JP2008099661A - Process for producing optically active (s)-7-hydroxy-6-methylheptan-2-one and precursor thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process capable of simply, efficiently and industrially producing optically active (S)-7-hydroxy-6-methylheptan-2-one and precursor thereof. <P>SOLUTION: The process for producing optically active (S)-2-methyl-6-oxoheptanoate ester represented by formula (III) (wherein, R<SP>1</SP>is the same as the above defined), in which an esterase derived from a microorganism of the genus Aspergillus, capable of preferentially hydrolyzing R form is allowed to act on 2-methyl-6-oxoheptanoate ester represented by formula (II) (wherein, R<SP>1</SP>is a 1-5C alkyl group) to optically resolve it, is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンおよびその前駆体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one and its precursor.

下式で表されるエポチロン誘導体は、抗癌剤として有用である。   The epothilone derivative represented by the following formula is useful as an anticancer agent.

Figure 2008099661
Figure 2008099661

エポチロン誘導体の合成において、C〜C12のビルディングブロックとしては、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンが有用であり、当該化合物は光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸からそのエステルを経て誘導することができる(特許文献1および2、非特許文献1および2を参照)。2−メチル−6−オキソヘプタン酸については、種々の製法が提案されている(非特許文献3〜8を参照)。しかしながら、非特許文献3〜6に記載の製法は、対応する天然物を抽出・単離し、それを酸化する方法であるため、原料入手に問題があった。また、非特許文献6に記載の製法は、(R)体の製法である。さらに、非特許文献7および8に記載の製法は、過マンガン酸カリウムを用いて2,6−ジメチルシクロヘキサノンを酸化する方法であるが、得られる生成物は2−メチル−6−オキソヘプタン酸のラセミ体であり、光学的に不活性であった。 In the synthesis of an epothilone derivative, optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one is useful as a C 7 to C 12 building block, and the compound is optically active (S) -2. It can be derived from methyl-6-oxoheptanoic acid via its ester (see Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Documents 1 and 2). Various production methods have been proposed for 2-methyl-6-oxoheptanoic acid (see Non-Patent Documents 3 to 8). However, since the production methods described in Non-Patent Documents 3 to 6 are methods for extracting and isolating corresponding natural products and oxidizing them, there was a problem in obtaining raw materials. Moreover, the manufacturing method of a nonpatent literature 6 is a manufacturing method of the (R) body. Furthermore, the production methods described in Non-Patent Documents 7 and 8 are methods in which 2,6-dimethylcyclohexanone is oxidized using potassium permanganate, and the resulting product is obtained from 2-methyl-6-oxoheptanoic acid. It was racemic and optically inactive.

DE19751200DE 19751200 WO2005/003071WO2005 / 003071 J.A.C.S.,119,7974(1997)J. et al. A. C. S. , 119, 7974 (1997) Chem.Eur.J.,2,1477(1996)Chem. Eur. J. et al. , 2, 1477 (1996) Natural Product Letters,3,189(1993)Natural Product Letters, 3,189 (1993) J.Nat.Prod.,66,251(2003)J. et al. Nat. Prod. , 66, 251 (2003) Natural Product Letters,4,51(1994)Natural Product Letters, 4, 51 (1994) Helv.Chim.Acta,73,733(1990)Helv. Chim. Acta, 73, 733 (1990) J.Med.Chem.,26,426(1983)J. et al. Med. Chem. , 26, 426 (1983) Collect.Czech.Chem.Commun.,30,1214(1965)Collect. Czech. Chem. Commun. , 30, 1214 (1965)

本発明は、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンおよびその前駆体である光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル等を簡便に効率よく工業的に製造することができる方法を提供することを目的とする。   The present invention provides optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one and its precursor, optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester, etc. simply and efficiently. It aims at providing the method which can be manufactured industrially.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(RS混合物)を、特定のエステラーゼを作用させることにより光学分割すると、高い光学純度で(S)体が得られるという知見を得、この光学分割を利用すれば、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンを簡便に効率よく工業的に製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have obtained high optical purity when 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (RS mixture) is optically resolved by the action of a specific esterase ( If the knowledge that S) isomer is obtained and this optical resolution is used, optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one can be easily and efficiently industrially produced. As a result, the present invention has been completed.

即ち、本発明は以下の通りである。
[1] 式(II):
That is, the present invention is as follows.
[1] Formula (II):

Figure 2008099661
Figure 2008099661

(式中、RはC1−5アルキル基を表す。)
で表される2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(以下、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)ともいう)に、R体を優先的に加水分解し得る、アスペルギルス(Aspergillus)属の微生物由来のエステラーゼを作用させることにより光学分割する、式(III):
(In the formula, R 1 represents a C 1-5 alkyl group.)
Aspergillus, which can preferentially hydrolyze the R-form to 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester represented by the formula (hereinafter also referred to as 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II)) Optical resolution by the action of esterases derived from microorganisms of the genus, formula (III):

Figure 2008099661
Figure 2008099661

(式中、Rは前記と同じ意味を表す。)
で表される光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(以下、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)ともいう)の製造方法。
(Wherein R 1 represents the same meaning as described above.)
A method for producing an optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (hereinafter also referred to as optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III)).

[2] 光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)のカルボニル基を保護して、式(IV): [2] The carbonyl group of optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) is protected to give a compound of formula (IV):

Figure 2008099661
Figure 2008099661

(式中、Aは酸素原子または硫黄原子を表し、Rは前記と同じ意味を表し、RおよびRは、それぞれ独立してC1−5アルキル基を表すか、または互いに結合してC2−5アルキレン基を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールエステル(以下、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)ともいう)を得る工程をさらに含む上記[1]に記載の製造方法。
(In the formula, A represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 represents the same meaning as described above, and R 2 and R 3 each independently represent a C 1-5 alkyl group or bonded to each other. Represents a C 2-5 alkylene group.)
The production method according to [1], further including a step of obtaining an optically active (S) -ketal ester represented by (hereinafter also referred to as optically active (S) -ketal ester (IV)).

[3] 光学活性(S)−ケタールエステル(IV)を還元して、式(V): [3] Reduction of the optically active (S) -ketal ester (IV) to give the formula (V):

Figure 2008099661
Figure 2008099661

(式中、A、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールアルコール(以下、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)ともいう)を得る工程をさらに含む上記[2]に記載の製造方法。
(In the formula, A, R 2 and R 3 represent the same meaning as described above.)
The production method according to [2], further including a step of obtaining an optically active (S) -ketal alcohol represented by the formula (hereinafter also referred to as optically active (S) -ketal alcohol (V)).

[4] 2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)に、R体を優先的に加水分解し得る、アスペルギルス属の微生物由来のエステラーゼを作用させることにより光学分割して、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)を得る工程;
光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)のカルボニル基を保護して、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)を得る工程;
光学活性(S)−ケタールエステル(IV)を還元して、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)を得る工程;および
光学活性(S)−ケタールアルコール(V)を脱保護して、式(I):
[4] By optically resolving 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) with an esterase derived from a microorganism of the genus Aspergillus that can preferentially hydrolyze the R-form, the optical activity (S ) Obtaining 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III);
Protecting the carbonyl group of optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) to obtain optically active (S) -ketal ester (IV);
Reducing the optically active (S) -ketal ester (IV) to obtain the optically active (S) -ketal alcohol (V); and deprotecting the optically active (S) -ketal alcohol (V) to obtain a compound of formula (I):

Figure 2008099661
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で表される光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(以下、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(I)ともいう)を得る工程;
を含む、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(I)の製造方法。
An optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (hereinafter also referred to as optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (I)) Obtaining step;
A process for producing optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (I).

[5] 光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)の光学純度が95〜100%eeである上記[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法。 [5] The production method according to any one of the above [1] to [4], wherein the optical purity of the optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) is 95 to 100% ee.

[6] Rがメチル基である上記[1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法。 [6] The production method according to any one of the above [1] to [5], wherein R 1 is a methyl group.

[7] RおよびRが、共にメチル基であるか、または互いに結合してエチレン基またはプロピレン基を表す上記[2]〜[6]のいずれかに記載の製造方法。 [7] The production method according to any one of the above [2] to [6], wherein R 2 and R 3 are both methyl groups or bonded to each other to represent an ethylene group or a propylene group.

[8] アスペルギルス属の微生物がアスペルギルス・フラバス(Aspergillus flavus)である上記[1]〜[7]のいずれかに記載の製造方法。 [8] The production method according to any one of [1] to [7], wherein the microorganism of the genus Aspergillus is Aspergillus flavus.

[9] アスペルギルス属の微生物がアスペルギルス・フラバスATCC11492株である上記[1]〜[8]のいずれかに記載の製造方法。 [9] The production method according to any one of [1] to [8], wherein the microorganism of the genus Aspergillus is Aspergillus flavus ATCC 11492 strain.

[10] 式(IV’): [10] Formula (IV ′):

Figure 2008099661
Figure 2008099661

(式中、Aは酸素原子または硫黄原子であり、R1’はメチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基であり、かつR2’およびR3’は共にメチル基であるか、あるいは、Aは酸素原子または硫黄原子であり、R1’はメチル基であり、かつR2’およびR3’は互いに結合してエチレン基またはプロピレン基を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールエステル(以下、光学活性(S)−ケタールエステル(IV’)ともいう)。
(Wherein A is an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 ′ is a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group, and R 2 ′ and R 3 ′ are both methyl groups, or A is an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 ′ is a methyl group, and R 2 ′ and R 3 ′ are bonded to each other to represent an ethylene group or a propylene group.)
An optically active (S) -ketal ester (hereinafter also referred to as optically active (S) -ketal ester (IV ′)).

[11] Aが酸素原子であり、かつR1’、R2’およびR3’が共にメチル基である上記[10]に記載の光学活性(S)−ケタールエステル。 [11] The optically active (S) -ketal ester according to the above [10], wherein A is an oxygen atom, and R 1 ′ , R 2 ′ and R 3 ′ are all methyl groups.

本発明の製造方法によれば、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(I)およびその前駆体である光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)を簡便に効率よく工業的に製造することができる。   According to the production method of the present invention, optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (I) and its precursor, optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptane The acid ester (III) can be easily and efficiently produced industrially.

以下に、本発明を詳細に説明する。
まず、本明細書において使用する基の定義を以下に説明する。
「C1−5アルキル基」とは、炭素数1〜5個の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基等が挙げられる。中でも、好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基であり、より好ましくはメチル基である。
The present invention is described in detail below.
First, the definition of the group used in this specification will be described below.
The “C 1-5 alkyl group” is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and n-butyl. Group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, 1,2-dimethylpropyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group are preferable, and a methyl group is more preferable.

「C2−5アルキレン基」とは、炭素数2〜5個の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられる。好ましくは、エチレン基、プロピレン基である。 The “C 2-5 alkylene group” is a linear or branched alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and examples thereof include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a pentylene group. Preferably, they are an ethylene group and a propylene group.

は、好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基であり、より好ましくはメチル基である。
およびRは、好ましくは、共にメチル基であるか、あるいは一緒になってエチレン基またはプロピレン基を形成する。
R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group or an n-propyl group, more preferably a methyl group.
R 2 and R 3 are preferably both methyl groups or together form an ethylene or propylene group.

本発明では、まず、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)に、R体を優先的に加水分解し得る、アスペルギルス属の微生物由来のエステラーゼを作用させることにより光学分割して、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)を製造する(工程a)。   In the present invention, first, 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) is optically resolved by causing an esterase derived from a microorganism of the genus Aspergillus that can preferentially hydrolyze the R-form, The active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) is prepared (step a).

2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)には、−CO基のα位の炭素原子を不斉中心とする2種の光学異性体(S体とR体)が存在するが、本発明の製造方法に用いられる2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)は、これらの光学異性体を等量含むラセミ体であっても、一方の光学異性体を過剰に(任意の割合で)含む混合物であってもよい。好ましくはラセミ体である。なお、式(II)における波線は、メチル基との単結合を表し、該メチル基が結合する炭素原子を不斉中心として、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)が、上記のラセミ体または上記の一方の光学異性体を過剰に(任意の割合で)含む混合物であることを表す。 2-Methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) has two optical isomers (S-form and R-form) having an asymmetric center at the α-position of the —CO 2 R 1 group. However, even if the 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) used in the production method of the present invention is a racemate containing an equivalent amount of these optical isomers, an excess of one optical isomer ( It may be a mixture containing (in any proportion). A racemate is preferable. The wavy line in the formula (II) represents a single bond with a methyl group, and the 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) has the above-mentioned asymmetric center at the carbon atom to which the methyl group is bonded. It represents a mixture containing a racemate or one of the optical isomers in excess (in any proportion).

2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)は、例えば、上記特許文献1、2、7、非特許文献1、2等の記載を参照して、2−メチル−6−オキソヘプタン酸をエステル化することによって得ることができる。また、この2−メチル−6−オキソヘプタン酸は、例えば、非特許文献7、8等を参照して、工業的に容易に入手可能な2,6−ジメチルシクロヘキサノンを、過マンガン酸カリウムを用いて酸化することによって得ることができる。   For example, 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) is obtained by referring to the descriptions in Patent Documents 1, 2, 7, Non-Patent Documents 1, 2, etc. It can be obtained by esterification. In addition, as for 2-methyl-6-oxoheptanoic acid, for example, referring to Non-Patent Documents 7 and 8, etc., 2,6-dimethylcyclohexanone that is easily available industrially is used as potassium permanganate. Can be obtained by oxidation.

工程aで使用されるエステラーゼは、R体を優先的に加水分解し得るものである。本発明では、R体を優先的に加水分解し得る、アスペルギルス属(Aspergillus)の微生物由来のエステラーゼ(以下、単にエステラーゼともいう)が使用され、好ましくは、R体を優先的に加水分解し得る、アスペルギルス・フラバス(Aspergillus flavus)由来のエステラーゼ、より好ましくは、アスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼが使用される。また、これらのエステラーゼは、これらの微生物が有する酵素遺伝子が導入されることによって形質転換された組換え微生物が産生するエステラーゼであっても、これら微生物から突然変異剤もしくは紫外線等の処理により誘導された突然変異体由来のエステラーゼであっても、あるいは遺伝子工学的手法によりこれらエステラーゼのアミノ酸配列中の特定アミノ酸が1個ないし数個、欠如、付加あるいは置換されてなる変異型エステラーゼ等であってもよい。これらの微生物は、通常の方法、例えば、滅菌した液体培地に該微生物を接種し、20〜40℃で往復振とう培養する方法等によって容易に液体培養することができる。また、必要に応じて固体培養してもよい。なお、動物由来のものとしては、例えば、ステアプシン、パンクレアチン、豚内蔵、羊内蔵を由来とするもの等が挙げられる。植物由来のものとしては、例えば、小麦胚芽を由来とするもの等が挙げられる。   The esterase used in step a can preferentially hydrolyze the R form. In the present invention, an esterase derived from a microorganism of the genus Aspergillus that can preferentially hydrolyze the R-form (hereinafter also simply referred to as esterase) is used, and preferably the R-form can be preferentially hydrolyzed. Esterase derived from Aspergillus flavus, more preferably esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 strain is used. Furthermore, these esterases are derived from these microorganisms by treatment with a mutagen or ultraviolet rays, even if they are produced by recombinant microorganisms transformed by introducing the enzyme genes of these microorganisms. Even if it is an esterase derived from a mutant or a mutant esterase in which one or several specific amino acids in the amino acid sequence of these esterases are missing, added or substituted by genetic engineering techniques, etc. Good. These microorganisms can be easily subjected to liquid culture by a normal method, for example, a method in which the microorganism is inoculated into a sterilized liquid medium and reciprocally shake cultured at 20 to 40 ° C. In addition, solid culture may be performed as necessary. Examples of those derived from animals include those derived from steapsin, pancreatin, porcine, and sheep. Examples of plant-derived materials include those derived from wheat germ.

エステラーゼの形態は、特に限定されるものではなく、精製エステラーゼ、粗エステラーゼ、エステラーゼ含有物、微生物培養液、微生物培養物、菌体、菌体培養液、およびそれらを処理したもの等の種々の形態で用いることができるが、工業的な製造方法を提供する観点から、上記のような種々の形態のエステラーゼを固定化したものを用いることが好ましい。固定化の方法としては、該エステラーゼを、例えば、シリカゲル、セラミックス等の無機担体、セルロース等の天然樹脂、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体等の合成樹脂等へ、吸着法、ポリアクリルアミド法、含硫多糖類ゲル法、アルギン酸ゲル法、寒天ゲル法等の公知の方法を用いて固定化する方法が挙げられる。これらの中で、吸着法によって固定化されたエステラーゼが好ましく用いられる。   The form of esterase is not particularly limited, and various forms such as purified esterase, crude esterase, esterase-containing material, microbial culture solution, microbial culture, microbial cell, microbial cell culture solution, and those obtained by treating them However, from the viewpoint of providing an industrial production method, it is preferable to use one in which various forms of esterase as described above are immobilized. As an immobilization method, for example, the esterase is adsorbed, polyacrylamide method, sulfur-containing to an inorganic carrier such as silica gel or ceramics, a natural resin such as cellulose, or a synthetic resin such as styrene-divinylbenzene copolymer. Examples of the method include immobilization using a known method such as a polysaccharide gel method, an alginate gel method, an agar gel method, and the like. Of these, esterases immobilized by an adsorption method are preferably used.

エステラーゼの使用量は、加水分解が立体選択性よく良好に進行するよう、エステラーゼの形態、酵素活性等に応じて適宜選択すればよい。例えば、エステラーゼが精製エステラーゼまたは粗エステラーゼの形態である場合、その使用量は、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)1重量部に対して、通常0.001〜2重量部の範囲であり、好ましくは0.002〜0.5重量部の範囲である。また、微生物培養物、菌体及びそれらの処理物の形態である場合の使用量は、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)1重量部に対して、通常0.01〜200重量部の範囲であり、好ましくは0.1〜50重量部の範囲である。   The amount of esterase used may be appropriately selected according to the form of esterase, enzyme activity, etc. so that hydrolysis proceeds well with good stereoselectivity. For example, when the esterase is in the form of purified esterase or crude esterase, the amount used is usually in the range of 0.001 to 2 parts by weight relative to 1 part by weight of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II). Preferably, it is the range of 0.002-0.5 weight part. Moreover, the usage-amount in the form of microbial culture, a microbial cell, and those processed materials is 0.01-200 weight normally with respect to 1 weight part of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II). Parts, preferably 0.1 to 50 parts by weight.

エステラーゼによる加水分解は、水、或いは水と有機溶媒の混合溶媒中で行われる。
水の使用量は、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)1重量部に対して、通常0.5〜200重量部、好ましくは0.5〜20重量部である。
Hydrolysis by esterase is performed in water or a mixed solvent of water and an organic solvent.
The amount of water used is usually 0.5 to 200 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts by weight per 1 part by weight of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II).

有機溶媒としては、疎水性有機溶媒と親水性有機溶媒が挙げられ、疎水性有機溶媒としては、例えば、メチルtert−ブチルエーテル、イソプロピルエーテル等のエーテル類;メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン類;トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類等が挙げられる。親水性有機溶媒としては、例えば、tert−ブタノール、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;アセトン等のケトン類;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの疎水性有機溶媒および親水性有機溶媒はそれぞれ、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよく、あるいは、疎水性有機溶媒と親水性有機溶媒とを組み合わせて用いてもよい。   Examples of the organic solvent include a hydrophobic organic solvent and a hydrophilic organic solvent. Examples of the hydrophobic organic solvent include ethers such as methyl tert-butyl ether and isopropyl ether; ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone; toluene , Hydrocarbons such as hexane, cyclohexane and heptane. Examples of the hydrophilic organic solvent include alcohols such as tert-butanol, methanol, ethanol, isopropanol, and n-butanol; ethers such as tetrahydrofuran; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; ketones such as acetone; N, N— Amides such as dimethylformamide; and nitriles such as acetonitrile. These hydrophobic organic solvent and hydrophilic organic solvent may be used alone or in combination of two or more kinds, or a hydrophobic organic solvent and a hydrophilic organic solvent may be used in combination.

有機溶媒の使用量は、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)1重量部に対して、通常は200重量部以下であり、好ましくは0.1〜100重量部である。   The amount of the organic solvent used is usually 200 parts by weight or less, preferably 0.1 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II).

また、エステラーゼによる加水分解は、エステラーゼの種類にもよるが、加水分解の立体選択性が低下しないような値、通常はpH4〜10、好ましくはpH6〜8に維持して行われる。
pHを上記範囲とするには、緩衝水溶液が用いられ、緩衝水溶液としては、例えば、リン酸アルカリ金属塩水溶液(リン酸ナトリウム水溶液、リン酸カリウム水溶液等)等の無機酸塩の緩衝水溶液、酢酸アルカリ金属塩水溶液(酢酸ナトリウム水溶液、酢酸カリウム水溶液等)等の有機酸塩の緩衝水溶液等が挙げられる。この緩衝液の濃度は、好ましくは0.01〜0.3M、より好ましくは0.05〜0.1Mである。なお、この緩衝液は溶媒も兼ねる。
Moreover, although it depends on the type of esterase, hydrolysis with esterase is carried out while maintaining the value such that the stereoselectivity of hydrolysis does not decrease, usually pH 4 to 10, preferably pH 6 to 8.
To adjust the pH to the above range, a buffered aqueous solution is used. Examples of the buffered aqueous solution include buffered aqueous solutions of inorganic acid salts such as alkali metal phosphate aqueous solutions (sodium phosphate aqueous solution, potassium phosphate aqueous solution, etc.), acetic acid, and the like. Examples include buffered aqueous solutions of organic acid salts such as aqueous alkali metal salt solutions (sodium acetate aqueous solution, potassium acetate aqueous solution, etc.). The concentration of this buffer is preferably 0.01 to 0.3M, more preferably 0.05 to 0.1M. This buffer also serves as a solvent.

また、上記の範囲にpHを維持するために、必要に応じて、反応系に塩基を添加して調整してもよい。かかる塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム等のリン酸塩;トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基;アンモニア等が挙げられる。これらの塩基は、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。塩基は、通常は水溶液として添加されるが、有機溶媒と水との混合溶媒の溶液として添加してもよい。この有機溶媒としては、上記と同様のものが挙げられる。また、塩基は、固体として添加してもよく、懸濁液として添加してもよい。   Moreover, in order to maintain pH in said range, you may adjust by adding a base to a reaction system as needed. Examples of the base include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, alkaline earth metal carbonates such as calcium carbonate; sodium hydrogen carbonate, carbonate Alkali metal bicarbonates such as potassium hydrogen, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, etc .; organic bases such as triethylamine, pyridine; ammonia etc. Can be mentioned. These bases may be used alone or in combination of two or more. The base is usually added as an aqueous solution, but may be added as a mixed solvent solution of an organic solvent and water. Examples of the organic solvent include the same ones as described above. The base may be added as a solid or as a suspension.

加水分解を行う方法は、特に限定されるものではなく、例えば、水(例えば、緩衝水溶液)、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)およびエステラーゼ(例えば、樹脂等に固定化したもの)を混合する方法が挙げられる。有機溶媒を用いる場合には、該有機溶媒中で水、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)およびエステラーゼを混合すればよい。   The method for performing the hydrolysis is not particularly limited. For example, water (for example, buffered aqueous solution), 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) and esterase (for example, those immobilized on a resin or the like) ). When an organic solvent is used, water, 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) and esterase may be mixed in the organic solvent.

反応温度は、高すぎるとエステラーゼの安定性が低下する傾向にあり、低すぎると反応速度が低下する傾向にある。反応温度は、好ましくは5〜65℃程度の範囲であり、より好ましくは10〜50℃程度の範囲である。反応時間は、反応温度によっても異なるが、通常1〜100時間である。   If the reaction temperature is too high, the esterase stability tends to decrease, and if it is too low, the reaction rate tends to decrease. The reaction temperature is preferably in the range of about 5 to 65 ° C, more preferably in the range of about 10 to 50 ° C. Although reaction time changes also with reaction temperature, it is 1 to 100 hours normally.

上記加水分解によって、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)中のR体が立体選択的に、その立体配置を保持したままカルボン酸に加水分解される(即ち、光学活性(R)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸が生成する)。   By the above hydrolysis, the R form in 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) is stereoselectively hydrolyzed to a carboxylic acid while maintaining its configuration (that is, optically active (R)). 2-methyl-6-oxoheptanoic acid is formed).

かくして、未反応の光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)および加水分解生成物である光学活性(R)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸を含む反応混合物が得られる。
反応混合物中のこれらの化合物を分離するために、又は反応で使用したエステラーゼ、緩衝剤(緩衝水溶液の構成成分)等とこれらの化合物とを分離するために、さらに後処理操作を行ってもよい。後処理操作としては、例えば、反応混合物中の溶媒を留去した後にシリカゲルクロマトグラフィーを用いて分離精製する方法、分液操作により分離精製する方法等が挙げられる。具体的には、加水分解後の反応混合物を、例えば、次のような処理に供することによって、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)を単離することができる。まず、反応混合物中に不溶のエステラーゼ、固定化担体等が存在する場合は、反応混合物を必要に応じて濾過助剤を通して濾過し、これらの不溶物を除去する。ここで、濾過性を改善するために、エステラーゼに加熱変性または酸変性の処理を施してもよく、あるいは、ボディーフィード濾過(反応混合物に濾過助剤を混合して濾過する)を行ってもよい。次いで、必要により、濾液のpHを6〜9に調整した後、水層と有機層とに分液し、有機層として光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)の溶液を得る。ここで、分液性を改善するために、濾液にメタノール、エタノール、n−ブタノール等のアルコール類を添加してもよい。加水分解において疎水性有機溶媒を用いた場合等には、得られた反応混合物をそのまま分液してもよいが、加水分解において疎水性有機溶媒を用いなかった場合、その使用量が少ないために容易には分液できない場合、あるいは水の使用量が少ないために容易には分液できない場合等には、疎水性有機溶媒または水等を適宜加えた後に分液すればよい。疎水性有機溶媒としては、例えば、メチルtert−ブチルエーテル、イソプロピルエーテル等のエーテル類、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、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類、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル類等が挙げられる。
Thus, a reaction mixture comprising unreacted optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) and hydrolysis product optically active (R) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid Is obtained.
In order to separate these compounds in the reaction mixture, or in order to separate these compounds from esterases, buffer agents (components of buffered aqueous solution), etc. used in the reaction, further post-treatment operations may be performed. . Examples of the post-treatment operation include a method of separating and purifying using silica gel chromatography after distilling off the solvent in the reaction mixture, and a method of separating and purifying by liquid separation operation. Specifically, the optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) can be isolated by subjecting the reaction mixture after hydrolysis to, for example, the following treatment. it can. First, when insoluble esterase, an immobilization support, etc. are present in the reaction mixture, the reaction mixture is filtered through a filter aid as necessary to remove these insoluble matters. Here, in order to improve the filterability, the esterase may be subjected to heat-denaturation or acid-denaturation treatment, or may be subjected to body feed filtration (filtering by mixing a filter aid with the reaction mixture). . Then, if necessary, the pH of the filtrate is adjusted to 6 to 9, and then the aqueous layer and the organic layer are separated, and the organic layer is optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III). A solution of Here, in order to improve the liquid separation property, alcohols such as methanol, ethanol and n-butanol may be added to the filtrate. When a hydrophobic organic solvent is used in the hydrolysis, the obtained reaction mixture may be separated as it is, but when the hydrophobic organic solvent is not used in the hydrolysis, the amount used is small. In the case where the liquid cannot be easily separated or in the case where the liquid cannot be easily separated due to the small amount of water used, the liquid may be separated after appropriately adding a hydrophobic organic solvent or water. Examples of the hydrophobic organic solvent include ethers such as methyl tert-butyl ether and isopropyl ether, hydrocarbons such as toluene, hexane, cyclohexane and heptane, and halogenated carbonization such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene and orthodichlorobenzene. Examples thereof include hydrogens, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and esters such as ethyl acetate, methyl acetate and butyl acetate.

次いで、得られた光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)の有機溶媒溶液から有機溶媒を留去することによって、目的の光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)を取り出すことができる。得られた光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)はさらに、蒸留、カラムクロマトグラフィー処理等によって精製してもよい。   Next, by distilling off the organic solvent from the obtained organic solvent solution of the optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III), the desired optically active (S) -2-methyl- The 6-oxoheptanoic acid ester (III) can be removed. The obtained optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) may be further purified by distillation, column chromatography or the like.

なお、加水分解生成物である光学活性(R)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸は、分液後の水層に含まれており、これは、水を留去すること、あるいは中和処理後に有機溶媒を用いて抽出すること等によって、容易に水層から取り出すことができる。得られた光学活性(R)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸は、エステル化およびラセミ化の処理に供することによって、2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)として再利用することができる。   In addition, the optically active (R) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid, which is a hydrolysis product, is contained in the aqueous layer after the liquid separation. This may be caused by distilling off water or neutralization. It can be easily removed from the aqueous layer by extraction with an organic solvent after the treatment. The obtained optically active (R) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid is reused as 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) by subjecting it to esterification and racemization treatments. Can do.

このようにして得られた光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)の光学純度は、好ましくは90〜100%eeであり、より好ましくは95〜100%eeであり、最も好ましくは98〜100%eeである。   The optical purity of the optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) thus obtained is preferably 90 to 100% ee, more preferably 95 to 100% ee. Yes, most preferably 98-100% ee.

この光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)は、以下の工程b〜dにより、目的とする光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(I)へと導くことができる。   This optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) is converted into the desired optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptane-2-ester by the following steps b to d. Can be turned on (I).

(工程b)
この工程は、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)のカルボニル基を保護して、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)を得る工程である。なお、本発明においては、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)は、光学活性(S)−チオケタールエステルを含むものとする。
(Process b)
In this step, the optically active (S) -ketal ester (IV) is obtained by protecting the carbonyl group of the optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III). In the present invention, the optically active (S) -ketal ester (IV) includes an optically active (S) -thioketal ester.

カルボニル基の保護方法は、特に限定されるものではなく、カルボニル基をケタール基(A=O)またはチオケタール基(A=S)に変換する(即ち、カルボニル基を保護する)ために当該分野で通常用いられている任意の方法を採用することができる。例えば、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)を、有機溶媒中、酸触媒存在下、RおよびRに対応するアルコール類またはオルトギ酸エステル類或いはチオール類と反応させる方法が挙げられる。 The method for protecting the carbonyl group is not particularly limited, and is used in the art to convert the carbonyl group into a ketal group (A = O) or a thioketal group (A = S) (that is, to protect the carbonyl group). Any commonly used method can be employed. For example, optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) is converted to alcohols or orthoformates or thiols corresponding to R 2 and R 3 in the presence of an acid catalyst in an organic solvent. The method of making it react with is mentioned.

有機溶媒としては、反応の進行を妨げない限り特に限定されるものではなく、例えば、メチルtert−ブチルエーテル、イソプロピルエーテル等のエーテル類;トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の炭化水素類;ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。有機溶媒の使用量は、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)の種類等に応じて適宜調整すればよく、通常、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)1重量部に対して0.5〜50重量部である。   The organic solvent is not particularly limited as long as it does not hinder the progress of the reaction. For example, ethers such as methyl tert-butyl ether and isopropyl ether; hydrocarbons such as toluene, hexane, cyclohexane, heptane, octane and isooctane Halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene and orthodichlorobenzene. The amount of the organic solvent used may be appropriately adjusted according to the type of optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III) and the like, and usually optically active (S) -2-methyl- It is 0.5-50 weight part with respect to 1 weight part of 6-oxoheptanoic acid ester (III).

酸触媒としては、特に限定されるものではなく、例えば、塩酸、塩化アンモニウム等の無機酸;カンファースルホン酸、p−トルエンスルホン酸一水和物等の有機酸;アンバーリスト等の強酸性イオン交換樹脂類等が挙げられる。酸触媒の使用量は、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)1当量に対して、好ましくは0.001〜0.5当量であり、より好ましくは0.005〜0.2当量である。   The acid catalyst is not particularly limited. For example, inorganic acids such as hydrochloric acid and ammonium chloride; organic acids such as camphorsulfonic acid and p-toluenesulfonic acid monohydrate; strong acid ion exchange such as amberlist Resins etc. are mentioned. The amount of the acid catalyst to be used is preferably 0.001 to 0.5 equivalent, more preferably 0.001 to 1 equivalent of optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III). 005 to 0.2 equivalents.

およびRに対応するアルコール類としては、特に限定されるものではなく、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。アルコール類の使用量は、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)1当量に対して、好ましくは1〜50当量であり、より好ましくは2〜10当量であり、場合によっては溶媒量であってもよい。 The alcohols corresponding to R 2 and R 3 are not particularly limited, and examples thereof include methanol, ethanol, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, and the like. Is mentioned. The amount of alcohol used is preferably 1 to 50 equivalents, more preferably 2 to 10 equivalents, with respect to 1 equivalent of optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III). In some cases, the amount may be a solvent amount.

およびRに対応するオルトギ酸エステル類としては、特に限定されるものではなく、例えば、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルトギ酸プロピル等が挙げられる。オルトギ酸エステルの使用量は、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)1当量に対して、好ましくは1〜50当量であり、より好ましくは2〜10当量である。 Orthoformates corresponding to R 2 and R 3 are not particularly limited, and examples thereof include methyl orthoformate, ethyl orthoformate, and propyl orthoformate. The amount of orthoformate used is preferably 1 to 50 equivalents, more preferably 2 to 10 equivalents with respect to 1 equivalent of optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoate (III). is there.

およびRに対応するチオール類としては、特に限定されるものではなく、例えば、メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、イソプロパンチオール、ブタンチオール、1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジチオール等が挙げられる。チオール類の使用量は、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)1当量に対して、好ましくは1〜50当量であり、より好ましくは2〜10当量であり、場合によっては溶媒量であってもよい。 Thiols corresponding to R 2 and R 3 are not particularly limited, and examples thereof include methanethiol, ethanethiol, propanethiol, isopropanethiol, butanethiol, 1,2-ethanedithiol, 1,3- Examples include propanedithiol. The amount of thiols used is preferably 1 to 50 equivalents, more preferably 2 to 10 equivalents, relative to 1 equivalent of optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (III). In some cases, the amount may be a solvent amount.

反応温度は、好ましくは10〜120℃であり、より好ましくは20〜60℃である。反応時間は、反応温度によっても異なるが、通常10分〜50時間である。   The reaction temperature is preferably 10 to 120 ° C, more preferably 20 to 60 ° C. The reaction time varies depending on the reaction temperature, but is usually 10 minutes to 50 hours.

上記反応で得られた反応混合物を、例えば、分液操作等に供することによって、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)を単離することができる。単離した光学活性(S)−ケタールエステル(IV)は、必要に応じて蒸留、クロマトグラフィー等の慣用の手段により精製することができる。   The optically active (S) -ketal ester (IV) can be isolated by subjecting the reaction mixture obtained by the above reaction to, for example, a liquid separation operation. The isolated optically active (S) -ketal ester (IV) can be purified by conventional means such as distillation and chromatography, if necessary.

(工程c)
この工程は、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)を還元して、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)を得る工程である。なお、本発明においては、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)は、光学活性(S)−チオケタールアルコールを含むものとする。
(Process c)
This step is a step of reducing the optically active (S) -ketal ester (IV) to obtain the optically active (S) -ketal alcohol (V). In the present invention, the optically active (S) -ketal alcohol (V) includes optically active (S) -thioketal alcohol.

還元方法は、特に限定されるものではなく、カルボン酸エステルをアルコールに還元するために当該分野で通常用いられている任意の方法を採用することができる。例えば、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)を、有機溶媒中、還元剤と反応させる方法が挙げられる。   The reduction method is not particularly limited, and any method commonly used in the art for reducing a carboxylic acid ester to an alcohol can be employed. For example, the method of making optically active (S) -ketal ester (IV) react with a reducing agent in an organic solvent is mentioned.

有機溶媒としては、反応の進行を妨げない限り特に限定されるものではなく、例えば、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(THF)、1,4−ジオキサン、メチルtert−ブチルエーテル等のエーテル類;ヘキサン、ヘプタン、トルエン等の炭化水素類;ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。有機溶媒の使用量は、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)の種類等に応じて適宜調整すればよく、通常、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)1重量部に対して1〜100重量部である。   The organic solvent is not particularly limited as long as it does not hinder the progress of the reaction. For example, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, methyl tert-butyl ether; hexane, Hydrocarbons such as heptane and toluene; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, chlorobenzene, and orthodichlorobenzene. What is necessary is just to adjust the usage-amount of an organic solvent suitably according to the kind etc. of optically active (S) -ketal ester (IV), and is 1 normally with respect to 1 weight part of optically active (S) -ketal ester (IV). ~ 100 parts by weight.

還元剤としては、通常、エステルを還元してアルコールを与えるものが用いられる。例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム等の水素化ホウ素アルカリ金属塩;水素化トリエチルホウ素リチウム等の水素化トリアルキルホウ素アルカリ金属塩;水素化アルミニウムリチウム等の水素化アルミニウムアルカリ金属塩;水素化ジイソブチルアルミニウム等の水素化ジアルキルアルミニウム;等が挙げられる。還元剤の使用量は、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)1当量に対して、好ましくは0.5〜20当量であり、より好ましくは1〜10当量である。   As the reducing agent, one that usually reduces an ester to give an alcohol is used. For example, borohydride alkali metal salts such as sodium borohydride and lithium borohydride; trialkylborohydride alkali metal salts such as lithium triethylborohydride; aluminum hydride alkali metal salts such as lithium aluminum hydride; hydrogen Dialkylaluminum hydride such as diisobutylaluminum hydride; and the like. The amount of the reducing agent used is preferably 0.5 to 20 equivalents and more preferably 1 to 10 equivalents with respect to 1 equivalent of the optically active (S) -ketal ester (IV).

反応温度は、好ましくは−78〜60℃であり、より好ましくは−40〜30℃である。反応時間は、反応温度によっても異なるが、通常1〜70時間である。   The reaction temperature is preferably −78 to 60 ° C., more preferably −40 to 30 ° C. Although reaction time changes also with reaction temperature, it is 1 to 70 hours normally.

(工程d)
この工程は、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)を脱保護して、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(I)を得る工程である。
脱保護方法は、特に限定されるものではなく、工程bで保護されたカルボニル基を脱保護する(即ち、ケタール基(A=O)またはチオケタール基(A=S)をカルボニル基に変換する)ために当該分野で通常用いられている任意の方法を採用することができる。例えば、水或いは有機溶媒中、酸処理する方法が挙げられる。
(Process d)
In this step, optically active (S) -ketal alcohol (V) is deprotected to obtain optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (I).
The deprotection method is not particularly limited, and the carbonyl group protected in step b is deprotected (that is, the ketal group (A = O) or the thioketal group (A = S) is converted into a carbonyl group). Therefore, any method usually used in the field can be employed. For example, the method of acid-treating in water or an organic solvent is mentioned.

有機溶媒としては、反応の進行を妨げない限り特に限定されるものではなく、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;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(THF)、1,4−ジオキサン、メチルtert−ブチルエーテル等のエーテル類;ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;アセトン等のケトン類;トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の炭化水素類;およびこれらの混合溶媒等が挙げられる。有機溶媒の使用量は、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)の種類等に応じて適宜調整すればよく、通常、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)1重量部に対して2〜50重量部である。これらの有機溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、また、水と混合して用いてもよい。   The organic solvent is not particularly limited as long as it does not hinder the progress of the reaction. For example, alcohols such as methanol and ethanol; diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, methyl tert- Ethers such as butyl ether; Halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene and orthodichlorobenzene; Ketones such as acetone; Hydrocarbons such as toluene, hexane, cyclohexane, heptane, octane and isooctane; and these And the like. The amount of the organic solvent used may be appropriately adjusted according to the type of the optically active (S) -ketal alcohol (V), and is usually 2 with respect to 1 part by weight of the optically active (S) -ketal alcohol (V). ~ 50 parts by weight. These organic solvents may be used alone or in combination with water.

酸としては、特に限定されるものではなく、例えば、塩酸、硫酸、燐酸等の無機酸;トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、ギ酸、酢酸、オキザリル酸等の有機酸;アンバーリスト等の強酸性イオン交換樹脂類等が挙げられる。酸の使用量は、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)1当量に対して、好ましくは0.001〜50当量であり、より好ましくは0.1〜10当量である。   The acid is not particularly limited. For example, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid; organic acids such as trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, formic acid, acetic acid, and oxalic acid; strong acids such as amberlist Ion exchange resins and the like. The amount of acid used is preferably 0.001 to 50 equivalents and more preferably 0.1 to 10 equivalents with respect to 1 equivalent of optically active (S) -ketal alcohol (V).

反応温度は、好ましくは0〜100℃であり、より好ましくは20〜80℃である。反応時間は、反応温度によっても異なるが、通常30分〜24時間である。   The reaction temperature is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 20 to 80 ° C. The reaction time varies depending on the reaction temperature, but is usually 30 minutes to 24 hours.

なお、チオケタール基(A=S)の場合には、上記の酸処理以外に、金属塩、酸化剤、ハロゲン化剤等の反応試剤を用いる方法もあり、反応性の点から、当該方法が好ましい。
金属塩としては、過塩素酸銀(I)、酸化銀、硝酸銀等の銀塩;塩化水銀、酸化水銀等の水銀塩;硝酸タリウム(III)、トリフルオロ酢酸タリウム(III)等のタリウム塩;塩化銅(I)、酸化銅(I)等の銅塩が挙げられる。酸化剤としては、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−p−ベンゾキノン(DDQ)、m−クロロ過安息香酸(mCPBA)、セリウムアンモニウムニトリル、過ヨウ素酸ナトリウム、過酸化水素、分子状酸素等が挙げられる。ハロゲン化剤としては、ヨウ素、N−ブロモスクシンイミド、N−クロロスクシンイミド等が挙げられる。これら反応試剤の使用量は、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)1当量に対して、好ましくは1〜20当量であり、より好ましくは1〜10当量である。
In the case of a thioketal group (A = S), in addition to the above acid treatment, there is a method using a reaction reagent such as a metal salt, an oxidizing agent, a halogenating agent, etc., which is preferable from the viewpoint of reactivity. .
Examples of the metal salt include silver salts such as silver perchlorate (I), silver oxide and silver nitrate; mercury salts such as mercury chloride and mercury oxide; thallium salts such as thallium nitrate (III) and thallium trifluoroacetate (III); Examples thereof include copper salts such as copper chloride (I) and copper oxide (I). As the oxidizing agent, 2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone (DDQ), m-chloroperbenzoic acid (mCPBA), cerium ammonium nitrile, sodium periodate, hydrogen peroxide, molecular oxygen Etc. Examples of the halogenating agent include iodine, N-bromosuccinimide, N-chlorosuccinimide and the like. The amount of these reaction reagents to be used is preferably 1 to 20 equivalents, more preferably 1 to 10 equivalents, with respect to 1 equivalent of optically active (S) -ketal alcohol (V).

反応溶媒としては、有機溶媒、或いは有機溶媒と水の混合溶媒が用いられる。有機溶媒としては、反応の進行を妨げない限り特に限定されるものではなく、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;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(THF)、1,4−ジオキサン、メチルtert−ブチルエーテル等のエーテル類;ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;アセトン等のケトン類;トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の炭化水素類;およびこれらの混合溶媒等が挙げられる。有機溶媒の使用量は、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)の種類等に応じて適宜調整すればよく、通常、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)1重量部に対して1〜100重量部である。これらの有機溶媒は、それぞれ単独で用いてもよい。   As the reaction solvent, an organic solvent or a mixed solvent of an organic solvent and water is used. The organic solvent is not particularly limited as long as it does not hinder the progress of the reaction. For example, alcohols such as methanol and ethanol; diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, methyl tert- Ethers such as butyl ether; Halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene and orthodichlorobenzene; Ketones such as acetone; Hydrocarbons such as toluene, hexane, cyclohexane, heptane, octane and isooctane; and these And the like. The amount of the organic solvent used may be appropriately adjusted according to the type of optically active (S) -ketal alcohol (V) and the like, and is usually 1 per 1 part by weight of optically active (S) -ketal alcohol (V). ~ 100 parts by weight. These organic solvents may be used alone.

反応温度は、好ましくは−45〜160℃であり、より好ましくは0〜80℃である。反応時間は、反応温度によっても異なるが、通常5分〜20時間である。   The reaction temperature is preferably −45 to 160 ° C., more preferably 0 to 80 ° C. The reaction time varies depending on the reaction temperature, but is usually 5 minutes to 20 hours.

このようにして得られた光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(I)は、必要に応じて、蒸留、クロマトグラフィー等の慣用の手段により精製することができる。なお、工程b〜dは、別個の工程として独立して行ってもよく、あるいは連続した単一の工程として行ってもよい。   The optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (I) thus obtained can be purified by conventional means such as distillation and chromatography, if necessary. . Steps b to d may be performed independently as separate steps or may be performed as a single continuous step.

あるいは、工程aおよび工程bの代わりに、以下の工程AおよびBを行ってもよい。
工程A:2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(II)のカルボニル基を保護して、式(VI):
Alternatively, the following steps A and B may be performed instead of the steps a and b.
Step A: Protecting the carbonyl group of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester (II) to give a compound of formula (VI):

Figure 2008099661
Figure 2008099661

(式中、A、R、RおよびRは上記で定義した通りである。)
で表されるケタールエステル(以下、ケタールエステル(VI)ともいう)を得る工程、および
工程B:ケタールエステル(VI)に、R体を優先的に加水分解し得る、アスペルギルス属の微生物由来のエステラーゼを作用させることにより光学分割して、光学活性(S)−ケタールエステル(IV)を得る工程。
(Wherein A, R 1 , R 2 and R 3 are as defined above.)
And a step B: esterase derived from a microorganism of the genus Aspergillus, which can preferentially hydrolyze the R-form into the ketal ester (VI). To obtain optically active (S) -ketal ester (IV) by optical resolution.

なお、工程Aは工程bと同様の方法により行うことができる。また、工程Bは工程aと同様の方法により行うことができる。   Step A can be performed by the same method as in step b. Moreover, the process B can be performed by the same method as the process a.

光学活性(S)−ケタールエステル(IV)のうち、式(IV’):   Of the optically active (S) -ketal ester (IV), the formula (IV ′):

Figure 2008099661
Figure 2008099661

(式中、Aは酸素原子または硫黄原子であり、R1’はメチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基であり、かつR2’およびR3’は共にメチル基であるか、あるいは、Aは酸素原子または硫黄原子であり、R1’はメチル基であり、かつR2’およびR3’は互いに結合してエチレン基またはプロピレン基を表す。)
である化合物は新規化合物である。また、光学活性(S)−ケタールアルコール(V)も新規化合物である。
(Wherein A is an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 ′ is a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group, and R 2 ′ and R 3 ′ are both methyl groups, or A is an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 ′ is a methyl group, and R 2 ′ and R 3 ′ are bonded to each other to represent an ethylene group or a propylene group.)
Is a novel compound. Optically active (S) -ketal alcohol (V) is also a novel compound.

以下、本発明を参考例および実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although a reference example and an Example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited to these.

参考例1
2−メチル−6−オキソヘプタン酸のラセミ体の合成(その1)
2,6−ジメチルシクロヘキサノン(120.0g、0.95mol)と水(600ml)との混合物を激しく攪拌しながら、過マンガン酸カリウム(195.7g、1.24mol)の水(1390ml)の懸濁液を30℃以下で約1時間かけて注意深く添加し、一晩室温で攪拌した。生成した二酸化マンガンを濾過し、濾過ケーキをメチルtert−ブチルエーテル(250ml)および水(250ml)で洗浄した。濾液の有機層を分離し、水層を35%濃塩酸(約150ml)でpH 1.0とし、塩化ナトリウム(400g)を加え、酢酸エチル(300ml×5)で抽出し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、得られた残渣のオイルを真空ポンプで減圧蒸留した。沸点130〜144℃/267Paの留分を採集し、79.92g(収率53.2%)の2−メチル−6−オキソヘプタン酸のラセミ体を得た。
Reference example 1
Synthesis of racemic 2-methyl-6-oxoheptanoic acid (Part 1)
Suspension of potassium permanganate (195.7 g, 1.24 mol) in water (1390 ml) while vigorously stirring a mixture of 2,6-dimethylcyclohexanone (120.0 g, 0.95 mol) and water (600 ml). The solution was carefully added at about 30 ° C. over about 1 hour and stirred overnight at room temperature. The produced manganese dioxide was filtered and the filter cake was washed with methyl tert-butyl ether (250 ml) and water (250 ml). The organic layer of the filtrate was separated, the aqueous layer was adjusted to pH 1.0 with 35% concentrated hydrochloric acid (about 150 ml), sodium chloride (400 g) was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate (300 ml × 5). After drying over magnesium, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting oil residue was distilled under reduced pressure using a vacuum pump. A fraction having a boiling point of 130 to 144 ° C./267 Pa was collected to obtain 79.92 g (yield 53.2%) of a racemic 2-methyl-6-oxoheptanoic acid.

参考例2
2−メチル−6−オキソヘプタン酸のラセミ体の合成(その2)
2,6−ジメチルシクロヘキサノン(93.0g、0.737mol)、水(1057ml)およびアセトン(333ml)を2Lのコルベンに仕込み、温水バスにて、内温50℃まで昇温した。攪拌下、45〜55℃にて、約9時間半かけて過マンガン酸カリウム(326g、2.06mol)を9分割して添加した。同温度にて約2時間攪拌した。同温度にて、生成した二酸化マンガンを直径12cmのヌッチェを用いて濾過し、水(300ml)およびアセトン(100ml)で濾上物を洗いこんだ。濾液をバス温40℃、14.7〜17.3kPaで減圧下攪拌し、アセトンを留去した。
こうして得られた水溶液に食塩(330g)を添加して溶解し、酢酸エチル(200ml)で洗浄した。さらにTHF(200ml)で洗浄後、THF(500ml)を加え、35%合成塩酸(107ml)を滴下し、水溶液のpHを8.7から0.81まで酸性にした。THF層と水層とに分液した後、水層をさらにTHF(150ml)で抽出し、最初のTHF層と合わせた。
得られたTHF溶液に塩化マグネシウム(4.0g)を添加し、30分間攪拌した。THF層から分離してくる水層を分液して除去した。この後THFをバス温40℃にて減圧留去し、さらにバス温50℃にて、マグネティックスターラーで攪拌しつつ真空ポンプ(133Pa)にて60分掃引し、106.27g(含量93.9%(ガスクロマトグラフィー(GC);対蒸留品)、純度換算収率85.7%)の2−メチル−6−オキソヘプタン酸のラセミ体を得た。
Reference example 2
Synthesis of racemic 2-methyl-6-oxoheptanoic acid (Part 2)
2,6-dimethylcyclohexanone (93.0 g, 0.737 mol), water (1057 ml) and acetone (333 ml) were charged into 2 L of Kolben, and the temperature was raised to an internal temperature of 50 ° C. with a hot water bath. Under stirring at 45 to 55 ° C., potassium permanganate (326 g, 2.06 mol) was added in 9 portions over about 9 and a half hours. The mixture was stirred at the same temperature for about 2 hours. At the same temperature, the produced manganese dioxide was filtered using a Nutsche having a diameter of 12 cm, and the material on the filter was washed with water (300 ml) and acetone (100 ml). The filtrate was stirred under reduced pressure at a bath temperature of 40 ° C. and 14.7 to 17.3 kPa, and acetone was distilled off.
Sodium chloride (330 g) was added to the aqueous solution thus obtained for dissolution, and the solution was washed with ethyl acetate (200 ml). After further washing with THF (200 ml), THF (500 ml) was added and 35% synthetic hydrochloric acid (107 ml) was added dropwise to acidify the pH of the aqueous solution from 8.7 to 0.81. After separating into a THF layer and an aqueous layer, the aqueous layer was further extracted with THF (150 ml) and combined with the first THF layer.
Magnesium chloride (4.0 g) was added to the resulting THF solution and stirred for 30 minutes. The aqueous layer separated from the THF layer was separated and removed. Thereafter, THF was distilled off under reduced pressure at a bath temperature of 40 ° C., and further, the mixture was swept by a vacuum pump (133 Pa) for 60 minutes while stirring with a magnetic stirrer at a bath temperature of 50 ° C. to obtain 106.27 g (content 93.9%). A racemate of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid (gas chromatography (GC); distillate), purity conversion yield 85.7%) was obtained.

参考例3
2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体の合成
2−メチル−6−オキソヘプタン酸のラセミ体43g(純度99.65%、0.27mmol)をメタノール214.25gに溶解させた後、濃硫酸2.14gを加えて混合した。次いで、混合物を65℃に昇温後、同温度で5時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却した。次いで、反応混合物を元の重量の4分の1程度になるまで減圧下で濃縮した後、水30gを加えた。さらにメチルtert−ブチルエーテル(MTBE)128.55gを加えた後、攪拌下、室温にて5%炭酸水素ナトリウム水溶液55.06gを滴下した。得られた混合物を室温にて充分に攪拌した後、分液し、水層をさらにMTBE64.27gで分液した。得られた有機層を合わせ、減圧下で濃縮し、2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体の粗生成物45.4g(含量94.3%、収率92%)を無色油状物として得た。得られた粗生成物をそのまま次の反応に使用した(なお、得られた粗生成物は、必要に応じて蒸留(沸点107℃/1333Pa)後、次の反応に使用してもよい)。
Reference example 3
Synthesis of racemic 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester After dissolving 43 g of racemic 2-methyl-6-oxoheptanoic acid (purity 99.65%, 0.27 mmol) in 214.25 g of methanol 2.14 g of concentrated sulfuric acid was added and mixed. Next, the mixture was heated to 65 ° C. and reacted at the same temperature for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature. Next, the reaction mixture was concentrated under reduced pressure until it became about one quarter of the original weight, and then 30 g of water was added. Further, 128.55 g of methyl tert-butyl ether (MTBE) was added, and 55.06 g of 5% aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added dropwise at room temperature with stirring. The resulting mixture was sufficiently stirred at room temperature and then separated, and the aqueous layer was further separated with 64.27 g of MTBE. The obtained organic layers were combined and concentrated under reduced pressure to give 45.4 g (content 94.3%, yield 92%) of a racemic crude product of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester as a colorless oil. Obtained as a thing. The obtained crude product was used in the next reaction as it is (note that the obtained crude product may be used in the next reaction after distillation (boiling point 107 ° C./1333 Pa) if necessary).

実施例1
2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体のアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼを用いた加水分解による光学分割(その1)
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)5.0gに2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体1.0g(5.75mmol)を懸濁させた。懸濁液を10℃に冷却後、固定化されたアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼ(公開特許公報2003−70471記載の方法により調製した)0.7g(水分率56%、酵素活性4028KU/Kg、ドライ換算)を加え、4%NaOH水溶液を適宜加えてpHを6〜7に維持しながら、10℃にて23時間撹拌した。その後、反応液の一部を取って、HPLC〔Chiralpak AS−H、4.6mm×25cm(ダイセル社製)〕にて分析し、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルの光学純度及び反応収率を求めた。その結果、光学純度は100%ee、反応収率は47%(光学純度より算出した値)であった。
参考として、加水分解生成物である光学活性(R)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸の光学純度は90.4%ee、反応収率は52.5%(光学純度より算出した値)であった。
Example 1
Optical resolution by hydrolysis using 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester racemic esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 (Part 1)
Racemic 1.0 g (5.75 mmol) of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester was suspended in 5.0 g of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0). After cooling the suspension to 10 ° C., 0.7 g of immobilized esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 strain (prepared by the method described in Japanese Patent Application Publication No. 2003-70471) (water content 56%, enzyme activity 4028 KU / Kg) Then, the mixture was stirred at 10 ° C. for 23 hours while appropriately adding a 4% NaOH aqueous solution to maintain the pH at 6-7. Thereafter, a part of the reaction solution was taken and analyzed by HPLC [Chiralpak AS-H, 4.6 mm × 25 cm (manufactured by Daicel)], and optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester. The optical purity and reaction yield of the ester were determined. As a result, the optical purity was 100% ee, and the reaction yield was 47% (value calculated from the optical purity).
For reference, optically active (R) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid, which is a hydrolysis product, has an optical purity of 90.4% ee and a reaction yield of 52.5% (value calculated from the optical purity). Met.

実施例2
2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体のアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼを用いた加水分解による光学分割(その2)
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)5.0gに2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体1.0g(5.75mmol)とメチルtert−ブチルエーテル(MTBE)2.0gとを懸濁させた。懸濁液を10℃に冷却後、固定化されたアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼ(公開特許公報2003−70471記載の方法により調製した)0.7g(水分率56%、酵素活性4028KU/Kg、ドライ換算)を加え、4%NaOH水溶液を適宜加えてpHを6〜8に維持しながら、10℃にて23時間撹拌した。その後、反応液の一部を取って、HPLC〔Chiralpak AS−H、4.6mm×25cm(ダイセル社製)〕にて分析し、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルの光学純度及び反応収率を求めた。その結果、光学純度は100%ee、反応収率は47%(光学純度より算出した値)であった。
参考として、加水分解生成物である光学活性(R)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸の光学純度は88.2%ee、反応収率は53%(光学純度より算出した値)であった。
Example 2
Optical resolution by hydrolysis using 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester racemic esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 (part 2)
To 5.0 g of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0), 1.0 g (5.75 mmol) of racemic methyl 2-methyl-6-oxoheptanoate and 2.0 g of methyl tert-butyl ether (MTBE) Was suspended. After cooling the suspension to 10 ° C., 0.7 g of immobilized esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 strain (prepared by the method described in Japanese Patent Application Publication No. 2003-70471) (water content 56%, enzyme activity 4028 KU / Kg) The solution was stirred at 10 ° C. for 23 hours while appropriately adding a 4% NaOH aqueous solution to maintain the pH at 6-8. Thereafter, a part of the reaction solution was taken and analyzed by HPLC [Chiralpak AS-H, 4.6 mm × 25 cm (manufactured by Daicel)], and optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester. The optical purity and reaction yield of the ester were determined. As a result, the optical purity was 100% ee, and the reaction yield was 47% (value calculated from the optical purity).
For reference, the optical purity of the hydrolyzed product, optically active (R) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid, was 88.2% ee, and the reaction yield was 53% (value calculated from the optical purity). It was.

実施例3
2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体のアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼを用いた加水分解による光学分割(その3)
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)5.0gに2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体1.0g(5.75mmol)とMTBE2.0gとを懸濁させた。懸濁液を10℃に冷却後、固定化されたアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼ(公開特許公報2003−70471記載の方法により調製した)0.1g(水分率56%、酵素活性4028KU/Kg、ドライ換算)を加え、4%NaOH水溶液を適宜加えてpHを6〜8に維持しながら、10℃にて99時間撹拌した。その後、反応液の一部を取って、HPLC〔Chiralpak AS−H、4.6mm×25cm(ダイセル社製)〕にて分析し、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルの光学純度及び反応収率を求めた。その結果、光学純度は99.8%ee、反応収率は48.5%(光学純度より算出した値)であった。
参考として、加水分解生成物である光学活性(R)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸の光学純度は94.2%ee、反応収率は51.5%(光学純度より算出した値)であった。
Example 3
Optical resolution by hydrolysis using 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester racemic esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 (part 3)
Racemic 1.0 g (5.75 mmol) of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester and 2.0 g of MTBE were suspended in 5.0 g of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0). After cooling the suspension to 10 ° C., 0.1 g of an immobilized esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 strain (prepared by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-70471) (water content 56%, enzyme activity 4028 KU / Kg) The solution was stirred at 10 ° C. for 99 hours while appropriately adding a 4% aqueous NaOH solution to maintain the pH at 6-8. Thereafter, a part of the reaction solution was taken and analyzed by HPLC [Chiralpak AS-H, 4.6 mm × 25 cm (manufactured by Daicel)], and optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester. The optical purity and reaction yield of the ester were determined. As a result, the optical purity was 99.8% ee, and the reaction yield was 48.5% (value calculated from the optical purity).
For reference, the optical purity of the optically active (R) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid, which is a hydrolysis product, is 94.2% ee, and the reaction yield is 51.5% (value calculated from the optical purity). Met.

実施例4
2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体のアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼを用いた加水分解による光学分割(その4)
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)50.0gに2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体10.6g(含量94.3%、5.75mmol)とMTBE20.0gとを懸濁させた。懸濁液を10℃に冷却後、固定化されたアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼ(公開特許公報2003−70471記載の方法により調製した)2.0g(水分率56%、酵素活性4028KU/Kg、ドライ換算)を加え、4%NaOH水溶液を適宜加えてpHを7.0〜7.5に維持しながら、10℃にて51時間撹拌した。その後、反応液をラヂオライト(濾過助剤、商品名:昭和化学工業製)を用いて濾過し、エステラーゼを除去した。得られた濾液を、メチルイソブチルケトン(MIBK)25gおよび12.5gで2回抽出した後、得られた有機層を合わせ、15%食塩水で洗浄することにより、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのMIBK溶液(光学純度98.9%ee、収率41.5%)を得た。なお、光学純度は、実施例1と同様に、HPLC〔Chiralpak AS−H、4.6mm×25cm(ダイセル社製)〕にて分析した。
Example 4
Optical resolution by hydrolysis using 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester racemic esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 (Part 4)
Racemic 10.6 g of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester (content 94.3%, 5.75 mmol) and 20.0 g of MTBE were added to 50.0 g of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0). Suspended. After cooling the suspension to 10 ° C., 2.0 g of immobilized esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 strain (prepared by the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-70471) (moisture content 56%, enzyme activity 4028 KU / Kg) Then, the mixture was stirred at 10 ° C. for 51 hours while appropriately adding a 4% aqueous NaOH solution to maintain the pH at 7.0 to 7.5. Thereafter, the reaction solution was filtered using radiolite (filter aid, trade name: Showa Chemical Industries) to remove esterase. The obtained filtrate was extracted twice with 25 g and 12.5 g of methyl isobutyl ketone (MIBK), and then the obtained organic layers were combined and washed with 15% brine to obtain optically active (S) -2- A MIBK solution of methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester (optical purity 98.9% ee, yield 41.5%) was obtained. The optical purity was analyzed by HPLC [Chiralpak AS-H, 4.6 mm × 25 cm (manufactured by Daicel)] in the same manner as in Example 1.

実施例5
2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体のアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼを用いた加水分解による光学分割(その5)
0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)50.0gに2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのラセミ体10.6g(含量94.3%、5.75mmol)とMTBE20.0gとを懸濁させた。懸濁液を10℃に冷却後、固定化されたアスペルギルス・フラバスATCC11492株由来のエステラーゼ(公開特許公報2003−70471記載の方法により調製した)2.0g(水分率56%、酵素活性4028KU/Kg、ドライ換算)を加え、4%NaOH水溶液を適宜加えてpHを7.5〜8.0に維持しながら、10℃にて48時間撹拌した。その後、反応液をラヂオライト(濾過助剤、商品名:昭和化学工業製)を用いて濾過し、エステラーゼを除去した。得られた濾液を、MIBK25gおよび12.5gで2回抽出した後、得られた有機層を合わせ、15%食塩水で洗浄することにより、光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステルのMIBK溶液(光学純度98.8%ee、収率40.3%)を得た。なお、光学純度は、実施例1と同様に、HPLC〔Chiralpak AS−H、4.6mm×25cm(ダイセル社製)〕にて分析した。
Example 5
Optical resolution by hydrolysis using 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester racemic esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 (Part 5)
Racemic 10.6 g of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester (content 94.3%, 5.75 mmol) and 20.0 g of MTBE were added to 50.0 g of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0). Suspended. After cooling the suspension to 10 ° C., 2.0 g of immobilized esterase derived from Aspergillus flavus ATCC 11492 strain (prepared by the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-70471) (moisture content 56%, enzyme activity 4028 KU / Kg) And 4% NaOH aqueous solution was added as appropriate to maintain the pH at 7.5 to 8.0, and the mixture was stirred at 10 ° C. for 48 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered using radiolite (filter aid, trade name: Showa Chemical Industries) to remove esterase. The obtained filtrate was extracted twice with 25 g and 12.5 g of MIBK, and then the obtained organic layers were combined and washed with 15% brine to obtain optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptane. An acid methyl ester MIBK solution (optical purity 98.8% ee, yield 40.3%) was obtained. The optical purity was analyzed by HPLC [Chiralpak AS-H, 4.6 mm × 25 cm (manufactured by Daicel)] in the same manner as in Example 1.

参考例4
6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルの合成
2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステル15.4g(含量84.4%、75.5mmol)をメタノール24.2g(0.75mol)に溶解させた後、オルトギ酸メチル40.1g(0.38mol)およびp−トルエンスルホン酸一水和物0.14g(0.75mmol)を加えて混合した。次いで、混合物を65℃まで昇温し、同温度で1.5時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却した。次に、反応混合物にトルエン39gおよび3%炭酸水素ナトリウム水溶液26gを加え、充分に撹拌した。反応混合物を分液後、得られた有機層を減圧濃縮することにより、6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルの粗生成物22.8g(含量69.5%、反応収率95%)を得た。得られた6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルの粗生成物は、そのまま次の反応へ用いた。
また、得られた6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルの粗生成物の一部をカラムクロマトグラフィーで精製し、無色油状の6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルを得た。
H−NMR(CDCl,300MHz):δ1.15(3H,d,J=7.0Hz),1.24(2H,s),1.27−1.47(3H,m),1.56−1.74(3H,m),2.45(1H,dt,J=7.0,14.0Hz),3.15(6H,s),3.67(3H,s).
Reference example 4
Synthesis of 6,6-dimethoxy-2 -methylheptanoic acid methyl ester 15.4 g of 2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester (content 84.4%, 75.5 mmol) was converted to 24.2 g (0.75 mol) of methanol. Then, 40.1 g (0.38 mol) of methyl orthoformate and 0.14 g (0.75 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate were added and mixed. Next, the mixture was heated to 65 ° C. and reacted at the same temperature for 1.5 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature. Next, 39 g of toluene and 26 g of 3% aqueous sodium hydrogen carbonate solution were added to the reaction mixture, and the mixture was sufficiently stirred. After separating the reaction mixture, the obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to give 22.8 g of a crude product of 6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester (content 69.5%, reaction yield 95). %). The obtained crude product of 6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester was directly used in the next reaction.
In addition, a portion of the resulting crude product of 6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester was purified by column chromatography to obtain colorless oily 6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester. Obtained.
1 H-NMR (CDCl 3 , 300 MHz): δ 1.15 (3H, d, J = 7.0 Hz), 1.24 (2H, s), 1.27-1.47 (3H, m), 1. 56-1.74 (3H, m), 2.45 (1H, dt, J = 7.0, 14.0 Hz), 3.15 (6H, s), 3.67 (3H, s).

参考例5
7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンの合成(その1)
6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルのラセミ体1.90g(含量84.4%、7.3mmol)をTHF4.8gに溶解させ、塩化リチウム0.93g(21.9mmol)と水素化ホウ素ナトリウム1.66g(含量90%、39.5mmol)とを順次加えて混合した。次いで、反応混合物にメタノール8.80gを室温で4時間かけて滴下した後、同温にて一晩撹拌した。次に、反応混合物に5%塩酸32.07gを室温にて滴下し、7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン0.96g(収率90.7%)を含む均一溶液45.3gを得た。
Reference Example 5
Synthesis of 7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (Part 1)
Racemic 1.90 g (content 84.4%, 7.3 mmol) of 6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester was dissolved in 4.8 g of THF, 0.93 g (21.9 mmol) of lithium chloride and hydrogen 1.66 g of sodium borohydride (content 90%, 39.5 mmol) was sequentially added and mixed. Next, 8.80 g of methanol was added dropwise to the reaction mixture at room temperature over 4 hours, and then stirred overnight at the same temperature. Next, 32.07 g of 5% hydrochloric acid was added dropwise to the reaction mixture at room temperature, and 45.3 g of a homogeneous solution containing 0.96 g (yield 90.7%) of 7-hydroxy-6-methylheptan-2-one was added. Obtained.

参考例6
7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンの合成(その2)
水素化アルミニウムリチウム0.74g(含量80%、15.6mmol)をTHF7.0gに懸濁させ、得られた懸濁液を0℃まで冷却した。次いで、6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステル2.37g(含量84.4%、9.2mmol)をTHF3.0gに溶解させた溶液を、懸濁液に0℃にて1.5時間かけて滴下した。次いで、同温にて反応混合物を3時間撹拌した後、メタノール1.47g(45.9mmol)を滴下して未反応の水素化アルミニウムリチウムをクエンチした。次に、反応混合物に2%水酸化ナトリウム水溶液2.74gを室温にて滴下した後、生じた水酸化アルミニウムをラヂオライト(濾過助剤、商品名:昭和化学工業製)を用いる濾過によって除去し、続いて酸処理をすることにより、7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン1.07g(収率80.9%)を含む均一溶液を得た。
Reference Example 6
Synthesis of 7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (2)
Lithium aluminum hydride 0.74 g (content 80%, 15.6 mmol) was suspended in 7.0 g of THF, and the resulting suspension was cooled to 0 ° C. Next, a solution prepared by dissolving 2.37 g (content 84.4%, 9.2 mmol) of 6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester in 3.0 g of THF was added to the suspension at 1.degree. It was dripped over 5 hours. Subsequently, after stirring the reaction mixture at the same temperature for 3 hours, 1.47 g (45.9 mmol) of methanol was added dropwise to quench unreacted lithium aluminum hydride. Next, 2.74 g of a 2% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to the reaction mixture at room temperature, and the resulting aluminum hydroxide was removed by filtration using radiolite (filter aid, trade name: Showa Chemical Industries). Subsequently, an acid treatment was performed to obtain a homogeneous solution containing 7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (1.07 g, yield: 80.9%).

実施例6
(S)−6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルの合成
(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸メチルエステル21.52g(含量94.0%、0.117mol)をメタノール37.2g(1.16mol)に溶解させた後、オルトギ酸メチル62.4g(0.59mol)、p−トルエンスルホン酸一水和物0.22g(1.2mmol)を加え混合した。次いで反応混合物を65℃まで昇温し、同温度で3時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却した。次に反応混合物にトルエン61g、3%炭酸水素ナトリウム水溶液40.4gを加え、充分に撹拌した。分液後、得られた有機層を減圧濃縮することにより、(S)−6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルの粗生成物25.14g(含量96.2%、反応収率94.4%)を得た。上記(S)−6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルの粗生成物は、そのまま次の反応へ用いた。このとき、得られた(S)−6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルの粗生成物の一部をカラムクロマトグラフィーで精製し、無色油状(S)−6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステルを得た。
[α] 27 =22.6゜(5.01% in EtOH)
Example 6
Synthesis of (S) -6,6-dimethoxy-2 -methylheptanoic acid methyl ester 21.52 g (content 94.0%, 0.117 mol) of (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid methyl ester After dissolving in 37.2 g (1.16 mol), 62.4 g (0.59 mol) of methyl orthoformate and 0.22 g (1.2 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate were added and mixed. Next, the reaction mixture was heated to 65 ° C. and reacted at the same temperature for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature. Next, 61 g of toluene and 40.4 g of 3% aqueous sodium hydrogen carbonate solution were added to the reaction mixture, and the mixture was sufficiently stirred. After liquid separation, the obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to give 25.14 g of a crude product of (S) -6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester (content 96.2%, reaction yield). 94.4%). The crude product of (S) -6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester was directly used in the next reaction. At this time, a part of the crude product of (S) -6,6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester obtained was purified by column chromatography to obtain colorless oil (S) -6,6-dimethoxy- 2-methylheptanoic acid methyl ester was obtained.
[Α] D 27 = 22.6 ° (5.01% in EtOH)

実施例7
(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンの合成
水素化ホウ素リチウム0.65g(含量90%、26.6mmol)にTHF15gを加えた懸濁液に、(S)−6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタン酸メチルエステル5.13g(含量96.2%、22.6mmol)をTHF10gに溶解させたものを、室温にて滴下した。次いで反応混合物を55℃まで昇温し、同温度で9時間反応させることにより、(S)−6,6−ジメトキシ−2−メチルヘプタノールとした。次いで、この反応混合物にメタノール7.32gを室温でおよそ1時間かけて滴下した後、同温にて4時
間撹拌した。次いで、この反応混合物に5%塩酸25.08gを室温にて滴下し、同温にて更に30分撹拌した。この溶液をメチルイソブチルケトン15gおよび12.5gで2回抽出した後、得られた有機層を合わせ、15%炭酸ナトリウム水溶液10gで2回洗浄することにより、(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン2.95g(収率89.5%)を含むMIBK溶液51.7gを得た。これを減圧下で溶媒を留去することにより(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンの粗生成物3.68gを淡黄色油状物として得た。このものは精製することなく次の反応に使用しても良いし、必要に応じて減圧蒸留により精製しても良い。なお、得られた(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンの粗生成物の一部を蒸留精製し、無色油状(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンを得た。
[α] 27 =−13.9゜(5.03% in EtOH)
Example 7
Synthesis of (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one To a suspension obtained by adding 15 g of THF to 0.65 g (content 90%, 26.6 mmol) of lithium borohydride, (S) -6, A solution prepared by dissolving 5.13 g (content 96.2%, 22.6 mmol) of 6-dimethoxy-2-methylheptanoic acid methyl ester in 10 g of THF was added dropwise at room temperature. Next, the reaction mixture was heated to 55 ° C. and reacted at the same temperature for 9 hours to obtain (S) -6,6-dimethoxy-2-methylheptanol. Next, 7.32 g of methanol was added dropwise to the reaction mixture at room temperature over about 1 hour, followed by stirring at the same temperature for 4 hours. Next, 25.08 g of 5% hydrochloric acid was added dropwise to this reaction mixture at room temperature, and the mixture was further stirred at the same temperature for 30 minutes. This solution was extracted twice with 15 g and 12.5 g of methyl isobutyl ketone, and then the obtained organic layers were combined and washed twice with 10 g of 15% aqueous sodium carbonate solution to obtain (S) -7-hydroxy-6- 51.7 g of MIBK solution containing 2.95 g of methylheptan-2-one (yield 89.5%) was obtained. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 3.68 g of a crude product of (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one as a pale yellow oil. This may be used for the next reaction without purification, or may be purified by vacuum distillation as necessary. A part of the obtained crude product of (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one was purified by distillation to obtain colorless oil (S) -7-hydroxy-6-methylheptane-2-one. Got on.
[Α] D 27 = −13.9 ° (5.03% in EtOH)

参考例7
エステラーゼの取得
滅菌した液体培地(水1000mlにグリセロール5g、酵母エキス6g、リン酸1カリウム4g、リン酸2カリウム9.3gを溶解したもの)10mlに50mg/mlのアンピシリン水溶液10μlとE.coli JM105/pYHNK2株のグリセロールストック(特開2001−46084号公報参照)0.1mlとを加え30℃で9時間振盪した(得られた培養液を培養液Aと記す。)。
滅菌した液体培地(水13000mlにグリセロール225g、酵母エキス150g、総合アミノ酸F225g、リン酸1カリウム60g、硫酸マグネシウム36g、硫酸第1鉄7水和物0.6g及び塩化カルシウム2水和物を溶解し、さらに水を加えて全量を150000mlにしたもの)15000mlに4Mリン酸水溶液と14%(W/W)アンモニア水を加えpH7.0とした。ここに、上記の培養液A7.5mlを加え30℃で通気攪拌培養した。培養開始から14時間経過後に滅菌した液体培地(水1100gとグリセロール1500gの混合物に酵母エキス280g及び総合アミノ酸F420gを溶解したもの)を徐々に加えた。また、培養開始から18時間後にisopropyl thio -β-D-galactosideを50μMとなるように加えた。
培養開始から40時間後に、培養液にエタノール1950mlを加え、さらに30℃で24時間攪拌した。その後、この混合物を6000gとり、水6200gと混合した。この溶液を連続遠心処理(20000rpm、流速130g/min)して、遠心上清液11200gを得た。この遠心上清液にラジオライト#200(昭和化学工業株式会社商品名) 220gを加えて攪拌し、さらにラジオライト#200を通して濾過することにより、タンパク質の清澄液を得た。
Reference Example 7
Acquisition of esterase 10 ml of 50 mg / ml ampicillin aqueous solution and 10 μl of E. coli with 10 ml of sterilized liquid medium (dissolved 5 ml of glycerol, 6 g of yeast extract, 4 g of 1 potassium phosphate, and 9.3 g of 2 potassium phosphate in 1000 ml of water) E. coli JM105 / pYHNK2 strain glycerol stock (see JP 2001-46084 A) 0.1 ml was added and shaken at 30 ° C. for 9 hours (the resulting culture medium is referred to as culture medium A).
Sterilized liquid medium (dissolve glycerol 225g, yeast extract 150g, total amino acid F225g, monopotassium phosphate 60g, magnesium sulfate 36g, ferrous sulfate heptahydrate 0.6g and calcium chloride dihydrate in 13000ml water) Further, water was added to make a total amount of 150,000 ml) 4M phosphoric acid aqueous solution and 14% (W / W) ammonia water were added to 15000 ml to adjust the pH to 7.0. To this, 7.5 ml of the above-mentioned culture solution A was added and cultured with aeration and stirring at 30 ° C. A sterilized liquid medium (a mixture of 1100 g of water and 1500 g of glycerol dissolved in 280 g of yeast extract and 420 g of total amino acid F) was gradually added after 14 hours from the start of the culture. Further, isopropyl thio-β-D-galactoside was added to 50 μM 18 hours after the start of the culture.
40 hours after the start of the culture, 1950 ml of ethanol was added to the culture solution, and the mixture was further stirred at 30 ° C. for 24 hours. Thereafter, 6000 g of this mixture was taken and mixed with 6200 g of water. This solution was continuously centrifuged (20000 rpm, flow rate 130 g / min) to obtain 11200 g of a centrifugal supernatant. 220 g of Radiolite # 200 (trade name of Showa Chemical Industry Co., Ltd.) was added to this centrifugal supernatant and stirred, and further filtered through Radiolite # 200 to obtain a protein clarified liquid.

参考例8
エステラーゼの固定化
水洗したダイヤイオンHP20SS(三菱化学株式会社商品名)(ダイヤイオンHP20SS 12gと水300mlとを混合して30分間攪拌し、濾過し、さらに水400mlで洗浄したもの)と参考例7により製造したタンパク質の清澄液600gとを混合し、10℃で18時間攪拌した。その後、濾過し、水400gで洗浄して、固定化酵素12.5gを得た。
Reference Example 8
Diaion HP20SS (trade name of Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) washed with water with immobilized esterase (12 g of Diaion HP20SS and 300 ml of water mixed, stirred for 30 minutes, filtered, and further washed with 400 ml of water) and Reference Example 7 Was mixed with 600 g of the protein clarification solution produced by the above and stirred at 10 ° C. for 18 hours. Thereafter, the mixture was filtered and washed with 400 g of water to obtain 12.5 g of an immobilized enzyme.

本発明の製造方法によれば、光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(I)およびその前駆体である光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステル(III)を簡便に効率よく工業的に製造することができる。この光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オン(I)は、抗癌剤として使用されるエポチロン誘導体の合成において、C〜C12のビルディングブロックとして有用である。 According to the production method of the present invention, optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (I) and its precursor, optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptane The acid ester (III) can be easily and efficiently produced industrially. This optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one (I) is useful as a C 7 -C 12 building block in the synthesis of epothilone derivatives used as anticancer agents.

Claims (11)

式(II):
Figure 2008099661

(式中、RはC1−5アルキル基を表す。)
で表される2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステルに、R体を優先的に加水分解し得る、アスペルギルス(Aspergillus)属の微生物由来のエステラーゼを作用させることにより光学分割する、式(III):
Figure 2008099661

(式中、Rは前記と同じ意味を表す。)
で表される光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステルの製造方法。
Formula (II):
Figure 2008099661

(In the formula, R 1 represents a C 1-5 alkyl group.)
An optical resolution is carried out on the 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester represented by the formula (III) by acting an esterase derived from a microorganism of the genus Aspergillus that can preferentially hydrolyze the R-form. :
Figure 2008099661

(Wherein R 1 represents the same meaning as described above.)
A method for producing an optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester represented by the formula:
式(III):
Figure 2008099661

(式中、RはC1−5アルキル基を表す。)
で表される光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステルのカルボニル基を保護して、式(IV):
Figure 2008099661

(式中、Aは酸素原子または硫黄原子を表し、Rは前記と同じ意味を表し、RおよびRは、それぞれ独立してC1−5アルキル基を表すか、または互いに結合してC2−5アルキレン基を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールエステルを得る工程をさらに含む請求項1に記載の製造方法。
Formula (III):
Figure 2008099661

(In the formula, R 1 represents a C 1-5 alkyl group.)
The carbonyl group of the optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester represented by formula (IV) is protected:
Figure 2008099661

(In the formula, A represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 represents the same meaning as described above, and R 2 and R 3 each independently represent a C 1-5 alkyl group or bonded to each other. Represents a C 2-5 alkylene group.)
The manufacturing method of Claim 1 which further includes the process of obtaining the optically active (S) -ketal ester represented by these.
式(IV):
Figure 2008099661

(式中、Aは酸素原子または硫黄原子を表し、RはC1−5アルキル基を表し、RおよびRは、それぞれ独立してC1−5アルキル基を表すか、または互いに結合してC2−5アルキレン基を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールエステルを還元して、式(V):
Figure 2008099661

(式中、A、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールアルコールを得る工程をさらに含む請求項2に記載の製造方法。
Formula (IV):
Figure 2008099661

(In the formula, A represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 represents a C 1-5 alkyl group, and R 2 and R 3 each independently represent a C 1-5 alkyl group, or bonded to each other. And represents a C 2-5 alkylene group.)
An optically active (S) -ketal ester represented by formula (V):
Figure 2008099661

(In the formula, A, R 2 and R 3 represent the same meaning as described above.)
The manufacturing method of Claim 2 which further includes the process of obtaining optically active (S) -ketal alcohol represented by these.
式(II):
Figure 2008099661

(式中、Rは、前記と同じ意味を表す。)
で表される2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステルに、R体を優先的に加水分解し得る、アスペルギルス属の微生物由来のエステラーゼを作用させることにより光学分割して、式(III):
Figure 2008099661

(式中、Rは、前記と同じ意味を表す。)
で表される光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステルを得る工程;
式(III)で表される光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステルのカルボニル基を保護して、式(IV):
Figure 2008099661

(式中、Aは酸素原子または硫黄原子を表し、Rは前記と同じ意味を表し、RおよびRは、それぞれ独立してC1−5アルキル基を表すか、または互いに結合してC2−5アルキレン基を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールエステルを得る工程;
式(IV)で表される光学活性(S)−ケタールエステルを還元して、式(V):
Figure 2008099661

(式中、A、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールアルコールを得る工程;および
式(V)で表される光学活性(S)−ケタールアルコールを脱保護して、式(I):
Figure 2008099661

で表される光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンを得る工程;
を含む、式(I)で表される光学活性(S)−7−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンの製造方法。
Formula (II):
Figure 2008099661

(Wherein R 1 represents the same meaning as described above.)
Is optically resolved by acting esterase derived from microorganisms of the genus Aspergillus, which can preferentially hydrolyze R-form, to 2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester represented by formula (III):
Figure 2008099661

(Wherein R 1 represents the same meaning as described above.)
A step of obtaining an optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester represented by:
The carbonyl group of the optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester represented by the formula (III) is protected to give the formula (IV):
Figure 2008099661

(In the formula, A represents an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 represents the same meaning as described above, and R 2 and R 3 each independently represent a C 1-5 alkyl group or bonded to each other. Represents a C 2-5 alkylene group.)
Obtaining an optically active (S) -ketal ester represented by:
The optically active (S) -ketal ester represented by the formula (IV) is reduced to give the formula (V):
Figure 2008099661

(In the formula, A, R 2 and R 3 represent the same meaning as described above.)
A step of obtaining an optically active (S) -ketal alcohol represented by formula (I); and deprotecting the optically active (S) -ketal alcohol represented by formula (V) to obtain formula (I):
Figure 2008099661

Obtaining an optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one represented by:
A process for producing optically active (S) -7-hydroxy-6-methylheptan-2-one represented by formula (I), comprising:
式(III)で表される光学活性(S)−2−メチル−6−オキソヘプタン酸エステルの光学純度が95〜100%eeである請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the optical purity of the optically active (S) -2-methyl-6-oxoheptanoic acid ester represented by the formula (III) is 95 to 100% ee. がメチル基である請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。 The process according to any one of claims 1 to 5 R 1 is a methyl group. およびRが、共にメチル基であるか、または互いに結合してエチレン基またはプロピレン基を表す請求項2〜6のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 2 to 6, wherein R 2 and R 3 are both methyl groups or bonded to each other to represent an ethylene group or a propylene group. アスペルギルス属の微生物がアスペルギルス・フラバス(Aspergillus flavus)である請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 7, wherein the microorganism of the genus Aspergillus is Aspergillus flavus. アスペルギルス属の微生物がアスペルギルス・フラバスATCC11492株である請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 8, wherein the microorganism of the genus Aspergillus is Aspergillus flavus ATCC 11492 strain. 式(IV’):
Figure 2008099661

(式中、Aは酸素原子または硫黄原子であり、R1’はメチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基であり、かつR2’およびR3’は共にメチル基であるか、あるいは、Aは酸素原子または硫黄原子であり、R1’はメチル基であり、かつR2’およびR3’は互いに結合してエチレン基またはプロピレン基を表す。)
で表される光学活性(S)−ケタールエステル。
Formula (IV ′):
Figure 2008099661

(Wherein A is an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 ′ is a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group, and R 2 ′ and R 3 ′ are both methyl groups, or A is an oxygen atom or a sulfur atom, R 1 ′ is a methyl group, and R 2 ′ and R 3 ′ are bonded to each other to represent an ethylene group or a propylene group.)
An optically active (S) -ketal ester represented by
Aが酸素原子であり、かつR1’、R2’およびR3’が共にメチル基である請求項10に記載の光学活性(S)−ケタールエステル。 The optically active (S) -ketal ester according to claim 10, wherein A is an oxygen atom, and R 1 ′ , R 2 ′ and R 3 ′ are all methyl groups.
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