JP2001061493A - 光学活性なα−ヒドロキシアルケン誘導体の製造方法 - Google Patents

光学活性なα−ヒドロキシアルケン誘導体の製造方法

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JP2001061493A
JP2001061493A JP2000236709A JP2000236709A JP2001061493A JP 2001061493 A JP2001061493 A JP 2001061493A JP 2000236709 A JP2000236709 A JP 2000236709A JP 2000236709 A JP2000236709 A JP 2000236709A JP 2001061493 A JP2001061493 A JP 2001061493A
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hydroxybutene
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Charles J Sih
ジェイ シー チャールズ
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Suntory Ltd
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Suntory Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/003Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by ester formation, lactone formation or the inverse reactions
    • C12P41/004Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by ester formation, lactone formation or the inverse reactions by esterification of alcohol- or thiol groups in the enantiomers or the inverse reaction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic

Abstract

(57)【要約】 【構成】 次の反応式に従い、ラセミ1−置換−3−ヒ
ドロキシブテンのエステル誘導体(1)から光学活性な
1−置換−3−ヒドロキシブテン(2)又はそのエステ
ル(3)を製造する方法。 【化1】 【効果】 本発明方法によれば簡便な操作で、光学純
度、E値の高い光学活性1−置換−3−ヒドロキシブテ
ン又はそのエステルを高収率で製造することができる。
また、本発明における反応は、反応基質濃度が高く、リ
パーゼの使用量が少なくてすみ、工業的規模での実施に
特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学活性な1−置
換−3−ヒドロキシブテン又はそのエステル誘導体の製
造法に関し、更に詳しくはラセミ1−置換−3−ヒドロ
キシブテンのエステル誘導体にリパーゼを作用させて、
光学活性な1−置換−3−ヒドロキシブテン又はそのエ
ステル誘導体を、簡便に且つ効率的に製造する方法に関
する。本発明の方法により製造される生成物は、特に限
定されるわけではないが、例えば特開昭61−2073
73号公報に記載されている、アゼチジノン化合物の製
造原料等として利用される。
【0002】
【従来の技術】光学活性化合物の利用は、近年医薬、農
薬、食品、化粧品、液晶等の分野において、その必要性
が増しつつある。従来は光学活性化合物を化学合成的に
製造することが、価格的、技術的に不利であったため、
この分野の研究は基礎段階に止まっていた。しかしなが
ら今日その必要性の向上とともに技術革新が進み、利用
機会が増加しつつある。光学活性な2級アルコール化合
物に関する従来の技術としては、例えばカルボニル基の
選択的還元法が知られているが、この方法は還元剤が高
価であったり、操作的に特殊な手段を必要とする等の問
題を有していた。またもう一つの方法として微生物もし
くは微生物の生産する酵素を利用する方法が知られてい
るが、この方法に関しては選択性、反応基質濃度等に問
題があり、工業的スケールでの実施に際しては、更に改
良の余地を残している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は光学活性な1−置換−3−ヒドロキシブテン又はこの
誘導体を簡便かつ効率的に製造する方法を提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意研究した結果、ラセミ1−置換−3−ヒド
ロキシブテンのエステル誘導体にリパーゼを作用させれ
ば、3位の水酸基の絶対配置がRかSの一方の異性体だ
けが選択的に不斉加水分解され、光学活性な1−置換−
3−ヒドロキシブテン又はそのエステルが高収率で得ら
れることを見出し、本発明を完成した。
【0005】本発明方法は、次の反応式で表される。
【化4】
【0006】〔式中、R1は炭素数1〜8のアルキル
基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜6のアル
コキシ基又は炭素数6〜10のアリールオキシ基を示
し、当該アルキル基、アリール基、アルコキシ基又はア
リールオキシ基の炭素原子上の水素原子はハロゲン原
子、アルキル基、アリール基、ヒドロキシ基、アルコキ
シ基、アルキルチオ基又はアリールチオ基により置換さ
れていてもよい。R2は水素原子又はハロゲン原子を示
す。式(2)中の2級水酸基の絶対配置はR又はSのい
ずれかであり、式(3)中の基R1COO−の絶対配置
はS又はRのいずれかである。〕
【0007】すなわち、本発明は一般式(1)で表され
るラセミ1−置換−3−ヒドロキシブテンのエステル誘
導体にリパーゼを作用させることを特徴とする一般式
(2)で表される光学活性1−置換−3−ヒドロキシブ
テン、又は一般式(3)で表される光学活性1−置換−
3−ヒドロキシブテンのエステル誘導体の製造法であ
る。
【0008】本発明方法の原料であるラセミ1−置換−
3−ヒドロキシブテンのエステル誘導体(1)は、例え
ば次の反応式に従い、ラセミ1−置換−3−ヒドロキシ
ブテン(4)にカルボン酸類(5又は6)を反応させる
ことにより製造される。
【0009】
【化5】
【0010】化合物(4)とカルボン酸(5)との反応
は、パラトルエンスルホン酸等の有機酸又は塩酸、硫酸
等の鉱酸の存在下に行うのが好ましく、化合物(4)と
カルボン酸誘導体(6)との反応は、トリエチルアミン
等の有機塩基類又は水酸化ナトリウム等の無機塩類の存
在下に行うのが好ましい。
【0011】ここで用いられるカルボン酸類(5)又は
(6)としては、特に限定されないが、酢酸、プロピオ
ン酸等の直鎖アルキルカルボン酸、イソ酪酸、ピバロイ
ル酸等の分岐アルキルカルボン酸、安息香酸等のアリー
ルカルボン酸、フェニル酢酸等のアラルキルカルボン酸
及びこれらより誘導される酸ハロゲン化物、エステル又
は酸無水物が例として挙げられる。また、これらのカル
ボン酸類のアルキル、アリール又はアラルキル基には更
にハロゲン原子、アルキル基、アリール基、ヒドロキシ
基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基等
が置換していてもよい。これらのカルボン酸類の選択に
関しては、使用するリパーゼの種類等により適宜決定さ
れる。
【0012】反応に用いられるリパーゼとしては、特に
限定されないが、入手の容易性から微生物由来のものが
好ましく、特にシュードモナス属の細菌が生産するリパ
ーゼが好ましい。具体的には、リパーゼK−10(天野
製薬(株)製)、リパーゼAK(天野製薬(株)製)、
リパーゼP−30(天野製薬(株)製)等が挙げられ
る。これらのリパーゼは、例えば培養生菌体又は死滅菌
体を使用してもよく、また粗精製品又は精製品の何れを
使用してもよい。
【0013】化合物(1)とリパーゼとの反応は、通常
緩衡液中で行われ、反応温度は20℃〜50℃が好適で
ある。緩衡液のpHは特に限定されないが、使用するリパ
ーゼの種類により最適値が選択される。リパーゼの使用
量は、0.0001W/W%〜100W/W%の範囲で
選択され、反応基質濃度は10%〜200%の範囲で選
択される。反応時間は約5時間〜100時間であるが、
これらはいずれも使用するリパーゼの種類、基質の種類
により適宜決定される。
【0014】本反応によって、ラセミ化合物(1)の一
方の光学異性体のみが選択的に加水分解され、他方の光
学異性体は加水分解されない。従って、反応混合物中に
は、化合物(2)と化合物(3)の両者が存在するので
これらを分離する必要がある。その分離手段としては、
例えば反応終了後、反応混合物を水と混和しない有機溶
剤により抽出し、抽出液を乾燥し、濃縮することによ
り、化合物(2)と化合物(3)の混合物が得られる。
この混合物をカラムクロマトグラフィーもしくは蒸留等
に付すことにより、化合物(2)と化合物(3)の分離
精製ができる。また、他の分離手段としては、例えば反
応終了後、反応混合物を静置し、水層より分離される油
分を分液し、この油分を水及び水と混和する有機溶剤の
混合物で数回洗浄することにより、残留油分としてほぼ
純粋な化合物(3)を得ることが出来る。得られた化合
物(3)は必要に応じ加水分解することにより光学活性
アルコール化合物に変換することができる。ここで水と
混和する有機溶剤の例としては、メタノール、エタノー
ル等のアルコール類、アセトン、メチルビニルケトン等
のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセ
トニトリル等のニトリル類等が挙げられる。上記洗浄母
液を、集めて濃縮することにより、再び水層より分離さ
れる油分が得られ、この油分中に更に化合物(3)が含
有されている場合は、上記と同様の操作を繰り返すこと
により化合物(3)を更に分離することが可能で、最終
的に化合物(2)がほぼ純粋な形で得られる。この分別
抽出法はクロマト操作もしくは蒸留操作等を行うことな
く、目的とした化合物(2)又は化合物(3)が得られ
るため、目的物が不安定な化合物の場合や、高度に精製
を必要としない化合物の大量合成の場合に更に有用な方
法となる。
【0015】
【発明の効果】ラセミエステル化合物のリパーゼを使用
した不斉加水分解反応に関しては、既に多くの報告がな
されている。しかしながら定量的にその有効性を評価し
た例は少なく、実用化に付された例も少ない。酵素又は
微生物を使用する分割の生化学的データの定量的処理方
法に関して、本発明者等は既にc(変換率、exten
t of conversion)、ee(光学純度、
optical purity,生成物のエナンチオマ
ー過剰率(ee))、E値(エナンチオマー比)の関係
に関して報告を行っている(J.Amer.Chem.
Soc.,104,7294(1982))。本発明に
関しても、この処理方法即ちE値を計算することによ
り、その有用性を具体的に示した。尚、E値は次式で与
えられる。
【0016】
【数1】
【0017】本発明方法によれば簡便な操作で、光学純
度、E値の高い光学活性1−置換−3−ヒドロキシブテ
ン又はそのエステルを高収率で製造することができる。
また、本発明における反応は、反応基質濃度が高く、リ
パーゼの使用量が少なくてすみ、工業的規模での実施に
特に適している。
【0018】
【実施例】以下実施例により、本発明を更に具体的に説
明する。
【0019】実施例1 (±)−3−アセトキシ−1−(フェニルチオ)−1−
ブテン(120mg)をpH8の0.2M燐酸緩衝液(2m
l)に懸濁させ、これに表1に記載したリパーゼ(30m
g)を加えた。反応混合物を24℃にて攪拌し、転化が
50%となったところで、反応液に酢酸エチルを加え分
液した。有機層は無水硫酸ナトリウムにて乾燥し、減圧
下濃縮し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーによ
り精製し、純粋な3−アセトキシ−1−(フェニルチ
オ)−1−ブテン(エステル化合物)及び3−ヒドロキ
シ−1−(フェニルチオ)−1−ブテン(アルコール化
合物)を得た。エステル化合物のエナンチオイクセス純
度(ee%)はEu(hfc)3の存在下200MHzP
MRを測定することにより決定した。またアルコール化
合物については、アセチル誘導体に変換した後同様の操
作により決定した。結果は表1に示す通りであった。
【0020】
【表1】
【0021】実施例2 (±)−3−アセトキシ−1−クロロ−1−ブテン(2
00mg)とリパーゼ(20mg)をpH7の0.2Mリン酸
緩衝液中で、実施例1と同様に処理し、エステル体及び
アルコール体を得た。結果は表2に示す通りであった。
【0022】
【表2】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 〔式中、R1は炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜
    10のアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭
    素数6〜10のアリールオキシ基を示し、当該アルキル
    基、アリール基、アルコキシ基又はアリールオキシ基の
    炭素原子上の水素原子はハロゲン原子、アルキル基、ア
    リール基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルチオ
    基又はアリールチオ基により置換されていてもよい。R
    2は水素原子又はハロゲン原子を示す。〕で表されるラ
    セミ1−置換−3−ヒドロキシブテンのエステル誘導体
    にリパーゼを作用させることを特徴とする、一般式
    (2) 【化2】 〔式中、R2は前記と同一意義を示し、2級水酸基の絶
    対配置はR又はSのいずれかである。〕で表される光学
    活性1−置換−3−ヒドロキシブテン、又は一般式
    (3) 【化3】 〔式中、R1及びR2は前記と同一意義を示し、基R1
    OO−の絶対配置はS又はRのいずれかである。〕で表
    わされる光学活性1−置換−3−ヒドロキシブテンのエ
    ステル誘導体の製造法。
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US5637500A (en) 1997-06-10
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