JP2813342B2 - Method for producing optically active 3-hydroxypyrrolidine derivative - Google Patents

Method for producing optically active 3-hydroxypyrrolidine derivative

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JP2813342B2
JP2813342B2 JP13110097A JP13110097A JP2813342B2 JP 2813342 B2 JP2813342 B2 JP 2813342B2 JP 13110097 A JP13110097 A JP 13110097A JP 13110097 A JP13110097 A JP 13110097A JP 2813342 B2 JP2813342 B2 JP 2813342B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、一般式[I] 【0002】 【化5】 【0003】(式中、Xは水素あるいは炭素数1〜17
の置換又は未置換アルキル基、アルケニル基を示す。)
で示される(R)および(S)−N−ベンジル−3−ア
シロキシピロリジン混合物を立体選択的に加水分解し
て、一般式[II] 【0004】 【化6】 【0005】で示される光学活性な(S)−N−ベンジ
ル−3−ヒドロキシピロリジンを生成させる立体選択的
エステラーゼ活性を有し、リゾップス属、フィコマイセ
ス属に属する微生物を、あるいは該微生物由来の立体選
択的エステラーゼ酵素を一般式[I]で示される(R)
および(S)−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジ
ン混合物に作用させ、光学活性な(S)−N−ベンジル
−3−ヒドロキシピロリジン[II]と、これと立体的に
対掌な一般式[I′] 【0006】 【化7】 【0007】(式中、Xは前記と同じ)で示される光学
活性な(R)−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジ
ンとに光学分割して、夫々の光学活性化合物を分離採取
することを特徴とする光学活性な(S)−N−ベンジル
−3−ヒドロキシピロリジン及びその対掌体の光学活性
な(R)−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジンの
製造法に関する。 【0008】本発明によって製造される光学活性な
(S)−N−ベンジル−3−ヒドロキシピロリジン及び
(R)−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジンは医
薬、農薬等の有用な合成中間体である。 【0009】 【従来の技術】光学活性(S)−N−ベンジル−3−ヒ
ドロキシピロリジンの製法に関しては、L−リンゴ酸を
原料として合成する方法(特開昭61−63652号公
報)が知られているが、一部ラセミ化するため、これを
更にD−マンデル酸にて光学分割を行ない光学純度を向
上させる必要がある。またN−ベンジル−3−ピロリン
を不斉還元剤として(+)−ジイソピイノカンフェイル
ボランを用いて還元する方法が知られている[ジャーナ
ル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティー(J.
Am. Chem. Soc.)、108、2049、1986]。
また、N位にベンジル基のない(S)−3−ヒドロキシ
ピロリジンについてはL−グルタミン酸から導く方法
(シンセティク・コミュニケーション、16、181
5、1986)があり、逆の(R)体についてはトラン
ス−4−ヒドロキシ−L−プロリンを脱炭酸して得る方
法(特開昭60−23328号公報)が知られており、
これらをベンジル化して合成することも可能である。し
かし、いずれの方法も工程が長かったり特殊な試剤を必
要とする等で経済的な工業的製法とは考え難い。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、医薬品等の
合成原料として有用な式[II]で示される光学活性な
(S)−N−ベンジル−3−ヒドロキシピロリジン及び
一般式[I′]で示される光学活性な(R)−N−ベン
ジル−3−アシロキシピロリジンを化学的に容易に合成
しうる(R)および(S)−N−ベンジル−3−アシロ
キシピロリジン混合物を微生物あるいは酵素により立体
選択的に加水分解することにより光学分割することで経
済的に生産することを目的としたものである。 【0011】 【課題を解決するための手段】先に本発明者らは、
(R)体と(S)体の等量混合物であるラセミ体の(R
S)−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジン[I]
は、これまでに報告されたことのない新規化合物である
が、このものは安価なDL−リンゴ酸等から容易に合成
しうる(RS)−N−ベンジル−3−ヒドロキシピロリ
ジンと脂肪酸ハライド等と反応させることで容易に合成
しうる事を見出し、特許出願した。次に本発明者らは、
この新規化合物である(R)および(S)−N−ベンジ
ル−3−アシロキシピロリジン混合物[I]を微生物あ
るいは酵素により不斉加水分解をして光学分割すること
を考え検討を行った。その結果、化合物[I]の(S)
体を立体選択的に加水分解し、光学活性な化合物[II]
を生成させうる微生物および酵素の存在を見出し、該反
応後、簡単な分離操作により光学活性な(S)−N−ベ
ンジル−3−ヒドロキシピロリジン[II]と立体的に対
掌な光学活性な(R)−N−ベンジル−3−アシロキシ
ピロリジン[I′]とを採取しうる事を見出した。また
光学活性な(R)−N−ベンジル−3−アシロキシピロ
リジン[I′]は、更にアルカリ加水分解あるいは
(R)体に立体特異的に作用する微生物や酵素あるいは
立体選択性のないリパーゼ等を用いて加水分解すること
により立体配置を保持した光学活性な(R)−N−ベン
ジル−3−ヒドロキシピロリジンとすることができ、い
ずれの立体特異性をもつ微生物あるいは酵素を用いても
(R)体と(S)体のN−ベンジル−3−ヒドロキシピ
ロリジン両対掌体を同時に得ることができる。 【0012】本製造法の発明により、従来法と比べ経済
的に光学活性なN−ベンジル−3−ヒドロキシピロリジ
ンおよび光学活性なN−ベンジル−3−アシロキシピロ
リジンの各々の両対掌体の生産が可能となった。 【0013】 【発明の実施の形態】本発明の基質として用いられる一
般式[I] 【0014】 【化8】 【0015】で表わされる(R)および(S)−N−ベ
ンジル−3−アシロキシピロリジンは、(R)体と
(S)体の等量混合物であるラセミ体でも、(R)体か
(S)体のいずれかがより多く含まれた混合物でも使用
しうる。また置換基Xとしては、水素あるいは炭素数1
〜17個の直鎖あるいは分岐アルキル基、アルケニル基
で無置換のもの、あるいはハロゲン等で置換されたもの
も用いることができる。例えば、メチル基、エチル基、
エチレン基、n−プロピル基、イソプロピル基、1−プ
ロピレン基、n−ブチル基、イソブチル基、1−ブチレ
ン基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル
基、n−オクチル基、n−ノナシル基、n−デシル基、
n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル
基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘ
キサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル
基等の直鎖あるいは分岐状の未置換アルキル基、アルケ
ニル基等、例えばクロロメチル基、ジクロロメチル基、
トリフロロメチル基、2−クロロエチル基、3−クロロ
プロピル基、4−クロロブチル基等のハロゲン置換され
た置換アルキル基などが挙げられる。 【0016】化合物[I]を立体選択的に加水分解し、
光学活性[II]を生成させる立体選択的エステラーゼ活
性を有する微生物あるいは酵素は、次の様なスクリーニ
ングを行なえば容易に見出すことができる。例えばその
具体的な一例として示すと、微生物の生育可能な栄養培
地10mlを大型試験管に入れ、被試験菌を植菌後、2
5〜35℃で1〜3日間振とう培養する。次に、この培
養液に(RS)−N−ベンジル−3−ブチリルオキシピ
ロリジンを2%(w/v)添加し、更に20〜35℃、
pHをNaOHでpH5〜7に調整しながら1〜3日間
反応させる。加水分解の進行は、反応液を硫酸でpH
2.0とし2倍量の酢酸エチルで生成する酪酸を抽出
し、これをガスクロマトグラフィー(充填剤、島津FA
L−M6%/シマライト、φ0.3×100cmカラ
ム、温度140℃)にて定量することで分析できる。各
反応液の経時変化をとり、添加基質に対して、生成する
酪酸が約2分の1当量生成したところで反応が極端に遅
くなる菌株を1次選択する。次に反応スケールを500
mlにかえ、前記と同様の培養及び加水分解を行ない、
終了後、ジクロロメタン500mlで4回抽出し、減圧
下で脱溶剤する。これをシリカゲルカラム(ワコーゲル
C−200、250g)に負荷し、ヘキサン/酢酸エチ
ル(10/2)で未反応のN−ベンジル−3−ブチリル
オキシピロリジンを溶出する。更に、酢酸エチルで生成
したN−ベンジル−3−ヒドロキシピロリジンを溶出す
る。各画分を濃縮すれば油状の光学活性N−ベンジル−
3−ブチリルオキシピロリジンと光学活性N−ベンジル
−3−ヒドロキシピロリジンが得られる。 【0017】そして、光学活性N−ベンジル−3−ブチ
リルオキシピロリジンはNaOHで加水分解すれば、光
学活性を損う事なく光学活性のN−ベンジル−3−ヒド
ロキシピロリジンとなり、これらを蒸留により精製し、
比旋光度を測定すれば、立体選択的エステラーゼ活性を
有する微生物か否か容易に判断できる。各種起源の酵素
のスクリーニングにおいても微生物培養液の代りに、酵
素0.5gを10mlの0.1Mリン酸緩衝液に溶解
し、同様な方法で行なう事ができる。この様にN−ベン
ジル−3−ブチリルオキシピロリジンを立体選択的に加
水分解しうる微生物あるいは酵素は前記の様な各種のN
−ベンジル−3−アシロキシピロリジンに対しても同様
な立体選択的加水分解活性を示す。 【0018】(R)および(S)−N−ベンジル−3−
アシロキシピロリジン混合物を立体選択的に加水分解
し、[II]と[I′]を与える立体選択的エステラーゼ
活性を有する微生物としてはリゾップス属、フィコマイ
セス属等に属する微生物があり、更に詳しくは、リゾッ
プス・ジャポニカス(Rhizopus japonicus)IFO 4
758、リゾップス・デレマー(Rhizopus delemer)I
FO 4697、フィコマイセス・ニテンス(Phycomyc
es nitens)IFO 5694、などが利用できる。 【0019】これらの微生物は培養液そのものを用いる
事ができるが、培養液あるいは菌体から酵素を抽出精製
して用いることもできる。また市販酵素を直接用いるこ
ともできる。例えば、リパーゼPN(フィコマイセス属
由来、和光純薬(株)製)、リパーゼ(リゾップス属由
来、生化学工業(株)製)、リパーゼ「サイケン」10
0(リゾップス属由来、大阪細菌研究所(株)製)、ニ
ューラーゼ(リゾップス属由来、天野製薬(株)製)な
どがこの目的に適している。 【0020】加水分解反応は、微生物培養液あるいは酵
素抽出物又は酵素の水溶液に基質[I]を0.5〜75
%(w/v)濃度の範囲で添加し、温度10〜55℃の
範囲で撹拌しながら行なう。酵素量は酵素活性に依存す
るが、通常[I]に対して等量から1000分の1の範
囲で行なう。反応のpHは5.0〜8.5の範囲で行な
うが、加水分解反応中にpHが変化する場合は適当な酸
やアルカリ水溶液で最適のpHに保持するのが望まし
い。 【0021】反応において微生物あるいは酵素を水不溶
性の担体等で固定化して、くり返し用いる事もできる。
微生物の固定化は、例えばアクリルアミドポリマー、ウ
レタンポリマー、エチレングリコール誘導体ポリマー、
カラギーナン、アルギン酸カルシウム等による方法が挙
げられる。また酵素の固定化にはアンバーライトXAD
−7、アンバーライトXAD−2、ダイヤイオンHP2
0、ダイヤイオンHP2MG、オクチル・セファロース
CL−4B等の合成吸着剤等による方法等が挙げられ
る。基質の[I]は水に対する溶解度は一般に低いが、
撹拌を充分すれば本反応にとって支障とならない。しか
し、反応をすみやかに進行させる目的でアセトン、エタ
ノール等の親水性溶媒や界面活性剤等を反応に支障を与
えない程度加えても良い。 【0022】反応の追跡は、加水分解によって生成する
有機酸をガスクロマトグラフィーで分析し、添加した
[II]の0.5当量の有機酸が生成した時点で反応を終
了させれば良い。 【0023】加水分解物[II]と残存する[I′]を分
離する方法としては、疎水性の有機溶剤、例えばヘキサ
ン、シクロヘキサン、石油エーテル、塩化メチレン、ク
ロロホルム、四塩化炭素等を用い、pH4.0〜8.5
の範囲に調整した反応液より、[I′]のみあるいは若
干[II]を含む[I′]を抽出分離し、必要あればシリ
カゲルクロマトグラフィー(ヘキサン−アセトン溶剤で
分離)にて[I′]と[II]を分離し、各々純粋なもの
を得ることができる。更に反応液中に残存する[II]は
反応液のpHをNaOH等で9〜14に調整した後、前
記の溶剤で抽出すれば完全に回収することができる。こ
こで注意すべき事は、[I′]はアルカリ条件で加水分
解を受けるため、最初からアルカリ性条件で[II]と
[I′]を抽出することは、[II]の光学純度低下をも
たらすため良くない点である。 【0024】[I′]と[II]との分離は、前記シリカ
ゲルクロマトグラフィーでも、他の無機吸着剤、例えば
フロリジル、アルミナ、ゼオライト等、あるいは合成吸
着剤、例えばアンバーライトXAD−7、アンバーライ
トXAD−2、ダイヤイオンHP20、ダイヤイオンH
P2MG、オクチル・セファロースCL−4B等を用い
て分離することもできる。炭素鎖の長い[I′]と[I
I]であれば蒸留によっても分離することができる。 【0025】光学活性な[I′]は、そのまま合成原料
として用いることもできるが、NaOH、KOH、Ca
(OH)2等のアルカリにより化学的に、あるいは立体
選択性の異なるエステラーゼや微生物を用いて加水分解
することで容易に光学活性を保持したまま[II]に導く
こともできる。 【0026】[II]および[I′]の光学純度の測定は
次の方法で行なう事ができる。[I′]は前記の方法で
加水分解後、[II]となし、[II]を塩化メチレン中、
等モルのp−トルエンスルホニルクロライドと反応させ
てトシル化後、これを高速液体クロマトグラフィー(H
PLC)(カラム:キラルセルOB(日本分光製)φ
0.46×25cm、溶出液 ヘキサン:イソプロパノ
ール(20:1)、流速1.5ml/min、検出22
1nm、保持時間(R)体:36.7分、(S)体 5
1.3分)により測定することができる。 【0027】 【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものでは
ない。 【0028】実施例1〜3 グルコース2%、イーストエキス0.5%、肉エキス
0.3%、ペプトン0.3%、オリーブ油1%(pH
7.0)の組成からなる栄養液体培地1500mlを3
リットル容ミニジャーに入れ、120℃、20分間殺菌
後、表1に示す微生物を植菌し、30℃、40時間通気
1vvm、撹拌500rpmで培養した。その後pHを
7.0に調整し、(RS)−N−ベンジル−3−ヘキサ
ノイルオキシピロリジン5gを添加し、30℃で48時
間反応させた。反応後、遠心分離して菌体を除去し、上
清を等量のヘキサンで3回抽出し、未反応のN−ベンジ
ル−3−ヘキサノイルオキシピロリジンを回収した。 【0029】次に抽出残液をNaOH溶液でpH13と
し、等量の塩化メチレンで3回抽出し、加水分解された
N−ベンジル−3−ヒドロキシピロリジンを得た。減圧
下脱溶剤の後、蒸留により無色透明のN−ベンジル−3
−ヒドロキシピロリジンを得、これをトシル化後、HP
LCによる光学純度を測定した結果表1に如くであっ
た。 【0030】 【表1】 【0031】実施例4〜7 100mlの0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)に
(RS)−N−ベンジル−3−ヘキサノイルオキシピロ
リジン10gを添加し、更に表2に示す市販酵素を添加
し、40℃、撹拌下22〜120時間反応を行った。反
応液を等量のヘキサンで3回抽出し、未反応のN−ベン
ジル−3−ヘキサノイルオキシピロリジンを回収した。
その後NaOH溶液でpHを13とし、等量の塩化メチ
レンで3回抽出し、加水分解されたN−ベンジル−3−
ヒドロキシピロリジンを抽出分離した。減圧下脱溶剤を
行ない、次に蒸留により精製して無色透明油状のN−ベ
ンジル−3−ヒドロキシピロリジンを得た。これをトシ
ル化後、HPLCにより光学純度を測定した結果を表2
に示す。 【0032】 【表2】【0033】 【発明の効果】本発明によれば、光学活性な(S)−N
−ベンジル−3−ヒドロキシピロリジンと光学活性な
(R)−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジンを経
済的に得ることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a compound of the general formula [I]: (Wherein X is hydrogen or carbon number 1-17)
Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group. )
The mixture of (R) and (S) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine represented by the formula is stereoselectively hydrolyzed to give a compound of the general formula [II]: [0005] It has a stereoselective esterase activity to generate optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine represented by Esterase enzyme represented by the general formula [I] (R)
And (S) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine to act on a mixture of optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine [II] and a general formula [S] I ′] embedded image (Wherein X is the same as above), and optically resolving it into (R) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine represented by the following formula. The present invention relates to a method for producing optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine and its enantiomer, optically active (R) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine. The optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine and (R) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine produced by the present invention are useful synthetic intermediates for pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like. is there. With respect to a method for producing optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine, there is known a method of synthesizing L-malic acid as a raw material (JP-A-61-63652). However, because of partial racemization, it is necessary to further perform optical resolution with D-mandelic acid to improve the optical purity. A method of reducing N-benzyl-3-pyrroline using (+)-diisopiinocamphylborane as an asymmetric reducing agent is also known [Journal of American Chemical Society (J.
Am. Chem. Soc.), 108 , 2049, 1986].
In addition, (S) -3-hydroxypyrrolidine having no benzyl group at the N-position is derived from L-glutamic acid (Synthetic Communication, 16 , 181).
5, 1986), and the method of obtaining the opposite (R) form by decarboxylation of trans-4-hydroxy-L-proline (JP-A-60-23328) is known.
These can also be synthesized by benzylation. However, any of these methods is difficult to consider as an economical industrial production method because the steps are long and a special reagent is required. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to an optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine represented by the formula [II] useful as a raw material for synthesis of pharmaceuticals and the like; I '] is a mixture of (R) and (S) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine which can easily synthesize optically active (R) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine. It is intended to produce economically by optical resolution by stereoselectively hydrolyzing with a microorganism or an enzyme. Means for Solving the Problems First, the present inventors have
Racemic (R) is an equal mixture of (R) and (S)
S) -N-Benzyl-3-acyloxypyrrolidine [I]
Is a novel compound which has not been reported before, but it can be easily synthesized from inexpensive DL-malic acid or the like, with (RS) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine and a fatty acid halide. They found that they can be easily synthesized by reacting, and applied for a patent. Next, the present inventors
This novel compound (R) and (S) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine mixture [I] was subjected to asymmetric hydrolysis using a microorganism or an enzyme to conduct optical resolution and study. As a result, (S) of compound [I]
Optically active compound [II]
After the reaction, a microorganism and an enzyme capable of producing the compound were found, and after the reaction, the optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine [II] and the optically active (S) were chiralized by a simple separation operation. It has been found that R) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine [I '] can be collected. Further, optically active (R) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine [I '] can be further used for microorganisms and enzymes which act on alkali hydrolysis or act stereospecifically on the (R) form, lipases having no stereoselectivity, and the like. Can be converted into an optically active (R) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine retaining the steric configuration by using a microorganism or enzyme having any stereospecificity. ) And (S) -form N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine enantiomers can be obtained at the same time. By the present invention, both enantiomers of optically active N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine and optically active N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine can be produced more economically than the conventional method. Became possible. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The general formula [I] used as a substrate of the present invention: The (R) and (S) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidines represented by the formula (I) can be either a racemic form, which is an equal mixture of the (R) form and the (S) form, or the (R) form. S) Mixtures with a higher content of any of the forms may also be used. As the substituent X, hydrogen or a group having 1 carbon atom
Unsubstituted ones with up to 17 linear or branched alkyl groups or alkenyl groups, or those substituted with halogen or the like can also be used. For example, a methyl group, an ethyl group,
Ethylene group, n-propyl group, isopropyl group, 1-propylene group, n-butyl group, isobutyl group, 1-butylene group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n -Nonacyl group, n-decyl group,
linear or branched unsubstituted alkyl such as n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group and n-octadecyl group Group, alkenyl group and the like, for example, chloromethyl group, dichloromethyl group,
Examples thereof include a halogen-substituted substituted alkyl group such as a trifluoromethyl group, a 2-chloroethyl group, a 3-chloropropyl group, and a 4-chlorobutyl group. Compound [I] is hydrolyzed stereoselectively,
Microorganisms or enzymes having stereoselective esterase activity that produces optical activity [II] can be easily found by performing the following screening. For example, as a specific example, 10 ml of a nutrient medium capable of growing microorganisms is placed in a large test tube, and the inoculated bacteria are inoculated.
Incubate with shaking at 5-35 ° C for 1-3 days. Next, 2% (w / v) of (RS) -N-benzyl-3-butyryloxypyrrolidine was added to this culture solution, and further added at 20 to 35 ° C.
The reaction is performed for 1 to 3 days while adjusting the pH to 5 to 7 with NaOH. The progress of the hydrolysis is determined by adjusting the pH of the reaction solution with sulfuric acid.
2.0, butyric acid produced was extracted with twice the amount of ethyl acetate, and extracted with gas chromatography (filler, Shimadzu FA
LM6% / Simalite, φ0.3 × 100 cm column, temperature 140 ° C.). The time-dependent change of each reaction solution is taken, and a strain whose reaction is extremely slowed when about 1/2 equivalent of butyric acid is generated with respect to the added substrate is primarily selected. Next, set the reaction scale to 500
ml and perform the same culture and hydrolysis as above,
After completion, the mixture is extracted four times with 500 ml of dichloromethane, and the solvent is removed under reduced pressure. This was loaded on a silica gel column (Wakogel C-200, 250 g), and unreacted N-benzyl-3-butyryloxypyrrolidine was eluted with hexane / ethyl acetate (10/2). Further, the N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine generated with ethyl acetate is eluted. By concentrating each fraction, an oily optically active N-benzyl-
3-butyryloxypyrrolidine and optically active N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine are obtained. When optically active N-benzyl-3-butyryloxypyrrolidine is hydrolyzed with NaOH, it becomes optically active N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine without impairing the optical activity, and these are purified by distillation. And
By measuring the specific rotation, it can be easily determined whether or not the microorganism has stereoselective esterase activity. In screening for enzymes of various origins, 0.5 g of the enzyme can be dissolved in 10 ml of 0.1 M phosphate buffer instead of the microorganism culture solution, and the screening can be performed in the same manner. Thus, microorganisms or enzymes capable of stereoselectively hydrolyzing N-benzyl-3-butyryloxypyrrolidine include various N-types as described above.
-Benzyl-3-acyloxypyrrolidine shows the same stereoselective hydrolysis activity. (R) and (S) -N-benzyl-3-
Microorganisms having a stereoselective esterase activity which stereoselectively hydrolyzes an acyloxypyrrolidine mixture to give [II] and [I '] include microorganisms belonging to the genus Rhizops, phycomyces and the like.・ Japonicas (Rhizopus japonicus) IFO 4
758, Rhizopus delemer I
FO 4697, Phycomyc nitens
es nitens) IFO 5694, and the like. These microorganisms can be used in the form of a culture solution itself, but can also be used by extracting and purifying enzymes from the culture solution or the cells. A commercially available enzyme can also be used directly. For example, lipase PN (derived from the genus Phycomyces, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), lipase (derived from the genus Rhizops, manufactured by Seikagaku Corporation), lipase “Saiken” 10
0 (derived from Rhizopus, manufactured by Osaka Bacterial Research Laboratories, Inc.), Neurase (derived from Rhizopus, manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) and the like are suitable for this purpose. In the hydrolysis reaction, the substrate [I] is added to a microorganism culture solution or an enzyme extract or an aqueous solution of the enzyme in an amount of 0.5 to 75%.
% (W / v) concentration, and the mixture is stirred at a temperature of 10 to 55 ° C. Although the amount of the enzyme depends on the enzyme activity, the amount is usually in the range of equivalent to 1/1000 of [I]. The pH of the reaction is in the range of 5.0 to 8.5, but when the pH changes during the hydrolysis reaction, it is desirable to maintain the pH at an optimum value with an appropriate acid or alkali aqueous solution. In the reaction, microorganisms or enzymes can be immobilized on a water-insoluble carrier or the like and used repeatedly.
Immobilization of microorganisms, for example, acrylamide polymer, urethane polymer, ethylene glycol derivative polymer,
Methods using carrageenan, calcium alginate and the like can be mentioned. Amberlite XAD is used for enzyme immobilization.
-7, Amberlite XAD-2, Diaion HP2
0, a method using a synthetic adsorbent such as Diaion HP2MG, Octyl Sepharose CL-4B, and the like. The solubility of the substrate [I] in water is generally low,
Sufficient stirring will not hinder the reaction. However, a hydrophilic solvent such as acetone or ethanol, a surfactant, or the like may be added to the extent that the reaction is not hindered for the purpose of promptly proceeding the reaction. The reaction can be traced by analyzing the organic acid generated by the hydrolysis by gas chromatography and terminating the reaction when 0.5 equivalent of the added [II] organic acid is generated. As a method for separating the hydrolyzate [II] and the remaining [I '], a hydrophobic organic solvent such as hexane, cyclohexane, petroleum ether, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride or the like can be used. 0.0 to 8.5
[I '] containing only [I'] or slightly [II] was extracted and separated from the reaction solution adjusted to the range described above, and if necessary, [I '] was purified by silica gel chromatography (separated with a hexane-acetone solvent). And [II] can be separated to obtain pure products. Further, [II] remaining in the reaction solution can be completely recovered by adjusting the pH of the reaction solution to 9 to 14 with NaOH or the like and then extracting with the above-mentioned solvent. It should be noted here that since [I '] undergoes hydrolysis under alkaline conditions, extracting [II] and [I'] under alkaline conditions from the beginning causes a reduction in the optical purity of [II]. This is a bad point. The separation of [I '] and [II] can be carried out by the above-mentioned silica gel chromatography by using other inorganic adsorbents such as florisil, alumina, zeolite or the like, or synthetic adsorbents such as Amberlite XAD-7, Amberlite. XAD-2, Diaion HP20, Diaion H
Separation can also be performed using P2MG, Octyl Sepharose CL-4B, or the like. [I '] and [I
If it is I], it can also be separated by distillation. The optically active [I '] can be used as a raw material for synthesis as it is, but NaOH, KOH, Ca
By hydrolyzing chemically with an alkali such as (OH) 2 or using an esterase or a microorganism having different stereoselectivity, it is possible to easily lead to [II] while maintaining the optical activity. The optical purity of [II] and [I '] can be measured by the following method. [I '] is hydrolyzed by the above-mentioned method to form [II], and [II] is converted into methylene chloride in
After tosylation by reaction with an equimolar amount of p-toluenesulfonyl chloride, this was subjected to high performance liquid chromatography (H
PLC) (column: chiral cell OB (manufactured by JASCO)
0.46 × 25 cm, eluent hexane: isopropanol (20: 1), flow rate 1.5 ml / min, detection 22
1 nm, retention time (R): 36.7 minutes, (S) 5
(1.3 minutes). EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to only these Examples. Examples 1-3 Glucose 2%, yeast extract 0.5%, meat extract 0.3%, peptone 0.3%, olive oil 1% (pH
7.0) of nutrient liquid medium having a composition of
After placing in a liter mini jar and sterilizing at 120 ° C. for 20 minutes, the microorganisms shown in Table 1 were inoculated, and cultured at 30 ° C. for 40 hours with aeration at 1 vvm and stirring at 500 rpm. Thereafter, the pH was adjusted to 7.0, 5 g of (RS) -N-benzyl-3-hexanoyloxypyrrolidine was added, and the mixture was reacted at 30 ° C for 48 hours. After the reaction, the cells were removed by centrifugation to remove the cells, and the supernatant was extracted three times with an equal volume of hexane to recover unreacted N-benzyl-3-hexanoyloxypyrrolidine. Next, the extraction residue was adjusted to pH 13 with a NaOH solution and extracted three times with an equal volume of methylene chloride to obtain hydrolyzed N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine. After removing the solvent under reduced pressure, colorless and transparent N-benzyl-3 was obtained by distillation.
-Hydroxypyrrolidine, which after tosylation,
The optical purity measured by LC was as shown in Table 1. [Table 1] Examples 4 to 7 10 g of (RS) -N-benzyl-3-hexanoyloxypyrrolidine was added to 100 ml of a 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0). The reaction was carried out at 40 ° C. under stirring for 22 to 120 hours. The reaction solution was extracted three times with an equal volume of hexane to recover unreacted N-benzyl-3-hexanoyloxypyrrolidine.
Thereafter, the pH was adjusted to 13 with a NaOH solution, and the mixture was extracted three times with an equal volume of methylene chloride to obtain hydrolyzed N-benzyl-3-.
Hydroxypyrrolidine was extracted and separated. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was purified by distillation to obtain N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine as a colorless transparent oil. After this was tosylated, the optical purity was measured by HPLC.
Shown in [Table 2] According to the present invention, optically active (S) -N
-Benzyl-3-hydroxypyrrolidine and optically active (R) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine can be obtained economically.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C12P 41/00 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C12P 41/00 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.一般式[I] 【化1】 [式中、Xは水素あるいは炭素数1〜17の置換又は未
置換アルキル基、アルケニル基を示す。]で示される
(R)および(S)−N−ベンジル−3−アシロキシピ
ロリジン混合物を立体選択的に加水分解して、一般式
[II] 【化2】 で示される光学活性な(S)−N−ベンジル−3−ヒド
ロキシピロリジンを生成させる立体選択的エステラーゼ
活性を有し、リゾップス属、フィコマイセス属に属する
微生物あるいは該微生物由来の立体選択的エステラーゼ
活性を有する酵素を一般式[I]で示される(R)およ
び(S)−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジン混
合物に作用させ、式[II] 【化3】で表わされる光学活性な(S)−N−ベンジル−3−ヒ
ドロキシピロリジンと、これと立体的に対掌な一般式
[I′] 【化4】 (式中、Xは前記と同じ)で示される光学活性な(R)
−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジンとに光学分
割し、夫々の光学活性化合物を分離採取することを特徴
とする光学活性な(S)−N−ベンジル−3−ヒドロキ
シピロリジン及び/またはその対掌体の光学活性(R)
−N−ベンジル−3−アシロキシピロリジンの製造法。 2.酵素がリパーゼである請求項1記載の製造法。 3.立体選択的エステラーゼ活性を有する微生物あるい
は酵素を水不溶性担体に固定化して用いる請求項1ない
し2のいずれかに記載の製造法。 4.一般式[I]で示される(R)および(S)−N−
ベンジル−3−アシロキシピロリジン混合物を微生物あ
るいは酵素により立体選択的に加水分解をして得られる
光学活性な(S)−N−ベンジル−3−ヒドロキシピロ
リジン[II]と光学活性な(R)−N−ベンジル−3−
アシロキシピロリジン[I′]との混合物から[II]と
[I′]とを分離採取する際に、無機吸着剤あるいは合
成吸着剤を担体とするカラムクロマトグラフィーにより
分離し、夫々を採取することを特徴とする請求項1ない
し3のいずれかに記載の製造法。 5.一般式[I]で示される(R)および(S)−N−
ベンジル−3−アシロキシピロリジン混合物を微生物あ
るいは酵素により立体選択的に加水分解をして得られる
光学活性な(S)−N−ベンジル−3−ヒドロキシピロ
リジン[II]と光学活性な(R)−N−ベンジル−3−
アシロキシピロリジン[I′]との混合物から[II]と
[I′]とを分離採取する際に、疎水性溶剤を用いて
[I′]を抽出して[II]と分離し、夫々を採取するこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の製
造法。
(57) [Claims] General formula [I] [In the formula, X represents hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group having 1 to 17 carbon atoms. ], A mixture of (R) and (S) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine represented by the general formula [II]: Has the stereoselective esterase activity for producing optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine represented by the formula: and has a stereoselective esterase activity derived from a microorganism belonging to the genus Rhizopus or Phycomyces or from the microorganism. The enzyme is allowed to act on a mixture of (R) and (S) -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine represented by the general formula [I] to give a compound of the formula [II] And an optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine represented by the general formula [I '] (Wherein X is the same as defined above).
Optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine and / or a pair thereof, wherein the optically active compound is optically resolved into -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine, and each optically active compound is separated and collected. Optical activity of palm body (R)
A method for producing -N-benzyl-3-acyloxypyrrolidine. 2. The method according to claim 1, wherein the enzyme is lipase. 3. 3. The method according to claim 1, wherein a microorganism or enzyme having stereoselective esterase activity is immobilized on a water-insoluble carrier. 4. (R) and (S) -N- represented by the general formula [I]
Optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine [II] and optically active (R)-obtained by stereoselectively hydrolyzing a mixture of benzyl-3-acyloxypyrrolidine with a microorganism or an enzyme. N-benzyl-3-
When separating and collecting [II] and [I '] from a mixture with acyloxypyrrolidine [I'], separate and collect each by column chromatography using an inorganic adsorbent or a synthetic adsorbent as a carrier. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein: 5. (R) and (S) -N- represented by the general formula [I]
Optically active (S) -N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine [II] and optically active (R)-obtained by stereoselectively hydrolyzing a mixture of benzyl-3-acyloxypyrrolidine with a microorganism or an enzyme. N-benzyl-3-
When [II] and [I '] are separated and collected from the mixture with acyloxypyrrolidine [I'], [I '] is extracted using a hydrophobic solvent and separated from [II]. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the sample is collected.
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