、この点で
も、さらに効率的である。本発明に使用される微生物
は、ラセミ体の4−ハロゲノ−3−アルカノイルオキシ
ブチロニトリル[1]に立体選択的なエステル加水分解活
性を有する微生物であり、好ましくはシュードモナス(P
seudomonas)属に属する菌、またはエンテロバクター(E
nterobacter)属に属する菌、特に好ましくは下記の4
菌株である。また、この様な菌の培養物あるいは菌由来
の酵素も同様に用いられる。
ル加水分解活性を有する酵素製剤を用いても同様に光学
活性体が得られる。すなわち式[1]で示されるラセミ体
化合物に立体選択的にエステル加水分解活性を有する酵
素製剤、たとえばリパーゼを作用させ、式[2]のR体お
よび式[3]のS体で示される光学活性化合物を得ること
ができる。本発明に特に好ましく用いられる下記の新菌
株は、新たに土壌サンプルから分離されたものであり、
それぞれDS-K-717株、 DS-K-19株、DS-mk3株と命名し、
その生理学的、菌学的諸性質からシュードモナス(Pseu
domonas)属に属するものと同定された。これらの菌株
は工業技術院生命工学工業技術研究所に受託番号FER
M BP−7077、FERM BP−7076、FE
RM BP−7078として、それぞれ寄託されてい
る。エンテロバクター(Enterobacter)sp.DS-S‐75株
は工業技術院生命工学工業技術研究所に受託番号FER
M BP−5494として寄託され、その生理学的、菌
学的諸性質は公開特許公報 特開平9‐47296に記
載されている。上記の新3菌株(DS-K-717株、 DS-K-19
株、DS-mk3株)の生理学的、菌学的諸性質は下記に示す
とおりである。
発明はこれらに限定されるものではない。
%w/v、グリセリン1%w/v、初発pH7.0からなる培地100m
lを500ml容フラスコに入れ常法どおり、121℃10分
間、加圧蒸気滅菌したのち、シュードモナス(Pseudomo
nas)sp. DS-mk3株を植菌し、30℃、125回転で20時間振
盪培養した。この培養液を1N HClで、pH6.0に調整した
のち、ラセミ体4-クロロ-3-アセトキシブチロニトリル
を1%v/vになるように加え、30℃で125回転の条件下、5
時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルを100ml加
え、反応液に残存する光学活性な基質のR体4-クロロ-3
-アセトキシブチロニトリル(BAN)およびエステルが加
水分解された光学活性なS体4-クロロ-3-ヒドロキシブ
チロニトリルを抽出した。これらの重量回収率は92%で
あった。またオイルのガスクロマトグラフィー分析で
は、99%ee(加えたラセミ体4-クロロ-3-アセトキシブ
チロニトリルに対する残存率38%)のR体4-クロロ-3-
アセトキシブチロニトリルと61%ee(加えたラセミ体4-
クロロ-3-アセトキシブチロニトリルに対する残存率62
%)のS体4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリルを含
んでいた。
0m(内径0.25mm) 分析温度:120℃、インジェクト温度:200℃ キャリアーガス:窒素(流量0.35ml/分) スプリット比:1/100、検出法:FID 200℃ 保持時間; S体4-クロロ-3-アセトキシブチロニトリル:30.0分 R体4-クロロ-3-アセトキシブチロニトリル:35.3分 S体4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリル:38.4分 R体4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリル:40.2分
ュードモナス(Pseudomonas)sp. DS-K-717あるいはシ
ュードモナス(Pseudomonas)sp. DS-K-19を用い、分割
するための基質に4-クロロ-3-アセトキシブチロニトリ
ル(BAN)、4-クロロ-3-プロピオニルオキシブチロニト
リル(BPN)、4-クロロ-3-ブチリルオキシブチロニトリ
ル(BBN)、4-クロロ-3-イソブチリルオキシブチロニトリ
ル(BisoBN)のいずれかを用い、実施例1に従い3-5時間
反応させ、残存する光学活性な基質と光学活性な4-クロ
ロ-3-ヒドロキシブチロニトリル(BN)を分析した。
リル(BAN)を用いた場合]
チロニトリル(BPN)を用いた場合]
ニトリル(BBN)を用いた場合]
チロニトリル(BisoBN)を用いた場合] さらに同様の方法で微生物の代わりにリパーゼ酵素粉末
を用い、以下の実施例(8−13)に示すごとく有用な
結果を得た。 反応条件:基質1%v/v、 燐酸バッファー50mM、使用酵
素粉末1g.
リル(BAN)を用いた場合]
ニトリル(BBN)を用いた場合]
S‐75株および4種の基質を用いて、実施例1と同様に
して実施することにより、以下の結果を得た。
活性な4−ハロゲノ−3−ヒドロキシブチロニトリルお
よびそのアルカノイルエステルを簡便にして経済的に得
ることができる。
Claims (11)
- 【請求項1】 下記式[1] 【化1】 (式中、Rは炭素数2−4のアルカノイル基を意味す
る。)で示されるラセミ体の4−ハロゲノ−3−アルカ
ノイルオキシブチロニトリルに立体選択的なエステル加
水分解活性を有する微生物、その微生物培養物またはそ
の微生物由来の酵素を作用させ、光学分割することを特
徴とする下記式[2]および[3] 【化2】 【化3】 (式中、Rは前掲と同じものを意味する。)で示される
光学活性化合物を得る方法。 - 【請求項2】 式[1]で示されるラセミ体化合物に立体
選択的にR体エステル加水分解活性を有する微生物、そ
の微生物培養物またはその微生物由来の酵素を作用さ
せ、式[2]のS体および式[3]のR体で示される光学活
性化合物を得る請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 式[1]で示されるラセミ体化合物に立体
選択的にS体エステル加水分解活性を有する微生物、そ
の微生物培養物またはその微生物由来の酵素を作用さ
せ、式[2]のR体および式[3]のS体で示される光学活
性化合物を得る請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 式[1]で示されるラセミ体化合物に立体
選択的にエステル加水分解活性を有するシュードモナス
(Pseudomonas)属に属する微生物、その微生物培養物
またはその微生物由来の酵素を作用させ、式[2]および
式[3]で示される光学活性化合物を得る請求項1に記載
の方法。 - 【請求項5】 式[1]で示されるラセミ体化合物に立体
選択的にエステル加水分解活性を有するエンテロバクタ
ー(Enterobacter)属に属する微生物、その微生物培養
物またはその微生物由来の酵素を作用させ、式[2]およ
び式[3]で示される光学活性化合物を得る請求項1に記
載の方法。 - 【請求項6】 微生物がシュードモナス(Pseudomona
s)sp.DS-K-19株である請求項1または2に記載の方
法。 - 【請求項7】 微生物がシュードモナス(Pseudomona
s)sp.DS-K-717株である請求項1または3に記載の方
法。 - 【請求項8】 微生物がシュードモナス(Pseudomona
s)sp.DS-mk3株である請求項1または3に記載の方法。 - 【請求項9】 微生物がエンテロバクター(Enterobact
er)sp.DS-S-75株である請求項1または3に記載の方
法。 - 【請求項10】 式[1]で示されるラセミ体化合物に立
体選択的にエステル加水分解活性を有する酵素製剤を作
用させ、式[2]のR体および式[3]のS体で示される光
学活性化合物を得る請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 酵素製剤がリパーゼである請求項1ま
たは10に記載の方法。
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JP2000082045A JP3659123B2 (ja) | 1999-04-05 | 2000-03-23 | 4−ハロゲノ−3−アルカノイルオキシブチロニトリルの光学分割方法 |
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