JP4129077B2 - アシル化されたアミノ酸エステルおよび光学活性アミノ酸エステルの製造法、ならびに光学活性アミノ酸エステルおよびｎ−アシルアミノ酸エステル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１に記載のアシル化されたアミノ酸エステルの製造方法ならびに、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択される加水分解酵素の存在で、アシル化剤として酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を有するカルボン酸エステルを用いてラセミアミノ酸エステルから光学活性アミノ酸エステルを製造する方法、および引き続きアミノ酸エステルのアシル化されていない他のエナンチオマーからエナンチオ選択的にアシル化されたアミノ酸エステルの分離ならびに光学活性アミノ酸エステルおよびＮ−アシルアミノ酸エステルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
加水分解酵素の存在でカルボン酸エステルと反応させることによる第一アミンおよび第二アミンのラセミ体分割は、国際特許公開番号ＷＯ９５／０８６３６およびＷＯ９６／２３８９４ならびにBalkenhohl他によるJ. prakt. Chem., 第339巻, (1997) 381〜384での評論記事に記載されている。好ましいアミンとしては、上記刊行物において第一アリールアルキルアミンおよびヘテロ原子置換されたアミンが記述されている。しかしながら、この３つの刊行物全てにおいて、アミノ酸エステルの使用可能性についての指摘は見出されない。
【０００３】
Gotor他(Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 37〜40)により、カンジダ・アンタルクチカ(Antarctica)・リパーゼ（ＳＰ ４３５）の触媒反応下での３−アミノ酪酸エチルエステルと酢酸エチルとのエナンチオ選択的アシル化が記載されている。しかしながら、この際、このアシル化は、触媒反応のために莫大な酵素量（基質に対して５０重量％）を必要とするので、これに基づく方法は経済的ではない。加えて、この方法は、ほとんどエナンチオ選択的にならない。達成される選択率は、Ｅ＝７０〜９０の範囲にあるだけである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうして、本発明の課題は、高いエナンチオ選択率を確実にし、反応条件の広い範囲で使用されることができかつこの際できるだけ少量の触媒で十分である酵素触媒反応によるアミノ酸エステルのラセミ体分割の方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
それに応じて、アミノ酸エステルのラセミ体分割のための方法は、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択される加水分解酵素での特殊な触媒反応下で、アシル化剤としてカルボン酸エステルと反応させ、引き続き、アシル化剤として使用されるカルボン酸エステルの酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子から形成される群から選択された電子過剰のヘテロ原子を有する場合には、一方のエナンチオ選択的にアシル化されたアミノ酸エステルをアシル化されていないアミノ酸エステルの他方のエナンチオマーから分離することによって、特に良好に機能することが見出された。
【０００６】
更に、アシル化されたアミノ酸エステルの製造方法は、エステルの酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を有することを特徴とする、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択された加水分解酵素での特殊な触媒反応下で、アミノ酸エステルと、アシル化剤として使用されるカルボン酸エステルとを反応させることによって見出された。
【０００７】
アシル化剤として本発明による方法に適当なカルボン酸エステルは、エステルの酸成分中にカルボニル炭素原子に隣接した電子過剰のヘテロ原子を有するものである。
【０００８】
ヘテロ原子は、遊離の電子対少なくとも１つを有していなければならない。このヘテロ原子は、ハロゲン、殊に塩素原子またはフッ素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子であってよい。
【０００９】
ヘテロ原子は、カルボニル炭素原子に隣接して存在すべきである。このことは、ヘテロ原子がカルボニル炭素に対してα−、β−またはγ−位で炭素原子上に結合していることを意味している。好ましくは、ヘテロ原子がα−Ｃ原子上に結合されているエステルの酸成分である。ヘテロ原子としては、酸素が好ましい。
【００１０】
ヘテロ原子は、場合によっては他の基、例えばアルキル基またはアリール基、有利にアルキル基と結合していてよい。ヘテロ原子が、例えば酸素である場合には、エーテル基が存在する。
【００１１】
本発明による方法には、エステルのアルコール成分として、場合によっては置換されていてよい分枝鎖状および非分枝鎖状のＣ1〜Ｃ10−アルコール、有利にＣ1〜Ｃ6−アルコール、殊にＣ2〜Ｃ5−アルコールが使用されることができる。
【００１２】
特に適当なカルボン酸エステルは、式ＩＩＩ
［式中、
Ｒ2は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであり、
Ｘは、ハロゲン、ＯＲ3、ＳＲ3またはＮＲ3Ｒ4であり、
Ｒ3は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ4は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ6は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキルであり、
ｍは０、１または２である］で示されるものである。これらの中では、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ酢酸のＣ1〜Ｃ4−アルキルエステル、例えばメトキシ酢酸エチルエステルまたはメトキシ酢酸イソプロピルエステルが特に好ましい。
【００１３】
本発明による方法において、加水分解酵素として、多数の酵素が使用されることができる。好ましくは、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼ、殊にリパーゼが使用される。リパーゼとして、例えば酵母または細菌から単離可能な微生物のリパーゼが殊に好適である。特に好適なのは、プソイドモナス(Pseudomonas)、例えばアマノ(Amano)Ｐからのリパーゼまたはプソイドモナス(Pseudomonas) spec. ＤＳＭ ８２４６からのリパーゼである。更に特に好適な加水分解酵素は、ノボ・ノルディスク(Novo Nordisk)（エンザイム・ツールボックス(Enzyme Toolbox)）から商業的に入手可能な酵素、殊にリパーゼＳＰ ５２３、ＳＰ ５２４、ＳＰ ５２５、ＳＰ ５２６およびノボジム(Novozym)(登録商標) ４３５である。これらの酵素は、酵母、例えばカンジダ・アンタルクチカ(Candida Antarctica)から製造可能な微生物のリパーゼである。
【００１４】
使用される酵素は、天然の形または固定された形で使用されることができる。特に、固定された酵素ノボジム(Novozym(登録商標)) ４３５が好適である。
【００１５】
本発明による方法は、溶剤の使用下で、または液体アミノ酸エステルの場合には溶剤不含で実施されることができる。
【００１６】
溶剤として、一般に有機溶剤が適当である。特に、反応は、エーテル中、例えばＭＴＢＥ（＝メチル−第三ブチルエーテル）もしくはＴＨＦ（＝テトラヒドロキシフラン）中、または炭化水素、例えばヘキサン、シクロヘキサン、トルエンもしくはハロゲン化炭化水素、例えば塩化メチレン中で良好に進行する。難溶性前駆物質の場合には、さらにプロピレンカルボネート、アセトニトリルまたはジオキサンが添加されることができる。
【００１７】
酵素触媒反応下でのカルボン酸エステルとラセミアミノ酸エステルとの反応は、通常、２０〜５０℃、殊に２５〜３５℃の温度で行われる。このための反応時間は、アミノ酸エステルに応じて１〜４８時間、有利に４〜２４時間である。第二アミノ酸エステルは、一般に第一アミノ酸エステルよりも反応時間を長く必要とする。また、第二アミノ酸エステルのより少ない反応率は、第一アミノ酸エステルに対して高められた量の触媒によって補償されることができる。
【００１８】
使用されるアミノ酸エステルの濃度は、反応混合物の全量に対して５〜５０重量％、有利に１０〜３０重量％の範囲内にある。
【００１９】
反応すべきアミノ酸エステル１モルあたりカルボン酸エステル１〜３モル、有利に１〜２モル、殊に１〜１．５モルが添加される。
【００２０】
酵素の添加すべき量は、加水分解酵素の性質および酵素調製物の活性に依存する。反応に最適な酵素量は、簡単な前試験によって容易に決定されることができる。
【００２１】
反応の進行は、常法、例えばガスクロマトグラフィーを用いて簡単に追跡されることができる。ラセミ体分割の場合には、反応は、有利にラセミアミノ酸エステル５０％の変換率で終了する。このことは、一般に、反応空間から触媒を取り除くことによって、例えば酵素を濾別することによって行われる。
【００２２】
ラセミアミノ酸エステルとアシル化剤として使用されるカルボン酸エステルとをエナンチオ選択的に反応させることにより、一方のエナンチオマーから相当するアシル化生成物（アミド）が生成されるのに対し、他方別のエナンチオマーは不変のままである。次に、アミノ酸エステルおよびＮ−アシル化誘導体からなる存在する混合物を、常法で容易に分離させることができる。混合物の分離に好適なのは、例えば抽出法または蒸留法である。
【００２３】
本発明による方法は、α−アミノ酸エステル、β−アミノ酸エステルおよびγ−アミノ酸エステルのアシル化ならびにラセミ体分割に適当である。特に、ラセミ体分割は、β−アミノ酸エステル、殊に次の式ＩＶ
【００２４】
【化３】
【００２５】
［Ｒ5は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、有利にＣ1〜Ｃ6−アルキル、殊にＣ2〜Ｃ5−アルキルを表し、ならびに場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシまたはハロゲンによって置換されたアリール、有利にフェニルまたはベンジルを表し、かつｎの値は、１〜３とみなすことができる］で示される環状β−アミノ酸エステルの場合に良好に進行する。
【００２６】
炭素環系は、場合によってはＲ1によって置換されていてよく、この場合にはＲ1は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、有利にＣ1〜Ｃ6−アルキル、殊にＣ2〜Ｃ5−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ、ＯＨ、ＮＨ2、ハロゲン、有利にＣｌであることができ、ならびにさらに場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシまたはハロゲンによって置換されたアリール、有利にフェニルまたはベンジルを表わす。置換基Ｒ1の数は、指数ｉにより決定されかつ０〜４であってよい。
【００２７】
本発明は、ラセミアミノ酸エステルから光学活性アミノ酸エステルを製造するのに適当であり、この場合には
ａ）ラセミアミノ酸エステルを、アシル化剤として酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したフッ素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子を有するカルボン酸エステルで加水分解酵素の存在でエナンチオ選択的にアシル化し、
ｂ）光学活性アミノ酸エステルおよび光学活性Ｎ−アシルアミノ酸エステルからなる混合物を分離し、こうしてアミノ酸エステルの一方のエナンチオマーを得、ｃ）所望の場合には、Ｎ−アシルアミノ酸エステルから、アミノ酸エステルの他方のエナンチオマーをアミド開裂によって得る。
【００２８】
所望のエナンチオマーの除去後に、残留する望ましくないエナンチオマーをラセミ化しかつ改めてこの方法において使用する場合には、本発明による方法は、更に経済的にすることができる。こうして、例えば望ましくないアシル化されたアミノ酸エステルは、非求核塩基、例えばカリウム−第三ブチラートの存在でラセミ化され、かつ強酸（鉱酸）によって、遊離ラセミアミノ酸エステルに変換されうる。この返送により、ラセミアミンから所望のエナンチオマーを全部で５０％より多く得ることも可能である。
【００２９】
本発明による方法は、光学活性アミノ酸エステルの生産のための製造方法として適当であるばかりではなく、例えば医薬品または植物保護剤の製造の場合における複雑な化学的多段階合成の構成要素となることができる。
【００３０】
こうして、また、本発明の対象は、式Ｉ
【００３１】
【化４】
【００３２】
［式中、ＮＨ2基およびメトキシカルボニル基は、互いにシスの位置またはトランスの位置にあることができる］で示される光学活性アミノ酸エステルである。好ましくは、双方の置換基は互いについてトランスの位置にある。
【００３３】
同様に、本発明の対象は、式ＩＩ
【００３４】
【化５】
【００３５】
［式中、基は次の意味を有する：
Ｒ1は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ、ＯＨ、ＮＨ2またはハロゲンであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ2は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであり、
Ｘは、ハロゲン、ＯＲ3、ＳＲ3またはＮＲ3Ｒ4であり、
Ｒ3は、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ4は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ5は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
ｉは、０〜４であり、
ｍは、０、１または２であり、
ｎは、１〜３であり、かつアシルアミノ基およびＣＯＯＲ5基は、互いについてシスの位置またはトランスの位置にあることができる］で示される光学活性Ｎ−アシルアミノ酸エステルである。
【００３６】
Ｘのために好ましい基は、塩素またはＯＲ3であり、この場合にはＲ3はＣ1〜Ｃ4−アルキルを表す。Ｒ5は、有利にＣ2〜Ｃ5−アルキル、ならびに場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシまたはハロゲンによって置換されたフェニルまたはベンジルを表す。
【００３７】
【実施例】
次の例は、本発明を説明するのに役立つ。
【００３８】
例１：
トランス−２−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステルのラセミ体分割
トランス−２−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステル５０ｇ（０．３２モル）をＭＴＢＥ ２００ｍｌ中に溶解させ、メトキシ酢酸イソプロピルエステル０．１６モルおよびノボジム(Novozym)４３５ ０．５ｇ(Novo Nordisk)を添加し、室温で８時間振盪した。酵素を濾別した後に、溶剤を除去し、残留物を真空で蒸留した。
【００３９】
（１Ｓ，２Ｓ）−２−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステル２３．５ｇおよび（１Ｒ，２Ｒ）−（Ｎ−２−メトキシ−アセチル）−２−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステル３５．２ｇをそれぞれｅｅ値９９．８％で得た。アミンのｅｅ値測定を、無水酢酸でＮ−アシル化した後に、Ｂ−ＰＨ−ＧＣカラム（アステク社(Fa. Astec), NJ, USA）上のガスクロマトグラフィーによって行い、Ｎ−２−メトキシアセトアミドを、このカラムから誘導体にされることなく分離した。
【００４０】
例２：
フェニルアラニン−メチルエステルのラセミ体分割
ラセミフェニルアラニンメチルエステル８８．４ｇ（０．５モル）をＭＴＢＥ５００ｍｌ中に溶解させ、メトキシ酢酸エチルエステル０．５１モルおよびノボジム４３５ ０．８ｇ(Novo Nordisk)を添加し、室温で８時間振盪した。酵素を濾別した後に、アシル化されていない（Ｓ）−フェニルアラニンメチルエステルを２Ｍ ＨＣｌ １５０ｍｌでの抽出によって除去し、引き続き２Ｍ ＮａＯＨ １６０ｍｌで処理し、その後酢酸エチル１ｌで抽出することによって酸性水相から単離した。アシル化エナンチオマーを直接に反応溶液から溶剤を蒸発させることによって単離した。
【００４１】
（Ｓ）−フェニルアラニンメチルエステル３７．１２ｇ（０．２１モル）をｅｅ値９９％で、および（Ｒ）−フェニルアラニンメチルエステルの相当する（Ｎ）−メトキシアセトアミド５７．７８ｇ（０．２３モル）をｅｅ値９７．５％で得た。
【００４２】
例３：
３−アミノ酪酸エチルエステルのラセミ体分割
ラセミ３−アミノ酪酸エチルエステル１３．１ｇ（０．１モル）をＭＴＢＥ ６０ｍｌ中に溶解させ、メトキシ酢酸イソプロピルエステル０．０５モルおよびノボジム４３５ １３０ｍｇ(Novo Nordisk)を添加し、室温で１２時間振盪した。酵素を濾別した後に、溶剤を除去し、残留物を真空で蒸留した。
【００４３】
ｅｅ値９８．５％で（３Ｓ）−３−アミノ酪酸エチルエステル５．３７ｇ（０．０４１モル）および９９％より大きいｅｅ値で（３Ｒ）−３−アミノ酪酸エチルエステルの相当する（Ｎ）−メトキシアセトアミド９．１０ｇ（０．０４５モル）を得た。
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１に記載のアシル化されたアミノ酸エステルの製造方法ならびに、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択される加水分解酵素の存在で、アシル化剤として酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を有するカルボン酸エステルを用いてラセミアミノ酸エステルから光学活性アミノ酸エステルを製造する方法、および引き続きアミノ酸エステルのアシル化されていない他のエナンチオマーからエナンチオ選択的にアシル化されたアミノ酸エステルの分離ならびに光学活性アミノ酸エステルおよびＮ−アシルアミノ酸エステルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
加水分解酵素の存在でカルボン酸エステルと反応させることによる第一アミンおよび第二アミンのラセミ体分割は、国際特許公開番号ＷＯ９５／０８６３６およびＷＯ９６／２３８９４ならびにBalkenhohl他によるJ. prakt. Chem., 第339巻, (1997) 381〜384での評論記事に記載されている。好ましいアミンとしては、上記刊行物において第一アリールアルキルアミンおよびヘテロ原子置換されたアミンが記述されている。しかしながら、この３つの刊行物全てにおいて、アミノ酸エステルの使用可能性についての指摘は見出されない。
【０００３】
Gotor他(Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 37〜40)により、カンジダ・アンタルクチカ(Antarctica)・リパーゼ（ＳＰ ４３５）の触媒反応下での３−アミノ酪酸エチルエステルと酢酸エチルとのエナンチオ選択的アシル化が記載されている。しかしながら、この際、このアシル化は、触媒反応のために莫大な酵素量（基質に対して５０重量％）を必要とするので、これに基づく方法は経済的ではない。加えて、この方法は、ほとんどエナンチオ選択的にならない。達成される選択率は、Ｅ＝７０〜９０の範囲にあるだけである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうして、本発明の課題は、高いエナンチオ選択率を確実にし、反応条件の広い範囲で使用されることができかつこの際できるだけ少量の触媒で十分である酵素触媒反応によるアミノ酸エステルのラセミ体分割の方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
それに応じて、アミノ酸エステルのラセミ体分割のための方法は、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択される加水分解酵素での特殊な触媒反応下で、アシル化剤としてカルボン酸エステルと反応させ、引き続き、アシル化剤として使用されるカルボン酸エステルの酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子から形成される群から選択された電子過剰のヘテロ原子を有する場合には、一方のエナンチオ選択的にアシル化されたアミノ酸エステルをアシル化されていないアミノ酸エステルの他方のエナンチオマーから分離することによって、特に良好に機能することが見出された。
【０００６】
更に、アシル化されたアミノ酸エステルの製造方法は、エステルの酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を有することを特徴とする、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択された加水分解酵素での特殊な触媒反応下で、アミノ酸エステルと、アシル化剤として使用されるカルボン酸エステルとを反応させることによって見出された。
【０００７】
アシル化剤として本発明による方法に適当なカルボン酸エステルは、エステルの酸成分中にカルボニル炭素原子に隣接した電子過剰のヘテロ原子を有するものである。
【０００８】
ヘテロ原子は、遊離の電子対少なくとも１つを有していなければならない。このヘテロ原子は、ハロゲン、殊に塩素原子またはフッ素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子であってよい。
【０００９】
ヘテロ原子は、カルボニル炭素原子に隣接して存在すべきである。このことは、ヘテロ原子がカルボニル炭素に対してα−、β−またはγ−位で炭素原子上に結合していることを意味している。好ましくは、ヘテロ原子がα−Ｃ原子上に結合されているエステルの酸成分である。ヘテロ原子としては、酸素が好ましい。
【００１０】
ヘテロ原子は、場合によっては他の基、例えばアルキル基またはアリール基、有利にアルキル基と結合していてよい。ヘテロ原子が、例えば酸素である場合には、エーテル基が存在する。
【００１１】
本発明による方法には、エステルのアルコール成分として、場合によっては置換されていてよい分枝鎖状および非分枝鎖状のＣ1〜Ｃ10−アルコール、有利にＣ1〜Ｃ6−アルコール、殊にＣ2〜Ｃ5−アルコールが使用されることができる。
【００１２】
特に適当なカルボン酸エステルは、式ＩＩＩ
Ｒ2は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであり、
Ｘは、ハロゲン、ＯＲ3、ＳＲ3またはＮＲ3Ｒ4であり、
Ｒ3は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ4は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ6は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキルであり、
ｍは０、１または２である］で示されるものである。これらの中では、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ酢酸のＣ1〜Ｃ4−アルキルエステル、例えばメトキシ酢酸エチルエステルまたはメトキシ酢酸イソプロピルエステルが特に好ましい。
【００１３】
本発明による方法において、加水分解酵素として、多数の酵素が使用されることができる。好ましくは、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼ、殊にリパーゼが使用される。リパーゼとして、例えば酵母または細菌から単離可能な微生物のリパーゼが殊に好適である。特に好適なのは、プソイドモナス(Pseudomonas)、例えばアマノ(Amano)Ｐからのリパーゼまたはプソイドモナス(Pseudomonas) spec. ＤＳＭ ８２４６からのリパーゼである。更に特に好適な加水分解酵素は、ノボ・ノルディスク(Novo Nordisk)（エンザイム・ツールボックス(Enzyme Toolbox)）から商業的に入手可能な酵素、殊にリパーゼＳＰ ５２３、ＳＰ ５２４、ＳＰ ５２５、ＳＰ ５２６およびノボジム(Novozym)(登録商標) ４３５である。これらの酵素は、酵母、例えばカンジダ・アンタルクチカ(Candida Antarctica)から製造可能な微生物のリパーゼである。
【００１４】
使用される酵素は、天然の形または固定された形で使用されることができる。特に、固定された酵素ノボジム(Novozym(登録商標)) ４３５が好適である。
【００１５】
本発明による方法は、溶剤の使用下で、または液体アミノ酸エステルの場合には溶剤不含で実施されることができる。
【００１６】
溶剤として、一般に有機溶剤が適当である。特に、反応は、エーテル中、例えばＭＴＢＥ（＝メチル−第三ブチルエーテル）もしくはＴＨＦ（＝テトラヒドロキシフラン）中、または炭化水素、例えばヘキサン、シクロヘキサン、トルエンもしくはハロゲン化炭化水素、例えば塩化メチレン中で良好に進行する。難溶性前駆物質の場合には、さらにプロピレンカルボネート、アセトニトリルまたはジオキサンが添加されることができる。
【００１７】
酵素触媒反応下でのカルボン酸エステルとラセミアミノ酸エステルとの反応は、通常、２０〜５０℃、殊に２５〜３５℃の温度で行われる。このための反応時間は、アミノ酸エステルに応じて１〜４８時間、有利に４〜２４時間である。第二アミノ酸エステルは、一般に第一アミノ酸エステルよりも反応時間を長く必要とする。また、第二アミノ酸エステルのより少ない反応率は、第一アミノ酸エステルに対して高められた量の触媒によって補償されることができる。
【００１８】
使用されるアミノ酸エステルの濃度は、反応混合物の全量に対して５〜５０重量％、有利に１０〜３０重量％の範囲内にある。
【００１９】
反応すべきアミノ酸エステル１モルあたりカルボン酸エステル１〜３モル、有利に１〜２モル、殊に１〜１．５モルが添加される。
【００２０】
酵素の添加すべき量は、加水分解酵素の性質および酵素調製物の活性に依存する。反応に最適な酵素量は、簡単な前試験によって容易に決定されることができる。
【００２１】
反応の進行は、常法、例えばガスクロマトグラフィーを用いて簡単に追跡されることができる。ラセミ体分割の場合には、反応は、有利にラセミアミノ酸エステル５０％の変換率で終了する。このことは、一般に、反応空間から触媒を取り除くことによって、例えば酵素を濾別することによって行われる。
【００２２】
ラセミアミノ酸エステルとアシル化剤として使用されるカルボン酸エステルとをエナンチオ選択的に反応させることにより、一方のエナンチオマーから相当するアシル化生成物（アミド）が生成されるのに対し、他方別のエナンチオマーは不変のままである。次に、アミノ酸エステルおよびＮ−アシル化誘導体からなる存在する混合物を、常法で容易に分離させることができる。混合物の分離に好適なのは、例えば抽出法または蒸留法である。
【００２３】
本発明による方法は、α−アミノ酸エステル、β−アミノ酸エステルおよびγ−アミノ酸エステルのアシル化ならびにラセミ体分割に適当である。特に、ラセミ体分割は、β−アミノ酸エステル、殊に次の式ＩＶ
【００２４】
【化３】
［Ｒ5は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、有利にＣ1〜Ｃ6−アルキル、殊にＣ2〜Ｃ5−アルキルを表し、ならびに場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシまたはハロゲンによって置換されたアリール、有利にフェニルまたはベンジルを表し、かつｎの値は、１〜３とみなすことができる］で示される環状β−アミノ酸エステルの場合に良好に進行する。
【００２６】
炭素環系は、場合によってはＲ1によって置換されていてよく、この場合にはＲ1は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、有利にＣ1〜Ｃ6−アルキル、殊にＣ2〜Ｃ5−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ、ＯＨ、ＮＨ2、ハロゲン、有利にＣｌであることができ、ならびにさらに場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシまたはハロゲンによって置換されたアリール、有利にフェニルまたはベンジルを表わす。置換基Ｒ1の数は、指数ｉにより決定されかつ０〜４であってよい。
【００２７】
本発明は、ラセミアミノ酸エステルから光学活性アミノ酸エステルを製造するのに適当であり、この場合には
ａ）ラセミアミノ酸エステルを、アシル化剤として酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したフッ素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子を有するカルボン酸エステルで加水分解酵素の存在でエナンチオ選択的にアシル化し、
ｂ）光学活性アミノ酸エステルおよび光学活性Ｎ−アシルアミノ酸エステルからなる混合物を分離し、こうしてアミノ酸エステルの一方のエナンチオマーを得、ｃ）所望の場合には、Ｎ−アシルアミノ酸エステルから、アミノ酸エステルの他方のエナンチオマーをアミド開裂によって得る。
【００２８】
所望のエナンチオマーの除去後に、残留する望ましくないエナンチオマーをラセミ化しかつ改めてこの方法において使用する場合には、本発明による方法は、更に経済的にすることができる。こうして、例えば望ましくないアシル化されたアミノ酸エステルは、非求核塩基、例えばカリウム−第三ブチラートの存在でラセミ化され、かつ強酸（鉱酸）によって、遊離ラセミアミノ酸エステルに変換されうる。この返送により、ラセミアミンから所望のエナンチオマーを全部で５０％より多く得ることも可能である。
【００２９】
本発明による方法は、光学活性アミノ酸エステルの生産のための製造方法として適当であるばかりではなく、例えば医薬品または植物保護剤の製造の場合における複雑な化学的多段階合成の構成要素となることができる。
【００３０】
こうして、また、本発明の対象は、式Ｉ
【００３１】
【化４】
［式中、ＮＨ2基およびメトキシカルボニル基は、互いにシスの位置またはトランスの位置にあることができる］で示される光学活性アミノ酸エステルである。好ましくは、双方の置換基は互いについてトランスの位置にある。
【００３３】
同様に、本発明の対象は、式ＩＩ
【００３４】
【化５】
［式中、基は次の意味を有する：
Ｒ1は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ、ＯＨ、ＮＨ2またはハロゲンであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ2は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであり、
Ｘは、ハロゲン、ＯＲ3、ＳＲ3またはＮＲ3Ｒ4であり、
Ｒ3は、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ4は、ＨまたはＣ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
Ｒ5は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキルであるか、または場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであり、
ｉは、０〜４であり、
ｍは、０、１または２であり、
ｎは、１〜３であり、かつアシルアミノ基およびＣＯＯＲ5基は、互いについてシスの位置またはトランスの位置にあることができる］で示される光学活性Ｎ−アシルアミノ酸エステルである。
【００３６】
Ｘのために好ましい基は、塩素またはＯＲ3であり、この場合にはＲ3はＣ1〜Ｃ4−アルキルを表す。Ｒ5は、有利にＣ2〜Ｃ5−アルキル、ならびに場合によってはＮＨ2、ＯＨ、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシまたはハロゲンによって置換されたフェニルまたはベンジルを表す。
【００３７】
【実施例】
次の例は、本発明を説明するのに役立つ。
【００３８】
例１：
トランス−２−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステルのラセミ体分割
トランス−２−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステル５０ｇ（０．３２モル）をＭＴＢＥ ２００ｍｌ中に溶解させ、メトキシ酢酸イソプロピルエステル０．１６モルおよびノボジム(Novozym)４３５ ０．５ｇ(Novo Nordisk)を添加し、室温で８時間振盪した。酵素を濾別した後に、溶剤を除去し、残留物を真空で蒸留した。
【００３９】
（１Ｓ，２Ｓ）−２−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステル２３．５ｇおよび（１Ｒ，２Ｒ）−（Ｎ−２−メトキシ−アセチル）−２−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステル３５．２ｇをそれぞれｅｅ値９９．８％で得た。アミンのｅｅ値測定を、無水酢酸でＮ−アシル化した後に、Ｂ−ＰＨ−ＧＣカラム（アステク社(Fa. Astec), NJ, USA）上のガスクロマトグラフィーによって行い、Ｎ−２−メトキシアセトアミドを、このカラムから誘導体にされることなく分離した。
【００４０】
例２：
フェニルアラニン−メチルエステルのラセミ体分割
ラセミフェニルアラニンメチルエステル８８．４ｇ（０．５モル）をＭＴＢＥ５００ｍｌ中に溶解させ、メトキシ酢酸エチルエステル０．５１モルおよびノボジム４３５ ０．８ｇ(Novo Nordisk)を添加し、室温で８時間振盪した。酵素を濾別した後に、アシル化されていない（Ｓ）−フェニルアラニンメチルエステルを２Ｍ ＨＣｌ １５０ｍｌでの抽出によって除去し、引き続き２Ｍ ＮａＯＨ １６０ｍｌで処理し、その後酢酸エチル１ｌで抽出することによって酸性水相から単離した。アシル化エナンチオマーを直接に反応溶液から溶剤を蒸発させることによって単離した。
【００４１】
（Ｓ）−フェニルアラニンメチルエステル３７．１２ｇ（０．２１モル）をｅｅ値９９％で、および（Ｒ）−フェニルアラニンメチルエステルの相当する（Ｎ）−メトキシアセトアミド５７．７８ｇ（０．２３モル）をｅｅ値９７．５％で得た。
【００４２】
例３：
３−アミノ酪酸エチルエステルのラセミ体分割
ラセミ３−アミノ酪酸エチルエステル１３．１ｇ（０．１モル）をＭＴＢＥ ６０ｍｌ中に溶解させ、メトキシ酢酸イソプロピルエステル０．０５モルおよびノボジム４３５ １３０ｍｇ(Novo Nordisk)を添加し、室温で１２時間振盪した。酵素を濾別した後に、溶剤を除去し、残留物を真空で蒸留した。
【００４３】
ｅｅ値９８．５％で（３Ｓ）−３−アミノ酪酸エチルエステル５．３７ｇ（０．０４１モル）および９９％より大きいｅｅ値で（３Ｒ）−３−アミノ酪酸エチルエステルの相当する（Ｎ）−メトキシアセトアミド９．１０ｇ（０．０４５モル）を得た。
Claims (4)
- アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択される加水分解酵素の存在で、アミノ酸エステルとアシル化剤とを反応させることによってアシル化されたアミノ酸エステルを製造する方法において、
アシル化剤は、式ＩＩＩ
Ｒ 2 は、ＨまたはＣ 1 〜Ｃ 10 −アルキルであり、
Ｘは、ＯＲ 3 であり、
Ｒ 3 は、Ｃ 1 〜Ｃ 10 −アルキルであり、
Ｒ 6 は、Ｃ 1 〜Ｃ 10 −アルキルであり、
ｍは０、１または２である］で示されるカルボン酸エステルであることを特徴とする、アシル化されたアミノ酸エステルの製造法。 - ラセミアミノ酸エステルから光学活性アミノ酸エステルを製造する方法において、
ａ）アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択される加水分解酵素の存在で、ラセミアミノ酸エステルを、アシル化剤として式ＩＩＩ
Ｒ 2 は、ＨまたはＣ 1 〜Ｃ 10 −アルキルであり、
Ｘは、ＯＲ 3 であり、
Ｒ 3 は、Ｃ 1 〜Ｃ 10 −アルキルであり、
Ｒ 6 は、Ｃ 1 〜Ｃ 10 −アルキルであり、
ｍは０、１または２である］で示されるカルボン酸エステルでエナンチオ選択的にアシル化し、
ｂ）光学活性アミノ酸エステルおよび光学活性Ｎ−アシルアミノ酸エステルからなる混合物を分離し、こうしてアミノ酸エステルの一方のエナンチオマーを得、
ｃ）場合によってはＮ−アシルアミノ酸エステルからアミノ酸エステルの他方のエナンチオマーをアミド開裂によって得る
ことを特徴とする、光学活性アミノ酸エステルの製造法。 - 工程ｂ）またはｃ）に引き続き、望ましくないエナンチオマーを別の工程においてラセミ化し、このラセミ混合物を請求項２記載の方法に戻す、請求項２記載の方法。
- 光学活性アミノ酸エステルの製造法において、
一部の工程として請求項２または３記載の方法の少なくとも１工程を含むことを特徴とする、光学活性アミノ酸エステルの製造法。
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