JP2003081950A

JP2003081950A - Ｌ−チアゾリルアラニンの製造方法

Info

Publication number: JP2003081950A
Application number: JP2001276482A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Kono; 和久河野; Kenji Tokuhisa; 賢治徳久; Hitoshi Kakiya; 均柿谷; Satoshi Hanzawa; 敏半澤; Masatake Oe; 正剛大江
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】【解決手段】チアゾールアルデヒドとヒダントインを２
−アミノエタノール存在下に反応させて５−（チアゾリ
ルメチレン）ヒダントインを製造し、該製造した５−
（チアゾリルメチレン）ヒダントインを塩基存在下に加
水分解して２−ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル酸
及び／又はその塩を製造し、こうして得た２−ヒドロキ
シ−３−チアゾリルアクリル酸及び／又はその塩を、酵
素による天然型アミノ酸からのアミノ基転移反応に供す
ることを特徴とする、Ｌ−チアゾリルアラニンの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、チアゾールアルデヒ
ドとヒダントインを用いる５−（チアゾリルメチレン）
ヒダントインの製造方法、新規化合物である５−（４−
チアゾリルメチレン）ヒダントイン、５−（チアゾリル
メチレン）ヒダントインを用いる２−ヒドロキシ−３−
チアゾリルアクリル酸及び／又はその塩の製造方法、新
規化合物である２−ヒドロキシ−３−（４−チアゾリル
アクリル）酸又はその塩、そして、チアゾールアルデヒ
ドとヒダントインから５−（チアゾリルメチレン）ヒダ
ントインを製造し、これを用いて２−ヒドロキシ−３−
チアゾリルアクリル酸及び／又はその塩を製造し、これ
を原料としてＬ−チアゾリルアラニンを製造する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】チアゾールアルデヒドは種々の有機化合
物を合成するための原料として有用な化合物である。そ
の製造法として、トリブロモアセトンとチオホルムアミ
ドを反応させて４−（ジブロモメチル）チアゾールを製
造し、これを加水分解する４−チアゾールアルデヒドの
製造方法が知られている（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，Ｖ
ｏｌ．３８，Ｎｏ．１９，ｐ．３３１６，１９７３年参
照）。しかし、この方法では、チオホルムアミドを製造
するために毒物である五硫化リンを使用しなければなら
ず、工業的に不利であった。

【０００３】上記以外には、メチルチアゾールのメチル
基をハロゲン化した後、酸化的に脱ハロゲン化する方法
が考えられる。メチル基のハロゲン化にはラジカル反応
を利用することが提案されている（例えば特開平１１−
１３０７０８号公報参照）が、芳香環が求電子反応に対
して高い反応性を示す場合は芳香環のハロゲン化が生
じ、場合によっては芳香環のハロゲン化がメチル基のハ
ロゲン化に優先してしまうという課題がある（Ｊ．Ｏｒ
ｇ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．５９，Ｎｏ．１６，ｐ．４４
７３，１９９４年参照）。実際のところ、メチルチアゾ
ールのメチル基をハロゲン化しようとすると、反応性の
高いチアゾール環のハロゲン化が副反応として進行し、
チアゾールアルデヒドの収率は低くなってしまう（ＷＯ
９９／４５０００号参照）。

【０００４】アルデヒドをヒダントインと反応させて得
られるヒダントイン誘導体は、ピルビン酸誘導体や２−
ヒドロキシアクリル酸誘導体の製造に有用である（特開
平６−１６５６８７号公報、特開昭６１−４３１３６号
公報参照）。これらピルビン酸誘導体や２−ヒドロキシ
アクリル酸誘導体はまた、アミノトランスフェラーゼや
アミノ酸脱水素酵素を用いる医・農薬の合成用中間体と
して有用な、例えばＬ−フェニルアラニンやＬ−２−ナ
フチルアラニン等の光学活性非天然型アミノ酸を製造す
るための原料となる（欧州公開５８１２５０号公報や特
願平１１-３２９３３４号参照）。Ｌ−チアゾリルアラ
ニンもまた、医薬品の合成原料としての要望が高い非天
然型アミノ酸であるが、チアゾールアルデヒドを高収率
で製造するための好適な方法がないために、それから誘
導されるべき５位がチアゾリルメチレン基で置換された
ヒダントイン誘導体や３位がチアゾリル基で置換された
アクリル酸誘導体等の上記酵素反応に供すべき中間体を
供給できないという課題があった。

【０００５】本願出願人は、上記課題に鑑みて、先に、
メチルチアゾールのメチル基を選択的にハロゲン化して
ハロメチル化チアゾールを製造する方法であって、無溶
媒又は溶媒存在下で、酸を添加し、触媒として過酸化ジ
アルキル、過酸化ジアシル及びアゾ化合物からなる群よ
り選ばれた一種又は二種以上を用い、ハロゲン化剤とし
てハロゲン、Ｎ−ブロモサクシンイミド、Ｎ−クロロサ
クシンイミド及び１，３−ジブロモ−５，５−ジメチル
ヒダントインからなる群より選ばれた一種又は二種以上
を用い、ここで前記触媒及び／又は前記ハロゲン化剤の
全部又は一部を、ハロゲン化反応開始後に１回もしくは
２回以上に分けて添加し及び／又は少量ずつ連続して添
加することを特徴とする、ハロメチル化チアゾールの製
造方法を提案した（特願２００１−２１５２７４号）。

【０００６】また本願出願人は、メチルチアゾールに対
して無溶媒又は溶媒存在下で、酸を添加し、触媒として
過酸化ジアルキル、過酸化ジアシル及びアゾ化合物から
なる群より選ばれた一種又は二種以上を用い、ハロゲン
化剤としてハロゲン、Ｎ−ブロモサクシンイミド、Ｎ−
クロロサクシンイミド及び１，３−ジブロモ−５，５−
ジメチルヒダントインからなる群より選ばれた一種又は
二種以上を用い、ここで前記触媒及び／又は前記ハロゲ
ン化剤の全部又は一部を、ハロゲン化反応開始後に１回
もしくは２回以上に分けて添加し及び／又は少量ずつ連
続して添加することにより、そのメチル基を選択的にハ
ロゲン化したジハロメチル化チアゾールを製造し、続い
て製造したハロメチル化チアゾールを精製することなく
酸存在下で加水分解することを特徴とする、チアゾール
アルデヒドの製造方法を提案した（特願２００１−２１
５２７４号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本願発明の第１の目的
は、チアゾールアルデヒドとヒダントインを用いる、新
規化合物である５−（チアゾリルメチレン）ヒダントイ
ンの製造方法を提供することにある。本願発明の第２の
目的は、チアゾールアルデヒドとヒダントインから５−
（チアゾリルメチレン）ヒダントインを製造し、これを
用いて２−ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル酸及び
／又はその塩を製造する方法を提供することにある。そ
して本願発明の第３の目的は、チアゾールアルデヒドと
ヒダントインから５−（チアゾリルメチレン）ヒダント
インを製造し、これを用いて２−ヒドロキシ−３−チア
ゾリルアクリル酸及び／又はその塩を製造し、これを原
料としてＬ−チアゾリルアラニンを製造する方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るためになされた本願請求項１の発明は、チアゾールア
ルデヒドとヒダントインを、２−アミノエタノール存在
下に反応させることを特徴とする、５−（チアゾリルメ
チレン）ヒダントインの製造方法である。また前記第２
の目的を達成するためになされた本願請求項３の発明
は、チアゾールアルデヒドとヒダントインを２−アミノ
エタノール存在下に反応させて５−（チアゾリルメチレ
ン）ヒダントインを製造し、該製造した５−（チアゾリ
ルメチレン）ヒダントインを、塩基存在下に加水分解す
ることを特徴とする、２−ヒドロキシ−３−チアゾリル
アクリル酸及び／又はその塩の製造方法である。そして
前記第３の目的を達成するためになされた本願請求項５
の発明は、チアゾールアルデヒドとヒダントインを２−
アミノエタノール存在下に反応させて５−（チアゾリル
メチレン）ヒダントインを製造し、該製造した５−（チ
アゾリルメチレン）ヒダントインを塩基存在下に加水分
解して２−ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル酸及び
／又はその塩を製造し、こうして得た２−ヒドロキシ−
３−チアゾリルアクリル酸及び／又はその塩を、酵素に
よる天然型アミノ酸からのアミノ基転移反応に供するこ
とを特徴とする、Ｌ−チアゾリルアラニンの製造方法で
ある。

【０００９】本願請求項６の発明は、前記請求項５の発
明に係り、前記酵素がアミノトランスフェラーゼである
ことを特徴とする。

【００１０】また本願請求項２の発明は、従来知られて
いない新規な化合物である、５−（４−チアゾリルメチ
レン）ヒダントインであり、本願請求項４の発明は、従
来知られていない新規な化合物である、２−ヒドロキシ
−３−（４−チアゾリルアクリル）酸又はその塩であ
る。以下、本願発明を詳細に説明する。

【００１１】本願発明に用いるチアゾールアルデヒド
は、例えば、メチルチアゾールに対して無溶媒又は溶媒
存在下で、酸を添加し、触媒として過酸化ジアルキル、
過酸化ジアシル及びアゾ化合物からなる群より選ばれた
一種又は二種以上を用い、ハロゲン化剤としてハロゲ
ン、Ｎ−ブロモサクシンイミド、Ｎ−クロロサクシンイ
ミド及び１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダント
インからなる群より選ばれた一種又は二種以上を用い、
ここで前記触媒及び／又は前記ハロゲン化剤の全部又は
一部を、ハロゲン化反応開始後に１回もしくは２回以上
に分けて添加し及び／又は少量ずつ連続して添加するこ
とにより、そのメチル基を選択的にハロゲン化したジハ
ロメチル化チアゾールを製造し、続いて製造したハロメ
チル化チアゾールを精製することなく酸存在下で加水分
解することにより、得ることができる（特願２００１−
２１５２７４号参照）。

【００１２】上記において、メチルチアゾールのハロゲ
ン化によるハロメチル化チアゾールの製造は、０から２
００℃の範囲、好ましくは４０から１００℃の範囲で反
応を生じさせることが好ましい。ハロゲン化反応に供す
るメチルチアゾールとしては、例えば、２−メチルチア
ゾール、４−メチルチアゾール、５−メチルチアゾール
等を例示することができるが、最終的に４−チアゾリル
アラニンを製造しようとする場合には、４−メチルチア
ゾールが特に好ましい。

【００１３】メチルチアゾールは常温で液体であるか
ら、ハロゲン化反応は無溶媒条件で実施しても良いが、
より円滑に反応を進行させるため必要に応じて溶媒を用
いることもできる。溶媒として例えば、（１）クロロベ
ンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ニト
ロベンゼン等のメチル基を有しない芳香族化合物、
（２）ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−ペンタン等の
飽和脂肪族炭化水素、（３）シクロヘキサン、シクロヘ
プタン、シクロペンタン等の環状炭化水素、（４）ｎ−
プロピルブロマイド、ｎ−ブチルクロライド、ｎ−ブチ
ルブロマイド、ジクロロメタン、ジブロモメタン、ジク
ロロプロパン、ジブロモプロパン、ジクロロエタン、ジ
ブロモエタン、ジクロロプロパン、ジブロモプロパン、
ジクロロブタン、クロロホルム、ブロモホルム、四塩化
炭素、四臭化炭素、トリクロロエタン、テトラクロロエ
タン、ペンタクロロエタン等の飽和脂肪族ハロゲン化炭
化水素、（５）クロロシクロヘキサン、クロロシクロペ
ンタン、ブロモシクロペンタン等のハロゲン化環状炭化
水素、そして（６）酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブ
チル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロ
ピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、
酪酸エチル、酪酸プロピル、酪酸ブチル等のエステル、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン等のケトン、等を例示することができる。なお溶媒を
使用する場合には、例えば上記例示した溶媒を単独で使
用しても良いし、上記例示した溶媒を二種類以上混合し
て使用しても良い。

【００１４】メチルチアゾールのハロゲン化反応におい
て添加する酸としては、例えばギ酸、酢酸又はプロピオ
ン酸等の炭素数１から６の低級カルボン酸や、メチルス
ルホン酸又はベンゼンスルホン酸等のスルホン酸類を例
示することができる。これら酸は、メチルチアゾール１
モルに対して０．５から１０．０モルとなるように添加
すれば良いが、好ましくは１．０から２．０モルとなる
ように添加する。なおこれら酸は、前記例示したものを
単独で使用しても良いし、前記例示したものを二種類以
上混合して使用しても良い。

【００１５】ハロゲン化反応の触媒としては、過酸化ジ
アルキル、過酸化ジアシル及びアゾ化合物からなる群よ
り選ばれた一種又は二種以上を用いる。ここで過酸化ジ
アルキルとしては具体的に、過酸化ジ−ｔ−ブチル、過
酸化ジクミル、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブ
チルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５
−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，３−
ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｉ−プロピル）ベンゼ
ン、過酸化−ｔ−ブチルクミル、トリス−（ｔ−ブチル
パーオキシ）トリアジン、１，１−ジ−ｔ−ブチルパー
オキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，
１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、２，２
−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、４，４−ジ−ｔ
−ブチルパーオキシ吉草酸ブチルエステル又は２，２−
ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシ
ル）プロパン等を例示することができる。また過酸化ジ
アシルとしては具体的に、過酸化ベンゾイル、過酸化
２，４−ジクロロベンゾイル、過酸化ｏ−クロロベンゾ
イル、過酸化ラウロイル、過酸化アセチル、過酸化イソ
ブチリル又は過酸化ビス−３，５，５−トリメチルヘキ
サノイルを例示することができる。そしてアゾ化合物と
しては具体的に、２，２’−アゾビスイソブチロニトリ
ル、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメ
チルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−
ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−
メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロ
ヘキサン−１−カルボニトリル）、２−フェニルアゾ−
４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、２，
２’−アゾビス（２−メチルプロパン）又はジメチル−
２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）等を
例示することができる。

【００１６】触媒は、メチルチアゾール１モルに対して
０．１から５０．０モル％となるように添加すれば良い
が、好ましくは２．０から２０．０モル％となるように
添加する。なお触媒は、前記例示したものを単独で使用
しても良いし、前記例示したものを二種類以上混合して
使用しても良い。

【００１７】ハロゲン化剤としては、例えば塩素や臭素
等のハロゲン、Ｎ−ブロモサクシンイミド、Ｎ−クロロ
サクシンイミド及び１，３−ジブロモ−５，５−ジメチ
ルヒダントインからなる群より選ばれた一種又は二種以
上を用いる。ハロゲン化剤は、ハロゲン、Ｎ−ブロモサ
クシンイミド又はＮ−クロロサクシンイミドであればメ
チルチアゾール１モルに対して０．５から１０．０モル
となるように添加すれば良いが、好ましくは１．０〜
２．０モルとなるように添加する。一方、１，３−ジブ
ロモ−５，５−ジメチルヒダントインではメチルチアゾ
ール１モルに対して０．２５から５．０モルとなるよう
に添加すれば良いが、好ましくは０．５から１．０モル
となるように添加する。なおハロゲン化剤は、前記した
ものを単独で使用しても良いし、二種類以上混合して使
用しても良い。

【００１８】上記においては、（１）前記触媒及び／又
は前記ハロゲン化剤の全部又は一部を、ハロゲン化反応
開始後に１回もしくは２回以上に分けて添加し及び／又
は少量ずつ連続して添加する、及び、（２）反応を酸の
共存下で生じさせる、ことによりそのメチル基を選択的
にハロゲン化することが可能である。

【００１９】触媒及び／又は前記ハロゲン化剤の添加
は、例えば（１）触媒又はハロゲン化剤の一方のみをハ
ロゲン化反応開始後に１回もしくは２回以上に分けて添
加し及び／又は少量ずつ連続して添加する、又は、
（２）触媒及びハロゲン化剤の両方をハロゲン化反応開
始後に１回もしくは２回以上に分けて添加し及び／又は
少量ずつ連続して添加することにより実施する。（１）
及び（２）の場合とも、（ａ）その全部をハロゲン化反
応開始後に１回もしくは２回以上に分けて添加し及び／
又は少量ずつ連続して添加するか、又は、（ｂ）その一
部をハロゲン化反応開始後に１回もしくは２回以上に分
けて添加し及び／又は少量ずつ連続して添加すれば良
い。

【００２０】具体的に例えば、上記（１）かつ（ａ）の
場合であれば、触媒又はハロゲン化剤の一方を予め反応
液に添加しておき、他方をハロゲン化反応開始後、
（ｉ）一回で添加し、（ｉｉ）二回以上に分けて添加
し、（ｉｉｉ）少量ずつ連続的に添加し、（ｉｖ）一部
を一回又は二回以上に分けて添加した後、残りを少量ず
つ連続的に添加し、又は、（ｖ）一部を少量ずつ連続的
に添加した後、残りを一回又は二回以上に分けて添加す
る、ことが例示できる。また具体的に例えば、上記
（１）かつ（ｂ）の場合であれば、触媒又はハロゲン化
剤の一方の全部と他方の一部を予め反応液に添加してお
き、該他方の残りをハロゲン化反応開始後、（ｉ）一回
で添加し、（ｉｉ）二回以上に分けて添加し、（ｉｉ
ｉ）少量ずつ連続的に添加し、（ｉｖ）更にその一部を
一回又は二回以上に分けて添加した後、残りを少量ずつ
連続的に添加し、又は、（ｖ）更にその一部を少量ずつ
連続的に添加した後、残りを一回又は二回以上に分けて
添加する、ことが例示できる。なお上記（２）の場合に
は、触媒及びハロゲン化剤のそれぞれについて上記
（１）（ａ）の場合又は（１）（ｂ）の場合に沿って添
加することが可能である。操作性の向上又はハロメチル
化チアゾールの収率の向上という観点からは、中でも、
触媒を予め添加しておき、ハロゲン化反応開始後にハロ
ゲン化剤を少量ずつ連続的に添加するか、又は、ハロゲ
ン化反応開始後に触媒及びハロゲン化剤少量ずつ連続的
に添加することが特に好ましい。

【００２１】上記したような、ハロゲン化反応開始後の
触媒及び／又はハロゲン化剤の添加は、ハロゲン化反応
に要する時間の１／２から２／３の時間に渡ってほぼ均
一量の触媒及び／又はハロゲン化剤を添加することが好
ましいが、これは単なる例示で厳密なものではなく、実
際の製造工程においては種々の条件を検討して最適な条
件を設定するべきである。例えばハロゲン化反応に要す
る時間はメチルチアゾールの仕込み量により異なるが、
１ｇ程度の仕込み量であってもハロゲン化反応は１５時
間程度が好適であった。このように、ハロゲン化反応に
３時間以上を要する場合には、３時間以上に渡って触媒
及び／又はハロゲン化剤を添加することが好ましい。な
おハロゲン化剤は、前記した溶媒を用いて溶液とし、添
加することが操作性の向上という観点から好ましい。ま
た触媒についても、固体の状態で添加することも可能で
あるが、前記した溶媒を用いて溶液とし、添加すること
が操作性の向上という観点から好ましい。

【００２２】以上に説明した方法により、芳香環の求電
子反応に対する反応性が高いメチルチアゾールのメチル
基が選択的かつ収率良くハロゲン化され、ジハロメチル
化チアゾールを含むハロメチル化チアゾールを高収率で
製造することが可能となる。製造されたハロメチル化チ
アゾールのうちジハロメチル化チアゾールは、ハロゲン
化終了後、必要に応じて後処理や溶媒留去を行うのみ
で、即ち他の合成物等から分離・精製する必要なしにチ
アゾールアルデヒドの製造に用いることが可能である。

【００２３】これは、具体的には例えば、上記ハロゲン
化反応の終了後、必要に応じて溶媒留去等を行い、水を
溶媒とし、酸を添加することで加水分解反応を生じさせ
れば良い。添加する酸としては例えば、塩酸、臭化水素
酸、硝酸もしくは硫酸等の鉱酸、ギ酸、酢酸、プロピオ
ン酸もしくはトリフルオロ酢酸等の炭素数１から６の低
級カルボン酸、又は、ｐ−トルエンスルホン酸、メチル
スルホン酸もしくはベンゼンスルホン酸等のスルホン酸
類を例示することができる。これらの酸は上記例示した
ものを単独で添加しても良いし、上記例示したものを２
種以上混合して添加しても良い。酸の添加量は、溶媒で
ある水に対して０．１から５０重量％であれば良いが、
好ましくは５から２０重量％である。また加水分解は、
５０から１５０℃の温度範囲、好ましくは８０から１１
０℃の温度範囲で生じさせれば良く、また反応時間は数
分から１日程度、好ましくは２から１０時間程度とすれ
ば良い。

【００２４】本願発明の製造方法は、例えばこのように
して製造したチアゾールアルデヒドを、ヒダントインと
２−アミノエタノール存在下で反応させるものである。
本願発明の製造方法によれば、５−（２−チアゾリルメ
チレン）ヒダントイン、５−（４−チアゾリルメチレ
ン）ヒダントイン、５−（５−チアゾリルメチレン）ヒ
ダントインを含む、５−（チアゾリルメチレン）ヒダン
トインを容易に製造することができる。特に、チアゾー
ルアルデヒド１モルに対して１〜５０モル、好ましくは
１〜５モルのヒダントインを用いることにより、効率の
良い製造工程を実施できる。またエタノールアミンは、
チアゾールアルデヒド１モルに対して０．１〜１０モ
ル、より好ましくは１〜５モルを使用することにより、
効率の良い製造工程を実施できる。また反応は５０〜２
００℃、より好ましくは８０〜１２０℃の温度条件下
で、数分〜１日、好ましくは２〜１２時間実施する。こ
の反応は水だけを溶媒として使用しても良いが、水溶性
の有機溶媒を添加しても良い。水溶性有機溶媒として
は、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアル
コールもしくはｔ−ブチルアルコール等の低級アルコー
ル、アセトン、メチルエチルケトンもしくはメチルイソ
ブチルケトン等のケトン類、ジメチルスルホキシド、テ
トラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド又はジオキサ
ン等を例示することができる。むろんこれらの水溶性有
機溶媒は、単独で水に添加しても良いし、２種類以上を
任意の割合で混合して添加しても良い。

【００２５】本願発明における２−ヒドロキシ−３−チ
アゾリルアクリル酸及び／又はその塩の製造方法は、上
記のようにして製造した５−（チアゾリルメチレン）ヒ
ダントインを塩基存在下に加水分解するものである。本
願発明の製造方法によれば、２−ヒドロキシ−３−（２
−チアゾリル）アクリル酸、２−ヒドロキシ−３−（４
−チアゾリル）アクリル酸及び２−ヒドロキシ−３−
（５−チアゾリル）アクリル酸を含む、２−ヒドロキシ
−３−チアゾリルアクリル酸及び／又はこれらの塩を製
造することができる。この反応では、各種の塩基が特に
制限なく使用できるが、アルカリ金属又はアルカリ土類
金属の水酸化物を好ましい塩基として例示できる。中で
も、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムが経済的に有
利であり、特に水酸化ナトリウムが好適である。またこ
の反応は０〜２００℃、より好ましくは５０〜１５０℃
の温度条件下で、数分〜１日、好ましくは５分〜１時間
実施すると良い。反応は窒素又は不活性ガス雰囲気下
で、酸素が存在しない状況下で行うことで目的物（２−
ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル酸及び／又はその
塩）の分解を抑制することができる。また反応は水だけ
を溶媒として使用しても良いが、水溶性の有機溶媒を添
加しても良い。水溶性有機溶媒としては、例えばメタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコールもしくはｔ
−ブチルアルコール等の低級アルコール、アセトン、メ
チルエチルケトンもしくはメチルイソブチルケトン等の
ケトン類、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラ
ン、ジメチルホルムアミド又はジオキサン等を例示する
ことができる。むろんこれらの水溶性有機溶媒は、単独
で水に添加しても良いし、２種類以上を任意の割合で混
合して添加しても良い。

【００２６】このようにして製造された２−ヒドロキシ
−３−チアゾリルアクリル酸及び／又はその塩は、有機
溶媒抽出、結晶化又はカラムクロマトグラフィー等の公
知方法で精製することができる。

【００２７】本願発明の製造方法では、以上のようにし
て製造した２−ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル酸
及び／又はその塩を、アミノトランスフェラーゼやアミ
ノ酸脱水素酵素を用いてＬ−チアゾリルアラニンの医・
農薬の合成用中間体を製造する際に使用するものであ
る。この反応の詳細については、本願出願人による先の
特許出願（特願平１１−３２９３３４号）を参照するこ
とができるが、光学特異性の高さや副原料の入手しやす
さから、酵素としてアミノトランスフェラーゼを用いる
ことが好ましい。超好熱菌由来のアミノトランスフェラ
ーゼとして極めて耐熱性の高い酵素が知られており、取
り扱いが容易である等、特に好ましい酵素である。

【００２８】かかる特に好ましい酵素としては、具体的
に例えば、サーモコッカス（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｃｃｕ
ｓ）属の古細菌であるサーモコッカス・プロファンダス
（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｃｃｕｓｐｒｏｆｕｎｄｕｓ）
ＪＣＭ９３７８株（Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｔ．，（１９
９７）Ｔｈｅ５ｔｈＡｎｎｉｖｅｒｓａｒｙＮ
ｏｖｏＮｏｒｄｉｓｋＥｎｚｙｍｅＳｙｍｐｏｓ
ｉｕｍ要旨集２１−２６）、サーモコッカス・リトラリ
スＤＳＭ５４７３株（Ａｎｄｒｅｏｔｔｉｅｔａ
ｌ．（１９９４）Ｅｕｒ．Ｊ．Ｂｉｏｃｈｅ
ｍ．２２０、５４３−５４９）又はパイロコッカス（Ｐ
ｙｒｏｃｏｃｃｕｓ）属の古細菌であるパイロコッカス
・フリオサス（Ｐｙｒｏｃｏｃｃｕｓｆｕｒｉｏｓｕ
ｓ）ＤＳＭ３６３８株（Ａｎｄｒｅｏｔｔｉｅｔ
ａｌ．（１９９５）Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈ
ｙｓ．Ａｃｔａ１２４７，９０−９６）が産生す
る、耐熱性の高いアミノトランスフェラーゼを例示でき
る。

【００２９】上記例示した酵素そのもの以外にも、例え
ば上記例示した微生物の培養液から遠心分離等の方法で
回収した微生物菌体をそのまま触媒（酵素）として使用
したり、微生物菌体を浸透圧ショックや超音波処理、フ
レンチプレス処理又はマントン・ゴーリン・ホモジナイ
ザー処理等の既知の方法で破砕して得た菌体抽出液を使
用することもできる。むろん硫安塩析法、溶媒分画法、
イオン交換や疎水相互作用を利用したカラムクロマトグ
ラフィー法等既存の方法で抽出液から精製した酵素を使
用することもできる。また更には、これらの酵素の遺伝
子を大腸菌、枯草菌又は酵母等の大量培養に適した微生
物に導入し、組換え体微生物を用いて大量発現させた組
換え酵素を使用することもできる。例えばサーモコッカ
ス・プロファンダスに由来するアミノトランスフェラー
ゼの場合、その遺伝子配列は一般に公開されているため
（ＧｅｎＢａｎｋＡｃｃｅｓｓｉｏｎｎｕｍｂｅ
ｒ；ＡＢ０２７１３１）、その情報を基に遺伝子を入手
するのは容易である。パイロコッカス・フリオスサス及
びエアロパイラム・ペルニクス等のゲノム情報が公開さ
れている超好熱菌に関しても、この情報を基にしてアミ
ノトランスフェラーゼと考えられる遺伝子領域を見出
し、入手することができる。組換え体を用いる場合で
も、微生物菌体をそのまま使用したり、上記の方法で菌
体を破砕・抽出したものや更には抽出液より通常の方法
で精製した酵素を使用することができる。

【００３０】上記酵素反応では、天然型のアミノ酸を特
に制限なく副原料として使用することができる。中で
も、食品添加物として世界中で大量に生産されているグ
ルタミン酸又はその一ナトリウム塩は、原料の価格の点
のみならず、水溶性が高い点でも好ましく、さらにその
一ナトリウム塩は緩衝液としての作用を有する点で好ま
しい。グルタミン酸一ナトリウムを副原料として利用す
れば、特に他の緩衝液を用いたり、アルカリや酸を添加
して調整する事無く、反応の間を通じて反応液のｐＨを
６−９付近に保つことができるからである。副原料であ
る天然型のアミノ酸は、主原料となる２−ヒドロキシ−
３−チアゾリルアクリル酸１モルに対して１〜１００モ
ル、好ましくは１〜１０モル使用する。反応液に原料、
副原料及び酵素を投入する順番にも特に制限はなく、す
べてを同時に溶媒である水に添加することもできるし、
原料をまず加熱して溶解した後に副原料、酵素を順次投
入して反応を開始しても良い。反応温度は０〜１２０
℃、好ましくは５０〜１００℃である。この様にして酵
素反応を行うことにより、Ｌ−チアゾリルアラニンを製
造することができるが、生成物のＬ−チアゾリルアラニ
ンは結晶化やカラムクロマトグラフィー等の公知の方法
で精製して医・農薬合成のための中間体して供するする
ことが可能であるばかりか、アシル誘導体やカルバモイ
ル誘導体等の種々の誘導体として種々の目的に供するこ
とも可能である。

【００３１】以上に本願発明の製造方法について説明し
たが、前述の５−（チアゾリルメチレン）ヒダントイン
の中で、少なくとも５−（４−チアゾリルメチレン）ヒ
ダントインは従来知られていない新規な化合物である。
また前述の２−ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル酸
の中で、少なくとも２−ヒドロキシ−３−（４−チアゾ
リル）アクリル酸及び／又はその塩も新規化合物であ
る。これらの新規化合物は、例えば前記した本願発明の
製造方法により、それぞれ製造し得るものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に本願発明を実施例によって詳
細に説明するが、本願発明はこの実施例によって限定さ
れるものではない。

【００３３】実施例１４−（ブロモメチル）チアゾー
ルの合成４−メチルチアゾール１８２μＬ、酢酸１２０μＬ、
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３３．５ｍｇ、
クロロホルム２０ｍＬを混合し、アルゴン雰囲気下、こ
の混合物を攪拌しつつ、１００℃のオイルバスで加熱還
流した。続いて、１，３−ジブロモ−５，５−ジメチル
ヒダントイン５７４ｍｇを少量ずつ１０時間かけて添加
した。更に５時間加熱を続け、放冷後濃縮し、ＮＭＲを
測定したところ、４−（ブロモメチル）チアゾールと４
−（ジブロモメチル）チアゾールを主成分とする混合物
であり、それぞれの収率はモノブロモ体２０％、ジブロ
モ体６０％であった。

【００３４】比較例１４−メチルチアゾール９９９ｍｇ、２，２’−アゾビス
イソブチロニトリル８５ｍｇ、クロロホルム２０ｍＬを
混合し、アルゴン雰囲気下、この混合物を攪拌しつつ、
１００℃のオイルバスで加熱還流した。続いて、１，３
−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン２．００ｇ
を少量ずつ６時間かけて添加した。途中３時間経過時に
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル９２ｍｇを添加
した。更に２時間加熱を続け、放冷後ＧＣ−ＭＳにより
分析したところ、４−メチルチアゾール由来の成分とし
て、４−メチルチアゾール１７％、２−ブロモ−４−メ
チルチアゾール７４％、４−（ブロモメチル）チアゾー
ル９％を含んでいた。すなわち、ハロゲン化がチアゾー
ル環に対して優先的に進行した。

【００３５】実施例２５−（４−チアゾリルメチレ
ン）ヒダントインの合成４−メチルチアゾール１．８５ｍＬ、酢酸１．１５ｍ
Ｌ、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１７０ｍ
ｇ、四塩化炭素２００ｍＬを混合し、アルゴン雰囲気
下、この混合物を攪拌しつつ、１１０℃のオイルバスで
加熱した。続いて、Ｎ−ブロモサクシンイミド８．５５
ｇを少量ずつ３０時間かけて添加した。途中、１０時間
経過時と２０時間経過時に２，２’−アゾビスイソブチ
ロニトリル１７０ｍｇづつを添加した。更に５時間加熱
を続け、放冷後沈殿を濾別後濃縮し、ＮＭＲを測定した
ところ、４−（ブロモメチル）チアゾールと４−（ジブ
ロモメチル）チアゾールを主成分とする混合物であり、
その比はモノブロモ体：ジブロモ体＝１：２であった。

【００３６】この取上げ品混合物の半量を１０％硫酸水
溶液１０ｍＬと混合しアルゴン雰囲気下２時間加熱還流
し、放冷後飽和重曹水３３ｍＬで中和した。中和した水
溶液よりクロロホルム４０ｍＬで４回抽出し、集めた有
機層を常圧で濃縮するとチアゾール−４−カルボキシア
ルデヒドを主成分とする２．５５ｇの油状物が得られ
た。この油状物とヒダントイン１．５２ｇ、エタノール
アミン０．６５ｇ、Ｈ₂Ｏ１０ｍＬを混合し、攪拌し
つつ１００℃のオイルバスで８時間加熱した。放冷後、
冷蔵して沈殿物を熟成し吸引濾過すると、ほぼ純品の５
−（４−チアゾリルメチレン）ヒダントイン８８０ｍｇ
が得られた。４−メチルチアゾールからの収率４５％で
あった。

【００３７】５−（４−チアゾリルメチレン）ヒダント
イン物性値ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）：１１．２５
（１Ｈ，ｍ），９．８０（１Ｈ，ｍ），９．２３７（１
Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１Ｈｚ，２Ｈｚ），８．０４４（１Ｈ，
ｄｄ，Ｊ＝１Ｈｚ，２Ｈｚ），６．５６４（１Ｈ，ｓ）ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ^-1）３１５０，３０５０，１７６
０，１７４０，１７２０，１６６０，１４１０，１３７
０融点２１６〜２１７℃ 以上に示したように、メチルチアゾールのメチル基を高
い選択性でハロゲン化する事によって、収率良くチアゾ
ールカルボキシアルデヒドを製造し、更に収率良く５−
（４−チアゾリルメチレン）ヒダントインを製造する事
ができる。

【００３８】実施例３２−ヒドロキシ−３−（４−チ
アゾリル）アクリル酸の合成５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液１２ｍＬをアルゴン雰囲気
下１３０℃のオイルバスで２０分還流し、５−（４−チ
アゾリルメチレン）ヒダントイン７８１ｍｇを添加して
１時間加熱還流した。放冷後吸引濾過で少量の沈殿物を
取り除き、氷冷下濃塩酸５．３ｍＬでｐＨ２に調整し
た。水溶液よりジエチルエーテル５０ｍＬで４回抽出し
集めた有機層を飽和食塩水６０ｍＬで洗浄して硫酸ナト
リウムで乾燥後濃縮すると淡黄色油状物の２−ヒドロキ
シ−３−（４−チアゾリル）アクリル酸３１３ｍｇを得
た。放置すると固化し、収率４６％であった。

【００３９】２−ヒドロキシ−３−（４−チアゾリル）
アクリル酸物性値ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）：１０．３０
（１Ｈ，ｍ），９．１９２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２Ｈｚ），
７．９１５（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２Ｈｚ），６．６６７（１
Ｈ，ｓ）ＩＲ（ＫＢｒ，ｃｍ^-1）３１２０，３０７０，３００
０，２６００，１７００，１６８０，１６３０，１４４
０，１４２０，１３４０，１２７０，１１１０融点１５５〜１５６℃ 実施例４酵素法による３−（４−チアゾリル）−Ｌ−
アラニンの合成プラスミドベクターｐＵＣ１１８をＢａｍＨＩで消化
し、平滑末端化後、サーモコッカス・プロファンダス由
来のアミノトランスフェラーゼ遺伝子とライゲーション
し、大腸菌ＨＢ１０１株に導入した。この形質転換体を
５０μｇ／ｍｌのカルベニシリンを含むＬＢ培地（１％
バクトトリプトン、０．５％バクトイーストエキストラ
クト、０．５％ＮａＣｌ）で３７℃、１５時間試験管に
て振とう培養し、この培養液の一部を５００ｍｌ容のバ
ッフル付３角フラスコ１０本に分けた５０μｇ／ｍｌの
アンピシリンを含むＴＧ培地（５％トリプチケースペプ
トン、３．５％グリセロール、０．７％リン酸２ナトリ
ウム０、０．３％リン酸１カリウム、０．１％塩化アン
モニウム、０．０５％塩化ナトリウム、０．０７４％硫
酸マグネシウム７水和物、０．００７３２％硫酸第一鉄
７水和物、０．００４３６％塩化カルシウム２水和物、
ｐＨ７．２）１リットルに植菌し、３７℃で約５１時間
振とう培養した。

【００４０】この培養物から常法に従って菌体を集め、
２００ｍｌの５０ｍＭのトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ７．
８）にて洗浄後、同じ緩衝液２００ｍｌで再度懸濁し、
超音波で菌体の破砕を行い、この菌体破砕物にピリドキ
サールリン酸を１ｍＭの濃度になるよう加えた。この溶
液を７０℃の湯浴に３０分間浸し熱処理を行い、生じた
沈殿物を８，０００回転、３０分間の遠心分離により除
去し、上清を回収した。得られた上清に等量の冷アセト
ンを０℃にてゆっくり添加し、生じた沈殿を８，０００
回転、２０分間の遠心分離により回収した。この沈殿物
を１００ｍｌの５０ｍＭのトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ
７．８）を用いて溶解し、８０℃の湯浴にて２０分間浸
し、生じた沈殿を遠心分離により除去、上清を回収し
た。

【００４１】得られた上清中の酵素活性は、１０ｍＭの
３−（２−ナフチル）−２−オキソプロピオン酸及び１
０ｍＭのグルタミン酸を基質として、７０℃、ｐＨ７．
１という条件下で反応を行った場合、１分間に１μｍｏ
ｌの３−（２−ナフチル）−アラニンを生成する活性を
１Ｕとして表すと２０００Ｕ／ｍｌであった。

【００４２】上記酵素液を用いて以下の実験を行った。
等量の苛性ソーダで中和した２−ヒドロキシ−３−（４
−チアゾリル）アクリル酸１００ｍＭ水溶液１００マイ
クロリットル、１００ｍＭグルタミン酸ナトリウム水溶
液８００マイクロリットル、水８０マイクロリットル、
前記アミノトランスフェラーゼ溶液２０マイクロリット
ルを混合し、７０℃で加熱放置した。２時間加熱後、氷
冷し、高速液体クロマトグラフィーを用いて２−ヒドロ
キシ−（４−チアゾリル）アクリル酸から３−（４−チ
アゾリル）−Ｌ−アラニンへの変換率を求めたところ８
３％であった。反応後の溶液から疎水クロマトグラフィ
ーを用いて３−（４−チアゾリル）−Ｌ−アラニンの精
製を行った。精製された溶液をそのまま用いてキラルカ
ラムによる液体クロマトグラフィーを行い、光学純度の
検定を行ったところ、％ｅｅ≧９９．７％であった。

【００４３】なお、Ｌ−４−チアゾリルアラニンの合成
において変換率測定の際のＨＰＬＣの条件は表１の通り
であり、Ｌ−４−チアゾリルアラニンの合成において目
的物の精製を行った際のＨＰＬＣ条件は表２の通りであ
り、Ｌ−４−チアゾリルアラニンの合成において光学純
度測定を行った際のＨＰＬＣの条件は表３の通りであ
る。

【００４４】

【表１】

【表２】

【表３】

【発明の効果】本願発明によれば、チアゾールアルデヒ
ドとヒダントインを用いる、新規な５−（チアゾリルメ
チレン）ヒダントインの製造方法、該製造方法により製
造される５−（チアゾリルメチレン）ヒダントインを用
いる、新規な２−ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル
酸及び／又はその塩の製造方法、そして、このようにし
て製造される２−ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル
酸及び／又はその塩を原料としてＬ−チアゾリルアラニ
ンを製造する新規な方法が提供提供される。

【００４５】本願発明の製造方法によれば、それぞれ、
５−（チアゾリルメチレン）ヒダントイン、２−ヒドロ
キシ−３−チアゾリルアクリル酸及び／又はその塩、又
は、Ｌ−チアゾリルアラニンを効率よく製造することが
可能となる。このＬ−チアゾリルアラニンは医薬品等の
合成原料としての供給が臨まれている非天然型アミノ酸
であり、従って本願発明は、かかる非天然型アミノ酸を
安価かつ安定的に提供することを可能とするものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大江正剛神奈川県横浜市青葉区奈良５−６−７Ｆターム(参考） 4B024 AA03 BA10 CA02 DA06 EA04 GA11 4B064 AE02 CA21 CB30 CD12 DA16 4C033 AB01 4C063 AA01 BB03 CC62 DD26 EE05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チアゾールアルデヒドとヒダントインを、
２−アミノエタノール存在下に反応させることを特徴と
する、５−（チアゾリルメチレン）ヒダントインの製造
方法。
【請求項２】５−（４−チアゾリルメチレン）ヒダント
イン。
【請求項３】チアゾールアルデヒドとヒダントインを２
−アミノエタノール存在下に反応させて５−（チアゾリ
ルメチレン）ヒダントインを製造し、該製造した５−
（チアゾリルメチレン）ヒダントインを、塩基存在下に
加水分解することを特徴とする、２−ヒドロキシ−３−
チアゾリルアクリル酸及び／又はその塩の製造方法。
【請求項４】２−ヒドロキシ−３−（４−チアゾリルア
クリル）酸又はその塩。
【請求項５】チアゾールアルデヒドとヒダントインを２
−アミノエタノール存在下に反応させて５−（チアゾリ
ルメチレン）ヒダントインを製造し、該製造した５−
（チアゾリルメチレン）ヒダントインを塩基存在下に加
水分解して２−ヒドロキシ−３−チアゾリルアクリル酸
及び／又はその塩を製造し、こうして得た２−ヒドロキ
シ−３−チアゾリルアクリル酸及び／又はその塩を、酵
素による天然型アミノ酸からのアミノ基転移反応に供す
ることを特徴とする、Ｌ−チアゾリルアラニンの製造方
法。
【請求項６】前記酵素はアミノトランスフェラーゼであ
ることを特徴とする、請求項５に記載のＬ−チアゾリル
アラニンの製造方法。