JP2707076B2 - 光学活性化合物の製造法 - Google Patents

光学活性化合物の製造法

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    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62Carboxylic acid esters

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酵素を用い特定のアルコール類に作用させ
た、生化学的手法による光学活性な化合物の製造法に関
するものである。 〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕 一般式: (Xは、ハロゲン原子およびシアノ基から選ばれ、Yは
次式: (Z1,Z2,Z3,Z4,Z5は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ
基、トリフルオロメチル基、アミノ基、アルキルアミノ
基、アリールオキシ基、 および炭素数1〜20のアルキル基もしくはアルコキシ基
の群から選ばれ、W1,W2,W3,W4,W5は、水素原子、ハロゲ
ン原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、アミノ基、
アルキルアミノ基、および炭素数1〜20のアルキル基も
しくはアルコキシ基の群から選ばれる。)、ハロゲン原
子、シアノ基、トリフルオロメチル基、アミノ基、アル
キルアミノ基、アルキルオキシカルボニル基から選ば
れ、Rは炭素数1〜20のアルキレン基であり、nは0ま
たは1である。)で表されるような化合物は、医薬、農
薬などの出発物質あるいは中間体として有用な物質であ
るが、光学異性体が存在することから、R−体、S−
体、どちらか一方を純度良く含むものでなければ、多く
の場合、充分な生理活性、あるいは特性を示さない。 そのため光学活性体を得るためには、通常の合成化学
的手法で得られるラセミ体を光学分割するか、不斉合成
を行うか、あるいは光学活性な物質から立体化学的手法
で変換して合成するかしなければならず工程が繁雑であ
り、工業的には不利なものが殆どであった。 それゆえ、工業的に有利な方法によって光学活性体を
得る技術の開発が望まれてきた。 現在知られている生化学的手法としては、例えば、特
開昭59−205989号公報のようにラセミ体のエステルをリ
パーゼによって加水分解し、目的とするアルコールを得
る方法がある。この場合、ラセミ体のエステルは水に不
溶の場合が多く、エマルジョンにするか大量の水で激し
く撹拌する必要があった。また、酵素は水溶性でありか
つ水分に対して不安定なため、安定に作用させるため、
また反応後に酵素を容易に除去したり、再使用するた
め、酵素を固定化する必要があった。 また、クリバノフ(Klibanov)らは酵素粉末を直接反
応系に添加することを報告している(J.Am.Chem.Soc.,1
07,7072(1985))が、エステル交換のエステルが非常
に限定されており、酪酸2,2,2−トリクロロエチルを使
用している。また、有機溶媒を必須としており、溶媒と
してヘプタン又は工業的に使用するには問題の多いエー
テルを使用している。 本発明者らは工業的に有利な方法で光学活性な前記一
般式(I)のアルコールの製造法を見いだすべく研究を
行った結果、前記一般式(I)で表されるラセミ体のア
ルコールを原料とし、生化学的に不斉エステル交換反応
を行い、効率良く光学活性なカルボン酸エステルとその
対掌体である光学活性なアルコールに分割することを見
いだした。 〔問題点を解決するための手段〕 即ち、本発明は前記一般式(I)で表される(R,S)
−アルコールに作用して、R−体、およびS−体のどち
らか一方のアルコールと優先的にエステルと不斉エステ
ル交換反応させる能力を有する酵素を用い、前記(R,
S)−アルコールを用い、実質的に水分の存在しない条
件下で、前記エステルとエステル交換反応を行い、R−
体、およびS−体のどちらか一方に富む光学活性なα−
ハロゲノアルコールとそのエステル体に分割する方法で
ある。 本発明の方法は、従来の方法と異なり、水分の存在し
ない条件下で反応を行う。この方法は水分や水分の代わ
りに低級アルコールなどを用いる必要のないことから、
交換されるエステルや合成されるエステルの加水分解、
目的物でないエステルの生成等の副反応を起こさず、酵
素を有機溶媒中で安定に保ち、反応後の容易な分離、再
使用が可能である。さらに直接酵素を用い、有機溶媒中
で反応を行うため、微生物汚染が起こらず、特別な装
置、防腐剤、滅菌処理などの必要がなく、開放系で反応
を行なえる。また、溶媒量も通常の有機合成反応と同等
かそれ以下の高い基質濃度で行える。 次に本発明について詳細に述べる。 本発明において、原料となる(R,S)−アルコールは
入手可能、あるいは容易に合成することができる化合物
である。 また、エステルも容易に入手できる市販品で充分であ
り、中でもトリグリセリドが好ましく、例えばトリアセ
チン、トリプロピオニン、トリブチリン、トリステアリ
ン、トリラウリン、トリミリスチン、トリオレイン等が
その代表的な例として挙げられる。その他に、例えばプ
ロピオン酸メチル、酪酸エチル、ステアリン酸エチル、
ラウリン酸トリクロロエチル、ラウリン酸ブチル、エチ
レングリコールジアセテートなども使用できる。 本発明において用いられる酵素としては、リパーゼ、
リポプロテインリパーゼ、あるいはエステラーゼ等が好
ましい。しかし、(R,S)−アルコールに作用してR−
体、S−体のどちらか一方のアルコールと優先的にエス
テルと不斉エステル交換反応させる能力を有するもので
あれば種類を問わない。例えば、市販されている酵素と
して次表に示したものが挙げられる。 また、これらの酵素の他に、上記の反応を行う能力を
有する酵素を産生する微生物であれば、その種類に問わ
ずに、その微生物は使用できる。かかる微生物の例とし
て、アルスロバクター(Arthrobacter)属、アクロモバ
クター(Acromobacter)属、アルカリゲネス(Alcalige
nes)属、アスペルギルス(Asperigillus)属、クロモ
バクテリウム(Chromobacterium)属、カンディダ(Can
dida)属、ムコール(Mucor)属、シュウドモナス(Pse
udomonas)属、リゾプス(Rhizopus)属等に属するもの
が挙げられる。 本発明を実施するに際し、(R,S)−アルコール、お
よびトリグリセリドなどのエステルは、いずれも特別の
処理をせずに使用することができる。 (R,S)−アルコールをエステル、好ましくはトリグ
リセリドと混合し(エステルにアルコールが難溶の場合
はヘプタンやトルエン等の有機溶媒を加える)、酵素と
効率良く接触させることにより反応が行われる。 このとき反応温度は20ないし70℃が適当であり、特に
好ましくは30ないし45℃である。反応時間は幅広く、5
ないし2000時間であり、反応温度を高めたり、活性の高
い(単位数の多い)酵素を用いたり、基質濃度を下げた
りすることにより反応時間の短縮も可能である。 基質である(R,S)−アルコールとエステルの割合は
1:0.5ないし1:2(モル比)であり、好ましくは1:1.1な
いし1:1.5(モル比)である。 このようにして不斉エステル交換反応を行った後、酵
素は通常の濾過操作で除去することができ、そのまま再
使用することができる。濾液である反応液を減圧蒸留、
あるいはカラムクロマトグラフィーにより光学活性なア
ルコールとエステルにそれぞれ分離することができ、さ
らに交換反応で生成したエステルは、アルカリあるいは
酸加水分解をすることにより、前述のアルコールとの対
掌体である光学活性なアルコールとなる。 以上の操作により、R−体、S−体それぞれ、光学活
性なアルコールを得ることができる。 〔発明の効果〕 この発明の効果を列挙すれば、以下のようなことが言
える。 エステル交換反応については実質上水分の存在しな
い条件で反応を行うことから、不必要なエステルの加水
分解が殆ど起こらない。 酵素の回収、再使用が容易に行える。 反応が比較的低温で、なおかつ開放系で行なえるた
め、特別の装置、材料を必要としない。 一段階の反応で高純度の光学活性体を得ることがで
きる。 緩衝液などを必要としないため、生化学的反応にも
関わらず基質濃度を高くでき、基質に対して大容量の反
応容器を必要としない。 〔実施例〕 次に本発明を実施例によって、更に詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例によって制限されるもので
はない。 実施例1 酵素(天野製薬、リパーゼ「アマノ」CES)16g、(R,
S)−2−クロロ−1−フェニルエタノール7.9g(0.05m
ol)、およびトリブチリン17.8g(0.059mol)を三口フ
ラスコに入れ、35℃で16日間撹拌した。反応停止後、濾
過により酵素を除き、濾液を減圧濃縮後、カラムクロマ
トグラフィーによって目的物を単離した。その結果、
(R)−2−クロロ−1−フェニルエタノール4.0g(収
率50%、58%ee)と、(S)−2−クロロ−1−フェニ
ルエチルブチレートを得た。さらに、(S)−2−クロ
ロ−1−フェニルエチルブチレートを塩酸酸性水溶液で
加水分解し、(S)−2−クロロ−1−フェニルエタノ
ール(収率23%、>99%ee)を得た。得られた化合物の
光学純度の決定は光学分割HPLCによって行った。 得られた化合物の同定は、NMRチャートによる構造解
析により行った。 実施例2 酵素(天野製薬、リパーゼ「アマノ」CES)10g、(R,
S)−4−クロロ−3−ヒドロキシブタン酸エチル16.7g
(0.1mol)、およびトリブチリン33.3g(0.11mol)を三
口フラスコに入れ、35℃で12日間撹拌した。反応停止
後、濾過によって酵素を除き、濾液から減圧蒸留によっ
て(R)−4−クロロ−3−ヒドロキシブタン酸エチル
7g(〔α〕=+3.0゜(c1.02、CHCl3))を得た。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.一般式: (Xは、ハロゲン原子およびシアノ基から選ばれ、 Yは次式: (Z1,Z2,Z3,Z4,Z5は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ
    基、トリフルオロメチル基、アミノ基、アルキルアミノ
    基、アリールオキシ基、 および炭素数1〜20のアルキル基もしくはアルコキシ基
    の群から選ばれ、W1,W2,W3,W4,W5は、水素原子、ハロゲ
    ン原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、アミノ基、
    アルキルアミノ基、および炭素数1〜20のアルキル基も
    しくはアルコキシ基の群から選ばれる。)、ハロゲン原
    子、シアノ基、トリフルオロメチル基、アミノ基、アル
    キルアミノ基、アルキルオキシカルボニル基から選ば
    れ、Rは炭素数1〜20のアルキレン基であり、nは0ま
    たは1である。)で表される(R,S)−化合物に、シュ
    ードモナス(菌)由来のリパーゼの存在下、実質的に水
    分の存在しない条件下でエステルを接触させてエステル
    交換反応を行い、R−体に富む光学活性なα−ハロゲノ
    またはシアノアルコールとS−体に富むそれらの光学活
    性なエステル体に分割することを特徴とする生化学的手
    法による光学活性化合物の製造法。 2.エステルがトリグリセリドである特許請求の範囲第
    1項記載の製造法。
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