JP2002523107A - Method for producing (2R) -piperidine derivative - Google Patents

Method for producing (2R) -piperidine derivative

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JP2002523107A
JP2002523107A JP2000567728A JP2000567728A JP2002523107A JP 2002523107 A JP2002523107 A JP 2002523107A JP 2000567728 A JP2000567728 A JP 2000567728A JP 2000567728 A JP2000567728 A JP 2000567728A JP 2002523107 A JP2002523107 A JP 2002523107A
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pipecolic acid
general formula
formula
group
microorganism
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ペーターゼン、ミヒャエル
ベック、ウォルフガング
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ロンザ ア−ゲ−
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Abstract

(57)【要約】 一般式(I)および一般式(VII)[式中、R1はヒドロキシ基、アミノ基またはC1-6-アルコキシ基であり、R4はヒドロキシ基またはアミノ基である]で表される(R)−ピペリジン誘導体の製造方法について記述する。(R)−ピペリジン誘導体は、一般式(II)[式中、R2はヒドロキシ基、アミノ基またはC 1-6-アルコキシ基である]で表される(RS)−ピペリジン誘導体から、微量元素の存在下に微生物を使用するか、またはこれらの微生物から得られる無細胞酵素を使って得られる。 【化1】   (57) [Summary] Formulas (I) and (VII) wherein R1Is a hydroxy group, an amino group or C1-6-Alkoxy group, RFourIs a hydroxy group or an amino group]. The (R) -piperidine derivative has the general formula (II):TwoIs a hydroxy group, an amino group or C 1-6-Alkoxy groups] can be obtained using microorganisms in the presence of trace elements or using cell-free enzymes obtained from these microorganisms. Embedded image

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明は一般式:The present invention has the general formula:

【化12】 Embedded image

【0002】 および一般式:And the general formula:

【化13】 Embedded image

【0003】 [式中、R1はヒドロキシ基、アミノ基またはC1-6-アルコキシ基であり;R4
ヒドロキシ基またはアミノ基である] で表される(2R)−ピペリジン誘導体の新規製造方法に関する。
[Wherein R 1 is a hydroxy group, an amino group or a C 1-6 -alkoxy group; R 4 is a hydroxy group or an amino group], a novel production of a (2R) -piperidine derivative represented by the following formula: About the method.

【0004】 一般式Iで表される(2R)−ピペリジン酸誘導体、たとえば(R)−ピペコ
リン酸は、たとえば成長ホルモン分泌刺激薬(WO-A-9513069号)や抗不安剤(DE
-A-37 02 943号)などの生物活性化合物を合成するための重要な出発原料である
A (2R) -piperidic acid derivative represented by the general formula I, for example, (R) -pipecolic acid is, for example, a growth hormone secretion stimulant (WO-A-9513069) or an anxiolytic (DE)
-A-37 02 943) is an important starting material for synthesizing biologically active compounds.

【0005】 EP-A-686 698号には、RS−α−アミノカルボン酸アミドラセミ体をクレブシ
エラ属およびシュードモナス属の微生物と反応させることによりS−α−アミノ
カルボン酸、たとえばS−α−ピペコリン酸を生物工学的に製造し、対応するR
−α−アミノカルボン酸アミドも副生する方法が記載されている。しかし、R−
α−アミノカルボン酸アミドを精製するためには、比較的時間と費用のかかる方
法でS−α−アミノカルボン酸を分離しなければならない。
EP-A-686 698 discloses an S-α-aminocarboxylic acid such as S-α-pipecolic acid by reacting racemic RS-α-aminocarboxylic acid amide with microorganisms of the genus Klebsiella and Pseudomonas. Is biotechnologically manufactured and the corresponding R
A method is described in which -α-aminocarboxylic acid amide is also by-produced. However, R-
In order to purify the α-aminocarboxylic acid amide, the S-α-aminocarboxylic acid must be separated in a relatively time-consuming and expensive manner.

【0006】 (RS)−ピペコリン酸を含む培地でアルカリゲネス属の微生物を培養して(
R)−ピペコリン酸を生物工学的に製造する方法も知られている(Mochizuki. K
; Yamazaki, Y. ;Maeda, H. :Agric. Biol. Chem., 1988, 52(5), 1113)。この
方法の欠点は、(R)−ピペコリン酸が(S)−2−アミノアジピン酸と混合物
の形で得られるため、製造後に、生成したアミノアジピン酸から分離しなければ
ならないことにある。
[0006] Culture of a microorganism of the genus Alcaligenes in a medium containing (RS) -pipecolic acid
A method for producing R) -pipecolic acid by biotechnology is also known (Mochizuki. K).
; Yamazaki, Y .; Maeda, H .: Agric. Biol. Chem., 1988, 52 (5), 1113). The disadvantage of this method is that (R) -pipecolic acid is obtained in a mixture with (S) -2-aminoadipic acid and must be separated from the formed aminoadipic acid after production.

【0007】 (R)−ピペコリン酸エステルの製造方法がR. J. Kazlauskasら(J. Org. Ch
em., 1994, 59, 2075〜2081)によって記載されている。それによれば、黒色ア
スペルギルス(Aspergillus niger)から分離された立体選択的リパーゼによって
対応するラセミ体エステルは所望の生成物に変換される。この方法の欠点は、所
望の生成物のエナンチオマー純度および収率が低いことである。その上、極めて
多量の酵素も必要である。
The method for producing (R) -pipecolic acid ester is disclosed in RJ Kazlauskas et al. (J. Org. Ch.
em., 1994, 59, 2075-2081). According to that, the corresponding racemic ester is converted to the desired product by a stereoselective lipase isolated from black Aspergillus niger. The disadvantage of this method is the low enantiomeric purity and yield of the desired product. In addition, very large amounts of enzymes are required.

【0008】 JP-A-63 248 393号は、シュードモナス、クルチア(Kurthia)またはアルカリゲ
ネス属の微生物を使用してラセミ体ピペコリン酸から(R)−ピペコリン酸を製
造する方法を記載している。この方法の欠点は、反応時間が長いことである。
JP-A-63 248 393 describes a process for producing (R) -pipecolic acid from racemic pipecolic acid using a microorganism of the genus Pseudomonas, Kurthia or Alcaligenes. The disadvantage of this method is that the reaction time is long.

【0009】 本発明の課題は、この欠点を排除することと、高い収率が得られ、多くの技術
に実用的である、(2R)ピペリジン誘導体を製造する簡便な方法を提供するこ
とである。
It is an object of the present invention to eliminate this drawback and to provide a simple method for producing (2R) piperidine derivatives, which gives a high yield and is practical for many technologies. .

【0010】 本発明の課題は、請求項1に従う新規生物工学的方法によって解決される。 本発明によれば、一般式III:The object of the present invention is solved by a novel biotechnological method according to claim 1. According to the invention, the general formula III:

【化14】 Embedded image

【0011】 [式中、Aは−NHおよび−CHと一緒に、5員環または6員環の飽和複素環を
形成する] で表わされるα−アミノカルボン酸アミドを、ラセミ体またはその光学活性な異
性体の一つの形で、唯一の窒素源として利用する能力を有する微生物が使用され
る。このような微生物は現在の技術において公知であり、既にEP-A-686 698号に
詳しく記述されている。
Wherein A forms a 5- or 6-membered saturated heterocyclic ring together with —NH and —CH, a racemate or its optical activity In one form of the various isomers, a microorganism is used that has the ability to serve as the sole source of nitrogen. Such microorganisms are known in the state of the art and have already been described in detail in EP-A-686 698.

【0012】 前記特性を持つ好ましい微生物は、クレブシエラおよびシュードモナス属の微
生物である。中でもシュードモナス・プチダ(putida)種は特に好ましく、DSM
9923と称されるシュードモナス・プチダ種ならびにそれと機能的に同等な
変種および変異種の微生物が使用される。
[0012] Preferred microorganisms having the above characteristics are microorganisms of the genus Klebsiella and Pseudomonas. Among them, Pseudomonas putida (putida) is particularly preferred, and DSM
A Pseudomonas putida species designated 9923 and its functionally equivalent variants and mutants are used.

【0013】 DSM 9923と称されるシュードモナス・プチダ種の微生物は、ブダペス
ト条約に従って、1995年4月20日に、D-38124 ブラウンシュヴァイク、マ
シェローデ通り1b番、ドイツ微生物および細胞培養物コレクションGmbH(
DSM)に寄託されている。
A microorganism of the species Pseudomonas putida, designated DSM 9923, was produced according to the Budapest Treaty on April 20, 1995, D-38124 Braunschweig, No. 1b, Macerode Street, German Microbial and Cell Culture Collection GmbH (GmbH).
DSM).

【0014】 ここで言う「機能的に同等の変種および変異種」とは、元の微生物と本質的に
同じ特性と機能を持つ微生物のことである。このような変種および変異種は、た
とえば、UV照射によって偶然に形成される可能性がある。
As used herein, “functionally equivalent varieties and variants” are microorganisms that have essentially the same properties and functions as the original microorganism. Such variants and variants may be formed accidentally, for example, by UV irradiation.

【0015】 驚いたことに、これらの微生物、またはそれから得られる無細胞酵素が、一般
式II:
Surprisingly, these microorganisms, or cell-free enzymes obtained therefrom, have the general formula II:

【化15】 Embedded image

【0016】 [式中、R2はヒドロキシ基、アミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表される(RS)−ピペリジン誘導体のS異性体を、微量元素の存在下に、好
気的条件で開環開裂させ、そして微生物の場合には唯一の炭素源およびエネルギ
ー源として利用しうることが発見された。十分な反応時間、通常は1ないし48
時間が経過すると、反応培地中には環式S−α−アミノカルボン酸、またはS−
2−アミノアジピン酸のような反応培地中でやっかいな他の開鎖副生物は、もは
や全く存在しないか、またはほとんど存在しない。反応によって蓄積される一般
式I:
In the formula, R 2 is a hydroxy group, an amino group or a C 1-6 -alkoxy group, and an S isomer of the (RS) -piperidine derivative represented by the formula: It has been found that it can be opened and cleaved under aerobic conditions and used as the sole carbon and energy source in the case of microorganisms. Sufficient reaction time, usually 1 to 48
As time passes, cyclic S-α-aminocarboxylic acid or S-α-aminocarboxylic acid is contained in the reaction medium.
Other troublesome open-chain by-products in the reaction medium, such as 2-aminoadipic acid, are no longer present or present at all. General formula I accumulated by the reaction:

【化16】 Embedded image

【0017】 [式中、R1はヒドロキシ基、アミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表される(2R)−ピペリジン誘導体は、困難なく、そして特に時間および費
用のかかる分離法を必要としないで分離することができる。
The (2R) -piperidine derivatives of the formula wherein R 1 is a hydroxy group, an amino group or a C 1-6 -alkoxy group can be obtained without difficulty and in particular with time-consuming and costly separation processes. Can be separated without the need.

【0018】 C1-6-アルコキシ基は、ここではかつこれ以降では、1個ないし6個の炭素原
子を含む直鎖または分枝アルコキシ基を意味する。具体的な基の名前を挙げれば
、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ
、tert−ブトキシ、ペントキシおよびその異性体、ならびにヘキソキシおよ
びその異性体を意味する。
A C 1-6 -alkoxy group here and hereafter means a straight-chain or branched alkoxy group containing 1 to 6 carbon atoms. Specific group names mean methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, pentoxy and its isomers, and hexoxy and its isomers.

【0019】 無細胞系の酵素は、当業者にとって通常の方法に従う微生物の破砕によって入
手することができる。この目的には、たとえば、超音波法、フレンチプレス法ま
たはリゾチーム法を使用することができる。これらの無細胞酵素は、適当な担体
に固定化することも可能である。
A cell-free enzyme can be obtained by disrupting a microorganism according to a method commonly used by those skilled in the art. For this purpose, for example, the ultrasonic method, the French press method or the lysozyme method can be used. These cell-free enzymes can be immobilized on a suitable carrier.

【0020】 ここで言う「微量元素」とは、たとえば亜鉛、マンガン、コバルト、銅、ニッ
ケル、モリブデン、カルシウム、マグネシウム、ホウ素、鉄または硫黄を意味し
、その最適な組成は使用される微生物に依存する。亜鉛、マンガン、コバルト、
銅、ニッケル、モリブデン、カルシウム、マグネシウム、ホウ素、鉄および硫黄
を協同的に使用することが好ましい。
The term “trace element” as used herein means, for example, zinc, manganese, cobalt, copper, nickel, molybdenum, calcium, magnesium, boron, iron or sulfur, the optimum composition of which depends on the microorganism used. I do. Zinc, manganese, cobalt,
Preferably, copper, nickel, molybdenum, calcium, magnesium, boron, iron and sulfur are used cooperatively.

【0021】 一般式IIで表される(RS)−ピペリジン誘導体と増殖する微生物との反応は
目的に適合するように進められる。 一般式IIで表される好ましい基質は、(RS)−ピペコリン酸、(RS)−ピ
ペコリン酸エチルエステル、(RS)−ピペコリン酸イソプロピルおよび(RS
)−ピペコリン酸アミドである。
The reaction between the (RS) -piperidine derivative of the general formula II and the growing microorganism proceeds as appropriate for the purpose. Preferred substrates of the general formula II are (RS) -pipecolic acid, (RS) -pipecolic acid ethyl ester, (RS) -isopropyl pipecolate and (RS
) -Pipecolinamide.

【0022】 ここで言う「好気性条件」とは、微生物に酸素を供給する培養条件を意味する
。これは、空気酸素による振とう培養や、分子状酸素または空気酸素を通気する
液内培養(Submerskultur)によって行うことができる。
The term “aerobic conditions” as used herein means culture conditions for supplying oxygen to microorganisms. This can be performed by shaking culture with air oxygen or submerged culture in which molecular oxygen or air oxygen is aerated.

【0023】 反応は、微生物を培養することなく直接、一般式IIで表される(RS)−ピペ
リジン誘導体に添加して行うことができる。あるいは、微生物を通常通り培養し
た後で適当な炭素源およびエネルギー源と反応させることもできる。そのための
炭素源およびエネルギー源としては、たとえば糖、カルボン酸、糖アルコールま
たはアミノ酸を使用することができる。糖としては、たとえばグルコースなどの
へキソースまたはペントースを使用することができる。カルボン酸としては、ジ
カルボン酸またはトリカルボン酸およびそれらの塩を使することができ、クエン
酸またはコハク酸塩を例として挙げることができる。糖アルコールとしては三価
アルコールを使用することができ、グリセリンを例として挙げることができる。
アミノ酸としてはたとえばグルタミン酸が使用される。
The reaction can be carried out by directly adding the (RS) -piperidine derivative represented by the general formula II without culturing the microorganism. Alternatively, the microorganism can be cultured normally and then reacted with a suitable carbon and energy source. As a carbon source and an energy source therefor, for example, sugars, carboxylic acids, sugar alcohols or amino acids can be used. As the sugar, for example, hexose such as glucose or pentose can be used. As the carboxylic acid, dicarboxylic acid or tricarboxylic acid and salts thereof can be used, and citric acid or succinate can be mentioned as an example. As the sugar alcohol, a trihydric alcohol can be used, and glycerin can be mentioned as an example.
Glutamic acid is used as an amino acid, for example.

【0024】 反応は、微生物を常法に従って培養することなく、直接、一般式IIで表される
(RS)−ピペリジン誘導体に添加して行うことが好ましい。 微生物は、一般式IIで表される(RS)−ピペリジン誘導体のS異性体を、反
応時に、唯一の炭素源およびエネルギー源、ならびに唯一の窒素源として利用す
ることができる。
The reaction is preferably performed by directly adding the microorganism to the (RS) -piperidine derivative represented by the general formula II without culturing the microorganism according to a conventional method. Microorganisms can utilize the S isomer of the (RS) -piperidine derivative of the general formula II as the sole carbon and energy source and the only nitrogen source during the reaction.

【0025】 本発明の方法を実施するための培地には、必要な微量元素を添加した当業者に
よく知られた無機塩培地などの培地、たとえばKullaらの無機塩培地(Arch. Mic
robiol. 135, 1〜7, 1983)、表1に記載した培地、または低濃度の緩衝液、た
とえば10ないし100mMリン酸塩緩衝液が使用される。表1に従う培地中で
の方法が好ましい。
The medium for carrying out the method of the present invention includes a medium such as an inorganic salt medium well-known to those skilled in the art to which a necessary trace element has been added, for example, an inorganic salt medium of Kulla et al. (Arch. Mic.
robiol. 135, 1-7, 1983), the medium described in Table 1 or a low concentration buffer, for example a 10-100 mM phosphate buffer. The method in the medium according to Table 1 is preferred.

【0026】 目的に合った反応条件としては、微生物が、一般式IIで表される(RS)−ピ
ペリジン誘導体のS異性体を好ましくは炭素源およびエネルギー源として利用す
るような条件が選択される。従って、培地は、化合物II以外、容易に炭素源およ
びエネルギー源として使用可能な化合物を含まないことが好ましい。
The reaction conditions suitable for the purpose are selected such that the microorganism utilizes the S isomer of the (RS) -piperidine derivative represented by the general formula II, preferably as a carbon source and an energy source. . Therefore, it is preferable that the culture medium does not contain any compounds other than the compound II that can be easily used as a carbon source and an energy source.

【0027】 反応は、一般式IIで表される(RS)−ピペリジン誘導体を1回だけもしくは
数回に分けて加えるか、連続的に添加しながら進めることができる。一般式IIで
表される(RS)−ピペリジン誘導体の添加は、濃度が30質量%、好ましくは
10質量%、特に好ましくは5質量%を超えないように行われる。
The reaction can be carried out while adding the (RS) -piperidine derivative represented by the general formula II only once or in several portions, or continuously. The addition of the (RS) -piperidine derivative represented by the general formula II is performed so that the concentration does not exceed 30% by mass, preferably 10% by mass, particularly preferably 5% by mass.

【0028】 培地のpH値は4〜9が目的に適合し、特に6〜8が好ましい。反応温度は1
5℃〜80℃が目的に適合し、特に25℃〜40℃が好ましい。 反応でどのような一般式Iの最終生成物が得られるかは、出発物質および反応
条件、特に反応時間と酸素の供給に依存する。
The pH value of the medium is preferably from 4 to 9, and particularly preferably from 6 to 8. Reaction temperature is 1
5 ° C to 80 ° C is suitable for the purpose, and particularly preferably 25 ° C to 40 ° C. What final product of the general formula I is obtained in the reaction depends on the starting materials and on the reaction conditions, in particular on the reaction time and on the supply of oxygen.

【0029】 (RS)−ピペコリン酸[(RS)−ピペリジン誘導体II、式中、R2はヒド
ロキシ基である]からは(2R)−ピペコリン酸のみが得られる。同様に(RS
)−ピペコリン酸アミド[(RS)−ピペリジン誘導体II、式中、R2はアミノ
基である]からは、(2R)−ピペコリン酸アミドおよび(2R)−ピペコリン
酸を得ることができる。(RS)−ピペコリン酸エステル[(RS)−ピペリジ
ン誘導体II、式中、R2はC1-6-アルコキシ基]からは、(2R)−ピペコリン
酸エステルおよび(2R)−ピペコリン酸を得ることができる。
From (RS) -pipecolic acid [(RS) -piperidine derivative II, wherein R 2 is a hydroxy group], only (2R) -pipecolic acid is obtained. Similarly (RS
) -Pipecolinamide [(RS) -piperidine derivative II, wherein R 2 is an amino group], to obtain (2R) -pipecolinamide and (2R) -pipecolic acid. (2R) -Pipecolic acid ester and (2R) -Pipecolic acid can be obtained from (RS) -Pipecolic acid ester [(RS) -Piperidine derivative II, wherein R 2 is a C 1-6 -alkoxy group]. Can be.

【0030】 (RS)−ピペコリン酸アミドから(2R)−ピペコリン酸アミドが得られる
か、(2R)−ピペコリン酸が得られるかは、たとえば、反応時間によって制御
することができる。(RS)−ピペコリン酸アミドと本発明に従う微生物との反
応においては、最初に、(2R)−ピペコリン酸アミドが蓄積され、必要であれ
ば、それを単離することができる。反応時間をさらに延長すると(2R)−ピペ
コリン酸アミドから(2R)−ピペコリン酸が生成する。反応の進行状態は、分
析、たとえばクロマトグラフィによって追跡することができる。同様のことが(
RS)−ピペコリン酸エステルの反応にも適応し、最初に(2R)−ピペコリン
酸エステルが蓄積され、それから(2R)−ピペコリン酸が蓄積される。
Whether (2R) -pipecolinamide or (2R) -pipecolic acid can be obtained from (RS) -pipecolinamide can be controlled, for example, by the reaction time. In the reaction of (RS) -pipecolinamide with the microorganism according to the present invention, (2R) -pipecolinamide is first accumulated and, if necessary, it can be isolated. When the reaction time is further extended, (2R) -pipecolic acid is produced from (2R) -pipecolic acid amide. The progress of the reaction can be followed by analysis, for example by chromatography. The same thing (
It is also adapted to the reaction of (RS) -pipecolic acid ester, where (2R) -pipecolic acid ester is accumulated first, and then (2R) -pipecolic acid is accumulated.

【0031】 通常の反応時間、好ましくは1〜48時間が経過した後で、一般式Iで表され
る(2R)−ピペリジン誘導体、好ましくは(R)−ピペコリン酸、(R)−ピ
ペコリン酸アミドおよび(R)−ピペコリン酸エチルエステルおよび(R)−ピ
ペコリン酸イソプロピルエステルが培地中に非常に高い収率ないし定量的に得ら
れる。
After a usual reaction time, preferably 1 to 48 hours, a (2R) -piperidine derivative represented by the general formula I, preferably (R) -pipecolic acid, (R) -pipecolic amide And (R) -pipecolic acid ethyl ester and (R) -pipecolic acid isopropyl ester can be obtained in a medium in a very high yield or quantitatively.

【0032】 このようにして得られる一般式Iで表される(2R)−ピペリジン誘導体は、
通常の後処理法、たとえばバイオマスの分離、酸性化、クロマトグラフィ、電気
透析または結晶化によって単離することができる。
The (2R) -piperidine derivative represented by the general formula I thus obtained is
It can be isolated by conventional work-up methods, such as separation, acidification, chromatography, electrodialysis or crystallization of biomass.

【0033】 また、反応の進行は、酸素の供給を通して調節することもできる。たとえば、
(RS)−ピペコリン酸アミドまたは(RS)−ピペコリン酸エステルから、(
R)−ピペコリン酸を製造する場合、前記のように、好気条件下に(R)−ピペ
コリン酸アミドまたは(R)−ピペコリン酸エステルが蓄積するまで反応を行い
、それから酸素の供給を停止し、(R)−ピペコリン酸を形成させると良い。
The progress of the reaction can also be controlled through the supply of oxygen. For example,
From (RS) -pipecolinamide or (RS) -pipecolic acid ester,
When R) -pipecolic acid is produced, as described above, the reaction is carried out under aerobic conditions until (R) -pipecolinamide or (R) -pipecolic acid ester is accumulated, and then the supply of oxygen is stopped. , (R) -Pipecolic acid may be formed.

【0034】 式V:Equation V:

【化17】 Embedded image

【0035】 [式中、R3はアミノ基またはC1-6-アルコキシ基であって、C1-6-アルコキシ基
は前記の定義に従う] に従う(RS)−ピペコリン酸誘導体から、式IV:
Wherein R 3 is an amino group or a C 1-6 -alkoxy group, wherein the C 1-6 -alkoxy group is as defined above, from a (RS) -pipecolic acid derivative according to formula IV:

【化18】 Embedded image

【0036】 に従う(R)−ピペコリン酸に変換する反応は、式VI:The reaction to convert to (R) -pipecolic acid according to formula VI is:

【化19】 Embedded image

【0037】 [式中、R3は前記の定義に従う] に従う(R)−ピペコリン酸誘導体を通って行われる。その際、該ピペコリン酸
誘導体は、エナンチオマー過剰率を高めながら前記培地中に蓄積され、必要であ
れば単離することができる。ここで、もし式Vに従う(RS)−ピペコリン酸誘
導体から式VIに従う(R)−ピペコリン酸誘導体を製造しようとするなら、蓄積
後にこれを単離する。そして、もし式Vに従う(RS)−ピペコリン酸誘導体か
ら式IVに従う(R)−ピペコリン酸を製造しようとするなら、式VIに従う(R)
−ピペコリン酸誘導体が蓄積されるまで好気性条件下で反応を行い、それから酸
素の供給を停止する。
The reaction is carried out through a (R) -pipecolic acid derivative according to the formula wherein R 3 is as defined above. At this time, the pipecolic acid derivative is accumulated in the medium while increasing the enantiomeric excess, and can be isolated if necessary. Here, if an (R) -pipecolic acid derivative according to formula VI is to be produced from an (RS) -pipecolic acid derivative according to formula V, this is isolated after accumulation. And if it is desired to produce (R) -pipecolic acid according to formula IV from a (RS) -pipecolic acid derivative according to formula V, then follow (R) according to formula VI
Performing the reaction under aerobic conditions until the pipecolic acid derivative has accumulated, and then stopping the supply of oxygen.

【0038】 式VIに従う(R)−ピペコリン酸誘導体が培地中に蓄積したかどうかを確認す
るためには、反応の進行状態を分析、たとえばクロマトグラフィによって追跡す
ることができる。式VIに従う(R)−ピペコリン酸誘導体の蓄積が最大になった
ら、反応を終了するのが良い。
To determine whether the (R) -pipecolic acid derivative according to formula VI has accumulated in the medium, the progress of the reaction can be monitored by analysis, for example by chromatography. The reaction is preferably terminated when the accumulation of the (R) -pipecolic acid derivative according to formula VI is at a maximum.

【0039】 さらに本発明は、もう一つの構成要素として、一般式VIに従う(2R)−ピペ
コリン酸誘導体から一般式VII:
Furthermore, the present invention provides, as another component, a compound of the general formula VII from a (2R) -pipecolic acid derivative according to the general formula VI:

【化20】 Embedded image

【0040】 [式中、R4はヒドロキシ基またはアミノ基である] で表される(2R)−ピペリジン誘導体への還元反応を含む。[Wherein R 4 is a hydroxy group or an amino group], which includes a reduction reaction to a (2R) -piperidine derivative represented by the following formula:

【0041】 還元剤としては、通常、アルカリ金属水素化物またはアルカリ土類金属水素化
物、たとえば、水素化リチウムアルミニウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化
カリウムアルミニウム、水素化ナトリウムアルミウムム、水素化ホウ素マグネシ
ウムまたは水素化ホウ素カルシウムが使用される。特に水素化リチウムアルミニ
ウムが使用される。
As the reducing agent, usually, an alkali metal hydride or an alkaline earth metal hydride such as lithium aluminum hydride, sodium borohydride, potassium aluminum hydride, sodium aluminum hydride, magnesium borohydride or Calcium borohydride is used. In particular, lithium aluminum hydride is used.

【0042】 還元は0〜100℃、好ましくは相当する溶媒の還流温度で行うのが良い。 当業者によく知られているように、還元は極性有機溶媒、たとえばエーテル中
で行うことができる。好適なエーテルの例としてジエチルエーテル、ジイソプロ
ピルエーテル、テトラヒドロフランまたは1,4−ジオキサンを挙げることがで
きる。
The reduction is carried out at 0 to 100 ° C., preferably at the reflux temperature of the corresponding solvent. As is well known to those skilled in the art, the reduction can be performed in a polar organic solvent, such as ether. Examples of suitable ethers include diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran or 1,4-dioxane.

【0043】 通常、1〜16時間の反応時間の後、常法に従って処理すれば、一般式VIIで
表される所望の生成物、すなわち(R)−2−(アミノメチル)ピペリジンまた
は(R)−2−(ヒドロキシメチル)ピペリジンを単離することができる。
Usually, after a reaction time of 1 to 16 hours, the desired product of general formula VII, ie, (R) -2- (aminomethyl) piperidine or (R) -2- (Hydroxymethyl) piperidine can be isolated.

【0044】 表1 培地1 (NH42SO4 2.0g/l Na2HPO4 2.0g/l KH2PO4 1.0g/l NaCl 2.0g/l MgCl2・6H2O 0.4g/l CaCl2・2H2O 14.5mg/l FeCl3・6H2O 0.8mg/l ZnSO4・7H2O 0.1mg/l MnCl2・4H2O 0.09mg/l H3BO3 0.3mg/l CoCl2・6H2O 0.2mg/l CuCl2・2H2O 0.01mg/l NiCl2・6H2O 0.02mg/l Na2MoO4・2H2O 0.03mg/l FeSO4・7H2O 2.0mg/l EDTA−Na2・2H2O 5.0mg/l。Table 1 Medium 1 (NH 4 ) 2 SO 4 2.0 g / l Na 2 HPO 4 2.0 g / l KH 2 PO 4 1.0 g / l NaCl 2.0 g / l MgCl 2 .6H 2 O 0 .4g / l CaCl 2 · 2H 2 O 14.5mg / l FeCl 3 · 6H 2 O 0.8mg / l ZnSO 4 · 7H 2 O 0.1mg / l MnCl 2 · 4H 2 O 0.09mg / l H 3 BO 3 0.3 mg / l CoCl 2 .6H 2 O 0.2 mg / l CuCl 2 .2H 2 O 0.01 mg / l NiCl 2 .6H 2 O 0.02 mg / l Na 2 MoO 4 .2H 2 O 03mg / l FeSO 4 · 7H 2 O 2.0mg / l EDTA-Na 2 · 2H 2 O 5.0mg / l.

【0045】 培地2 KH2PO4 1.3g/l NH4Cl 5g/l (NH42SO4 2g/l Na2SO4 0.25g/l MgCl2・6H2O 0.8g/l CaCl2・2H2O 0.16g/l ZnSO4・7H2O 9mg/l MnCl2・4H2O 4mg/l H3BO3 2.7mg/l CoCl2・6H2O 1.8mg/l CuCl2・2H2O 1.5mg/l NiCl2・6H2O 0.18mg/l Na2MoO4・2H2O 0.2mg/l FeSO4・7H2O 30mg/l EDTA−Na2・2H2O 175mg/l。Medium 2 KH 2 PO 4 1.3 g / l NH 4 Cl 5 g / l (NH 4 ) 2 SO 4 2 g / l Na 2 SO 4 0.25 g / l MgCl 2 .6H 2 O 0.8 g / l CaCl 2 · 2H 2 O 0.16g / l ZnSO 4 · 7H 2 O 9mg / l MnCl 2 · 4H 2 O 4mg / l H 3 BO 3 2.7mg / l CoCl 2 · 6H 2 O 1.8mg / l CuCl 2 · 2H 2 O 1.5mg / l NiCl 2 · 6H 2 O 0.18mg / l Na 2 MoO 4 · 2H 2 O 0.2mg / l FeSO 4 · 7H 2 O 30mg / l EDTA-Na 2 · 2H 2 O 175 mg / l.

【0046】 培地3 Na2SO4 0.1g/l Na2HPO4 2.0g/l KH2PO4 1.0g/l NaCl 2.0g/l MgCl2・6H2O 0.4g/l CaCl2・2H2O 14.5mg/l FeCl3・6H2O 0.8mg/l ZnSO4・7H2O 0.1mg/l MnCl2・4H2O 0.09mg/l H3BO3 0.3mg/l CoCl2・6H2O 0.2mg/l CuCl2・2H2O 0.01mg/l NiCl2・6H2O 0.02mg/l Na2MoO4・2H2O 0.03mg/l FeSO4・7H2O 2.0mg/l EDTA−Na2・2H2O 5.0mg/l。Medium 3 Na 2 SO 4 0.1 g / l Na 2 HPO 4 2.0 g / l KH 2 PO 4 1.0 g / l NaCl 2.0 g / l MgCl 2 .6H 2 O 0.4 g / l CaCl 2 · 2H 2 O 14.5mg / l FeCl 3 · 6H 2 O 0.8mg / l ZnSO 4 · 7H 2 O 0.1mg / l MnCl 2 · 4H 2 O 0.09mg / l H 3 BO 3 0.3mg / 1 CoCl 2 .6H 2 O 0.2 mg / l CuCl 2 .2H 2 O 0.01 mg / l NiCl 2 .6H 2 O 0.02 mg / l Na 2 MoO 4 .2H 2 O 0.03 mg / l FeSO 4 · 7H 2 O 2.0mg / l EDTA -Na 2 · 2H 2 O 5.0mg / l.

【0047】 (実施例) (例1) (RS)−ピペコリン酸からの(R)−ピペコリン酸の製造 1.1 振とう培養法による製造 (RS)−ピペコリン酸を1.5%濃度で含む400mlの培地1を1Lエル
レンマイヤーフラスコに入れ、シュードモナス・プチダ DSM 9923を加え
た。内容物を振とう器にかけ、30℃、1分あたり140回転でインキュベーシ
ョンした。24時間後にOD650値3.7で、無細胞上清液をHPLCにかけ
、(R)−ピペコリン酸の含有量を定量した。使用した(RS)−ピペコリン酸
に対して、(R)−ピペコリン酸の収量は>45%、ee値は>99%であった
(Example) (Example 1) Production of (R) -pipecolic acid from (RS) -pipecolic acid 1.1 Production by shaking culture method (RS) -pipecolic acid containing 1.5% concentration 400 ml of Medium 1 was placed in a 1 L Erlenmeyer flask, and Pseudomonas putida DSM 9923 was added. The contents were placed on a shaker and incubated at 30 ° C. at 140 revolutions per minute. After 24 hours, the cell-free supernatant was subjected to HPLC at an OD650 value of 3.7 to determine the content of (R) -pipecolic acid. Based on the (RS) -pipecolic acid used, the yield of (R) -pipecolic acid was> 45% and the ee value was> 99%.

【0048】 1.2 発酵槽による製造 (RS)−ピペコリン酸を1%濃度で含む100mlの培地3を邪魔板付きの
500mlエルレンマイヤーフラスコに入れ、シュードモナス・プチダ DSM
9923を加えた。内容物を振とう器にかけ、30℃、1分あたり140回転で
16時間インキュベーションした。(RS)−ピペコリン酸(45g)を1.5
%濃度で含む3Lの培地2を5L培養槽に入れ、あらかじめ培養したシュードモ
ナス・プチダ DSM 9923を加えた。7時間後に、さらに45gの(RS)
−ピペコリン酸を10%溶液として5時間かけて連続的に添加した。さらに4時
間が経過したら、生物変換反応を停止し、無細胞上清液をHPLCにかけ、(R
)−ピペコリン酸の含有量を定量した。(R)−ピペコリン酸の収量は定量的で
、ee値は>97%であった。
1.2 Production in a Fermenter 100 ml of medium 3 containing (RS) -pipecolic acid at a concentration of 1% is placed in a 500 ml Erlenmeyer flask with baffles and Pseudomonas putida DSM
9923 was added. The contents were placed on a shaker and incubated at 30 ° C. and 140 revolutions per minute for 16 hours. 1.5 g of (RS) -pipecolic acid (45 g)
3 L of the medium 2 containing 5% in a 5% concentration was placed in a 5 L culture tank, and Pseudomonas putida DSM 9923 which had been cultured in advance was added. After 7 hours, an additional 45 g of (RS)
-Pipecolic acid was added continuously as a 10% solution over 5 hours. After a further 4 hours, the bioconversion reaction was stopped, the cell-free supernatant was subjected to HPLC and (R
) -Pipecolic acid content was quantified. The yield of (R) -pipecolic acid was quantitative, with an ee value> 97%.

【0049】 (例2) (RS)−ピペコリン酸エチルエステルからの(R)−ピペコリン酸の製造 (RS)−ピペコリン酸エチルエステルを1.5%濃度で含む40mlの培地
3を100ml邪魔板付きエルレンマイヤーフラスコに入れ、シュードモナス・
プチダ DSM 9923を加えた。内容物を振とう器にかけ、30℃、1分あ
たり140回転でインキュベーションした。26時間後にOD650値2.0で
、無細胞上清液をHPLCにかけ、(R)−ピペコリン酸の含有量を定量した。
使用した(RS)−ピペコリン酸エチルエステルに対して、(R)−ピペコリン
酸の収率は>45%、ee値は>80%であった。44時間後にはOD650値
3.2でエナンチオマー的に純粋な(R)−ピペコリン酸が得られた。
Example 2 Production of (R) -pipecolic acid from (RS) -pipecolic acid ethyl ester 100 ml of 40 ml of medium 3 containing 1.5% of (RS) -pipecolic acid ethyl ester with baffles Place in Erlenmeyer flask and place Pseudomonas
Putida DSM 9923 was added. The contents were placed on a shaker and incubated at 30 ° C. at 140 revolutions per minute. After 26 hours, the cell-free supernatant was subjected to HPLC at an OD650 value of 2.0 to determine the content of (R) -pipecolic acid.
Based on the (RS) -pipecolic acid ethyl ester used, the yield of (R) -pipecolic acid was> 45% and the ee value was> 80%. After 44 hours, an enantiomerically pure (R) -pipecolic acid with an OD650 value of 3.2 was obtained.

【0050】 (例3) 振とう培養法による(RS)−ピペコリン酸アミドからの(R)−ピペコリン
酸アミドの製造 (RS)−ピペコリン酸アミドを1.5%濃度で含む40mlの培地3を邪魔
板付きの100mlエルレンマイヤーフラスコに入れ、シュードモナス・プチダ
DSM 9923を加えた。内容物を振とう器にかけ、30℃、1分あたり14
0回転でインキュベーションした。20時間後にOD650値3.0で、無細胞
上清液をHPLCにかけ、(R)−ピペコリン酸アミドの含有量を定量した。使
用した(RS)−ピペコリン酸アミドに対して、(R)−ピペコリン酸アミドの
収量は>45%、ee値は>99%であった。
Example 3 Production of (R) -Pipecolinamide from (RS) -Pipecolinamide by Shaking Culture Method Forty ml of medium 3 containing (RS) -pipecolinamide at a concentration of 1.5% was prepared. In a 100 ml Erlenmeyer flask with baffles, Pseudomonas putida DSM 9923 was added. Place the contents on a shaker at 30 ° C for 14 minutes per minute.
Incubation was performed at 0 rotation. After 20 hours, the cell-free supernatant was subjected to HPLC at an OD650 value of 3.0, and the content of (R) -pipecolinamide was quantified. Based on the (RS) -pipecolinamide used, the yield of (R) -pipecolinamide was> 45% and the ee value was> 99%.

【0051】 (例4) 培養槽による(RS)−ピペコリン酸アミドからの(R)−ピペコリン酸アミ
ドおよび(R)−ピペコリン酸の製造 シュードモナス・プチダ DSM 9923を20g/Lのグルタメート(gluta
mat)を含む培地3で培養槽にて一晩培養した。OD650値14で1%(RS)
−ピペコリン酸アミドを添加した。2時間後のGC分析でエナンチオマー的に実
質的に純粋な(R)−ピペコリン酸アミドの存在が認められた。ピペコリン酸は
検出されなかった。 この溶液試料を、空気を遮断して振とう器にかけ、37℃、1分あたり140
回転でインキュベーションした。48時間のGC分析でエナンチオマー的に純粋
な(R)−ピペコリン酸の存在が認められた。ピペコリン酸アミドは検出されな
かった。
Example 4 Production of (R) -Pipecolinamide and (R) -Pipecolic Acid from (RS) -Pipecolinamide in a Cultivation Vessel
mat) in a culture tank overnight. 1% (RS) at OD650 value of 14
-Pipecolinamide was added. GC analysis after 2 hours indicated the presence of enantiomerically substantially pure (R) -pipecolinamide. Pipecolic acid was not detected. The solution sample was placed on a shaker with the air cut off, at 37 ° C. and 140 minutes per minute.
Incubate with rotation. GC analysis for 48 hours indicated the presence of enantiomerically pure (R) -pipecolic acid. Pipecolinamide was not detected.

【0052】 (例5) 振とう培養法による(RS)−ピペコリン酸アミドからの(R)−ピペコリン
酸の製造 (RS)−ピペコリン酸アミドを1%濃度で含む40mlの培地3を邪魔板付
きの100mlエルレンマイヤーフラスコに入れ、シュードモナス・プチダ D
SM 9923を加えた。内容物を振とう器にかけ、30℃、1分あたり140
回転でインキュベーションした。26時間後にOD650値3.9で、無細胞上
清液をGCで分析した。(R)−ピペコリン酸の収量は約10%で、ee値は>
98%であった。
(Example 5) Production of (R) -pipecolic acid from (RS) -pipecolinamide by shaking culture method A 40 ml culture medium 3 containing (RS) -pipecolinamide at a concentration of 1% was provided with a baffle plate. In a 100 ml Erlenmeyer flask of Pseudomonas putida D
SM 9923 was added. Place the contents on a shaker at 30 ° C, 140
Incubate with rotation. After 26 hours, the cell-free supernatant was analyzed by GC at an OD650 value of 3.9. The yield of (R) -pipecolic acid is about 10% and the ee value is>
98%.

【0053】 (例6) 振とう培養法による(RS)−ピペコリン酸イソプロピルエステルからの(R
)−ピペコリン酸イソプロピルエステルの製造 (RS)−ピペコリン酸イソプロピルエステルを4g/l濃度で含む100m
lの最小培地3を500mlの邪魔板付きエルレンマイヤーフラスコに入れ、シ
ュードモナス・プチダ DSM 9923を加えた。内容物を振とう器にかけ、3
0℃、1分あたり140回転でインキュベーションした。4.5時間後にOD6
50値1.4で、無細胞上清液をGCにかけ、ピペコリン酸およびピペコリン酸
イソプロピルエステルの含有量およびエナンチオマー過剰率を決定した。生成し
た(R)−ピペコリン酸イソプロピルエステルはエナンチオマー的に純粋で、使
用した(R)−ピペコリン酸イソプロピルエステルに対する(R)−ピペコリン
酸イソプロピルエステルの収率は88%であった。副生物としてエナンチオマー
的に純粋な(R)−ピペコリン酸が数%検出された。
Example 6 (R) from (RS) -Pipecolic acid isopropyl ester by the shake culture method
Preparation of) -pipecolic acid isopropyl ester 100 m containing (RS) -pipecolic acid isopropyl ester at a concentration of 4 g / l
l of the minimal medium 3 was placed in a 500 ml baffled Erlenmeyer flask, and Pseudomonas putida DSM 9923 was added. Put the contents on a shaker, 3
Incubation was performed at 0 ° C. and 140 revolutions per minute. OD6 after 4.5 hours
The cell-free supernatant was subjected to GC at a value of 1.4 to determine the content of pipecolic acid and pipecolic acid isopropyl ester and the enantiomeric excess. The produced (R) -pipecolic acid isopropyl ester was enantiomerically pure, and the yield of (R) -pipecolic acid isopropyl ester relative to the (R) -pipecolic acid isopropyl ester used was 88%. Several percent of enantiomerically pure (R) -pipecolic acid was detected as a by-product.

【0054】 遠心分離(8000*gで20分間)によってバイオマスを除去した後、水溶
液を1/3体積まで減圧濃縮し、それから30%水酸化ナトリウムでpH10に
調整し、つづいてジエチルエーテル20mlずつで3回抽出した。有機層を合わ
せて硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。塩化水素を導入して(R)−ピペコリ
ン酸イソプロピルエステル塩酸塩0.195gの結晶を得た(GCによる収率8
0%;ee>98%)。
After removing the biomass by centrifugation (8000 * g for 20 minutes), the aqueous solution was concentrated under reduced pressure to 1/3 volume, then adjusted to pH 10 with 30% sodium hydroxide and then with 20 ml each of diethyl ether. Extracted three times. The combined organic layers were dried over sodium sulfate and concentrated. Hydrogen chloride was introduced to obtain 0.195 g of crystals of (R) -pipecolic acid isopropyl ester hydrochloride (yield by GC: 8
0%; ee> 98%).

【0055】 (例7) (RS)−ピペコリン酸イソプロピルエステルからの(R)−ピペコリン酸の
製造 (RS)−ピペコリン酸イソプロピルエステルを4g/l濃度で含む100m
lの最小培地3を500mlの邪魔板付きエルレンマイヤーフラスコに入れ、シ
ュードモナ・プチダ DSM 9923を加えた。内容物を振とう器にかけ、30
℃、1分あたり140回転でインキュベーションした。7.5時間後にOD65
0値1.4で、試料を抜き取り、空気を遮断して培養した。22時間後に無細胞
上清液をGCにかけ、ピペコリン酸およびピペコリン酸イソプロピルエステルの
含有量およびエナンチオマー過剰率を決定した。生成した(R)−ピペコリン酸
はエナンチオマー的に純粋で、使用した(R)−ピペコリン酸イソプロピルエス
テルに対する(R)−ピペコリン酸の収率は80%であった。副生物としてエナ
ンチオマー的に純粋な(R)−ピペコリン酸イソプロピルエステルが数%検出さ
れた。
Example 7 Production of (R) -pipecolic acid from (RS) -pipecolic acid isopropyl ester 100 m containing (RS) -pipecolic acid isopropyl ester at a concentration of 4 g / l
1 of Minimal Medium 3 was placed in a 500 ml baffled Erlenmeyer flask and Pseudomona putida DSM 9923 was added. Put the contents on a shaker,
Incubation was performed at 140 ° C./min. OD65 after 7.5 hours
At a value of 0, 1.4, a sample was withdrawn and cultured with the air shut off. After 22 hours, the cell-free supernatant was subjected to GC to determine the content of pipecolic acid and pipecolic acid isopropyl ester and the enantiomeric excess. The (R) -pipecolic acid produced was enantiomerically pure, and the yield of (R) -pipecolic acid relative to the (R) -pipecolic acid isopropyl ester used was 80%. Several percent of enantiomerically pure (R) -pipecolic acid isopropyl ester was detected as a by-product.

【0056】 (例8) (R)−ピペコリン酸アミドから(R)−2−(アミノメチル)ピペリジンへ
の還元 2Lフラスコ中、窒素雰囲気下で11.8gの水素化リチウムアルミニウムを
500mlのジエチルエーテルに懸濁させた。20gの(R)−ピペコリン酸ア
ミド(例3を参照)を5℃でゆっくり添加した。混合物を室温で3時間、つづい
て還流下にて5時間攪拌した。室温まで冷却し、12mlの水、12mlの15
%水酸化ナトリウム、36mlの水を順次、ゆっくりと滴下した。室温で、混合
物が雪のように白くなるまで攪拌した。120gの硫酸ナトリウムを添加し、室
温で一晩攪拌した。固形物を濾別し、各250mlのジエチルエーテルで4回洗
浄した。有機層を合わせ、減圧濃縮した。黄色油状物として12.5gの(R)
−2−(アミノメチル)ピペリジン(GCによる含有量:66%)が得られた。
52〜53℃/18mbarで蒸留し、GC的に純粋な(R)−2−(アミノメ
チル)ピペリジンの無色の液体3.6g(20%)を得た。
Example 8 Reduction of (R) -Pipecolinamide to (R) -2- (aminomethyl) piperidine In a 2 L flask, under a nitrogen atmosphere, 11.8 g of lithium aluminum hydride was added to 500 ml of diethyl ether Was suspended. 20 g of (R) -pipecolinamide (see Example 3) were added slowly at 5 ° C. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours and then at reflux for 5 hours. Cool to room temperature, 12 ml water, 12 ml 15
% Sodium hydroxide and 36 ml of water were successively slowly added dropwise. At room temperature, the mixture was stirred until it became snow-white. 120 g of sodium sulfate was added and stirred overnight at room temperature. The solid was filtered off and washed four times with 250 ml each time of diethyl ether. The organic layers were combined and concentrated under reduced pressure. 12.5 g of (R) as a yellow oil
2- (Aminomethyl) piperidine (content by GC: 66%) was obtained.
Distillation at 52-53 ° C./18 mbar afforded 3.6 g (20%) of a GC-pure (R) -2- (aminomethyl) piperidine colorless liquid.

【0057】 (例9) (R)−ピペコリン酸イソプロピルエステルから(R)−2−(ヒドロキシメ
チル)ピペリジンへの還元 250mlフラスコ中、窒素雰囲気下で0.2gの水素化リチウムアルミニウ
ムを20mlのジエチルエーテルに懸濁させた。90mgの(R)−ピペコリン
酸イソプロピルエステル塩酸塩を5℃でゆっくり添加した。混合物を室温で1時
間、つづいて還流下にて4時間攪拌した。室温まで冷却し、0.2mlの水、0
.2mlの15%水酸化ナトリウム、0.4mlの水を順次、ゆっくりと滴下し
た。室温で、混合物が雪のように白くなるまで攪拌した。2gの硫酸ナトリウム
を添加し、室温で一晩攪拌した。固形物を濾別し、各20mlのジエチルエーテ
ルで4回洗浄した。有機層を合わせ、減圧濃縮した。淡黄色油状物として47m
gの(R)−2−(ヒドロキシメチル)ピペリジンを得た(GCによる含有量:
95%;ee>97%)。
Example 9 Reduction of (R) -Pipecolic Acid Isopropyl Ester to (R) -2- (Hydroxymethyl) piperidine In a 250 ml flask, under nitrogen atmosphere, 0.2 g of lithium aluminum hydride and 20 ml of diethyl Suspended in ether. 90 mg of (R) -pipecolic acid isopropyl ester hydrochloride were slowly added at 5 ° C. The mixture was stirred at room temperature for 1 hour and then at reflux for 4 hours. Cool to room temperature, add 0.2 ml water, 0 ml
. 2 ml of 15% sodium hydroxide and 0.4 ml of water were successively slowly added dropwise. At room temperature, the mixture was stirred until it became snow-white. 2 g of sodium sulfate was added and stirred at room temperature overnight. The solid was filtered off and washed four times with 20 ml each time of diethyl ether. The organic layers were combined and concentrated under reduced pressure. 47m as pale yellow oil
g of (R) -2- (hydroxymethyl) piperidine (content by GC:
95%; ee> 97%).

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年10月18日(2000.10.18)[Submission date] October 18, 2000 (2000.10.18)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【化1】 [式中、R1はヒドロキシ基、アミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表わされる(2R)−ピペリジン誘導体の製造方法であって、一般式:Embedded image [Wherein R 1 is a hydroxy group, an amino group or a C 1-6 -alkoxy group], a method for producing a (2R) -piperidine derivative represented by the general formula:

【化2】 [式中、R2はヒドロキシ基、アミノ基またはC1-6-アルコキシ基であって、R1
およびR2は同じ置換基であっても、異なる置換基であってもよいが、R1がアミ
ノ基の場合は、R2はヒドロキシ基またはC1-6-アルコキシ基ではなく、R1がC 1-6 -アルコキシの場合は、R2はヒドロキシ基またはアミノ基ではない] で表される(RS)−ピペリジン誘導体を、一般式:
Embedded imageWhere RTwoIs a hydroxy group, an amino group or C1-6-Alkoxy group, R1
And RTwoMay be the same or different substituents,1Is Ami
In the case of a no group, RTwoIs a hydroxy group or C1-6-Not an alkoxy group, but R1Is C 1-6 In the case of -alkoxy, RTwoIs not a hydroxy group or an amino group], and a (RS) -piperidine derivative represented by the general formula:

【化3】 [式中、Aは−NHまたは−CHと一緒に、任意に置換された5員環または6員
環の飽和複素環を形成する] で表されるα−アミノカルボン酸アミドをラセミ体またはその光学活性な異性体
の一つの形で、唯一の窒素源として利用することができる増殖する微生物と、微
量元素の存在下、および好気性条件下に反応させることを特徴とし、(RS)−
ピペリジン誘導体IIのS異性体は開環を受けて、炭素源およびエネルギー源とし
て利用されるか、または分解される方法。
Embedded image [Wherein A together with -NH or -CH forms an optionally substituted 5- or 6-membered saturated heterocyclic ring]. (RS)-characterized by reacting with a growing microorganism that can be used as a sole nitrogen source in the form of an optically active isomer in the presence of trace elements and under aerobic conditions.
A method wherein the S isomer of piperidine derivative II undergoes ring opening and is utilized or decomposed as a carbon source and energy source.

【化4】 で表される(R)−ピペコリン酸を製造する方法であって、一般式:Embedded image A method for producing (R) -pipecolic acid represented by the general formula:

【化5】 [式中、R3はアミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表される(RS)−ピペコリン酸誘導体を基質として、一般式:Embedded image [Wherein R 3 is an amino group or a C 1-6 -alkoxy group], using a (RS) -pipecolic acid derivative represented by the following formula as a substrate:

【化6】 [式中、Aは−NHおよび−CHと一緒に、任意に置換された5員環または6員
環の飽和複素環を形成する] で表されるαーアミノカルボン酸アミドを、ラセミ体またはその光学活性な異性
体の一つの形で、唯一の窒素源として利用することができる増殖する微生物と、
微量元素の存在下に好気性条件で反応させることを特徴とし、ここで前記反応は
、必要に応じて単離することも可能な式:
Embedded image [Wherein A together with -NH and -CH forms an optionally substituted 5- or 6-membered saturated heterocycle], a racemate or an optical form thereof. A growing microorganism that can be used as the sole nitrogen source in one form of the active isomer;
Characterized by reacting under aerobic conditions in the presence of a trace element, wherein the reaction comprises a formula which can be isolated if necessary:

【化7】 [式中、R3は前記と同様である] で表される、対応する(R)−ピペコリン酸誘導体が蓄積されるまで、好気性条
件下で行われ、(RS)−ピペリジン誘導体のS異性体は開環を受けて、炭素
源およびエネルギー源として利用されるか、または分解され、つづいて酸素の供
給が停止される方法。
Embedded image Wherein the R 3 is as defined above, under aerobic conditions until the corresponding (R) -pipecolic acid derivative accumulates, the S of the (RS) -piperidine derivative V A method in which the isomer undergoes ring opening and is used or decomposed as a carbon source and energy source, followed by stopping the supply of oxygen.

【化8】 [式中、R4はヒドロキシ基またはアミノ基である] で表される(2R)−ピペリジン誘導体を製造する方法であって、第一段階で、
一般式:
Embedded image [Wherein R 4 is a hydroxy group or an amino group], a method for producing a (2R) -piperidine derivative represented by the following formula:
General formula:

【化9】 [式中、R3はアミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表される(RS)−ピペコリン酸誘導体を基質として、一般式:Embedded image [Wherein R 3 is an amino group or a C 1-6 -alkoxy group], using a (RS) -pipecolic acid derivative represented by the following formula as a substrate:

【化10】 [式中、Aは−NHおよび−CHと一緒に、任意に置換された5員環または6員
環の飽和複素環を形成する] で表されるα−アミノカルボン酸アミドを、ラセミ体またはその光学活性な異性
体の一つの形で、唯一の窒素源として利用することができる増殖する微生物と、
微量元素の存在下に好気性条件下で(RS)−ピペリジン誘導体のS異性体は
開環を受けて、炭素源およびエネルギー源として利用されるか、または分解され
て、一般式:
Embedded image [Wherein A together with -NH and -CH forms an optionally substituted 5- or 6-membered saturated heterocyclic ring], an α-aminocarboxylic acid amide represented by the following formula: A growing microorganism that can be used as the sole nitrogen source in one form of its optically active isomer;
Under aerobic conditions in the presence of trace elements, the S isomer of the (RS) -piperidine derivative V undergoes ring opening and is utilized as a carbon and energy source or decomposed to give the general formula:

【化11】 [式中、R3はアミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表わされる(R)−ピペコリン酸誘導体に変換され、該誘導体は第二段階で、
一般式VIIで表される所望の化合物に還元されることを特徴とする方法。
Embedded image Wherein R 3 is an amino group or a C 1-6 -alkoxy group, which is converted into a (R) -pipecolic acid derivative represented by the following formula:
A method characterized in that the compound is reduced to a desired compound represented by the general formula VII.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12R 1:40) C12R 1:40) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW (72)発明者 ハインツマン、クラウス スイス国、シーエイチ−3932 ビスペルタ ーミネン、ウンターシュタルデン(番地な し) Fターム(参考) 4B064 AE49 CA02 CB01 CD12 CD27 DA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme court ゛ (Reference) C12R 1:40) C12R 1:40) (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV , MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Heinzmann, Klaus Switzerland, CH-3332 Bispertaminen, Unterstalden (no address) F-term (reference) 4B064 AE49 CA02 CB01 CD12 CD27 DA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式: 【化1】 [式中、R1はヒドロキシ基、アミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表わされる(2R)−ピペリジン誘導体の製造方法であって、一般式: 【化2】 [式中、R2はヒドロキシ基、アミノ基またはC1-6-アルコキシ基であって、R1
およびR2は同じ置換基であっても、異なる置換基であってもよいが、R1がアミ
ノ基の場合は、R2はヒドロキシ基またはC1-6-アルコキシ基ではなく、R1がC 1-6 -アルコキシの場合は、R2はヒドロキシ基またはアミノ基ではない] で表される(RS)−ピペリジン誘導体を、一般式: 【化3】 [式中、Aは−NHまたは−CHと一緒に、任意に置換された5員環または6員
環の飽和複素環を形成する] で表されるα−アミノカルボン酸アミドをラセミ体またはその光学活性な異性体
の一つの形で、唯一の窒素源として利用することができる微生物と、またはこれ
らの微生物から分離した無細胞酵素と、微量元素の存在下、および好気性条件下
に反応させることを特徴とし、(RS)−ピペリジン誘導体IIのS異性体は開環
を受けて、炭素源およびエネルギー源として利用されるか、または分解される方
法。
1. A compound of the general formula:Where R1Is a hydroxy group, an amino group or C1-6-Alkoxy group], a method for producing a (2R) -piperidine derivative represented by the following general formula:Where RTwoIs a hydroxy group, an amino group or C1-6-Alkoxy group, R1
And RTwoMay be the same or different substituents,1Is Ami
In the case of a no group, RTwoIs a hydroxy group or C1-6-Not an alkoxy group, but R1Is C 1-6 In the case of -alkoxy, RTwoIs not a hydroxy group or an amino group.] A (RS) -piperidine derivative represented by the following general formula:Wherein A is together with —NH or —CH, an optionally substituted 5-membered ring or 6-membered
Α-aminocarboxylic acid amide represented by the formula:
A microorganism that can be used as the sole source of nitrogen in one form, or
Cell-free enzymes isolated from these microorganisms, in the presence of trace elements, and under aerobic conditions
Wherein the S isomer of the (RS) -piperidine derivative II is ring-opened.
Used or decomposed as carbon and energy sources
Law.
【請求項2】 式IIで表される基質として(RS)−ピペコリン酸、(RS
)−ピペコリン酸エチルエステル、(RS)−ピペコリン酸イソプロピルエステ
ルまたは(RS)−ピペコリン酸アミドを使用することを特徴とする請求項1に
記載の方法。
2. A method according to claim 1, wherein (RS) -pipecolic acid, (RS
2. The process according to claim 1, wherein ())-pipecolic acid ethyl ester, (RS) -pipecolic acid isopropyl ester or (RS) -pipecolic acid amide are used.
【請求項3】 シュードモナス属の微生物、特にシュードモナス・プチダ種
の微生物と反応させることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the microorganism is reacted with a microorganism of the genus Pseudomonas, particularly a microorganism of the species Pseudomonas putida.
【請求項4】 シュードモナス・プチダ種(DSM 9923)の微生物ま
たは機能的に等価な変種および変異種と反応させることを特徴とする請求項1な
いし3のいずれか一つに記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the reaction is carried out with a microorganism of Pseudomonas putida (DSM 9923) or a functionally equivalent variant and variant.
【請求項5】 増殖する微生物と反応させることを特徴とする請求項1ない
し4のいずれか一つに記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the method is reacted with a growing microorganism.
【請求項6】 一般式IIで表される(RS)−ピペコリン酸を、その濃度が
30質量%を超えないように加えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
か一つに記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein (RS) -pipecolic acid represented by the general formula II is added so that its concentration does not exceed 30% by mass. Method.
【請求項7】 pH4ないし9、温度15℃ないし80℃において反応させ
ることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一つに記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the reaction is carried out at a pH of 4 to 9 and a temperature of 15 ° C. to 80 ° C.
【請求項8】 式: 【化4】 で表される(R)−ピペコリン酸を製造する方法であって、一般式: 【化5】 [式中、R3はアミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表される(RS)−ピペコリン酸誘導体を基質として、一般式: 【化6】 [式中、Aは−NHおよび−CHと一緒に、任意に置換された5員環または6員
環の飽和複素環を形成する] で表されるαーアミノカルボン酸アミドを、ラセミ体またはその光学活性な異性
体の一つの形で、唯一の窒素源として利用することができる微生物と、またはこ
れらの微生物から分離した無細胞酵素と、微量元素の存在下に好気性条件で反応
させることを特徴とし、ここで前記反応は、必要に応じて単離することも可能な
式: 【化7】 [式中、R3は前記と同様である] で表される、対応する(R)−ピペコリン酸誘導体が蓄積されるまで、好気性条
件下で行われ、(RS)−ピペリジン誘導体IIのS異性体は開環を受けて、炭素
源およびエネルギー源として利用されるか、または分解され、つづいて酸素の供
給が停止される方法。
8. The formula: embedded image A method for producing (R) -pipecolic acid represented by the general formula: [Wherein, R 3 is an amino group or a C 1-6 -alkoxy group], using a (RS) -pipecolic acid derivative represented by the following formula as a substrate: [Wherein A together with -NH and -CH forms an optionally substituted 5- or 6-membered saturated heterocycle], a racemate or an optical form thereof. Characterized by reacting with microorganisms that can be used as a sole nitrogen source in the form of active isomers, or cell-free enzymes isolated from these microorganisms, under aerobic conditions in the presence of trace elements Wherein the reaction is of the formula: Wherein R 3 is as defined above, under aerobic conditions until the accumulation of the corresponding (R) -pipecolic acid derivative, the S of the (RS) -piperidine derivative II A method in which the isomer undergoes ring opening and is used or decomposed as a carbon source and energy source, followed by stopping the supply of oxygen.
【請求項9】 一般式: 【化8】 [式中、R4はヒドロキシ基またはアミノ基である] で表される(2R)−ピペリジン誘導体を製造する方法であって、第一段階で、
一般式: 【化9】 [式中、R3はアミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表される(RS)−ピペコリン酸誘導体を基質として、一般式: 【化10】 [式中、Aは−NHおよび−CHと一緒に、任意に置換された5員環または6員
環の飽和複素環を形成する] で表されるα−アミノカルボン酸アミドを、ラセミ体またはその光学活性な異性
体の一つの形で、唯一の窒素源として利用することができる微生物と、またはこ
れらの微生物から分離した無細胞酵素と、微量元素の存在下に好気性条件で(R
S)−ピペリジン誘導体IIのS異性体は開環を受けて、炭素源およびエネルギー
源として利用されるか、または分解されて、一般式: 【化11】 [式中、R3はアミノ基またはC1-6-アルコキシ基である] で表わされる(R)−ピペコリン酸誘導体に変換され、該誘導体は第二段階で、 一般式VIIで表される所望の化合物に還元されることを特徴とする方法。
9. A compound of the general formula: [Wherein R 4 is a hydroxy group or an amino group], a method for producing a (2R) -piperidine derivative represented by the following formula:
General formula: [Wherein R 3 is an amino group or a C 1-6 -alkoxy group], using a (RS) -pipecolic acid derivative represented by the following formula as a substrate: [Wherein A together with -NH and -CH forms an optionally substituted 5- or 6-membered saturated heterocyclic ring], an α-aminocarboxylic acid amide represented by the following formula: In a form of its optically active isomers, microorganisms which can be used as sole nitrogen source, or cell-free enzymes isolated from these microorganisms, under aerobic conditions in the presence of trace elements (R
The S isomer of the S) -piperidine derivative II undergoes ring opening and is utilized as a carbon source and energy source or decomposed to give a compound of the general formula: Wherein R 3 is an amino group or a C 1-6 -alkoxy group, which is converted into a (R) -pipecolic acid derivative represented by the general formula VII: Wherein the compound is reduced to a compound of the formula:
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