JP2004141094A - 光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法 - Google Patents
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Abstract
【課題】安全で大量生産に適した光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製造方法を提案する。
【解決手段】下記一般式（１）
【化１】
［上記一般式（１）中、環Ａは置換基を有することもあるシクロヘキシル基、Ｒはエステル残基を表す。］
で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物に、エステル結合を不斉加水分解する能力を有する酵素を作用させることにより、立体選択的に加水分解し、分離・精製する。
【選択図】 なし
【解決手段】下記一般式（１）
【化１】
［上記一般式（１）中、環Ａは置換基を有することもあるシクロヘキシル基、Ｒはエステル残基を表す。］
で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物に、エステル結合を不斉加水分解する能力を有する酵素を作用させることにより、立体選択的に加水分解し、分離・精製する。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学活性（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸の製造方法としては、３−シクロヘキシル−２−プロペン−１−オールを光学活性な酒石酸ジエチル及びチタンテトライソプロポキシド存在下、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキシドにより不斉酸化し（例えば、非特許文献１参照）、光学活性（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロパン−１−オールを得た後、四酸化ルテニウムにより酸化、目的の光学活性（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を得る方法等が知られている（例えば、非特許文献２、非特許文献３参照）。
【０００３】
しかしながら、有機合成による方法は、工業的な製法としては満足できるものではなかった。例えば、従来のｔｒａｎｓ−アリルアルコールの不斉酸化反応においては、反応時に大量の酸化剤が反応系内に存在するため、少量の製造時には問題とならないが、大量の製造においては爆発等の危険を伴う方法であり、工業的な製法とは言えなかった。一方、β位の置換基が芳香族（例えば、特許文献１参照）や、直鎖アルキル基（例えば、特許文献２参照）であるα，β−エポキシカルボン酸エステルのリパーゼを用いた不斉加水分解による、光学活性α，β−エポキシカルボン酸エステルの製法が報告されているが、β位の置換基がシクロヘキシル基のような環状アルキル基への適用例はなかった。さらには、立体配置が（２Ｓ，３Ｒ）であるエポキシカルボン酸エステルを単離している例はなく、（２Ｓ，３Ｒ）−α，β−エポキシカルボン酸エステルを得ようとした場合、（２Ｓ，３Ｒ）−α，β−エポキシカルボン酸を単離した後、再エステル化を行う必要があった。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｋ．Ｂ．Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ，ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１０９，５７６５（１９８７）
【非特許文献２】
Ｋ．Ｂ．Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ，ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，５０，１５６０（１９８５）
【非特許文献３】
Ｋ．Ｂ．Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ，ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４６，３９３６（１９８１）
【特許文献１】
特開平３−１５３９８号公報
【特許文献２】
特開平５−２７６９６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の工業的に安全な製法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物から、目的とする光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類を一段階で分離・採取することができる製法を見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち本発明は、下記一般式（１）
【０００７】
【化２】
［上記一般式（１）中、環Ａは置換基を有することもあるシクロヘキシル基、Ｒはエステル残基を表す。］
で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物に、エステル結合を不斉加水分解する能力を有する酵素を作用させることにより、立体選択的に加水分解し、分離・精製することを特徴とする光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法である。
【０００８】
本発明を以下に詳細に説明する。
【０００９】
本発明の方法において、不斉加水分解反応に用いる原料化合物である、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類とは、上記一般式（１）で示される化合物である。
【００１０】
上記一般式（１）において、環Ａは置換基を有していても良い。そのような置換基としては、例えば、炭素数１〜１０の直鎖、分岐若しくは環式の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素が結合したメチレン基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基等が挙げられる。
【００１１】
また、上記一般式（１）において、エステル残基Ｒとしては、例えば、炭素数１〜１０の直鎖、分岐若しくは環式の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素が結合したメチレン基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基等が挙げられる。
【００１２】
本発明の方法において、上記一般式（１）で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類としては、具体的には、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｎ−プロピルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸イソプロピルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｎ−ブチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｔ−ブチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｎ−ペンチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｎ−ヘキシルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸シクロヘキシルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸フェニルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｏ−メチル−フェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｍ−メチル−フェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｐ−メチル−フェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｏ−メトキシフェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｍ−メトキシフェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｐ−メトキシフェニル）エステル等が挙げられる。本発明の方法において、不斉加水分解反応には、これらの化合物の（２Ｓ，３Ｒ）体と（２Ｒ，３Ｓ）体の等量混合物（ラセミ型２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類）ばかりでなく、低光学収率の不斉合成物のような、これら光学活性体を共に含むものであれば、特に限定されることなく用いることができる。
【００１３】
（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物は、数ステップで誘導可能である。
【００１４】
例えば、下記一般式（２）
【００１５】
【化３】
に示されるラセミ型２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステルは、シクロヘキシルアルデヒドとクロロ酢酸メチルを原料とするダルツェン反応や、シクロヘキシルアルデヒドとメトキシカルボニルメチレン（トリフェニル）フォスホランの反応により、３−シクロヘキシルプロペン酸メチルを得た後、ｍ−クロロ過安息香酸等により、エポキシ化して得る方法等により調製可能である。
【００１６】
本発明の方法において不斉加水分解反応は、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物に、適当な溶媒中で、酵素を接触させることにより実施される。
【００１７】
本発明の方法において、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類のエステル結合を不斉加水分解する能力を有する酵素としては、例えば、リパーゼ又はエステラーゼと呼ばれる一群の酵素が使用できる。これらの酵素は微生物由来のものであっても、動物細胞由来のものであっても、更には植物細胞由来のものであってもよい。また、これらの加水分解酵素を含有する微生物菌体、動物細胞あるいは植物細胞から公知の方法により抽出したものであってもよく、市販のものであってもよい。
【００１８】
本発明の方法で用いることのできる加水分解酵素としては、具体的には、ブタ肝臓エステラーゼの他、アブシディア（Ａｂｓｉｄｉａ）属、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）属、フサリウム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）属、ギベレラ（Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌａ）属、ムコール（Ｍｕｃｏｒ）属、ノイロスポラ（Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ）属、リゾプス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）属、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属、アクロモバクター（Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｏｒ）属、アルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）属、バシルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ブレビバクテリウム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、プロピデンシヤ（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ）属、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、セラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）属、キャンディダ（Ｃａｎｄｉｄａ）属、サッカロマイコプシス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｏｐｓｉｓ）属、ノルカディア（Ｎｏｃａｒｄｉａ）属等に属する微生物の生産するリパーゼ、又は動物の膵臓で生産されるリパーゼで、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物のエステル基を立体選択的に加水分解し得るもの等が挙げられる。
【００１９】
これら酵素の市販品としては、例えば、リパーゼ（ブタ膵臓由来、和光純薬製）、リパーゼタイプＩＩ（ブタ肝臓由来、米国、シグマ社製）、リパーゼタイプＶＩＩ（キャンディダ ルゴサ由来、米国、シグマ社製）、リパーゼＯＦ−３６０（キャンディダ シリンドラシア由来、名糖産業）、リパーゼＭ（ムコール ジャバニカス由来、天野製薬製）、リパーゼＰ（シュードモナス ＳＰ由来、天野製薬製）、リパーゼＳＡＩＫＥＮ１００（リゾプス ジャポニカス由来、長瀬産業製）、エステラーゼ（ブタ肝臓由来、米国、シグマ社製）、コレステロールエステラーゼ（キャンディダルゴサ由来、長瀬産業製）等が挙げられる。
【００２０】
また、本発明の方法において、これらの加水分解酵素は、各々単独で又は必要に応じて混合して使用することができる。これらの酵素は微生物菌体又は細胞からの抽出により得られるが、その使用形態は菌体培養液、菌体処理液、粗酵素、精製酵素等いかなる形態でも良く、特に限定されない。
【００２１】
本発明の方法において、立体選択的な加水分解反応に際し、基質となる上記一般式（１）で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物の濃度は、通常０．０５〜２０％、好ましくは０．５〜５％の範囲であり、反応は、常温〜加温下、好ましくは１０〜５０℃、特に好ましくは２５〜４０℃の範囲で良好に進行する。
【００２２】
本発明の方法において、基質は水難溶性のものが多いため、加水分解反応は、水又は水性溶媒と有機溶媒との二相溶媒系で実施するのが好ましい。水−有機溶媒二相系で実施した場合には、反応溶液中のｐＨを、５〜１０、好ましくは６〜９の範囲となるよう調製するのが特に好ましい。その際、緩衝溶液として、例えば、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素ナトリウム−リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素ナトリウム−リン酸二水素カリウム、コリジン−塩酸、トリスアミノメタン−塩酸、アミノメチルプロパンジオール−塩酸、酢酸アンモニウム等を使用することができる。
【００２３】
本発明の方法において、加水分解反応に用いる有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、これらのうち、酢酸エチル、四塩化炭素、トルエンが特に好ましい。
【００２４】
本発明の方法において、酵素源として微生物菌体又はその培養液を用いる場合、上記反応を界面活性剤の存在下に実施すれば、反応時間の短縮や光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の収量増加をはかることができる。界面活性剤としては、例えば、臭化セチルピリジニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオクテルフェニルエーテル、ラウリル硫酸ナトリウム等を用いることができ、その添加量は反応液に対し０．０００１〜０．１％の範囲であることが好ましい。
【００２５】
加水分解反応液から得られる、光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の分離・精製は、定法に従って容易に実施することができる。例えば、加水分解反応を水−有機溶媒二相系で実施した場合には、光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸は選択的に加水分解されて水相に移行し、反応を受けない他方の光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類は有機溶媒中に残存する。したがって、水相を分取し、水相のｐＨを１〜２へ調整した後、有機溶媒で抽出、減圧濃縮することにより、光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を結晶として採取することができる。また、有機溶媒相を分取し、減圧濃縮することにより高純度の光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を採取することができる。
【００２６】
例えば、本発明の方法において、（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を選択的に加水分解する酵素を基質に作用させれば、水相から（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を、有機溶媒相から（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を採取することができる。このような加水分解酵素としては、例えば、市販の酵素であるリパーゼタイプＶＩＩ（キャンディダルゴサ由来、米国、シグマ社製）が挙げられる。
【００２７】
一方、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を選択的に加水分解する酵素を基質に作用させれば、水相から（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を、有機溶媒相から（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を採取することができる。このような加水分解酵素としては、例えば、リパーゼ（ブタ膵臓由来、和光純薬製）等が挙げられる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の方法は、医農薬の合成中間体として有用な光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類を一段階で、しかも光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸においては高純度の結晶として取得できる簡便かつ安全な製造方法であり、工業的に極めて有用である。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３０】
（旋光度の測定）
ＨＯＲＩＢＡ製ＳＥＰＡ−２００を使用。
【００３１】
（融点の測定）
ＹＡＮＡＧＩＭＯＴＯ（株）製ミクロ融点測定装置を使用。
【００３２】
（１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲの測定）
ＶＡＲＩＡＮ製ＧＥＭＩＮＩ２００を使用。
（質量分析）
日立製Ｍ−８０Ｂを使用。
（ＩＲの測定）
ＪＡＳＣＯ製ＦＴ／ＩＲ−３００又はＪＡＳＣＯ製Ａ−２０２を使用。
【００３３】
参考例１ ２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステルの調製
シクロヘキシルアルデヒド（７０．６ｇ、０．６２５ｍｏｌ）及び、クロロ酢酸メチル（７０．２ｇ、０．６５ｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（１０００ｍＬ）に溶解し、ＮａＯＭｅ（３７．８ｇ、０．７ｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２時間攪拌した。反応溶液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えこれを酢酸エチルで希釈、抽出し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順に洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝９／１（ｖ／ｖ））で精製したところ、無色油状物（８２．３ｇ、７１．５％）が得られた。
【００３４】
１Ｈ−ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；１．０１−１．４３（６Ｈ，ｍ），１．６０−１．９６（５Ｈ，ｍ），２．９９（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．１，１．０Ｈｚ），３．２９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ），３．７８（３Ｈ，ｓ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；２５．３，２５．４，２６．０，２８．６，２９．２，３９．３，５１．４，５２．２，６３．２，１６９．４。
【００３５】
実施例１
５ｇ／ｌの濃度のリパーゼタイプＶＩＩ（キャンディダ ルゴサ由来、米国、シグマ社製）を含む１Ｍ ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液５００ｍｌ（ｐＨ８．０）にラセミ型２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル１００ｇを含むトルエン５００ｍｌを添加し、３０℃、６００ｒｐｍの攪拌速度で４８時間不斉加水分解反応を行った。反応後、反応液に１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を加え、水相のｐＨを１０とし、水相を分取した。続いて水相を１Ｎの塩酸溶液でｐＨ２とした後、ｔ−ブチルメチルエーテル３００ｍｌで２回抽出を行い、有機相を減圧濃縮し（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸 ３８．５ｇを租結晶として得た。この租結晶をトルエン／ｎ−ヘプタン＝１：２（ｖ／ｖ）の溶液２００ｍｌに溶かし６０℃にて攪拌しながら２０分間加熱溶解した。６０℃から２０℃まで徐冷した後、３０分氷冷し析出した結晶をろ取することにより（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸の結晶３４．２ｇ［９９．１％ｅｅ、［α］Ｄ ２０；＋２０．８（ｃ １．０４，ＣＨＣｌ３）］を得た。
【００３６】
Ｍｐ；６４〜６５℃
１Ｈ−ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；０．９８−１．４８（６Ｈ，ｍ），１．５６−１．９４（５Ｈ，ｍ），３．０３（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．１，１．０Ｈｚ），３．３２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ），１．０８５−１１．２３（１Ｈ，ｂｒ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；２５．４，２５．５，２６．０，２８．７，２９．２，３９．４，５１．４，６３．１，１７５．２
ＩＲ（ＫＢｒ）；３００９，２９２９，２８５１，１７１５，１６３８，１４４８，１２５２，９０２，８８２，６７８ ｃｍ−１
ＨＰＬＣ；Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｃｅｌ ＯＤ−Ｈ（０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ，ｈｅｘａｎｅ／２−ｐｒｏｐａｎｏｌ／ＴＦＡ＝９５／５／０．５，１．０ｍｌ／ｍｉｎ，２１０ｎｍ），８．１ｍｉｎ（２Ｒ，３Ｓ），９．０ｍｉｎ（２Ｓ，３Ｒ）。
【００３７】
実施例２
５ｇ／ｌの濃度のリパーゼ（ブタ膵臓由来、和光純薬製）を含む１Ｍ ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液５００ｍｌ（ｐＨ８．０）にラセミ型２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル１００ｇを含むトルエン５００ｍｌを添加し３０℃、６００ｒｐｍの攪拌速度で４８時間不斉加水分解反応を行った。反応後、反応液に１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を加え、水相のｐＨを１０とし、水相を分取した。続いて水相を１Ｎの塩酸溶液でｐＨ２とした後、ｔ−ブチルメチルエーテル３００ｍｌで２回抽出を行い、有機相を減圧濃縮し（２Ｒ，３Ｓ）２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸 ４２．５ｇを租結晶として得た。この租結晶をトルエン／ｎ−ヘプタン＝１：２（ｖ／ｖ）の溶液２００ｍｌに溶かし６０℃にて攪拌しながら２０分間加熱溶解した。６０℃から２０℃まで徐冷した後、３０分氷冷し析出した結晶をろ取する事により（２Ｓ，３Ｒ）２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸の結晶４０．２ｇ（９８．６％ｅｅ、［α］Ｄ ２０；−２０．８（ｃ １．０４，ＣＨＣｌ３）を得た。
【００３８】
Ｍｐ；６４〜６５℃
１Ｈ−ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；０．９８−１．４８（６Ｈ，ｍ），１．５６−１．９４（５Ｈ，ｍ），３．０３（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．１，１．０Ｈｚ），３．３２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ），１．０８５−１１．２３（１Ｈ，ｂｒ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；２５．４，２５．５，２６．０，２８．７，２９．２，３９．４，５１．４，６３．１，１７５．２
ＩＲ（ＫＢｒ）；３００９，２９２９，２８５１，１７１５，１６３８，１４４８，１２５２，９０２，８８２，６７８ｃｍ−１
ＨＰＬＣ；Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｃｅｌ ＯＤ−Ｈ（０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ，ｈｅｘａｎｅ／２−ｐｒｏｐａｎｏｌ／ＴＦＡ＝９５／５／０．５，１．０ｍｌ／ｍｉｎ，２１０ｎｍ），６．５ｍｉｎ（２Ｒ，３Ｓ），７．２ｍｉｎ（２Ｓ，３Ｒ）
実施例３
５ｇ／ｌの濃度のリパーゼ（ブタ膵臓由来、和光純薬製）を含む１Ｍ ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液５００ｍｌ（ｐＨ８．０）に２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル１００ｇを含むトルエン５００ｍｌを添加し３０℃、６００ｒｐｍの攪拌速度で４８時間不斉加水分解反応を行った。反応後、トルエン相を分取し、減圧濃縮することにより（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステルのクルード品２５．２ｇを無色油状物として得た。シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝９／１（ｖ／ｖ））で精製する事により（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル２３．０ｇ（９８．６％ｅｅ、［α］Ｄ ２０；＋３２．６（ｃ １．１８，ＣＨＣｌ３）を得た。
【００３９】
１Ｈ−ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；１．０１−１．４３（６Ｈ，ｍ），１．６０−１．９６（５Ｈ，ｍ），２．９９（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．１，１．０Ｈｚ），３．２９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ），３．７８（３Ｈ，ｓ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；２５．３，２５．４，２６．０，２８．６，２９．２，３９．３，５１．４，５２．２，６３．２，１６９．４
ＨＰＬＣ； Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｃｅｌ ＯＤ−Ｈ（０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ，ｈｅｘａｎｅ／２−ｐｒｏｐａｎｏｌ／ＴＦＡ＝９５／５／０．５，１．０ｍｌ／ｍｉｎ，２１０ｎｍ），６．５ｍｉｎ（２Ｒ，３Ｓ），７．２ｍｉｎ（２Ｓ，３Ｒ）
【発明の属する技術分野】
本発明は光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学活性（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸の製造方法としては、３−シクロヘキシル−２−プロペン−１−オールを光学活性な酒石酸ジエチル及びチタンテトライソプロポキシド存在下、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキシドにより不斉酸化し（例えば、非特許文献１参照）、光学活性（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロパン−１−オールを得た後、四酸化ルテニウムにより酸化、目的の光学活性（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を得る方法等が知られている（例えば、非特許文献２、非特許文献３参照）。
【０００３】
しかしながら、有機合成による方法は、工業的な製法としては満足できるものではなかった。例えば、従来のｔｒａｎｓ−アリルアルコールの不斉酸化反応においては、反応時に大量の酸化剤が反応系内に存在するため、少量の製造時には問題とならないが、大量の製造においては爆発等の危険を伴う方法であり、工業的な製法とは言えなかった。一方、β位の置換基が芳香族（例えば、特許文献１参照）や、直鎖アルキル基（例えば、特許文献２参照）であるα，β−エポキシカルボン酸エステルのリパーゼを用いた不斉加水分解による、光学活性α，β−エポキシカルボン酸エステルの製法が報告されているが、β位の置換基がシクロヘキシル基のような環状アルキル基への適用例はなかった。さらには、立体配置が（２Ｓ，３Ｒ）であるエポキシカルボン酸エステルを単離している例はなく、（２Ｓ，３Ｒ）−α，β−エポキシカルボン酸エステルを得ようとした場合、（２Ｓ，３Ｒ）−α，β−エポキシカルボン酸を単離した後、再エステル化を行う必要があった。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｋ．Ｂ．Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ，ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１０９，５７６５（１９８７）
【非特許文献２】
Ｋ．Ｂ．Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ，ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，５０，１５６０（１９８５）
【非特許文献３】
Ｋ．Ｂ．Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ，ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４６，３９３６（１９８１）
【特許文献１】
特開平３−１５３９８号公報
【特許文献２】
特開平５−２７６９６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の工業的に安全な製法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物から、目的とする光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類を一段階で分離・採取することができる製法を見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち本発明は、下記一般式（１）
【０００７】
【化２】
で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物に、エステル結合を不斉加水分解する能力を有する酵素を作用させることにより、立体選択的に加水分解し、分離・精製することを特徴とする光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法である。
【０００８】
本発明を以下に詳細に説明する。
【０００９】
本発明の方法において、不斉加水分解反応に用いる原料化合物である、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類とは、上記一般式（１）で示される化合物である。
【００１０】
上記一般式（１）において、環Ａは置換基を有していても良い。そのような置換基としては、例えば、炭素数１〜１０の直鎖、分岐若しくは環式の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素が結合したメチレン基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基等が挙げられる。
【００１１】
また、上記一般式（１）において、エステル残基Ｒとしては、例えば、炭素数１〜１０の直鎖、分岐若しくは環式の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素が結合したメチレン基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基等が挙げられる。
【００１２】
本発明の方法において、上記一般式（１）で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類としては、具体的には、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｎ−プロピルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸イソプロピルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｎ−ブチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｔ−ブチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｎ−ペンチルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸ｎ−ヘキシルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸シクロヘキシルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸フェニルエステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｏ−メチル−フェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｍ−メチル−フェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｐ−メチル−フェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｏ−メトキシフェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｍ−メトキシフェニル）エステル、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸（ｐ−メトキシフェニル）エステル等が挙げられる。本発明の方法において、不斉加水分解反応には、これらの化合物の（２Ｓ，３Ｒ）体と（２Ｒ，３Ｓ）体の等量混合物（ラセミ型２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類）ばかりでなく、低光学収率の不斉合成物のような、これら光学活性体を共に含むものであれば、特に限定されることなく用いることができる。
【００１３】
（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物は、数ステップで誘導可能である。
【００１４】
例えば、下記一般式（２）
【００１５】
【化３】
【００１６】
本発明の方法において不斉加水分解反応は、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物に、適当な溶媒中で、酵素を接触させることにより実施される。
【００１７】
本発明の方法において、２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類のエステル結合を不斉加水分解する能力を有する酵素としては、例えば、リパーゼ又はエステラーゼと呼ばれる一群の酵素が使用できる。これらの酵素は微生物由来のものであっても、動物細胞由来のものであっても、更には植物細胞由来のものであってもよい。また、これらの加水分解酵素を含有する微生物菌体、動物細胞あるいは植物細胞から公知の方法により抽出したものであってもよく、市販のものであってもよい。
【００１８】
本発明の方法で用いることのできる加水分解酵素としては、具体的には、ブタ肝臓エステラーゼの他、アブシディア（Ａｂｓｉｄｉａ）属、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）属、フサリウム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）属、ギベレラ（Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌａ）属、ムコール（Ｍｕｃｏｒ）属、ノイロスポラ（Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ）属、リゾプス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）属、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属、アクロモバクター（Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｏｒ）属、アルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）属、バシルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ブレビバクテリウム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、プロピデンシヤ（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ）属、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、セラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）属、キャンディダ（Ｃａｎｄｉｄａ）属、サッカロマイコプシス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｏｐｓｉｓ）属、ノルカディア（Ｎｏｃａｒｄｉａ）属等に属する微生物の生産するリパーゼ、又は動物の膵臓で生産されるリパーゼで、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物のエステル基を立体選択的に加水分解し得るもの等が挙げられる。
【００１９】
これら酵素の市販品としては、例えば、リパーゼ（ブタ膵臓由来、和光純薬製）、リパーゼタイプＩＩ（ブタ肝臓由来、米国、シグマ社製）、リパーゼタイプＶＩＩ（キャンディダ ルゴサ由来、米国、シグマ社製）、リパーゼＯＦ−３６０（キャンディダ シリンドラシア由来、名糖産業）、リパーゼＭ（ムコール ジャバニカス由来、天野製薬製）、リパーゼＰ（シュードモナス ＳＰ由来、天野製薬製）、リパーゼＳＡＩＫＥＮ１００（リゾプス ジャポニカス由来、長瀬産業製）、エステラーゼ（ブタ肝臓由来、米国、シグマ社製）、コレステロールエステラーゼ（キャンディダルゴサ由来、長瀬産業製）等が挙げられる。
【００２０】
また、本発明の方法において、これらの加水分解酵素は、各々単独で又は必要に応じて混合して使用することができる。これらの酵素は微生物菌体又は細胞からの抽出により得られるが、その使用形態は菌体培養液、菌体処理液、粗酵素、精製酵素等いかなる形態でも良く、特に限定されない。
【００２１】
本発明の方法において、立体選択的な加水分解反応に際し、基質となる上記一般式（１）で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物の濃度は、通常０．０５〜２０％、好ましくは０．５〜５％の範囲であり、反応は、常温〜加温下、好ましくは１０〜５０℃、特に好ましくは２５〜４０℃の範囲で良好に進行する。
【００２２】
本発明の方法において、基質は水難溶性のものが多いため、加水分解反応は、水又は水性溶媒と有機溶媒との二相溶媒系で実施するのが好ましい。水−有機溶媒二相系で実施した場合には、反応溶液中のｐＨを、５〜１０、好ましくは６〜９の範囲となるよう調製するのが特に好ましい。その際、緩衝溶液として、例えば、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素ナトリウム−リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素ナトリウム−リン酸二水素カリウム、コリジン−塩酸、トリスアミノメタン−塩酸、アミノメチルプロパンジオール−塩酸、酢酸アンモニウム等を使用することができる。
【００２３】
本発明の方法において、加水分解反応に用いる有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、これらのうち、酢酸エチル、四塩化炭素、トルエンが特に好ましい。
【００２４】
本発明の方法において、酵素源として微生物菌体又はその培養液を用いる場合、上記反応を界面活性剤の存在下に実施すれば、反応時間の短縮や光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の収量増加をはかることができる。界面活性剤としては、例えば、臭化セチルピリジニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオクテルフェニルエーテル、ラウリル硫酸ナトリウム等を用いることができ、その添加量は反応液に対し０．０００１〜０．１％の範囲であることが好ましい。
【００２５】
加水分解反応液から得られる、光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の分離・精製は、定法に従って容易に実施することができる。例えば、加水分解反応を水−有機溶媒二相系で実施した場合には、光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸は選択的に加水分解されて水相に移行し、反応を受けない他方の光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類は有機溶媒中に残存する。したがって、水相を分取し、水相のｐＨを１〜２へ調整した後、有機溶媒で抽出、減圧濃縮することにより、光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を結晶として採取することができる。また、有機溶媒相を分取し、減圧濃縮することにより高純度の光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を採取することができる。
【００２６】
例えば、本発明の方法において、（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を選択的に加水分解する酵素を基質に作用させれば、水相から（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を、有機溶媒相から（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を採取することができる。このような加水分解酵素としては、例えば、市販の酵素であるリパーゼタイプＶＩＩ（キャンディダルゴサ由来、米国、シグマ社製）が挙げられる。
【００２７】
一方、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を選択的に加水分解する酵素を基質に作用させれば、水相から（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を、有機溶媒相から（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を採取することができる。このような加水分解酵素としては、例えば、リパーゼ（ブタ膵臓由来、和光純薬製）等が挙げられる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の方法は、医農薬の合成中間体として有用な光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類を一段階で、しかも光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸においては高純度の結晶として取得できる簡便かつ安全な製造方法であり、工業的に極めて有用である。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３０】
（旋光度の測定）
ＨＯＲＩＢＡ製ＳＥＰＡ−２００を使用。
【００３１】
（融点の測定）
ＹＡＮＡＧＩＭＯＴＯ（株）製ミクロ融点測定装置を使用。
【００３２】
（１Ｈ−ＮＭＲ及び１３Ｃ−ＮＭＲの測定）
ＶＡＲＩＡＮ製ＧＥＭＩＮＩ２００を使用。
（質量分析）
日立製Ｍ−８０Ｂを使用。
（ＩＲの測定）
ＪＡＳＣＯ製ＦＴ／ＩＲ−３００又はＪＡＳＣＯ製Ａ−２０２を使用。
【００３３】
参考例１ ２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステルの調製
シクロヘキシルアルデヒド（７０．６ｇ、０．６２５ｍｏｌ）及び、クロロ酢酸メチル（７０．２ｇ、０．６５ｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（１０００ｍＬ）に溶解し、ＮａＯＭｅ（３７．８ｇ、０．７ｍｏｌ）を加え、−１０℃で１２時間攪拌した。反応溶液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えこれを酢酸エチルで希釈、抽出し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順に洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝９／１（ｖ／ｖ））で精製したところ、無色油状物（８２．３ｇ、７１．５％）が得られた。
【００３４】
１Ｈ−ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；１．０１−１．４３（６Ｈ，ｍ），１．６０−１．９６（５Ｈ，ｍ），２．９９（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．１，１．０Ｈｚ），３．２９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ），３．７８（３Ｈ，ｓ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；２５．３，２５．４，２６．０，２８．６，２９．２，３９．３，５１．４，５２．２，６３．２，１６９．４。
【００３５】
実施例１
５ｇ／ｌの濃度のリパーゼタイプＶＩＩ（キャンディダ ルゴサ由来、米国、シグマ社製）を含む１Ｍ ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液５００ｍｌ（ｐＨ８．０）にラセミ型２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル１００ｇを含むトルエン５００ｍｌを添加し、３０℃、６００ｒｐｍの攪拌速度で４８時間不斉加水分解反応を行った。反応後、反応液に１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を加え、水相のｐＨを１０とし、水相を分取した。続いて水相を１Ｎの塩酸溶液でｐＨ２とした後、ｔ−ブチルメチルエーテル３００ｍｌで２回抽出を行い、有機相を減圧濃縮し（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸 ３８．５ｇを租結晶として得た。この租結晶をトルエン／ｎ−ヘプタン＝１：２（ｖ／ｖ）の溶液２００ｍｌに溶かし６０℃にて攪拌しながら２０分間加熱溶解した。６０℃から２０℃まで徐冷した後、３０分氷冷し析出した結晶をろ取することにより（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸の結晶３４．２ｇ［９９．１％ｅｅ、［α］Ｄ ２０；＋２０．８（ｃ １．０４，ＣＨＣｌ３）］を得た。
【００３６】
Ｍｐ；６４〜６５℃
１Ｈ−ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；０．９８−１．４８（６Ｈ，ｍ），１．５６−１．９４（５Ｈ，ｍ），３．０３（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．１，１．０Ｈｚ），３．３２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ），１．０８５−１１．２３（１Ｈ，ｂｒ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；２５．４，２５．５，２６．０，２８．７，２９．２，３９．４，５１．４，６３．１，１７５．２
ＩＲ（ＫＢｒ）；３００９，２９２９，２８５１，１７１５，１６３８，１４４８，１２５２，９０２，８８２，６７８ ｃｍ−１
ＨＰＬＣ；Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｃｅｌ ＯＤ−Ｈ（０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ，ｈｅｘａｎｅ／２−ｐｒｏｐａｎｏｌ／ＴＦＡ＝９５／５／０．５，１．０ｍｌ／ｍｉｎ，２１０ｎｍ），８．１ｍｉｎ（２Ｒ，３Ｓ），９．０ｍｉｎ（２Ｓ，３Ｒ）。
【００３７】
実施例２
５ｇ／ｌの濃度のリパーゼ（ブタ膵臓由来、和光純薬製）を含む１Ｍ ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液５００ｍｌ（ｐＨ８．０）にラセミ型２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル１００ｇを含むトルエン５００ｍｌを添加し３０℃、６００ｒｐｍの攪拌速度で４８時間不斉加水分解反応を行った。反応後、反応液に１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を加え、水相のｐＨを１０とし、水相を分取した。続いて水相を１Ｎの塩酸溶液でｐＨ２とした後、ｔ−ブチルメチルエーテル３００ｍｌで２回抽出を行い、有機相を減圧濃縮し（２Ｒ，３Ｓ）２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸 ４２．５ｇを租結晶として得た。この租結晶をトルエン／ｎ−ヘプタン＝１：２（ｖ／ｖ）の溶液２００ｍｌに溶かし６０℃にて攪拌しながら２０分間加熱溶解した。６０℃から２０℃まで徐冷した後、３０分氷冷し析出した結晶をろ取する事により（２Ｓ，３Ｒ）２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸の結晶４０．２ｇ（９８．６％ｅｅ、［α］Ｄ ２０；−２０．８（ｃ １．０４，ＣＨＣｌ３）を得た。
【００３８】
Ｍｐ；６４〜６５℃
１Ｈ−ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；０．９８−１．４８（６Ｈ，ｍ），１．５６−１．９４（５Ｈ，ｍ），３．０３（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．１，１．０Ｈｚ），３．３２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ），１．０８５−１１．２３（１Ｈ，ｂｒ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；２５．４，２５．５，２６．０，２８．７，２９．２，３９．４，５１．４，６３．１，１７５．２
ＩＲ（ＫＢｒ）；３００９，２９２９，２８５１，１７１５，１６３８，１４４８，１２５２，９０２，８８２，６７８ｃｍ−１
ＨＰＬＣ；Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｃｅｌ ＯＤ−Ｈ（０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ，ｈｅｘａｎｅ／２−ｐｒｏｐａｎｏｌ／ＴＦＡ＝９５／５／０．５，１．０ｍｌ／ｍｉｎ，２１０ｎｍ），６．５ｍｉｎ（２Ｒ，３Ｓ），７．２ｍｉｎ（２Ｓ，３Ｒ）
実施例３
５ｇ／ｌの濃度のリパーゼ（ブタ膵臓由来、和光純薬製）を含む１Ｍ ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液５００ｍｌ（ｐＨ８．０）に２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル１００ｇを含むトルエン５００ｍｌを添加し３０℃、６００ｒｐｍの攪拌速度で４８時間不斉加水分解反応を行った。反応後、トルエン相を分取し、減圧濃縮することにより（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステルのクルード品２５．２ｇを無色油状物として得た。シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝９／１（ｖ／ｖ））で精製する事により（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸メチルエステル２３．０ｇ（９８．６％ｅｅ、［α］Ｄ ２０；＋３２．６（ｃ １．１８，ＣＨＣｌ３）を得た。
【００３９】
１Ｈ−ＮＭＲ（２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；１．０１−１．４３（６Ｈ，ｍ），１．６０−１．９６（５Ｈ，ｍ），２．９９（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．１，１．０Ｈｚ），３．２９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ），３．７８（３Ｈ，ｓ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；２５．３，２５．４，２６．０，２８．６，２９．２，３９．３，５１．４，５２．２，６３．２，１６９．４
ＨＰＬＣ； Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｉｒａｌｃｅｌ ＯＤ−Ｈ（０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ，ｈｅｘａｎｅ／２−ｐｒｏｐａｎｏｌ／ＴＦＡ＝９５／５／０．５，１．０ｍｌ／ｍｉｎ，２１０ｎｍ），６．５ｍｉｎ（２Ｒ，３Ｓ），７．２ｍｉｎ（２Ｓ，３Ｒ）
Claims (5)
- 下記一般式（１）
で示される２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の、（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類と（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類の混合物に、エステル結合を不斉加水分解する能力を有する酵素を作用させることにより、立体選択的に加水分解し、分離・精製することを特徴とする光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法。 - 一般式（１）において、エステル残基Ｒが、炭素数１〜１０の直鎖、分岐若しくは環式の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素基、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素が結合したメチレン基、ハロゲンで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、炭素数１〜５のアルキルオキシで核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基、又は炭素数２〜５のアルキルオキシアルキル基で核が１〜５置換された芳香族炭化水素が結合したメチレン基を示すことを特徴とする請求項１記載の光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法。
- 酵素がリパーゼ類又はエステラーゼ類であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法。
- （２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を選択的に加水分解する酵素を使用し、水相から（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を、有機溶媒相から（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を採取することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法。
- （２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を選択的に加水分解する酵素を使用し、水相から（２Ｒ，３Ｓ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸を、有機溶媒相から（２Ｓ，３Ｒ）−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸エステル類を採取することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学活性−２，３−エポキシ−３−シクロヘキシルプロピオン酸及びそのエステル類の製法。
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| US10/667,483 US7169944B2 (en) | 2002-09-25 | 2003-09-23 | Optically active epoxy compounds and processes for their production |
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-
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