JP2014521601A - 分離方法 - Google Patents
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Abstract
R,R−及びS,S−ラクチドの混合物の処理方法を提供する。この方法は、該ラクチド混合物を、脂肪族アルコール及び/又はアルコキシドと接触させて、R,R−及びS,S−ラクチル乳酸脂肪族エステルの混合物を調製すること、続いてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸脂肪族エステルの混合物を、酵素と接触させて、一方のラクチドエナンチオマーに相当する乳酸脂肪族エステル及び他方のラクチドエナンチオマーに相当するラクチル乳酸脂肪族エステルを含む混合物を調製すること、並びに生成物を回収することを、含む。また、S−乳酸、S,S−ラクチド、ポリ−S−乳酸、R−乳酸、R,R−ラクチド、ポリ−R−乳酸及びステレオコンプレックス型ポリ乳酸の製造方法をも提供する。
Description
(a) R,R−及びS,S−ラクチドの混合物を、脂肪族アルコール及び/又はアルコキシドと接触させてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を調製する;
(b) 続いてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を、脂肪族アルコール及び酵素と接触させて、一方のラクチドエナンチオマーに相当する乳酸の脂肪族エステル、及び他方のラクチドエナンチオマーに相当するラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルを含む混合物を調製する;並びに
(c) 工程(b)で調製した混合物から、乳酸の脂肪族エステル及び/又はラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルを、回収する。
ヘプタン/THF中でのラセミラクチドの立体選択的アルコーリシス(バッチ法)
ガラス製反応器に、ラセミラクチド(1当量)、n−ブタノール(1.5当量)、Novozym 435(ラセミラクチドの3重量%)及び様々な量の90:10(重量比)のヘプタン/THF助溶剤[n−ブタノールの使用量に基づく量(volumes)]を仕込んだ。その混合物を、室温で24時間撹拌し、次いで1H NMR分光法及びキラルHPLCにより、R−乳酸ブチル、S−乳酸ブチル、S,S−ラクチル乳酸ブチル及びR,R−ラクチル乳酸ブチルを分析して、乳酸エステル成分の組成を測定した。結果を、下記表に示した。表中、Ndは検出されなかったことを示す。
pTSA酸触媒を用いた、ラセミラクチドのラクチル乳酸ブチルへの変換
これらの実施例において、1当量のラセミラクチドを、触媒量(1モル%)のp−トルエンスルホン酸の存在下(実施例4〜7)又は不存在下(実施例8〜12)に、様々な当量のn−ブタノールと、撹拌反応器中で、様々な時間及び様々な温度で、接触させることによって、ラセミラクチドの開環を調べた。結果を、下記表に示した。得られた生成物の分析は、1H NMRを用いて、行った。
ブタノール中でのラセミラクチドのラセミラクチル乳酸ブチルへの非触媒変換
代表的方法においては、2Lのガラス反応器(Radley’s Reactor Ready range)に、500.8gのラセミラクチド(Sigma)及び772.0gのn−ブタノール(Sigma)を仕込んだ。そのスラリーを、オーバーヘッドスターラ(overhead stirrer)を用いて撹拌し、オイルを満たしたジャケットを介して、加熱し還流(約120℃)させた。反応を、20及び50時間の間又は1H NMR分光法から判断してラセミラクチドが消費されるまで、還流して維持した。
ブタノール中でのラセミラクチドのラセミラクチル乳酸ブチルへの非触媒変換
大気圧下に還流するため設定した、清浄な乾燥した60Lの反応器(厚壁のQVF硼珪酸ガラス)に、n−ブタノール(15.0kg、18.5L)を仕込んだ。その容器を、窒素でパージし、内容物を75〜80℃に加熱した。固体のS,S−ラクチド(7.830kg、54.326mol)、次いで、固体のR,R−ラクチド(7.830kg、54.326mol)を、その溶液中に素早く仕込むと、白色のスラリーとなった。更に、n−ブタノール(1.2kg、1.5L)をリンスとして使用し、全n−ブタノールの仕込み量を16.2kg、20L、218.6mlとした。
ヘプタン/THF混合物中でのラセミラクチル乳酸ブチルの立体選択的アルコーリシス(バッチ法)
ガラス製反応器に、R,R−及びS,S−ラクチル乳酸ブチルのラセミ混合物(1当量)、n−ブタノール(1.5当量)、Novozym 435(ラセミラクチル乳酸ブチルの3重量%)及び様々な量の90:10(重量比)のヘプタン/THF助溶剤[n−ブタノールの使用量に基づく量(volumes)]を仕込んだ。その混合物を、室温で24時間撹拌し、次いで1H NMR分光法及びキラル液体クロマトグラフィーにより、R−乳酸ブチル、S−乳酸ブチル、S,S−ラクチル乳酸ブチル及びR,R−ラクチル乳酸ブチルを分析して、乳酸エステル成分の組成を測定した。結果を、下記表に示した。
酵素として、Novozym 435に代えて、IMMCALB-T2-150、IMMCALBY-T2-150、IMMCALB-T1-350、カンジダ・アンタクチカ(Candida antarctica)からのリパーゼBの架橋された凝集体、又はアスペルギルス・オリゼー(Aspergillus oryzae)からのリパーゼBのカンジダ・アンタクチカ(Candida antarctica)の組換え体を用いて、実施例15〜17に記載されたのと同様の実験を行った。これらの酵素は、Novozym 435と同様のレベルの立体選択性を示した。
ブタノール/溶剤混合物中でのラセミラクチル乳酸ブチルの立体選択的アルコーリシス及び酵素のリサイクル(バッチ法)
35℃に設定したパラレル合成ブロック(parallel synthesis block)中で、ラセミラクチル乳酸ブチル(1.58g)、n−ブタノール(3.0モル当量)、Novozym 435(ラクチル乳酸ブチルの3重量%、0.047g)及び4.8mlのtert−ブタノール、アセトン又はアセトニトリルを、撹拌した。
Claims (25)
- 下記の各工程によって特徴付けられるR,R−及びS,S−ラクチドの混合物の処理方法:
(a) R,R−及びS,S−ラクチドの混合物を、脂肪族アルコール及び/又はアルコキシドと接触させてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を調製する;
(b) 続いてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を、脂肪族アルコール及び酵素と接触させて、一方のラクチドエナンチオマーに相当する乳酸の脂肪族エステル、及び他方のラクチドエナンチオマーに相当するラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルを含む混合物を調製する;並びに
(c) 工程(b)で調製した混合物から、乳酸の脂肪族エステル及び/又はラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルを、回収する。 - 回収された乳酸の脂肪族エステル及び/又はラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルが、少なくとも90%のエナンチオマー過剰率を有することによって特徴付けられる請求項1に記載の方法。
- 工程(a)及び/又は工程(b)において、脂肪族アルコールと混和する溶剤を用いることによって特徴付けられる請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 工程(a) 及び/又は工程(b)において、C2〜C8の脂肪族アルコール、好ましくはn−ブタノールを用いることによって特徴付けられる前記のいずれか1つの請求項に記載の方法。
- 工程(a)において、ラセミラクチドに対する、C1〜C8の脂肪族アルコールのモル比が、0.5:1〜4:1の範囲内であることによって特徴付けられる前記のいずれか1つの請求項に記載の方法。
- 酵素が、カンジダ・アンタクチカ(Candida antarctica)のリパーゼBであり、工程(c)で回収される乳酸脂肪族エステル及びラクチル乳酸脂肪族エステルが、それぞれR−乳酸脂肪族エステル及びS,S−ラクチル乳酸脂肪族エステルであることによって特徴付けられる前記のいずれか1つの請求項に記載の方法。
- 酵素が、多孔質担体上に、化学的又は物理的に固定化されていることによって特徴付けられる前記のいずれか1つの請求項に記載の方法。
- ラクチル乳酸脂肪族エステル及び乳酸脂肪族エステルの一方又は両方を、相当するラクチドのR,R−又はS,S−エナンチオマー及び/又は相当する乳酸のR−又はS−エナンチオマーに変換する更なる工程(d)によって特徴付けられる前記のいずれか1つの請求項に記載の方法。
- 工程(a)で用いられるR,R−及びS,S−ラクチドの混合物が、R−及びS−乳酸の混合物から調製されることによって特徴付けられる前記のいずれか1つの請求項に記載の方法。
- R−及びS−乳酸の混合物が、単糖類又はグリセロールを塩基で処理して調製されることによって特徴付けられる請求項9に記載の方法。
- 工程(a)が酸触媒されることによって特徴付けられる前記のいずれか1つの請求項に記載の方法。
- R,R−及びS,S−ラクチドの混合物を、脂肪族アルコール及び/又はアルコキシドと接触させて、R,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を調製する;続いてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を、脂肪族アルコール及び酵素と接触させて、一方のラクチドエナンチオマーに相当する乳酸脂肪族エステル、及び他方のラクチドエナンチオマーに相当するラクチル乳酸脂肪族エステルを含む混合物を調製する;乳酸脂肪族エステルを、ラクチル乳酸脂肪族エステルから、分別蒸留によって分離する;並びに、ラクチル乳酸脂肪族エステルがS,S−ラクチル乳酸脂肪族エステルである場合には、そのS,S−ラクチル乳酸脂肪族エステルを加水分解してS−乳酸を製造するか、又は乳酸脂肪族エステルがS−乳酸脂肪族エステルである場合には、そのS−乳酸脂肪族エステルを加水分解してS−乳酸を製造する:各工程によって、特徴付けられるS−乳酸の製造方法。
- R,R−及びS,S−ラクチドの混合物が、R−及びS−乳酸の混合物から調製されることによって特徴付けられる請求項12に記載の方法。
- この方法で製造されるS−乳酸が、少なくとも90%のエナンチオマー過剰率を有していることによって特徴付けられる請求項12又は請求項13に記載の方法。
- R,R−及びS,S−ラクチドの混合物を、脂肪族アルコール及び/又はアルコキシドと接触させて、R,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を調製する;続いてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を、脂肪族アルコール及び酵素と接触させて、一方のラクチドエナンチオマーに相当する乳酸脂肪族エステル、及び他方のラクチドエナンチオマーに相当するラクチル乳酸脂肪族エステルを含む混合物を調製する;乳酸脂肪族エステルを、ラクチル乳酸脂肪族エステルから、分別蒸留によって分離する;並びに、ラクチル乳酸脂肪族エステルがR,R−ラクチル乳酸脂肪族エステルである場合には、そのR,R−ラクチル乳酸脂肪族エステルを加水分解して、R−乳酸を製造するか、又は乳酸脂肪族エステルがR−乳酸脂肪族エステルである場合には、そのR−乳酸脂肪族エステルを加水分解してR−乳酸を製造する:各工程によって、特徴付けられるR−乳酸の製造方法。
- R,R−及びS,S−ラクチドの混合物が、R−及びS−乳酸の混合物から調製されることによって特徴付けられる請求項15に記載の方法。
- この方法で製造されるR−乳酸が、少なくとも90%のエナンチオマー過剰率を有していることによって特徴付けられる請求項15又は請求項16に記載の方法。
- R,R−及びS,S−ラクチドの混合物を、脂肪族アルコール及び/又はアルコキシドと接触させて、R,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を調製する;続いてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を、脂肪族アルコール及び酵素と接触させて、一方のラクチドエナンチオマーに相当する乳酸脂肪族エステル、及び他方のラクチドエナンチオマーに相当するラクチル乳酸脂肪族エステルを含む混合物を調製する;乳酸脂肪族エステルを、ラクチル乳酸脂肪族エステルから、分別蒸留によって分離する;並びに、ラクチル乳酸脂肪族エステルがR,R−ラクチル乳酸脂肪族エステルである場合には、そのR,R−ラクチル乳酸脂肪族エステルをR,R−ラクチドに変換するか、又は乳酸脂肪族エステルがR−乳酸脂肪族エステルである場合には、そのR−乳酸脂肪族エステルをR,R−ラクチドに変換する、各工程によって、特徴付けられる、R,R−ラクチドの製造方法。
- R,R−及びS,S−ラクチドの混合物が、R−及びS−乳酸の混合物から調製されることによって特徴付けられる請求項18に記載の方法。
- この方法で製造されるR,R−ラクチドが、少なくとも90%のエナンチオマー過剰率を有していることによって特徴付けられる請求項18又は請求項19に記載の方法。
- R,R−及びS,S−ラクチドの混合物を、脂肪族アルコール及び/又はアルコキシドと接触させて、R,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を調製する;続いてR,R−及びS,S−ラクチル乳酸(lactyllactic acid)の脂肪族エステルの混合物を、脂肪族アルコール及び酵素と接触させて、一方のラクチドエナンチオマーに相当する乳酸脂肪族エステル、及び他方のラクチドエナンチオマーに相当するラクチル乳酸脂肪族エステルを含む混合物を調製する;乳酸脂肪族エステルを、ラクチル乳酸脂肪族エステルから、分別蒸留によって分離する;並びに、ラクチル乳酸脂肪族エステルがS,S−ラクチル乳酸脂肪族エステルである場合には、そのS,S−ラクチル乳酸脂肪族エステルをS,S−ラクチドに変換するか、又は乳酸脂肪族エステルがS−乳酸脂肪族エステルである場合には、そのS−乳酸脂肪族エステルをS,S−ラクチドに変換する、各工程によって、特徴付けられるS,S−ラクチドの製造方法。
- R,R−及びS,S−ラクチドの混合物が、R−及びS−乳酸の混合物から調製されることによって特徴付けられる請求項21に記載の方法。
- この方法で製造されるS,S−ラクチドが、少なくとも90%のエナンチオマー過剰率を有していることによって特徴付けられる請求項21又は請求項22に記載の方法。
- 調製されたR,R−ラクチド又はS,S−ラクチドを重合して、それぞれポリ−R−乳酸及び/又はポリ−S−乳酸を製造することによって特徴付けられる請求項18〜23のいずれか1つに記載の方法。
- 調製されたポリ−S−乳酸及び/又はポリ−R−乳酸を溶融ブレンドして、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸を形成することによって特徴付けられる請求項24に記載の方法。
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