JP3999264B2 - Production method of cyclic ketone - Google Patents

Description

〔式中、場合によっては、点線によって示された位置の１つにおいて１つの二重結合を有し、かつこの場合、ｍは、０〜３の整数を表し、ｎは、０〜１０の整数を表し；符号Ｒのそれぞれは、同一かまたは異なっていてもよく、水素原子を表すかまたは飽和または不飽和で線状または分枝鎖状の、炭素原子１〜６個を有するアルキル基を表し；かつ置換基のそれぞれは、環の任意の位置に位置することができる〕で示される環式ケトンの製造法に関するものであり；この場合、この方法は、式：

〔式中、点線および符号Ｒおよびｍは、式（Ｉ）で表された意味を有し、ｐ≧ｎ＋２であり、かつｎが偶数である場合には偶数の整数であり、ｎが奇数である場合には奇数であるよう定義されている〕で示される１個または複数の環式カルボキシル誘導体を含有している基質を、前記の誘導体の脂肪酸鎖をβ−酸化することができる微生物の培養物に添加して、所望のケトンの少なくとも１つを形成させ、次にこれを、反応媒体から抽出することによって特徴付けられる。
従来の技術
脂肪酸から誘導された基質のβ−酸化を含んでいる微生物学的方法は、従来技術で公知である。例えば米国５１６８０５４号明細書により、リノレン酸、リノール酸およびオレイン酸から出発するラクトンの製造のための前記のタイプの方法が開示されている。しかしながら、出願人らが知る限り、この種の方法は、現在使用されているような環式カルボキシル誘導体に、決して適用されていなかった。
発明の詳細な説明
現在、出願人らは、本発明による方法が、工業的に適用可能な条件および極めて有利な収率で、シクロペンテノン誘導体およびシクロペンタノン誘導体の多くの種類を製造することができるようにすることを見出した。本発明の方法は、実際に、使用することができる基質の性質および徴生物の種類の双方に関して、極めて広く適用される。同等の成功をおさめて、脂肪酸鎖が、ケトン基に関して、環のα−位またはβ−位に位置している基質を使用することができることおよび更に、前記の環が、互いに同一であるかまたは異なる他の置換基Ｒ基を有していることができることは、確立されている。従って、本発明の好ましくかつ特に有利な実施態様によれば、式：

〔式中、点線は、単結合または二重結合を表し、ｐ≧ｎ＋２であり、かつ奇数である〕で示される基質が使用される。従って、この好ましい実施態様によれば、式：

〔式中、ｎは奇数の整数である〕で示される化合物を得ることができ、この化合物は、芳香性分子の合成のために有用なシクロペンタノン誘導体を包含している。例えば３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタン酢酸またはまたはジャスモン酸は、ジャスモン酸メチルの前駆物質であり、ジャスミン・エッセンシャル・オイルの香料および天然成分中で大いに評価されている化合物である。
同様に、３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタン酢酸またはジヒドロジャスモン酸は、Hedione（登録商標）（３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタン酢酸メチル；出所：Firmenich SA、Geneva、Switzerland）の前駆物質であり、そのフローラル、ジャスミン様の香気および匂い効果を発するのに極めて重要な香気付与成分である。
香料における前記化合物の有用性に加えて、前記の酸およびそのメチルエステルもまた、フレーバー産業にとって、食用製品の製造において有用であり、従って、徴生物学的経路を介して該北合物を製造できるようにする生物有機化学的方法の真の需要が存在する。
その上更に、植物のいくつかの種類が前記北合物を生産することができることおよび特にジャスモン酸およびジャスモン酸メチルがこの種の植物の代謝における重要な役割、即ち、成長調整剤としての役割を果たしているということも知られている。このことは、相応する植物組織中に存在する酵素の働きによって生じる前記植物の生合成を研究するように幾人かの研究者の関心を促した（例えば、B.A.Vick他、Plant Physiol．、1984年、第75巻、第458〜61頁を見よ）。しかしながら、この種の植物組織からの上記の化合物の単離は、大規模には、経済的に実行可能な合成ではない。
ところで、本発明による方法は、まさに、前記北合物の生物有機化学的合成の問題に対する１つの新規の解決をもたらすものである。本発明の方法によれば、、式（Ｉ）および（Ｉａ）の化合物は、これまでは、どの有機体も、式（ＩＩ）の基質、更に詳細には式（ＩＩａ）の基質を代謝させる該有機体の能力については知られていなかったが、ジャスモン酸およびジヒドロジャスモン酸を得ることができるようにする多種多様の微生物を用いて卓越した収率で製造することができる。従って、本願明細書により特許の保護を請求されたような方法が、フレグランスおよび食品産業において大きな価値を有する成分の合成のために特に有用であることが判明するシクロペンテノン誘導体およびシクロペンタノン誘導体の製造のための新規かつ一般的経路を開くことができたことは、予測することができるものではなかった。
更に、本発明の詳細な実施態様が、化合物（Ｉａ）の特定の異性体の形成に有利である得ることが観察された。実際、これらの構造の結果として、前記北合物は、立体配置のそれぞれが２個のエナンチオマーを有している、環式のシスまたはトランス立体配置の２つの立体異性体の形を仮定することができる。
ジャスモン酸およびジヒドロジャスモン酸の生産は、本発明の主たる目的の１つであるけれども、しかしながら、それでもやはり、本願明細書が開示する方法は、はるかに一般的な出願であり、かつ多種多様のシクロペンテンノン誘導体およびシクロペンタノン誘導体を製造できるようにする場合であることは、注目されなければならない。
例えば、本発明のもう１つの実施態様によれば、基質として、式：

〔式中、ｐは、式（ＩＩ）で表された意味を有する〕で示される化合物が、２−オキソ−１−シクロペンタン酢酸およびそのより高度な同族体を得るために使用される。
実際には、上記の方法により形質転換することができる基質の性質への制限はないように思われる。従って、上記のものよりも一層長い脂肪酸側鎖を有している基質を使用することもでき、この種の鎖は、場合によっては不飽和であってもよく、更に、低級アルキル基、即ちメチル基およびエチル墓を置換基として有していてもよい。基質が極めて長い脂肪酸鎖を有している場合、本発明の方法は、一連の反応で形成され、次に、ｎが０または１である相応する比合物（Ｉ）の形成まで、該脂肪酸鎖を低級同族体に変換することができるいくつかの低級同族体に該脂肪酸鎖を変換することができるようにすることは、注目されなければならない。この方法の場合、酸化生成物は、反応時間および連続したβ−酸化の動力学的性質に応じて、反応シーケンスからの1つまたはいくつかのこの種の代謝物から形成することができる。望ましい場合には、反応混合物が媒体から抽出されたら、直ちに、この混合物の種々の成分を、常法により、例えばクロマトグラフィーまたは蒸留によって分離することができる。また、得られることが望まれている生成物の性質によれば、徴生物は、本質的に、反応シーケンスの最終生成物だけを捕集するために、全ての中間代謝物が直ちに変換されるまで作用させられる。
こうして、例えば、３−（オキソ−２−［２−ペンテニル］−１−シクロペンタンオクタン酸塩、一定の植物の天然成分から出発するかまたは更にその低級同族体の１つから出発して、本質的にジャスモン酸または２−（２−ペンテニル）−３−オキソ−１−シクロペンタン酢酸を得ることができる。この種の変換は、更に続けて記載された実施例中に、詳細に記載されている。
本発明により、基質（ＩＩ）のβ−酸化を実施するために使用することができる徴生物の中で、サッカロミセス（Saccharomyces）またはロードコッカス（Rhodococcus）属のものは、即ち、ジャスモン酸およびジヒドロジャスモン酸の製造のために、特に有利であることが判明した。
本発明により使用される有利な徴生物としては、更に、ロードコッカス ロードコルス（Rhodococcus rhodochorus）、ロードコッカス エリトロポリス（Rhodococcus erytropolis）、ロードコッカス属（Rhodococcus sp.）、ノカルジア カルカレア（Nocardia calcarea）、アルスロバクター ペトロレオファーガス（Arthrobacter petroleophagus）、アルスロバクター アルトロシアヌス（Arthrobacter artrocyanus）、アルスロバクター ウレアファシエンス（Arthrobacter ureafaciens）、アスペルギルス ニゲル（Aspergillus niger）、サッカロミセス セリビサエ（Saccharomyces cerivisae）、マイコバクテリウム フレイ（Mycobacterium phlei）、ストレプトマイセス ビリドスポルス（Streptomyces viridosporus>、ストレプトマイセス ローズクロモゲヌス（Streptomyces rosechromogenus）、ストレプトマイセス バシリアリス（Streptomyces bacilliaris）、シリンドロカルポン カンジズム（Cylindrocarpon candidum）、エシェリキア コリ（Escherichia coli）、ハンゼヌラ ポリモルファ（Hansenula polymorpha）、シュードモナス属（Pseudolllonas Sp.）、セレイシア マルセッセンス（Serratia marcesens）およびアスペルギルス オリザエ（Aspergillus oryzae）からなる群から選択されたものを挙げることができる。この種の徴生物は、国際的に認められた寄託当局から入手することができる。サッカロミセスの詳細な場合には、該サッカロミセスは、しばしば、ビール、ワインまたは製パン工業に由来する局地的に培養された菌株を提供する専門会社から買い求めることができる。全てのこれらの種は、本発明による方法にとって全く好都合である。前記徴生物の培養物は、従来の方法で得られる。該微生物の事前の成長は、現行の栄養培地中で、かつ従来の条件下で、静止状態でかまたは撹拌しながら実施される。この後、細胞は、培地から、例えば遠心分離によって単離され、上記の基質を含有する水性媒体中に、一般に、任意の他の栄養源または代謝源が全くなく、有利に２０〜３５℃の温度で、変動可能であるが、しかし相対的に短い期間で、典型的には２４〜７２時間で、典型的には好気性の条件下で懸濁される。この反応の間、媒体のpHは、有利に５〜１０に維持される。
本発明の１つの詳細な実施態様によれば、微生物培養物に基質を添加する前に、一定期間の培養物の通気による調製の第一の工程が設けられており、この場合、この工程は、好気性の条件下でかつ撹拌しながら、１４〜３０℃の温度で、式（ＩＩ）の基質の添加の前に、内性または外性の起源の任意の栄養源が完全に消費されることを保証するのに十分な時間量で前記培養物を水中に懸濁させることからなる。この種の調製工程は、例えばサッカロミセスの場合に典型的であるように、微生物培養物が、その成長条件の結果として、残りの栄養源、即ち、炭水北物源を有する場合には、特に適している。
次に、この基質は、微生物培養物に添加され、こうして製造され、この場合、添加は、有利に、任意の他の栄養源の不存在下で、上記の条件下で実施される。次に、この細胞は、遠心分離または限外濾過によって反応媒体から分離され、こうして得られた水溶液は、酸性にされ、かつ適当な溶剤、例えばジエチルエーテルを用いて繰り返し抽出される。次に、合わせた有機相は、常法により処理され、かつ望ましい場合には、該有機層の成分（Ｉ）がクロマトグラフィーによって分離される。
次に、こうして得られた酸は、化学的手段または酵素的手段によって、相応するエステルを形成させるためにエステル化することができることは、注目されなければならない。
式（ＩＩ）の基質は、工業用の起源の化合物であるかまたは工業用の製品から容易に調製することができる。例えば、シクロペンタノンから誘導された基質は、常法によれば、シクロペント−２−エン−１−オンまたはその誘導体への付加反応によって、以下の一般的反応式

により調製することができ、この場合、脂肪酸鎖は、該脂肪酸鎖を導入しようとする環の位置および付加反応の条件に応じて、求電子性または求核性の基として作用する墓の形で導入される。例えば、飽和した環を有する式（ＩＩａ）の基質は、以下の反応式：

により調製することができる。
前記反応式中、点線およびｐは、式（ＩＩａ）で表された意味を有する。この出発シクロペンテノンは、公知の化合物（例えば、欧州特許第１１０１４２号明細書を見よ）であり、かつ臭素化試薬は、以下に記載されているように市販のジオールから出発して従来の方法により得ることができる。
環内二重結合を有する式（ＩＩ）の墓質に関しては、例えばP.A.Grieco他によって、J.Org.Chem.1989年、54、6008〜6010中で記載されているのと同様の方法で、以下に記載されているようにして得ることができる：

前記の従来の反応の条件は、更に続けて記載された実施例中に、詳細に記載されている。
明らかに、式（ＩＩ）の基質は、シス配置およびトランス配置のラセミ酸塩としての、シス配置およびトランス配置の立体異性体のラセミ体混合物の形で使用することができかまたは更に、純粋な状態で４つ可能なジアステレオマーの任意の１つの形で使用することができる。一定の微生物は、シス異性体およびトランス異性体の混合物を含有するラセミ体の基質と接触させられた場合、特にキラルの最終生成物の形成に有利であったことが観察された。この種の形質転換の詳細は、以下の実施例中に記載されている。
本発明の方法は、以下の実施例の方法によって更に詳細に説明され、この場合、温度は摂氏で表され、略符号は、従来技術で常用の意味を有する。表中、得られた生成物の記載された量は、内部標準と比較し、かつクロマトグラフィー分析によって測定されたものとして、パーセンテージで表される。
本発明の実施態様
例 １
一般的方法 Ｉ
Medimix（登録商標）型のタービン、ｐＨ測定セル、空気の入口、コンデンサーおよび試料出口を備えた５口フラスコ（２００ｍｌ）を、微生物培養物（生生物量１０ｇ）および脱塩水５０ｍｌで充填した。この細胞懸濁液を、曝気し（１ｖ／ｖ／ｍ）、かつ３０℃で一晩撹件した（１０００ｐｐｍ）。次に、この懸濁液のｐＨを５．５に調節し、かつ使用すべき墓質の溶液、この場合には、水（１０ｍｌ）中の３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタンオクタン酸（１００ｍｇ、０．３４ミリモル、２ｇ／ｌ；更に続く調製を見よ）を、該懸濁液に添加した。
この反応の後に、規則的な間隔で混合物をアリコートにした（１ｍｌ）。この試料を、エッペンドルフ型（Eppendorf type）のプラスチック管の中で、２分間遠心分離して細胞を沈殿させた。次に、上清の透明な溶液の１つのアリコート（０．４５ｍｌ）をＨＣｌ５Ｍ（０．０５〜０．１ｍｌ）を用いて酸性にし、かつジエチルエーテルを用いて抽出した（２回、同じ容量）。有機抽出物を合わせ、窒素下に乾燥させ、かつジアゾメタンを用いて処理して、反応生成物中に含有された酸のメチルエステルを形成させた。次に、エステルのこの混合物を、ガスクロマトグラフィーによって分析した。２４時間の反応後に、この反応混合物を遠心分離して（２０分間、１００００ｒｐｍ）、細胞を沈殿させ、かつ上清液を傾瀉した。細胞を洗浄するために、この細胞を、再度、水５０ｍｌ中に懸濁させ、かつ３０分間撹拌した。再遠心分離後に、第二の上清液が得られ、これを、第一の上清液と合わせ、そのｐＨを、ＮａＯＨ（１０％）を用いて１２に調節した。結果として生じた溶液をジエチルエーテルを用いて抽出して（３回、同じ容量）、中性の画分を分離した。
次に、ｐＨ値をＨＣｌ（５Ｍ）を用いて２に調節し、かつ酸性画分を抽出によって捕集した。合わせた有機抽出物を、Ｎａ₂ＳＯ₄により乾燥させ、かつ溶剤を真空下でストリップした。次に１つのアリコートを、ジアゾメタンを用いてメチレート化し、かつこうして得られた生成物をガスクロマトグラフィーによって分析した［SPB ５型カラム、長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、１０℃／分で５０℃（０′）〜２３０℃（５′）；試料を、内部標準としてのミリスチン酸メチル１ｇ／ｌを含有するジイソプロピルエーテル０．１ｍｌ中に溶解した−滞留時間１３．９１分］。
サッカロミセス セリビサエ（出所：Hefe，Schweiz, AG、9507 Stettfurt，スイス）を用いて、試験を、５倍大きなシャーレで実施した際、以下の化合物を単離し、かつ同定した［ＧＣＭＳ：Ｍ／Ｚ（内部標準に対する％）］。
１． ３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタン酢酸メチル
トランス異性体：滞留時間 − １３．１８分
ＧＣ−ＭＳ：226(3)［Ｍ⁺］、195(2)［Ｍ−ＯＣＨ₃ ⁺］、156(35)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₁₁＋Ｈ⁺］、153(31)［Ｍ−ＣＨ₂−ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、109(5)、96(10)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆＋Ｈ⁺］、82(24)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ⁺］、55(13)
シス異性体：滞留時間 − １３．４６分
ＧＣ−ＭＳ：226(5)［Ｍ⁺］、156(25)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₁₁＋Ｈ⁺］、153(29)［Ｍ−ＣＨ₂ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、109(5)、103(15)、96(11)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆＋Ｈ⁺］、82(24)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ⁺］、55(19)
２． ３−オキソ−２−ペンチル−１−１シクロペンタンブタン酸メチル
トランス異性体：滞留時間 − １５．５３分
ＧＣ−ＭＳ：254(1)［Ｍ⁺］、184(13)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₁₁＋Ｈ⁺］、153(29)［Ｍ−（ＣＨ₂）₃ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、109(4)、97(5)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、82(30)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ⁺］、55(10)
シス異性体：滞留時間 − １５．７２分
ＧＣ−ＭＳ：254(1)［Ｍ⁺］、184(13)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₁₁＋Ｈ⁺］、153(29)［Ｍ−（ＣＨ₂）₃ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、109(4)、97(5)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、82(29)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ⁺］、55(10)
３． ３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタンヘキサン酸メチル
トランス異性体：滞留時間 − １７．４２分
ＧＣ−ＭＳ：282(1)［Ｍ⁺］、251(4)［Ｍ−ＯＣＨ₃ ⁺］、212(13)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₁₁＋Ｈ⁺］、153(18)［Ｍ−（ＣＨ₂）₅ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、130(29)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、82(8)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ⁺］、55(11)
シス異性体：滞留時間−１７．６５分
４． ３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタンオクタン酸メチル
トランス異性体：滞留時間 − １９．３５分
ＧＣ−ＭＳ：310(1)［Ｍ⁺］、279(2)［Ｍ−ＯＣＨ₃ ⁺］、240(11)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₁₁＋Ｈ⁺］、153(31)［Ｍ−（ＣＨ₂）₇ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、82(38)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ⁺］、55(10)
出発生成物の製造
上記の反応における出発生成物、即ち、３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタンオクタン酸を以下のようにして製造した。
トルエン（２３５ｍｌ）およびＴＨＦ（テトラヒドロフラン、１５ｍｌ）中の１，８−オクタンジオール（１５ｇ、０．１モル）の溶液を、トルエン（５０ｍｌ）中のＮａＨスラリー（油性分散液６５〜７０％、５．３ｇ、０．１５モル）に滴加し、撹拌しながら、Ｎ₂下に室温で保持した。この混合物を６０時間加熱して還流させ、次に、塩化ベンジル（３３ｇ、０．２６モル）を添加し、かつこの混合物を還流下に更に６０時間保持した。冷却した反応混合物を、冷たい飽和水性ＮＨ₄Ｃｌに注ぎ込み、かつエーテルを用いて抽出した。合わせた有機相を、水性飽和ＮａＣｌで洗浄し、無水Ｎａ₂ＳＯ₄により乾燥させ、かつ真空下に濃縮して、パールイエローの油状物（２４．５ｇ）を生じた。溶離剤としてのシクロヘキサン／酢酸エチル４：１を用いるシリカ・カラム（３５０ｇ）によるクロマトグラフィー処理後に、真空下でのバルブ・ツー・バルブ蒸留を続け、パールイエローの油状物の形（１１．９ｇ、収率４９％）で純粋な８−ベンジルオキシオクタン−１−オールを得た。
沸点：２００〜２２０℃（浴）／４Ｐａ
Ｒｆ（シクロヘキサン／酢酸エチル７：３）０．３６
ＩＲ（ＣＤＣｌ₃）：3450（幅広）、3010、2934、2858、1454、1095cm^-1
ＮＭＲ（¹Ｈ，360ＭＨｚ，Ｄ₂Ｏ）：1.25〜1.45(8H);1.45〜1.70(4H);3.46(t,J＝7Hz,2H);3.60(t,J＝7Hz,2H);4,50(s,2H);7.23〜7.38(5H)δppm
ＮＭＲ（¹³Ｃ）：138.6(s);128.3(d);127.6(d);127.5(d);72.9(t);70.5(t);62.9(t);32.7(t);29.7(t);29.4(2t);28.1(t);25.7(t)δppm
ＭＳ：236(2，Ｍ⁺)、107(59)、91(100)
ＣＨ₂Ｃｌ₂（１００ｍｌ）中の前記化合物（１１．６ｇ、０．０４９モル）およぴピリジン（９．８ｇ、０．１２モル）の撹拌溶液に、室温（r.t.）およぴＮ₂下に、塩化トシル（１２．８ｇ、０．０６７モル）を少量ずつ添加した。室温で２０時問後に、この混合物を、５％のＨＣｌ水溶液に注ぎ込み、冷却し、かつ抽出した（ＣＨ₂Ｃｌ₂）。有機相を飽和Ｎａ₂ＨＣＯ₃水溶液およびブラインで洗浄し、無水Ｎａ₂ＳＯ₄により乾燥させ、かつ濃縮した。部分的結晶の残留油状物（１９．２ｇ；上記のベンジルオキシオクタノールの粗製トシレート）を、アセトン（４００ｍｌ）中に取り、かつこれにＬｉＢｒ（１０．９ｇ、０．１２６モル）を添加した。次に、この撹拌混合物を、９０分間還流させ、室温に冷却し、かつ濾過した。この濾液を濃縮し、かつエーテル（１５０ｍｌ）中に溶解した。次に、この有機相をＨ₂Ｏおよぴ飽和ＮａＣｌ水溶液で連続的に洗浄し、かつ無水Ｎａ₂ＳＯ₄により乾燥させた。真空下での濃縮（８０℃／８Ｐａ）により、パールイエローの油状物の形で、１−ベンジルオキシ−８
−ブロモオクタン（１２．４ｇ；収率８４％）が得られた。
ＩＲ（ＣＨＣｌ₃）：3011、2934、2858、1454、1364、1098cm^-1
ＮＭＲ（¹Ｈ，360ＭＨｚ）：1.25〜1.50(8H);1.60(m,2H);1.83(m,2H);3.39(t,J＝7Hz,2H);3.46(t,J＝7Hz,2H);4.50(s,2H);7.22〜7.37(5H)δppm
ＮＭＲ（¹³Ｃ）：138.7(s);128.3(d);127.6(d);127.5(d);72.9(t);70.4(t);33.9(t);32.8(t);29.7(t);29.3(2t);28.7(t);28.1(t);26.1(t)δppm
ＭＳ：298(11,Ｍ⁺)、207(52)、188(17)、147(16)、109(22)、9(100)
エーテル（３６ｍｌ）中のこのブロモオクタン（１１ｇ、０．０３７モル）の溶液を、エーテル（４ｍｌ）中のＭｇ削り屑（０．９１ｇ、０．０３７モル）の撹拌スラリーに、室温およびＮ₂下に滴加した。結果として生じたグリニャール試薬を、加熱して３０分間還流させ、次に冷却し、撹拌しながら、かつ−４４℃で、エーテル（３０ｍｌ）中のＣｕＢｒ．（ＣＨ₃）₂Ｓ（３．２ｇ、０．０１５モル）のスラリーに滴加した。３分後に、エーテル（１５ｍｌ）中の２−ペンチルシクロペント−２−エン−１−オン（４．７ｇ、０．０２８モル；例えば、欧州特許第１１０１４２号明細書を見よ）の溶液を、３０分で、−４４℃で滴加した。４０℃で更に１５分後に、この混合物を、１時間で０℃に到達させ、次に冷たいＮＨ₄Ｃｌ水溶液の上に注ぎ込んだ。エーテルを用いる抽出により、有機相が得られ、この有機相を、Ｈ₂Ｏおよび飽和ＮａＣｌ水溶液で連続的に洗浄し、かつ無水Ｎａ₂ＳＯ₄により乾燥させた。真空下での濃縮により、部分的結晶の緑色の油状物（１２．７ｇ）が得られ、この油状物を、クロマトグラフィー［ＳｉＯ₂（２８０ｇ）；溶離剤：シクロヘキサン／酢酸エチル（１９：１）］によって精製して、パールイエローの油状物（３．１ｇ；収量３０％）の形での３−（８′−ベンジルオキシオクト−１′−イル）−２−ペンチルシクロペンタン−１−オン（１２：１トランス／シス混合物）が得られ、この油状物を１００℃／７．９Ｐａで乾燥させた。
Ｒｆ（シクロヘキサン／酢酸エチル９：１）０．４３
ＩＲ（ＣＨＣｌ₃）：3011、2930、2857、1732、1455、1098cm^-1
ＮＭＲ（¹Ｈ,360ＭＨｚ）：0.88(t,J＝7Hz,3H);1.20〜2.40(28H)、3.47(t,J＝7Hz,2H);4.50(s,2H);7.23〜7.37(5H)δppm
ＮＭＲ（¹³Ｃ）：221.5(s);138.7(s);128.3(d);127.6(d);127.5(d);72.9(t);70.5(t);55.1(d);41.6(d);37.9(t);34.8(t);32.2(t);29.8(t);29.6(t);29.5(t);28.1(t);27.1(t);26.6(t);26.2(t);22.5(t);14.1(q)δppm
ＭＳ：372(6,Ｍ⁺)、243(6)、196(8)、173(14)、153(35)、91(100)、83(92)
１０％のＰｄ−Ｃ（０．２４ｇ）を含有するエタノール（３０ｍｌ）中のシクロペンタノン（３ｇ、８．０５ミリモル；トランス／シス１２：１）の前記溶液を、室温で４時間水素北分解した。濾過（Hyflo（登録商標））、真空下での濃縮およびバルプ・ツー・バルブ蒸留後に、３−（８′−ヒドロキシ−１′−オクチル）−２−ペンチルシクロペンタン−１−オンが、パールイエローの油状物（２．１ｇ；収率９２％）の形（１２：１トランス／シス混合物）で得られた。
沸点：２３０〜２４０℃（浴）／５．３Ｐａ
ＩＲ（ＣＨＣｌ₃）：3437（幅広）、2930、2857、1732、1456、1160、1051cm^-1
ＮＭＲ（¹Ｈ，360ＭＨｚ，Ｄ₂Ｏ）：0.88(t,3H);1.20〜2.00(24H);2.00〜2.36(4H);3.65(t,J=7Hz,2H)δppm
ＮＭＲ（¹³Ｃ）：221.6(s);63.0(t);53.1(d);41.6(d);37.9(t);34.8(t);32.8(t);32.2(t);29.8(t);29.6(t);29.4(t);28.1(t);25.7(t);26.6(t);25.8(t);22.5(t);14.1(q)δppm
ＭＳ：282(0,Ｍ⁺)、212(4)、153(17)、83(100)
ジョーンズ試薬（Ｈ₂ＣｒＯ₄／Ｈ₂ＳＯ₄水溶液；２．５Ｍの溶液７．２ｍｌ）を、２０℃、Ｎ₂下でアセトン（４０ｍｌ）中の前記シクロペンタノン（２ｇ、７１ミリモル；トランス／シス１２：１）の撹拌溶液に滴加した。２２〜２４℃で更に４０分後に、この混合物を水の中に注ぎ込み、かつエーテルを用いて抽出した。有機相を、Ｈ₂Ｏ、１０％のＮａＣｌ水溶液およぴ飽和ＮＨ₄Ｃｌ水溶液で連続的に洗浄し、無水Ｎａ₂ＳＯ₄により乾燥させ、かつ真空下で濃縮した。結果として生じた黄色の油状物（２．１ｇ）を、クロマトグラフィー［ＳｉＯ₂（１００ｇ）；溶離剤：シクロヘキサン／酢酸エチル（１：１．５）］によって精製して、粘性のパールイエローの油状物（１．９ｇ；種率９０％）としての所望の３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタンオクタン酸（トランス／シス１２：１）が得られた。
ＩＲ（ＣＨＣｌ₃）：3050（幅広）、2931、2858、1732、1710、1460、1160cm^-1
ＮＭＲ（¹Ｈ，360ＭＨｚ，Ｄ₂Ｏ）：0.89(t,J＝7Hz,3H);1.20〜2.35(28H);2.37(t,J＝7Hz,2H)δppm
ＮＭＲ（¹³Ｃ）：221.8(s);179.6(s);55.1(d);41.6(d);37.9(t);34.8(t);34.0(t);32.2(t);29.6(t);29.2(t);29.0(t);28.1(t);27.1(t);26.6(t);24.7(t);22.5(t);14.1(q)δppm
ＭＳ：297(2,Ｍ⁺)、279(3)、226(9)、153(17)、83(100)
例 ２
出願人らは、例１中で記載され一般的方法Ｉにより、以下の表中に記載されている種々異なる微生物を用いて行った。この表の中では、化合物は、例１中の微生物ものであると見なされた番号によって示されている。これらの結果は、反応、即ち、相応する微生物の活性の２４時間後に得られた生成物に関するものである。化合物１の中の収率は、相応する出発酸（１００ｍｇ）の量に対して、化合物４に比較して、モル％で表している。

この表は、全ての微生物が、３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタンオクタン酸、３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタンヘキサン酸および３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタンブタン酸のβ酸化をすることができたことを示している。最終酸中、即ち、３−オキソ−２−ペンチル−１−シクロペンタン酢酸中での収率、従って相応する化合物１の収率は、勿論、反応を２４時間を上回って延長することによって明らかに改善することができる。その上更に、記載された抽出手段は、所望の生成物中での損失を最少にするために改善することもできる。
例 ３
−般的方法 ＩＩ
使用すべき微生物を、３日間、澱粉を含有する培地の上で予め成長させた。３日目の終わりに、全ての澱粉が消費された。
細胞を、遠心分離によって捕集し、結果として生じた生物量の一部分（２ｇ）並びに脱塩水８ｍｌを、使用すべき基質、この場合には、（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタンオクタン酸（２０ｍｇ、２ｇ／１；製造については以下を見よ）を含有するエーレンマイヤー（Erlenmeyer）型フラスコ（５０ｍｌ）中に入れた。この小瓶を、コットンウールの栓で封をし、３０℃および毎分１４０回転で２４時間オービタル・シェーカー（orbital shaker）の上に置いた。
次に、この細胞を室温で１５分間の遠心分離（毎分１００００回転によって回転処理した（spun down）。ピペットを用いて上清を除去した後に、この細胞を、脱塩水（１０ｍｌ）中で再度回転処理し、次に上記のように再度遠心分離した。結果として生じた上清を、上記のようにして得られた第一の上清と合わせ、かつ合わせた容量を、脱イオン水を用いて２５ｍｌに調節した。次に、この溶液をＨ₂ＳＯ₄（１０％）を用いてｐＨ２にし、次にジエチルエーテルを用いて抽出した（１×５０ｍｌおよび１×２５ｍｌ）。合わせた有機相を、無水ＭｇＳＯ₄により乾燥させた。溶剤を窒素硫下にストリップし、かつ生成物を計量した。
次に、ジアゾメタンを用いて処理して、相応するメチルエステルが得られた。こうして得られた生成物を、外部標準と比較して、クロマトグラフィーによって分析した。このために、ペンタデカン酸メチル１ｍｌの溶液（５ｇ／ｌ）を調製し、かつクロマトグラフィ一処理した［SPB 5カラム、長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、１５℃／分で、８０℃（０′）〜２３０℃（２０′）］。成分のそれぞれの量は、相応するピークの領域の墓礎として、標準のものと比較して評価された。
サッカロミセス セリビサエ（出所：スイス）を用いて実施された反応を、上記のようにして行った場合、以下の生成物が得られ、かつ同定された。
Ａ．メチル（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンチル）−１−シクロペンタン酢酸塩
トランス異性体：滞留時間 − １０．２８分
ＧＣ−ＭＳ：224(31)［Ｍ+］、206(4)［Ｍ−Ｈ₂Ｏ⁺］、193(10)［Ｍ−ＯＣＨ₃ ⁺］、177(6)、156(23)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₉＋Ｈ⁺］、151(31)［Ｍ−ＣＨ₂ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、109(24)、95(30)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、55(37)、41(73)
シス異性体：滞留時間 − １０．５６分
ＧＣ−ＭＳ：224(24)［Ｍ⁺］、206(12)［Ｍ−Ｈ₂Ｏ⁺］、177(13)、156(15)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₉＋Ｈ⁺］、151(31)［Ｍ−ＣＨ₂ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、109(23)、95(42)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、55(19)、41(81)
Ｂ．メチル（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンチル）−１−シクロペンタンブタン酸塩
トランス異性体：滞留時間１２．７４分
ＧＣ−ＭＳ：252(17)［Ｍ⁺］、234(7)［Ｍ−Ｈ₂Ｏ⁺］、184(10)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₉＋Ｈ⁺］、151(59)［Ｍ−（ＣＨ₂）₃ＣＯＯＨ₃ ⁺］、109(22)、95(35)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、41(67)
シス異性体：滞留時間 − １３．１０分
ＧＣ−ＭＳ：252(8)［Ｍ⁺］、234(20)［Ｍ−Ｈ₂Ｏ⁺］、205(10)、184(9)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₉＋Ｈ⁺］、151(37)［Ｍ−（ＣＨ₂）₃ＣＯＯＨ₃ ⁺］、109(30)、95(47)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、41(73)
Ｃ．メチル（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタンヘキサン酸塩
トランス異性体：滞留時間 − １６．３７分
ＧＣ−ＭＳ：280(7)［Ｍ⁺］、262(8)［Ｍ−Ｈ₂Ｏ⁺］、212(16)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₉＋Ｈ⁺］、151(39)［Ｍ−（ＣＨ₂）₅ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、95(40)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、82(8)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ⁺］、41(55)
シス異性体：滞留時間 − １７．１０分
Ｄ．メチル（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタンオクタン酸塩
トランス異性体：滞留時間 − ２２．７１分
ＧＣ−ＭＳ：308(4)［Ｍ⁺］、290(4)［Ｍ−Ｈ₂Ｏ⁺］、277(7)［Ｍ−ＯＣＨ₃ ⁺］、240(18)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₉＋Ｈ⁺］、151(43)［Ｍ（ＣＨ₂）₇ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、124(35)、95(48)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、55(43)
シス異性体：滞留時間 − ２３．８２分
ＧＣ−ＭＳ：308(3)［Ｍ⁺］、290(4)［Ｍ−Ｈ₂Ｏ⁺］、277(5)［Ｍ−ＯＨ₃ ⁺］、240(14)［Ｍ−Ｃ₅Ｈ₉＋Ｈ⁺］、151(37)［Ｍ−（ＣＨ₂）₇ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、124(40)、95(50)、83(100)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］、55(24)
また、この反応生成物は、Megadex（登録商標）ジメチルペンチル−β−シクロデキストリン型のキラルカラム（１０ｍ×２．５ｍ×薄膜の厚さ０．２５μｍ）により分析し、この場合、５０℃（１′）〜１３０℃（１５′）の温度プログラムを用い、毎分１５℃加熱し、かつ２２０℃（５′）まで、毎分２℃加熱した。
上記の北合物Ａ、Ｂ、ＣおよびＤのそれぞれに相応するキラル種のそれぞれの滞留時間は、以下の表中に示されている。

出発生成物の製造
上記の反応における出発生成物、即ち、（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタンオクタン酸を、以下のようにして製造した。
エーテル（１５ｍｌ）中の１−ベンジルオキシ−８−ブロモオクタン（５ｇ、０．０１５モル；例１を見よ）の溶液を、室温でＮ₂下に、エーテル（２ｍｌ）中のＭｇ削り屑（０．３８ｇ、０．０１６モル）の撹拌懸濁液に滴加した。
結果として生じたグリニャール試薬を、加熱して更に３０分間還流させ、次に冷却し、かつ撹拌しながら、−４４℃で、ＴＨＦ（１５ｍｌ）中のＣｕＢｒ．（ＣＨ₃）₂Ｓ（１．２５ｇ、６ミリモル）およびＬｉＢｒ（１．９ｇ、０．０２２モル）のスラリーに滴加した。３分後に、エーテル（１５ｍｌ）中の（Ｚ）−２−（２−ペンテニル）−シクロペント−２−エン−１−オン（１．６５ｇ、０．０１１モル；例えば

他、Ｈｅｌｖ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ、１９７８年、第２５２４頁を見よ）および塩化トリメチルシリル（２．８ｍｌ、０．０２２モル）の溶液を、３０分間で、−４４℃で滴加した。−４０℃で更に１５分後に、この混合物を、１時間で０℃に到達させ、次に、冷たいＮＨ₄Ｃｌ水溶液の中に注ぎ込んだ。エーテルを用いる抽出により有機相を得、該有機相をＨ₂Ｏおよび飽和ＮａＣｌ水溶液で連続的に洗浄し、かつ無水Ｎａ₂ＳＯ₄により乾燥させた。真空下での濃縮により、所望の中間体のトリメチルシリルエノールエーテルを含有する粗製油状物（７ｇ）を得、該粗製油状物をＴＨＦ（２５ｍｌ）中に溶解し、かつ３０分間１０％のＨＣｌ（１ｍｌ）と一緒に撹拌した。更に、エーテルを用いる抽出、処理およびクロマトグラフィーによる精製［ＳｉＯ₂（１００ｇ）；溶離剤：シクロヘキサン／酢酸エチル１９：１］後に、粘性のパールイエローの油状物（３．１ｇ；収率３０％）の形での（Ｚ）−３−（８′−ベンジルオキシオクト−１′−イル）−２−（２−ペンテニル）−シクロペンタン−１−オン（１３：１トランス／シス混合物）を得、これを、５０℃／１．３Ｐａで乾燥させた。
ＮＭＲ（¹Ｈ，360ＭＨｚ，Ｄ₂Ｏ）：4.96(t,J=7Hz,3H);1.20〜2.40(24H);7.47(t,J=7Hz,2H);4.50(s,2H);5.25(m,1H);5.42(m,1H);7.25〜7.35(5H)δppm
ＮＭＲ（¹³Ｃ）：220.8(s);138.7(s);133.4(d);128.3(d);127.6(d);127.5(d);125.5(d);72.9(t);70.5(t);55.1(d);41.2(d);38.1(t);34.7(t);29.8(t);29.5(2t);27.1(t);26.2(t);25.4(t);20.6(t);14.2(q)δppm
ＭＳ：370(1,Ｍ⁺)、302(10)、279(26)、261(9)、173(10)、151(30)、91(100)、83(25)
ヨウ化トリメチルシリルを、注射器により、ＣＨ₂Ｃｌ₂（８ｍｌ）中の前記ペンタノン（２．１ｇ、５．７ミリモル；トランス／シス１３：１）の撹拌溶液に室温およびＮ₂下で添加した。２５分後に、この混合物を、１０％のＮａＨＳＯ₃水溶液（５０ｍｌ）の中に注ぎ込み、かつエーテルを用いて抽出した。有機相を飽和ＮａＨＣＯ₃水溶液および飽和ＮａＣｌ水溶液で連続的に洗浄し、かつ無水Ｎａ₂ＳＯ₄により乾燥させた。真空下での濃縮により、所望の中間体のトリメチルシリルエーテルを得、これをＴＨＦ（１５ｍｌ）中に溶解し、かつ１０％のＨＣｌ水溶液と一緒に２０分間撹拌した。エーテルを用いる再抽出、処理およびクロマトグラフィー［ＳｉＯ₂（１００ｇ）；溶離剤：シクロヘキサン／酢酸エチル４：１］後に、バルブ・ツー・バルブを続けて、無色の油状物（１．２５ｇ；収率７８％）の形での（Ｚ）−３−（８′−ヒドロキシオクト−１′−イル）−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタノン（トランス／シス１３：１）を得た。
沸点：２００〜２４０℃（浴）／５．３Ｐａ
ＩＲ（ＣＤＣｌ₃）：3440（幅広）、3015、2930、2857、1732、1462cmｃｍ^-1
ＮＭＲ（¹Ｈ，360ＭＨｚ，Ｄ₂Ｏ）：4.96(t,J=7Hz,3H);1.20〜2.40(24H);3.63(t,J=7Hz,2H);5.25(m,1H);5.42(m,1H)δppm
ＮＭＲ（¹³Ｃ）：221.0(s);133.5(d);125.5(d);62.8(t);55.1(d);41.1(d);38.1(t);34.7(t);32.7(t);29.8(t);29.6(t);29.4(t);27.1(t);25.8(t);25.4(t);20.6(t);14.2(q)δppm
ＭＳ：280(2,Ｍ⁺)、212(13)、151(36)、124(33)、109(15)、95(40)、83(100)
ジョーンズ試薬（Ｈ₂ＣｒＯ₄／Ｈ₂ＳＯ₄水溶液；溶液２．５Ｍの４ｍｌ）を、２０℃、Ｎ₂下で、アセトン（２０ｍｌ）中の前記シクロペンタノン（１．１ｇ、３．９ミリモル；トランス／シス１３：１）の撹拌溶液に滴加した。更に２２〜２４℃で４０分後に、この混合物を、水の中に注ぎ込み、かつエーテルを用いて抽出した。有機相を、Ｈ₂Ｏ、１０％のＮａＣｌ水溶液および飽和ＮＨ₄Ｃｌ水溶液で連続的に洗浄し、無水ＮａＳＯ₄により乾燥させ、かつ真空下で濃縮した。結果として生じた黄色の油状物（２．１ｇ）を、クロマトグラフィー［ＳｉＯ₂（５０ｇ）；溶離剤：シクロヘキサン／酢酸エチル１：１．５）］によって精製して、粘性のパールイエローの油状物（１ｇ：収率８７％）の形での所望の（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタンオクタン酸（トランス／シス１３：１）を得た。
ＩＲ（ＣＤＣｌ₃）：3300（幅広）、3020、2931、1732、1710cm^-1
ＮＭＲ（¹Ｈ，360ＭＨｚ，Ｄ₂Ｏ）：0.96(t,J=7Hz,3H);1.20〜2.40(24H);5.24(m,1H);5.42(m,1H)δppm
ＮＭＲ（¹³Ｃ）：221.1(s);179.3(s);133.5(d);125.5(d);55.1(d);41.1(d);38.1(t);34.7(t);33.9(t);29.6(t);29.2(t);29.0(t);27.1(t);27.0(t);25.4(t);24.7(t);20.6(t);14.2(q)δppm
ＭＳ：294(＜0.5,Ｍ⁺)、226(1)、151(8)、124(16)、95(26)、83(100)
例 ４
例３中に記載された一般的方法IIにより、以下の表中に記載された微生物を用いて実施した。この表中には、化合物Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、例３中に記載されたものと同一である。結果は、２４時間後に得られた生成物に関連して表した。モル収率を、添加された出発酸、即ち（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタンオクタン酸（トランス／シス１３：１、２０ｍｇ、〜６５ミクロモル）に対する％で表した。
この表中の結果は、ロードコッカス ロードコルス、アルスロバクター ペトロレオファーガスおよびアスペルギルス ニゲルを用いて実施した反応の場合に、基質の（＋）エナンチオマーおよび（−）エナンチオマーの間の動的分割は、実際に観察されず、この場合、全ての他の場合に、形成された（＋）−トランス，（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタン酢酸（化合物Ａに相応する）の量は、その（−）−トランスエナンチオマーの量よりも大きなものである。従って、このことは、相応する微生物が基質エナンチオマーの間で動的分割できる殊を示している。その上更に、この表から、分割が本質的に（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタンブタン酸（化合物Ｂに相応する）を（Ｚ）−３−オキソ−２−（２−ペンテニル）−１−シクロペンタン酢酸へ変換する段階で行われることが明白である。
シリンドロカルポン カンジズムCBS 132,25、アルスロバクター アルトロシアヌスDSN 20127、ストレプトマイセス バシリアリスDMS 40598、アルスロバクター ウレアファシエンスDMS 491またはストレプトマイセス ローズクロモゲヌスにより実施された同じ試験の結果は、前記の微生物が、記載された反応条件下で、この表に記載された基質のβ−酸化を実施するために、２４時間を上回る反応時間を必要とすることが示されているように思われる。

例 ５
例１中に記載された一般的方法Ｉにより、サッカロミセス セリビサエの懸濁液に２−オキソ−１−シクロペンタンヘキサン酸（ジャンセン（Janssen）から入手可能なそのエチルエステルのＮａＯＨを用いる鹸化によって得られた）１００ｍｇを添加することによって実施した。
反応生成物の酸画分（３８．６ｍｇ）をエステル化して、出発酸のメチルエステル２５重量％並びに以下の２つの化合物：
２−オキソ−１−シクロペンタン酢酸メチル（１２．９％）
ＧＣ−ＭＳ：156(41)［Ｍ⁺］、125(100)［Ｍ−ＯＣＨ₃ ⁺］、124(97)、113(34)、97(47)、83(54)［Ｃ₅Ｈ₆Ｏ＋Ｈ⁺］74(48)［Ｍ−ＣＨ₂ＣＯＯＣＨ3⁺］、59(49)
２−オキソ−１−シクロペンタンブチル酸メチル（４１．２％）
ＧＣ−ＭＳ：184(13)［Ｍ⁺］、153(19)［Ｍ−ＯＣＨ₃ ⁺］、152(53)、137(18)、124(28)、101(4)［Ｍ−（ＣＨ₂）₃ＣＯＯＣＨ₃ ⁺］、97(48)、84(100)［Ｃ₅Ｈ₈Ｏ］、74(47)、55(38)
を含有するエステルの混合物を得た。Technical field
The present invention relates to the field of bioorganic chemical synthesis. More specifically, the formula:

[Wherein, optionally, has one double bond at one of the positions indicated by the dotted line, and in this case, m represents an integer of 0-3, and n is an integer of 0-10. Each of the symbols R may be the same or different and represents a hydrogen atom or a saturated or unsaturated, linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms And each of the substituents can be located at any position of the ring]; in this case, the method comprises the formula:

[In the formula, dotted lines and symbols R and m have the meanings represented by formula (I), p ≧ n + 2, and when n is an even number, they are even integers, and n is an odd number. A substrate containing one or more cyclic carboxyl derivatives as defined above, which is defined as odd in some cases, by culturing a microorganism capable of β-oxidizing the fatty acid chain of said derivative Added to the product to form at least one of the desired ketones, which is then extracted from the reaction medium.
Conventional technology
Microbiological methods involving β-oxidation of fatty acid derived substrates are known in the prior art. For example, US Pat. No. 5,168,054 discloses a process of the aforementioned type for the production of lactones starting from linolenic acid, linoleic acid and oleic acid. However, to the best of Applicants' knowledge, this type of method has never been applied to cyclic carboxyl derivatives as currently used.
Detailed Description of the Invention
Applicants now allow the process according to the invention to produce many types of cyclopentenone and cyclopentanone derivatives in industrially applicable conditions and in very advantageous yields. I found out. The method of the invention is indeed very widely applied both in terms of the nature of the substrate that can be used and the type of organism. With equal success, it is possible to use substrates in which the fatty acid chain is located in the α-position or β-position of the ring with respect to the ketone group, and furthermore, said rings are identical to each other or It has been established that different substituents R groups can be present. Thus, according to a preferred and particularly advantageous embodiment of the invention, the formula:

[Wherein the dotted line represents a single bond or a double bond, and p ≧ n + 2 and an odd number] is used. Thus, according to this preferred embodiment, the formula:

[Wherein n is an odd integer] can be obtained, and this compound includes cyclopentanone derivatives useful for the synthesis of aromatic molecules. For example, 3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneacetic acid or jasmonic acid is a precursor of methyl jasmonate and is highly valued in the perfume and natural ingredients of jasmine essential oil. A compound.
Similarly, 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneacetic acid or dihydrojasmonic acid is Hedione® (methyl 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneacetate; source: Firmenich SA, Geneva, Switzerland) and a very important aromatizing component for its floral, jasmine-like aroma and odor effect.
In addition to the usefulness of the compounds in perfumery, the acids and their methyl esters are also useful for the flavor industry in the production of edible products, thus producing the north compounds via biological pathways. There is a real need for bio-organic chemical methods that enable it.
Furthermore, several types of plants are able to produce the north compound and in particular that jasmonic acid and methyl jasmonate play an important role in the metabolism of this type of plant, ie as growth regulators. It is also known that it plays. This has prompted some investigators to study the biosynthesis of the plants caused by the action of enzymes present in the corresponding plant tissues (eg, BAVick et al., Plant Physiol., 1984). Year, volume 75, see pages 458-61). However, isolation of the above compounds from this type of plant tissue is not an economically viable synthesis on a large scale.
By the way, the method according to the present invention provides just one new solution to the problem of bioorganic chemical synthesis of the north compound. According to the method of the present invention, the compounds of formulas (I) and (Ia) have heretofore been metabolized by any organism to a substrate of formula (II), more particularly a substrate of formula (IIa). Although the ability of the organism was not known, it can be produced in excellent yields using a wide variety of microorganisms that make it possible to obtain jasmonic acid and dihydrojasmonic acid. Thus, the methods as claimed by the present patent application proved to be particularly useful for the synthesis of ingredients of great value in the fragrance and food industries and cyclopentanone and cyclopentanone derivatives It was not predictable that a new and general route for the production of
Furthermore, it has been observed that detailed embodiments of the present invention may be advantageous for the formation of certain isomers of compound (Ia). In fact, as a result of these structures, said north compound assumes two stereoisomeric forms of cyclic cis or trans configuration, each of which has two enantiomers. Can do.
The production of jasmonic acid and dihydrojasmonic acid is one of the main objectives of the present invention, however, the process disclosed herein is still a much more general application and a wide variety of cyclopentenes. It must be noted that this is the case when it is possible to produce non-derivatives and cyclopentanone derivatives.
For example, according to another embodiment of the present invention, as a substrate, the formula:

[Wherein p has the meaning represented by formula (II)] is used to obtain 2-oxo-1-cyclopentaneacetic acid and its higher homologues.
In practice, there appears to be no restriction on the nature of the substrate that can be transformed by the above method. Thus, it is also possible to use substrates having fatty acid side chains longer than those mentioned above, this type of chain may optionally be unsaturated and in addition to lower alkyl groups, i.e. methyl And may have an ethyl grave as a substituent. If the substrate has a very long fatty acid chain, the process of the present invention is formed by a series of reactions, and then the fatty acid until formation of the corresponding compound (I) where n is 0 or 1. It must be noted that the fatty acid chain can be converted to some lower homologue that can convert the chain to a lower homologue. For this method, the oxidation product can be formed from one or several such metabolites from the reaction sequence, depending on the reaction time and the kinetic nature of the continuous β-oxidation. If desired, once the reaction mixture has been extracted from the medium, the various components of the mixture can be separated by conventional methods, for example, by chromatography or distillation. Also, according to the nature of the product desired to be obtained, the organism is essentially converted to all intermediate metabolites in order to collect only the final product of the reaction sequence. It is made to act.
Thus, for example, 3- (oxo-2- [2-pentenyl] -1-cyclopentaneoctanoate, starting from the natural constituents of certain plants or even starting from one of its lower homologs, Thus, jasmonic acid or 2- (2-pentenyl) -3-oxo-1-cyclopentaneacetic acid can be obtained, and this type of transformation is further described in detail in the examples which follow. Yes.
Among the organisms that can be used to carry out the β-oxidation of the substrate (II) according to the invention, those of the genus Saccharomyces or Rhodococcus, ie jasmonic acid and dihydrojasmon It has been found to be particularly advantageous for the production of acids.
Advantageous organisms used according to the invention further include Rhodococcus rhodochorus, Rhodococcus erytropolis, Rhodococcus sp., Nocardia calcarea, Arthrobacter Petroleophage gas (Arthrobacter petroleophagus), Arthrobacter artrocyanus, Arthrobacter ureafaciens, Aspergillus niger, Saccharomyces cericosco phlei), Streptomyces viridosporus>, Streptomyces rosechromogenus, Streptomyces basil Squirrel (Streptomyces bacilliaris), Cylindrocarpon candidum, Escherichia coli, Hansenula polymorpha, Pseudolllonas Sp., Sergilia marescens (Serratia marcesens) This species of organisms can be obtained from an internationally recognized depository authority.In the detailed case of Saccharomyces, the Saccharomyces are often All these species are quite advantageous for the method according to the invention, which can be purchased from specialized companies that offer locally cultured strains derived from the beer, wine or bakery industry. Cultures obtained by conventional methods . Pre growth of the microorganism is carried out in the current nutritive medium and under conventional conditions, are carried out or stirring at rest. After this, the cells are isolated from the medium, for example by centrifugation, and are generally free of any other nutrient or metabolic source, preferably at 20-35 ° C., in an aqueous medium containing the above-mentioned substrate. Temperature is variable, but is suspended in a relatively short period, typically 24 to 72 hours, typically under aerobic conditions. During this reaction, the pH of the medium is preferably maintained between 5 and 10.
According to one detailed embodiment of the invention, a first step of preparation by aeration of the culture for a period of time is provided before adding the substrate to the microbial culture, in which case this step comprises Any nutrient source of endogenous or exogenous origin is completely consumed prior to addition of the substrate of formula (II) at a temperature of 14-30 ° C. under aerobic conditions and with stirring Suspending the culture in water for an amount of time sufficient to ensure that. This type of preparation process is particularly useful when the microbial culture has a remaining nutrient source, ie, a coal-water northeast source, as a result of its growth conditions, as is typical for Saccharomyces, for example. Is suitable.
This substrate is then added to the microbial culture and thus produced, in which case the addition is advantageously carried out under the conditions described above in the absence of any other nutrient source. The cells are then separated from the reaction medium by centrifugation or ultrafiltration, and the aqueous solution thus obtained is acidified and repeatedly extracted with a suitable solvent such as diethyl ether. The combined organic phases are then processed in a conventional manner and, if desired, component (I) of the organic layer is separated by chromatography.
It should then be noted that the acid thus obtained can be esterified to form the corresponding ester by chemical or enzymatic means.
The substrate of formula (II) is a compound of industrial origin or can be easily prepared from industrial products. For example, a substrate derived from cyclopentanone can be prepared by the following general reaction formula by an addition reaction to cyclopent-2-en-1-one or a derivative thereof according to a conventional method.

In this case, the fatty acid chain is in the form of a grave that acts as an electrophilic or nucleophilic group, depending on the position of the ring into which the fatty acid chain is to be introduced and the conditions of the addition reaction. be introduced. For example, a substrate of formula (IIa) having a saturated ring may have the following reaction formula:

Can be prepared.
In the reaction formula, dotted lines and p have the meanings represented by formula (IIa). The starting cyclopentenone is a known compound (see, for example, EP 110142), and the brominating reagent is a conventional process starting from commercially available diols as described below. Can be obtained.
With regard to the tomb of formula (II) having an endocyclic double bond, for example, in a manner similar to that described by PAGrieco et al., J. Org. Chem. 1989, 54, 6008-6010, Can be obtained as described below:

The conventional reaction conditions are described in detail in the examples which follow.
Obviously, the substrate of formula (II) can be used in the form of a racemic mixture of stereoisomers in the cis and trans configurations as racemates in the cis and trans configurations, or even in pure form Any one of the four possible diastereomers in the state can be used. It was observed that certain microorganisms were particularly advantageous for the formation of chiral end products when contacted with racemic substrates containing a mixture of cis and trans isomers. Details of this type of transformation are described in the examples below.
The method of the present invention is illustrated in further detail by the methods of the following examples, where the temperature is expressed in degrees Celsius and the abbreviations have their usual meanings in the prior art. In the table, the stated amount of product obtained is expressed in percentage as compared to the internal standard and measured by chromatographic analysis.
Embodiment of the present invention
Example 1
General method I
A 5-neck flask (200 ml) equipped with a Medimix® type turbine, pH measuring cell, air inlet, condenser and sample outlet was filled with a microbial culture (10 g of live biomass) and 50 ml of demineralized water. The cell suspension was aerated (1 v / v / m) and stirred overnight at 1000C (1000 ppm). The pH of this suspension is then adjusted to 5.5 and the tomb's solution to be used, in this case 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneoctane in water (10 ml) Acid (100 mg, 0.34 mmol, 2 g / l; see further preparation) was added to the suspension.
After this reaction, the mixture was aliquoted (1 ml) at regular intervals. The sample was centrifuged in an Eppendorf type plastic tube for 2 minutes to precipitate the cells. Next, one aliquot (0.45 ml) of the clear solution of the supernatant was acidified with HCl 5M (0.05-0.1 ml) and extracted with diethyl ether (twice, same volume). . The organic extracts were combined, dried under nitrogen, and treated with diazomethane to form the methyl ester of the acid contained in the reaction product. This mixture of esters was then analyzed by gas chromatography. After 24 hours of reaction, the reaction mixture was centrifuged (20 minutes, 10000 rpm) to precipitate the cells and decant the supernatant. In order to wash the cells, the cells were again suspended in 50 ml of water and stirred for 30 minutes. After re-centrifugation, a second supernatant was obtained, which was combined with the first supernatant and its pH was adjusted to 12 using NaOH (10%). The resulting solution was extracted with diethyl ether (3 times, the same volume) and the neutral fraction was separated.
The pH value was then adjusted to 2 using HCl (5M) and the acidic fraction was collected by extraction. The combined organic extracts are washed with Na₂SO_FourAnd the solvent was stripped under vacuum. One aliquot was then methylated with diazomethane and the product thus obtained was analyzed by gas chromatography [SPB type 5 column, length 30 m, inner diameter 0.32 mm, 50 ° C. at 10 ° C./min. (0 ′) to 230 ° C. (5 ′); the sample was dissolved in 0.1 ml of diisopropyl ether containing 1 g / l of methyl myristate as internal standard—residence time 13.91 minutes].
Saccharomyces cerevisiae (source: Hefe, Schweiz, AG, 9507 Stettfurt, Switzerland), when the test was carried out in a 5 times larger petri dish, the following compounds were isolated and identified [GCMS: M / Z (internal % Relative to standard)].
1. 3-Oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneacetic acid methyl ester
Trans isomer: residence time-13.18 minutes
GC-MS: 226 (3) [M⁺], 195 (2) [M-OCH_Three ⁺], 156 (35) [MC_FiveH₁₁+ H⁺], 153 (31) [M-CH₂-COOCH_Three ⁺], 109 (5), 96 (10), 83 (100) [C_FiveH₆+ H⁺], 82 (24) [C_FiveH₆O⁺], 55 (13)
Cis isomer: residence time-13.46 minutes
GC-MS: 226 (5) [M⁺], 156 (25) [MC_FiveH₁₁+ H⁺], 153 (29) [M-CH₂COOCH_Three ⁺], 109 (5), 103 (15), 96 (11), 83 (100) [C_FiveH₆+ H⁺], 82 (24) [C_FiveH₆O⁺], 55 (19)
2. Methyl 3-oxo-2-pentyl-1-1 cyclopentanebutanoate
Trans isomer: residence time-15.53 minutes
GC-MS: 254 (1) [M⁺], 184 (13) [MC_FiveH₁₁+ H⁺], 153 (29) [M- (CH₂)_ThreeCOOCH_Three ⁺], 109 (4), 97 (5), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 82 (30) [C_FiveH₆O⁺], 55 (10)
Cis isomer: residence time-15.72 minutes
GC-MS: 254 (1) [M⁺], 184 (13) [MC_FiveH₁₁+ H⁺], 153 (29) [M- (CH₂)_ThreeCOOCH_Three ⁺], 109 (4), 97 (5), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 82 (29) [C_FiveH₆O⁺], 55 (10)
3. Methyl 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentanehexanoate
Trans isomer: residence time-17.42 minutes
GC-MS: 282 (1) [M⁺], 251 (4) [M-OCH_Three ⁺], 212 (13) [MC_FiveH₁₁+ H⁺], 153 (18) [M- (CH₂)_FiveCOOCH_Three ⁺], 130 (29), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 82 (8) [C_FiveH₆O⁺], 55 (11)
Cis isomer: residence time -17.65 minutes
4). Methyl 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneoctanoate
Trans isomer: residence time-19.35 minutes
GC-MS: 310 (1) [M⁺], 279 (2) [M-OCH_Three ⁺], 240 (11) [MC_FiveH₁₁+ H⁺], 153 (31) [M- (CH₂)₇COOCH_Three ⁺], 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 82 (38) [C_FiveH₆O⁺], 55 (10)
Production of starting products
The starting product in the above reaction, ie 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneoctanoic acid, was prepared as follows.
A solution of 1,8-octanediol (15 g, 0.1 mol) in toluene (235 ml) and THF (tetrahydrofuran, 15 ml) was added to a NaH slurry (oil dispersion 65-70% in toluene (50 ml), 5. 3 g, 0.15 mol) with stirring and N₂Held at room temperature underneath. The mixture was heated to reflux for 60 hours, then benzyl chloride (33 g, 0.26 mol) was added and the mixture was held at reflux for an additional 60 hours. The cooled reaction mixture is cooled to cold saturated aqueous NH_FourPoured into Cl and extracted with ether. The combined organic phases are washed with aqueous saturated NaCl and anhydrous Na₂SO_FourAnd concentrated in vacuo to give a pearl yellow oil (24.5 g). Chromatography on a silica column (350 g) using cyclohexane / ethyl acetate 4: 1 as the eluent followed by valve-to-bulb distillation under vacuum to form a pearl yellow oil (11.9 g, A pure 8-benzyloxyoctan-1-ol was obtained with a yield of 49%.
Boiling point: 200-220 ° C (bath) / 4Pa
Rf (cyclohexane / ethyl acetate 7: 3) 0.36
IR (CDCl_Three): 3450 (wide), 3010, 2934, 2858, 1454, 1095cm^-1
NMR (¹H, 360 MHz, D₂O): 1.25 to 1.45 (8H); 1.45 to 1.70 (4H); 3.46 (t, J = 7Hz, 2H); 3.60 (t, J = 7Hz, 2H); 4,50 (s, 2H); 7.23 to 7.38 (5H) δppm
NMR (¹³C): 138.6 (s); 128.3 (d); 127.6 (d); 127.5 (d); 72.9 (t); 70.5 (t); 62.9 (t); 32.7 (t); 29.7 (t); 29.4 ( 2t); 28.1 (t); 25.7 (t) δppm
MS: 236 (2, M⁺), 107 (59), 91 (100)
CH₂Cl₂(100 ml) in a stirred solution of the compound (11.6 g, 0.049 mol) and pyridine (9.8 g, 0.12 mol) at room temperature (r.t.) and N₂Below, tosyl chloride (12.8 g, 0.067 mol) was added in small portions. After 20 hours at room temperature, the mixture was poured into 5% aqueous HCl, cooled and extracted (CH₂Cl₂). The organic phase is saturated Na₂HCO_ThreeWash with aqueous solution and brine and dry Na₂SO_FourDried and concentrated. Partially crystalline residual oil (19.2 g; crude benzyloxyoctanol tosylate above) was taken up in acetone (400 ml) and to this was added LiBr (10.9 g, 0.126 mol). The stirred mixture was then refluxed for 90 minutes, cooled to room temperature and filtered. The filtrate was concentrated and dissolved in ether (150 ml). The organic phase is then₂Wash continuously with O and saturated aqueous NaCl and anhydrous Na₂SO_FourDried. Concentration under vacuum (80 ° C./8 Pa) gave 1-benzyloxy-8 in the form of a pearl yellow oil.
-Bromooctane (12.4 g; 84% yield) was obtained.
IR (CHCl_Three): 3011, 2934, 2858, 1454, 1364, 1098cm^-1
NMR (¹H, 360 MHz): 1.25 to 1.50 (8H); 1.60 (m, 2H); 1.83 (m, 2H); 3.39 (t, J = 7Hz, 2H); 3.46 (t, J = 7Hz, 2H); 4.50 ( s, 2H); 7.22-7.37 (5H) δppm
NMR (¹³C): 138.7 (s); 128.3 (d); 127.6 (d); 127.5 (d); 72.9 (t); 70.4 (t); 33.9 (t); 32.8 (t); 29.7 (t); 29.3 ( 2t); 28.7 (t); 28.1 (t); 26.1 (t) δppm
MS: 298 (11, M⁺), 207 (52), 188 (17), 147 (16), 109 (22), 9 (100)
A solution of this bromooctane (11 g, 0.037 mol) in ether (36 ml) was added to a stirred slurry of Mg shavings (0.91 g, 0.037 mol) in ether (4 ml) at room temperature and N₂Added dropwise below. The resulting Grignard reagent was heated to reflux for 30 minutes, then cooled, stirred and at −44 ° C. with CuBr. (CH_Three)₂To a slurry of S (3.2 g, 0.015 mol) was added dropwise. After 3 minutes, a solution of 2-pentylcyclopent-2-en-1-one (4.7 g, 0.028 mol; see, eg, EP 110142) in ether (15 ml) was added to 30 In minutes at -44 ° C. After another 15 minutes at 40 ° C., the mixture is allowed to reach 0 ° C. in 1 hour and then cooled with NH 3_FourPoured onto an aqueous Cl solution. Extraction with ether gives an organic phase, which is converted to H₂Wash continuously with O and saturated aqueous NaCl and anhydrous Na₂SO_FourDried. Concentration in vacuo gave a partially crystalline green oil (12.7 g) which was chromatographed [SiO 2₂(280 g); eluent: cyclohexane / ethyl acetate (19: 1)] to give 3- (8′-benzyloxyocto-- in the form of a pearl yellow oil (3.1 g; yield 30%). 1′-yl) -2-pentylcyclopentan-1-one (12: 1 trans / cis mixture) was obtained, and the oil was dried at 100 ° C./7.9 Pa.
Rf (cyclohexane / ethyl acetate 9: 1) 0.43
IR (CHCl_Three): 3011, 2930, 2857, 1732, 1455, 1098cm^-1
NMR (¹H, 360 MHz): 0.88 (t, J = 7 Hz, 3H); 1.20 to 2.40 (28H), 3.47 (t, J = 7 Hz, 2H); 4.50 (s, 2H); 7.23 to 7.37 (5H) δppm
NMR (¹³C): 221.5 (s); 138.7 (s); 128.3 (d); 127.6 (d); 127.5 (d); 72.9 (t); 70.5 (t); 55.1 (d); 41.6 (d); 37.9 ( t); 34.8 (t); 32.2 (t); 29.8 (t); 29.6 (t); 29.5 (t); 28.1 (t); 27.1 (t); 26.6 (t); 26.2 (t); 22.5 ( t); 14.1 (q) δppm
MS: 372 (6, M⁺), 243 (6), 196 (8), 173 (14), 153 (35), 91 (100), 83 (92)
The above solution of cyclopentanone (3 g, 8.05 mmol; trans / cis 12: 1) in ethanol (30 ml) containing 10% Pd—C (0.24 g) was hydrogenated at room temperature for 4 hours. did. After filtration (Hyflo®), concentration under vacuum and valve-to-bulb distillation, 3- (8′-hydroxy-1′-octyl) -2-pentylcyclopentan-1-one was converted to pearl yellow In the form of a 12: 1 trans / cis mixture (2.1 g; 92% yield).
Boiling point: 230-240 ° C. (bath) /5.3 Pa
IR (CHCl_Three): 3437 (wide), 2930, 2857, 1732, 1456, 1160, 1051cm^-1
NMR (¹H, 360 MHz, D₂O): 0.88 (t, 3H); 1.20 to 2.00 (24H); 2.00 to 2.36 (4H); 3.65 (t, J = 7Hz, 2H) δppm
NMR (¹³C): 221.6 (s); 63.0 (t); 53.1 (d); 41.6 (d); 37.9 (t); 34.8 (t); 32.8 (t); 32.2 (t); 29.8 (t); 29.6 ( t); 29.4 (t); 28.1 (t); 25.7 (t); 26.6 (t); 25.8 (t); 22.5 (t); 14.1 (q) δppm
MS: 282 (0, M⁺), 212 (4), 153 (17), 83 (100)
Jones reagent (H₂CrO_Four/ H₂SO_FourAqueous solution; 7.2 ml of a 2.5 M solution) at 20 ° C., N₂Under dropwise addition to a stirred solution of the cyclopentanone (2 g, 71 mmol; trans / cis 12: 1) in acetone (40 ml). After a further 40 minutes at 22-24 ° C., the mixture was poured into water and extracted with ether. The organic phase is H₂O, 10% NaCl aqueous solution and saturated NH_FourContinuous washing with aqueous Cl solution and anhydrous Na₂SO_FourAnd concentrated in vacuo. The resulting yellow oil (2.1 g) was chromatographed [SiO 2₂(100 g); eluent: cyclohexane / ethyl acetate (1: 1.5)] to give the desired 3-oxo-2 as a viscous pearl yellow oil (1.9 g; 90% seed rate). -Pentyl-1-cyclopentaneoctanoic acid (trans / cis 12: 1) was obtained.
IR (CHCl_Three): 3050 (wide), 2931, 2858, 1732, 1710, 1460, 1160cm^-1
NMR (¹H, 360 MHz, D₂O): 0.89 (t, J = 7Hz, 3H); 1.20-2.35 (28H); 2.37 (t, J = 7Hz, 2H) δppm
NMR (¹³C): 221.8 (s); 179.6 (s); 55.1 (d); 41.6 (d); 37.9 (t); 34.8 (t); 34.0 (t); 32.2 (t); 29.6 (t); 29.2 ( t); 29.0 (t); 28.1 (t); 27.1 (t); 26.6 (t); 24.7 (t); 22.5 (t); 14.1 (q) δppm
MS: 297 (2, M⁺), 279 (3), 226 (9), 153 (17), 83 (100)
Example 2
Applicants carried out according to the general method I described in Example 1 using the different microorganisms described in the table below. In this table, the compounds are indicated by a number that is considered to be that of the microorganism in Example 1. These results relate to the product obtained after 24 hours of reaction, ie the activity of the corresponding microorganism. The yield in compound 1 is expressed in mol% compared to compound 4 relative to the amount of the corresponding starting acid (100 mg).

This table shows that all microorganisms were tested for 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneoctanoic acid, 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentanehexanoic acid and 3-oxo-2-pentyl-1-cyclo It shows that β-oxidation of pentanebutanoic acid could be performed. The yield in the final acid, i.e. 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneacetic acid, and thus the yield of the corresponding compound 1, is of course evident by extending the reaction over 24 hours. Can be improved. Furthermore, the extraction means described can also be improved in order to minimize losses in the desired product.
Example 3
-General method II
The microorganism to be used was pre-grown on a medium containing starch for 3 days. At the end of the third day, all starch was consumed.
Cells are collected by centrifugation and a portion of the resulting biomass (2 g) as well as 8 ml of demineralized water are used as substrate to be used, in this case (Z) -3-oxo-2- (2- Placed in an Erlenmeyer flask (50 ml) containing pentenyl) -1-cyclopentaneoctanoic acid (20 mg, 2 g / 1; see below for preparation). The vial was sealed with a cotton wool stopper and placed on an orbital shaker at 30 ° C. and 140 rpm for 24 hours.
The cells were then centrifuged at room temperature for 15 minutes (spun down at 10,000 revolutions per minute. After removing the supernatant using a pipette, the cells were again reconstituted in demineralized water (10 ml). Spin and then re-centrifuge as above, and combine the resulting supernatant with the first supernatant obtained as above, and use the combined volume with deionized water. The solution was then adjusted to 25 ml.₂SO_Four(10%) to pH 2, then extracted with diethyl ether (1 × 50 ml and 1 × 25 ml). The combined organic phases are dried over anhydrous MgSO_FourDried. The solvent was stripped under nitrogen sulfur and the product was weighed.
Subsequent treatment with diazomethane gave the corresponding methyl ester. The product thus obtained was analyzed by chromatography in comparison with an external standard. For this purpose, a solution (5 g / l) of 1 ml of methyl pentadecanoate was prepared and chromatographed [SPB 5 column, length 30 m, inner diameter 0.32 mm, 15 ° C./min, 80 ° C. (0 ′) ~ 230 ° C (20 ')]. The amount of each component was evaluated relative to the standard as the tombstone of the corresponding peak area.
When the reaction carried out with Saccharomyces cerevisiae (source: Switzerland) was carried out as described above, the following products were obtained and identified.
A. Methyl (Z) -3-oxo-2- (2-pentyl) -1-cyclopentane acetate
Trans isomer: residence time-10.28 minutes
GC-MS: 224 (31) [M +], 206 (4) [MH₂O⁺], 193 (10) [M-OCH_Three ⁺], 177 (6), 156 (23) [MC_FiveH₉+ H⁺], 151 (31) [M-CH₂COOCH_Three ⁺], 109 (24), 95 (30), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 55 (37), 41 (73)
Cis isomer: residence time-10.56 minutes
GC-MS: 224 (24) [M⁺], 206 (12) [MH₂O⁺], 177 (13), 156 (15) [MC_FiveH₉+ H⁺], 151 (31) [M-CH₂COOCH_Three ⁺], 109 (23), 95 (42), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 55 (19), 41 (81)
B. Methyl (Z) -3-oxo-2- (2-pentyl) -1-cyclopentambutanoate
Trans isomer: residence time 12.74 minutes
GC-MS: 252 (17) [M⁺], 234 (7) [MH₂O⁺], 184 (10) [MC_FiveH₉+ H⁺], 151 (59) [M- (CH₂)_ThreeCOOH_Three ⁺], 109 (22), 95 (35), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 41 (67)
Cis isomer: residence time-13.10 minutes
GC-MS: 252 (8) [M⁺], 234 (20) [MH₂O⁺], 205 (10), 184 (9) [MC_FiveH₉+ H⁺], 151 (37) [M- (CH₂)_ThreeCOOH_Three ⁺], 109 (30), 95 (47), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 41 (73)
C. Methyl (Z) -3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentanehexanoate
Trans isomer: residence time-16.37 minutes
GC-MS: 280 (7) [M⁺], 262 (8) [MH₂O⁺], 212 (16) [MC_FiveH₉+ H⁺], 151 (39) [M- (CH₂)_FiveCOOCH_Three ⁺], 95 (40), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 82 (8) [C_FiveH₆O⁺], 41 (55)
Cis isomer: residence time-17.10 minutes
D. Methyl (Z) -3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneoctanoate
Trans isomer: residence time-22.71 minutes
GC-MS: 308 (4) [M⁺], 290 (4) [MH₂O⁺], 277 (7) [M-OCH_Three ⁺], 240 (18) [MC_FiveH₉+ H⁺], 151 (43) [M (CH₂)₇COOCH_Three ⁺], 124 (35), 95 (48), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 55 (43)
Cis isomer: residence time-23.82 minutes
GC-MS: 308 (3) [M⁺], 290 (4) [MH₂O⁺], 277 (5) [M-OH_Three ⁺], 240 (14) [MC_FiveH₉+ H⁺], 151 (37) [M- (CH₂)₇COOCH_Three ⁺], 124 (40), 95 (50), 83 (100) [C_FiveH₆O + H⁺], 55 (24)
The reaction product was analyzed with a Megadex (registered trademark) dimethylpentyl-β-cyclodextrin type chiral column (10 m × 2.5 m × thickness 0.25 μm), and in this case, 50 ° C. (1 ′ ) To 130 ° C. (15 ′) using a temperature program of 15 ° C. per minute and up to 220 ° C. (5 ′) at 2 ° C. per minute.
The respective residence times of the chiral species corresponding to each of the above North compounds A, B, C and D are shown in the table below.

Production of starting products
The starting product in the above reaction, ie (Z) -3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneoctanoic acid, was prepared as follows.
A solution of 1-benzyloxy-8-bromooctane (5 g, 0.015 mol; see Example 1) in ether (15 ml) at room temperature with N₂Below was added dropwise to a stirred suspension of Mg shavings (0.38 g, 0.016 mol) in ether (2 ml).
The resulting Grignard reagent was heated to reflux for a further 30 minutes, then cooled and stirred at −44 ° C. at −44 ° C. in CuBr. (CH_Three)₂To a slurry of S (1.25 g, 6 mmol) and LiBr (1.9 g, 0.022 mol) was added dropwise. After 3 minutes (Z) -2- (2-pentenyl) -cyclopent-2-en-1-one (1.65 g, 0.011 mol; eg in ether (15 ml);

Et al., Helv. Chim. Acta, 1978, page 2524) and a solution of trimethylsilyl chloride (2.8 ml, 0.022 mol) was added dropwise at −44 ° C. over 30 minutes. After another 15 minutes at −40 ° C., the mixture was allowed to reach 0 ° C. in 1 hour and then cooled with cold NH_FourPoured into an aqueous Cl solution. Extraction with ether yields an organic phase, which is converted to H₂Wash continuously with O and saturated aqueous NaCl and anhydrous Na₂SO_FourDried. Concentration under vacuum yielded a crude oil (7 g) containing the desired intermediate trimethylsilyl enol ether, which was dissolved in THF (25 ml) and 10% HCl (1 ml) for 30 min. ). Furthermore, extraction with ether, processing and purification by chromatography [SiO 2₂(100 g); eluent: cyclohexane / ethyl acetate 19: 1] followed by (Z) -3- (8′-benzyloxy) in the form of a viscous pearl yellow oil (3.1 g; yield 30%). Oct-1′-yl) -2- (2-pentenyl) -cyclopentan-1-one (13: 1 trans / cis mixture) was obtained, which was dried at 50 ° C./1.3 Pa.
NMR (¹H, 360 MHz, D₂O): 4.96 (t, J = 7 Hz, 3H); 1.20-2.40 (24H); 7.47 (t, J = 7 Hz, 2H); 4.50 (s, 2H); 5.25 (m, 1H); 5.42 (m, 1H); 7.25-7.35 (5H) δppm
NMR (¹³C): 220.8 (s); 138.7 (s); 133.4 (d); 128.3 (d); 127.6 (d); 127.5 (d); 125.5 (d); 72.9 (t); 70.5 (t); 55.1 ( d); 41.2 (d); 38.1 (t); 34.7 (t); 29.8 (t); 29.5 (2t); 27.1 (t); 26.2 (t); 25.4 (t); 20.6 (t); 14.2 ( q) δppm
MS: 370 (1, M⁺), 302 (10), 279 (26), 261 (9), 173 (10), 151 (30), 91 (100), 83 (25)
Trimethylsilyl iodide is added to the CH by syringe.₂Cl₂(8 ml) in a stirred solution of the pentanone (2.1 g, 5.7 mmol; trans / cis 13: 1) at room temperature and N₂Added below. After 25 minutes, the mixture was washed with 10% NaHSO._ThreePour into an aqueous solution (50 ml) and extract with ether. The organic phase is saturated NaHCO 3_ThreeWashing successively with aqueous and saturated aqueous NaCl and anhydrous Na₂SO_FourDried. Concentration under vacuum yielded the desired intermediate trimethylsilyl ether, which was dissolved in THF (15 ml) and stirred with 10% aqueous HCl for 20 minutes. Re-extraction with ether, processing and chromatography [SiO₂(100 g); eluent: cyclohexane / ethyl acetate 4: 1] followed by valve-to-valve to give (Z) -3- in the form of a colorless oil (1.25 g; 78% yield). (8'-Hydroxyoct-1'-yl) -2- (2-pentenyl) -1-cyclopentanone (trans / cis 13: 1) was obtained.
Boiling point: 200-240 ° C. (bath) /5.3 Pa
IR (CDCl_Three): 3440 (wide), 3015, 2930, 2857, 1732, 1462 cmcm^-1
NMR (¹H, 360 MHz, D₂O): 4.96 (t, J = 7Hz, 3H); 1.20-2.40 (24H); 3.63 (t, J = 7Hz, 2H); 5.25 (m, 1H); 5.42 (m, 1H) δppm
NMR (¹³C): 221.0 (s); 133.5 (d); 125.5 (d); 62.8 (t); 55.1 (d); 41.1 (d); 38.1 (t); 34.7 (t); 32.7 (t); 29.8 ( t); 29.6 (t); 29.4 (t); 27.1 (t); 25.8 (t); 25.4 (t); 20.6 (t); 14.2 (q) δppm
MS: 280 (2, M⁺), 212 (13), 151 (36), 124 (33), 109 (15), 95 (40), 83 (100)
Jones reagent (H₂CrO_Four/ H₂SO_FourAqueous solution; 4 ml of 2.5M solution) at 20 ° C., N₂Under dropwise addition to a stirred solution of the cyclopentanone (1.1 g, 3.9 mmol; trans / cis 13: 1) in acetone (20 ml). After a further 40 minutes at 22-24 ° C., the mixture was poured into water and extracted with ether. The organic phase is H₂O, 10% NaCl aqueous solution and saturated NH_FourWash continuously with aqueous Cl and dry NaSO_FourAnd concentrated in vacuo. The resulting yellow oil (2.1 g) was chromatographed [SiO 2₂(50 g); eluent: cyclohexane / ethyl acetate 1: 1.5)] to give the desired (Z) -3- in the form of a viscous pearl yellow oil (1 g: 87% yield). Oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneoctanoic acid (trans / cis 13: 1) was obtained.
IR (CDCl_Three): 3300 (wide), 3020, 2931, 1732, 1710cm^-1
NMR (¹H, 360 MHz, D₂O): 0.96 (t, J = 7 Hz, 3H); 1.20 to 2.40 (24H); 5.24 (m, 1H); 5.42 (m, 1H) δ ppm
NMR (¹³C): 221.1 (s); 179.3 (s); 133.5 (d); 125.5 (d); 55.1 (d); 41.1 (d); 38.1 (t); 34.7 (t); 33.9 (t); 29.6 ( t); 29.2 (t); 29.0 (t); 27.1 (t); 27.0 (t); 25.4 (t); 24.7 (t); 20.6 (t); 14.2 (q) δppm
MS: 294 (<0.5, M⁺), 226 (1), 151 (8), 124 (16), 95 (26), 83 (100)
Example 4
The procedure was carried out according to the general procedure II described in Example 3 using the microorganisms listed in the table below. In this table, compounds A, B, C and D are identical to those described in Example 3. The results are expressed in relation to the product obtained after 24 hours. Molar yield is% relative to added starting acid, ie (Z) -3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneoctanoic acid (trans / cis 13: 1, 20 mg, ˜65 micromolar). Expressed in
The results in this table show that the dynamic resolution between the (+) and (−) enantiomers of the substrate is actually the case for reactions carried out using Rhodococcus rhodochorsu, Arthrobacter petrolephus gas and Aspergillus niger. In this case, in all other cases, the (+)-trans, (Z) -3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneacetic acid formed (corresponding to compound A) Is greater than the amount of the (−)-trans enantiomer. This therefore indicates in particular that the corresponding microorganism can be dynamically resolved between the substrate enantiomers. Furthermore, from this table, the resolution essentially consists of (Z) -3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentanebutanoic acid (corresponding to compound B) (Z) -3-oxo. It is apparent that this is done in the stage of conversion to 2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneacetic acid.
Results of the same study conducted by Cylindrocarpon candism CBS 132,25, Arthrobacter Altrus Russian DSN 20127, Streptomyces bacililis DMS 40598, Arthrobacter ureafaciens DMS 491 or Streptomyces rose chromogenus As indicated that the microorganisms require a reaction time of more than 24 hours to perform β-oxidation of the substrates listed in this table under the reaction conditions described. Seem.

Example 5
According to the general procedure I described in Example 1, a suspension of Saccharomyces cerevisiae was obtained by saponification with 2-oxo-1-cyclopentanehexanoic acid (NaOH of its ethyl ester available from Janssen). Ii) carried out by adding 100 mg.
The acid fraction (38.6 mg) of the reaction product was esterified to give 25% by weight of the methyl ester of the starting acid as well as the following two compounds:
Methyl 2-oxo-1-cyclopentaneacetate (12.9%)
GC-MS: 156 (41) [M⁺], 125 (100) [M-OCH_Three ⁺], 124 (97), 113 (34), 97 (47), 83 (54) [C_FiveH₆O + H⁺] 74 (48) [M-CH₂COOCH3⁺], 59 (49)
Methyl 2-oxo-1-cyclopentanebutyrate (41.2%)
GC-MS: 184 (13) [M⁺], 153 (19) [M-OCH_Three ⁺], 152 (53), 137 (18), 124 (28), 101 (4) [M- (CH₂)_ThreeCOOCH_Three ⁺], 97 (48), 84 (100) [C_FiveH₈O], 74 (47), 55 (38)
A mixture of esters containing was obtained.

Claims (8)

formula:

[In the formula, the dotted line indicates the position of a single bond or a double bond, m represents an integer of 0 to 3, n represents an integer of 0 to 10, and each of the symbols R is the same or different. Each represents a hydrogen atom or a saturated or unsaturated, linear or branched hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and each of the substituents represents all of the rings In a method for producing a cyclic ketone represented by the formula:

[In the formula, dotted lines and symbols R and m have the meanings represented by formula (I), p ≧ n + 2, n is an even integer when n is an even number, and n is an odd number. the substrates that contain one or more cyclic carboxylic derivatives represented by a certain defined to be the odd if], load Lactococcus Rodokorusu, load Lactococcus Eritoroporisu, load Lactococcus sp, Nocardia Karukarea, Arusuro The ketone (I) ) At least one of Next, this is extracted from a reaction medium, The manufacturing method of the cyclic ketone characterized by the above-mentioned. formula:

A substrate containing one or more derivatives of the formula, wherein the dotted line indicates the position of a single bond or a double bond, p ≧ 2 + n and is an odd number, is added. The method according to 1. formula:

The method according to claim 1, wherein a substrate containing one or more derivatives represented by the formula (II, wherein p has the meaning represented by formula (II)) is added. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the microorganism is of the genus Saccharomyces or Rhodococcus. (Z) -3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneoctanoic acid is selected from the group consisting of Rhodococcus rhodochrus, Rhodococcus erythropolis, Rhodococcus sp, Nocardia calcarea, and Arthrobacter petrolophane gas The method of claim 4, wherein the method is added to a cultured microorganism culture to form (Z) -3-oxo-2- (2-pentenyl) -1-cyclopentaneacetic acid. 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneoctanoic acid is added to a culture of a microorganism selected from the group consisting of Selecia marcescens and Aspergillus niger to give 3-oxo-2-pentyl-1-cyclopentaneacetic acid The method of claim 4, wherein: 7. A process as claimed in claim 1, comprising the subsequent esterification of the product formed in order to provide the corresponding ester. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the addition of the substrate to the culture of microorganisms is carried out in a medium free from any other nutrient source.