JP4544385B2 - Process for producing optically active 2,6-diaminoheptanoic acid - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般式(2)および(3)で示される光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸の製造法に関する。さらに詳しくは、2,6-ジアミノヘプタンアミドのラセミ混合物を生化学的に不斉加水分解して対応する光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を製造する方法に関する。光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸は、各種工業薬品、農薬、および医薬品の製造中間体として重要な物質である。
【0002】
【従来の技術】
光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸は、分子内にカルボキシル基と2個のアミノ基を有し、それ自体光学活性な化合物であることから、光学活性な各種工業薬品、農薬、および医薬品の製造中間体として、重要な物質である。一般式(2)および(3)で示される2,6-ジアミノヘプタン酸で、式中のXが水素の化合物のラセミ混合物の製造は、J.Am.Chem.Soc.,73, p4478,(1951) に記載されている。しかしながら、そこに記載されている製造法は、2-メチルシクロヘキサノンオキシムを出発原料とし、保護および脱保護工程を含む4工程により進行するため、非常に労力を要するものであり、また高価な試薬を使用するため、工業的に有利な方法とはいえない。また、ここで得られる2,6-ジアミノヘプタン酸はラセミ混合物であり、ここに記載された方法では光学活性体を得ることはできない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術における上記のような課題を解決し、各種工業薬品、農薬、および医薬品の製造中間体として非常に重要な光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を、少ない工程数で安価に製造するための製造法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、少ない工程数で安価に光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を製造するための製造法に関して鋭意検討を行った結果、新規化合物である2,6-ジアミノヘプタンアミドを生化学的に加水分解して光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を製造する本発明に到達した。
【0005】
すなわち本発明は、一般式(1)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミドのラセミ混合物に、アミノ酸アミドを立体選択的に加水分解する活性を有する微生物の生菌体または該生菌体の処理物を作用させて、一般式(2)で示される (2S)-2,6-ジアミノヘプタン酸または一般式(3)で示される(2R)-2,6- ジアミノヘプタン酸を生成せしめることを特徴とする光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸の製造法である。さらに、本発明によれば一般式(1)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミドに、アミノ酸アミドを立体選択的に加水分解する活性を有する微生物の生菌体または該菌体処理物を作用させて、光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を生成せしめることを特徴とする光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸の製造法において、未反応の光学活性アミノ酸アミドを回収し、回収した光学活性アミノ酸アミドをラセミ化して、再度原料として使用することも可能である。また、本発明によれば回収した光学活性アミノ酸アミドをさらに加水分解して、光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を製造することもできる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細について説明する。
前記の一般式(1)、(2)および(3)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミドおよび2,6-ジアミノヘプタン酸のXは水素または炭素数1〜4の低級アルキル基であればよく、特に制限はないが、例えばメチル基、エチル基などが好適であり、メチル基である場合が特に好適である。
【0007】
なお本発明において、一般式(1)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミドの光学活性体は (2S)-および (2R)-2,6-ジアミノヘプタンアミド、一般式(2)および(3)で示される光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸はそれぞれ (2S)-および (2R)-2,6-ジアミノヘプタン酸と記載されるが、これら化合物を示す一般式中Xがメチル基である場合には6位の炭素原子が不斉炭素でなくなるため、以後これらはそれぞれ (S)- および (R)-2,6- ジアミノヘプタンアミド、 (S)- および (R)-2,6- ジアミノヘプタン酸とも記載する。
【0008】
本発明の一般式(1)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミドの代表例として、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドなどがある。本発明の原料である一般式(1)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミドは、その製法および品質等に特に制限はなく、例えばストレッカー法によって容易に得られる該当するα−アミノニトリル、即ち2,6-ジアミノヘプタンニトリルを部分加水分解する方法などによって得ることができる。α−アミノニトリルを部分加水分解する方法としては塩基性物質およびケトン類の存在下で水性媒体中でα−アミノニトリルを部分加水分解する方法、例えば特公昭58−17741号公報記載の方法が好ましい。この方法は、例えば、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなどの無機塩基、ならびに、例えば水酸化テトラメチルアンモニウムのような有機第4級アンモニウム化合物などの有機塩基のような塩基性物質を用い、その使用量を、α−アミノニトリル1モルに対して0.01モル以下の割合とし、反応液のpHが14を越えるようにし、この反応系にアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトンおよびシクロヘキサノンなどのケトン類を添加し、かつ、反応温度を40℃以下に保ち、該反応液のpHを14を越えたpHに維持しながら加水分解反応を行うことを特徴とする方法である。このα−アミノニトリル加水分解反応生成液を濃縮してケトン類を除去して得られた粗2,6-ジアミノヘプタンアミド含有液を、そのまま、または必要に応じて蒸留もしくは再結晶等の手段によって精製を行った後、原料として使用することができる。
【0009】
このほか、2,6-ジアミノヘプタンアミドは、後述のように、未反応の光学活性アミノ酸アミドを回収し、回収した光学活性アミノ酸アミドを強塩基性物質の存在下で加熱し、ラセミ化する方法によっても得ることができる。
【0010】
本発明の2,6-ジアミノヘプタンアミドの生化学的加水分解に使用される微生物は、目的とする光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸に該当する2,6-ジアミノヘプタンアミドを立体選択的に加水分解する活性を有する微生物であれば良く、このような微生物として、例えば(2S)- アミノ酸アミドを加水分解する微生物として、シュードモナス属、クリプトコッカス属、ロツデロマイセス属、ロドスポリジウム属、ミコプラナ属およびパチソレン属等に属する微生物、具体的にはシュードモナス・ロゼア (Pseudomonas rosea) NCIB 10605、クリプトコッカス・ラウレンテイ (Cryptococcus laurentii) ATCC 18803、クリプトコッカス・ネオホルマンス (Cryptococcus neoformans) ATCC 32045 、ロツデロマイセス・エロギスポラス (Lodderomyces elogisporus) IFO 1676、ロドスポリジウム・トルロイデス (Rhodosporidium toruloides) IFO 0871 、ロドスポリジウム・ジオボバダム (Rhodosporidium diobovatum) IFO 1828 、ミコプラナ・ディモルファ (Mycoplana dimorpha) IFO 13291(ATCC 4279)、ミコプラナ・ディモルファ (Mycoplana dimorpha) NCIB 9439 、ミコプラナ・ディモルファ (Mycoplana dimorpha) IFO 13213 、ミコプラナ・ブラタ (Mycoplana bullata) IFO 13290(ATCC 4278) 、ミコプラナ・ブラタ (Mycoplana bullata) NCIB 9440、ミコプラナ・ブラタ (Mycoplana bullata) IFO 13267、ミコプラナ sp (Mycoplana sp)IFO 13240 およびパチソレン・タンノフィラス (Pachysolen tannophilus) IFO 1007が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0011】
また(2R)- アミノ酸アミドを加水分解する微生物として、ロドコッカス属、シュードモナス属およびセラチア属等に属する微生物、具体的にはロドコッカス・エリスロポリス (Rhodococcus erythropolis) NR-23 (FERM P-8937) 、ロドコッカス・エリスロポリス (Rhodococcus erythropolis) NR-28 (FERM P-8938) 、ロドコッカス・エリスロポリス (Rhodococcus erythropolis) JCM 3201、シュードモナス・フローレツセンス (Pseudomonas fluorescens) IFO 12055、セラチア・マルセツセンス (Serratia marcescens) IAM 12143が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0012】
これらの微生物の培養は、通常資化しうる炭素源、窒素源、各微生物に必須の無機塩、栄養等を含有させた培地を用いて行われるが、高い酵素活性を得るために、培地に予めα−アミノ酸アミドを添加することも効果的である。この際に添加されるα−アミノ酸アミドは、目的とする2,6-ジアミノヘプタン酸に対応する2,6-ジアミノヘプタンアミドを用いることが好ましいが、一般的なα−アミノ酸アミド、例えばアラニンアミド、バリンアミド等でもよく、特に制限はない。培養時のpHは、4〜10の範囲であり、温度は20〜50℃である。培養は1日〜1週間程度好気的に行われる。このようにして培養した微生物は、生菌体または該生菌体処理物、例えば培養液、分離菌体、菌体破砕物、さらには精製した酵素として反応に使用される。また、常法に従って、菌体または酵素を固定化して使用することもできる。
【0013】
2,6-ジアミノヘプタンアミドの生化学的加水分解反応の条件は、2,6-ジアミノヘプタンアミド濃度1〜40wt%、2,6-ジアミノヘプタンアミドに対する微生物の使用量は、乾燥菌体として重量比0.005〜3、反応温度20〜70℃、pH5〜13の範囲である。
【0014】
2,6-ジアミノヘプタンアミドの生化学的加水分解反応で生成した光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸は、反応終了液から、例えば遠心分離あるいは濾過膜などの通常の固液分離手段により微生物菌体を除き、減圧濃縮後、有機溶媒を加えて光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を析出させ、析出した光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を濾取するといった方法、あるいは微生物菌体を除いた後、減圧下で水を除去し、残渣固体に有機溶媒を加えて未反応の光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドを溶解し、不溶の光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を濾取するといった方法により、容易に分離することができる。このとき光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を析出させるため、あるいは未反応の光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドを溶解させるために加える有機溶媒は、光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸の溶解度が低く、未反応の光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドの溶解度が高い溶媒であればよく、特に制限はないが、エタノール、2-プロパノール、2-メチル-1- プロパノール、1-ブタノールおよび2-ブタノール等のアルコール類が好適に使用される。また、微生物菌体を分離した反応終了液から、未反応の光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドを溶媒抽出などの方法により除いた後、残液から晶出などの方法によって光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を分離することもできる。このとき光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドを抽出する溶媒として、例えばヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の非極性溶媒が挙げられる。このほか、反応終了液から微生物菌体を除いた後、イオン交換電気透析により光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸だけを選択的に分離回収する方法も有効である。
【0015】
未反応の光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドは、前記の2,6-ジアミノヘプタンアミドの生化学的加水分解反応終了液から光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を分離した後の液の濃縮、あるいは微生物菌体分離後の反応終了液からの溶媒抽出などの方法により、容易に回収される。回収された光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドは、例えば酸または加水分解活性を有する微生物の生菌体あるいは該生菌体処理物を作用させて加水分解することにより、対応する光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸へ変換することができる。また、回収した光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドは、強塩基性物質の存在下で加熱することにより、容易にラセミ化し、ラセミ体の2,6-ジアミノヘプタンアミドとすることができる。光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドのラセミ化反応で使用される光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドは、前記の2,6-ジアミノヘプタンアミドの生化学的加水分解反応終了液から回収された光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドをそのまま、または必要に応じて再結晶等の操作によって精製を行った後に用いることができる。
【0016】
光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドのラセミ化反応に使用される強塩基性物質とは、有機または無機の強塩基性物質であれば良く、代表例として水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化テトラエチルアンモニウムなどの有機第四級アンモニウム化合物ならびに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、ナトリウムアミドおよびナトリウムハイドライドなどのアルカリ金属化合物、ならびに水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属化合物が挙げられる。なお、反応系内において上記の強塩基性物質に変化しうる物質、例えばナトリウムおよびカリウムなどのアルカリ金属単体、ならびにバリウムなどのアルカリ土類金属単体などをそれぞれ添加することも可能である。これら強塩基性物質の使用量は、光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミド1モルに対して0.001〜0.5モルの割合であり、好適には0.01〜0.1モルの割合である。
【0017】
光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドのラセミ化反応は、溶媒を使用しないで行うこともできるが、溶媒を使用した場合には反応温度を低くすることができ、そのため副生成物が生成する危険性を低くすることができ、より好適である。この際に使用される溶媒としては、光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドおよび強塩基性物質のそれぞれに対して不活性であれば良く、例えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の炭化水素類、2-プロパノール、2-メチル-1- プロパノール、2-ブタノール、1-ブタノールおよび1-ペンタノール等のアルコール類、エーテル類ならびにイソブチロニトリルなどがある。溶媒の使用量に特に制限はないが、実用上、光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドの重量に対して100倍より多くする必要はなく、1〜20倍程度が好ましい。
【0018】
ラセミ化反応液中の水分は少ないほど好ましいが、1wt%程度以下ならば殆ど支障はない。ラセミ化反応の温度は、20〜200℃、好適には50〜150℃である。ラセミ化反応は、通常、常圧下で行われるが、減圧下または加圧下で行うことを妨げない。
【0019】
ラセミ化反応終了後、生成した2,6-ジアミノヘプタンアミドを分離回収する方法は、例えば減圧下で溶媒を留去した後、冷却して結晶を析出させ、濾取または遠心分離などの通常の固液分離操作により分離回収する方法、あるいはラセミ化反応終了液へ水を添加して、2,6-ジアミノヘプタンアミドを水相へ溶出し、そのまま、あるいはpH調整後生化学的加水分解工程へ循環する方法があるが、後者の方が工業的には、より合理的である。
【0020】
このようにして光学活性2,6-ジアミノヘプタンアミドをラセミ化し、2,6-ジアミノヘプタンアミドとし、生化学的加水分解反応系へ循環することにより、2,6-ジアミノヘプタンアミドの全量を目的とする光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸に変換することができる。本発明の方法によって、具体的には、例えば(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸等の(2S)-2,6- ジアミノヘプタン酸誘導体や(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸等の(2R)-2,6- ジアミノヘプタン酸誘導体を製造することが可能である。
【0021】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1
2,6- ジアミノ -6- メチルヘプタンアミドの製造
撹拌機、温度計およびpH電極を付した300m四ツ口フラスコに、蒸留水40g およびアセトン40g を入れ、5℃に冷却し、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンニトリル35.7g(0.23mol)を加え、さらに40% 水酸化ナトリウム水溶液2.5g(水酸化ナトリウムとして1.0g、0.025mol)を、氷冷下、撹拌しながら添加した。40%水酸化ナトリウム水溶液添加後、反応液の温度は15℃に上昇した。反応混合物を10時間撹拌した後、 18%塩酸5.0g(塩酸として0.9g、0.025mol)を加え、エバポレーターで水およびアセトンを留去した。残渣に炭酸ジメチル100ml を加えて溶解し、不溶の固体を濾過して除いた。濾液の溶媒をエバポレーターで濃縮し、5℃に冷却して、析出した2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドの白色結晶を濾取した。得られた結晶の乾燥後の重量は32.9g (0.19mol )、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンニトリルに対する収率は83モル% であった。
【0022】
実施例2
(a)(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸の製造
次の組成の培地を調製し、この培地200ml を1L三角フラスコに入れ、滅菌後、ミコプラナ ブラタ(Mycoplana bullata )NCIB 9440 を接種し、30℃で48時間振盪培養を行った。
培地組成 (pH7.0 )
グルコース 10 g
ポリペプトン 5 g
酵母エキス 5 g
KH2PO4 2 g
MgSO4 ・7H2O 0.4 g
FeSO4 ・7H2O 0.01g
MnCl2 ・4H2O 0.01g
D,L-バリンアミド 5 g
蒸留水 1 L
培養終了時、培養液の菌体濃度は5g/kg であった。この培養液100gから、遠心分離により、乾燥菌体0.5gに相当する生菌体を得た。この生菌体を100ml の蒸留水に懸濁し、1L三角フラスコに入れ、ここに2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドのラセミ混合物5.0g(29mmol)を加えて、40℃で5 時間振とうして加水分解反応を行った。反応後、反応液から遠心分離によって除菌し、エバポレーターで減圧にて水を除去した後、2-プロパノール100ml を加えて未反応の(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドを溶解し、不溶の(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸を白色固体として濾取した。得られた固体の乾燥後の重量は2.3g(13mmol)、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する収率は46モル% 、(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する収率は91モル% であった。また、生成した(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸を光学分割用キラルカラムを用いた液体クロマトグラフィーにより分析した結果、光学純度は99%e.e. 以上であった。
【0023】
(b)(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドの回収
(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸の固体を濾取した後の濾液の溶媒を、エバポレーターで減圧下留去し、ジイソプロピルエーテル50mlを加えて不溶の固体を濾取し、未反応の(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドを白色固体として回収した。乾燥後の重量は2.2g(13mmol)、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する回収率は44モル% 、(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する回収率は88モル% であった。また、回収した(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドを光学分割用キラルカラムを用いた液体クロマトグラフィーにより分析した結果、光学純度は99%e.e. 以上であった。
【0024】
(c)(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドのラセミ化
(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミド1.0g(5.8mmol )を10mlの2-メチル-1- プロパノールに溶解し、ここに水酸化ナトリウム0.02g (0.5mmol )を加えて110 ℃で30分間撹拌した。反応終了後、反応液を冷却し、ジイソプロピルエーテルを加え、析出した固体を濾取し、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドを得た。乾燥後の固体の重量は0.91g (5.3mmol )であり、回収率は91モル% であった。この固体を光学分割用キラルカラムを用いた液体クロマトグラフィーにより分析した結果、(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドのラセミ化率は98% であった。なお、この場合のラセミ化率は次のようにして算出した。
ラセミ化率(%)=(S)-アミド/((S)-アミド+(R)- アミド) ×2 ×100
ラセミ化率100%とは、(S)-アミドと(R)-アミドとが互いに等量であることを示す。
【0025】
(d)(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸の製造
(a)と同様の培地および方法で、ロドコッカス エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)NR-28 (FERM P-8938) を培養し、培養液を遠心分離して、乾燥菌体0.1gに相当する生菌体を得た。50mlの三角フラスコに、(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミド1.0g(5.8mmol )、水20mlおよび生菌体を入れ、40℃で5 時間加熱した。反応終了後の反応液の液体クロマトグラフィーでの分析結果から、収率89% 、光学純度99%e.e. 以上で(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸が得られた。
【0026】
実施例3
実施例2のミコプラナ ブラタ(Mycoplana bullata )NCIB 9440 の培養液20g から遠心分離によって得た乾燥菌体0.1gに相当する生菌体を20mlの蒸留水に懸濁し、100ml 三角フラスコに入れ、ここに実施例2でラセミ化回収した2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミド0.5g(2.9mmol) および新たな2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドのラセミ混合物0.5g(2.9mmol) を加えて、40℃で5 時間振とうして加水分解反応を行った。反応後、実施例2と同様に後処理を行い、(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸を白色固体として得た。得られた固体の乾燥後の重量は0.45g(2.6mmol)、新たに加えた2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する収率は89モル% であった。また、生成した(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸を光学分割用キラルカラムを用いた液体クロマトグラフィーにより分析した結果、光学純度は99%e.e. 以上であった。
【0027】
実施例4
(a)(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸の製造
実施例2と同様にロドコッカス エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)NR-28 (FERM P-8938) を培養し、培養液を遠心分離して、乾燥菌体0.5gに相当する生菌体を得た。この生菌体を100ml の蒸留水に懸濁し、1L三角フラスコに入れ、ここに2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドのラセミ混合物5.0g(29mmol)を加えて、40℃で5 時間振とうして加水分解反応を行った。反応後、実施例2と同様に処理して(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸を白色固体として濾取した。得られた固体の乾燥後の重量は2.2g(13mmol)、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する収率は44モル% 、(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する収率は87モル% であった。また、生成した(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸を光学分割用キラルカラムを用いた液体クロマトグラフィーにより分析した結果、光学純度は99%e.e. 以上であった。
【0028】
(b)(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドの回収
(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸の固体を濾取した後の濾液の溶媒を、実施例2と同様に処理して、未反応の(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドを白色固体として回収した。乾燥後の重量は2.0g(11mmol)、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する回収率は40モル% 、(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する回収率は80モル% であった。また、回収した(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドを光学分割用キラルカラムを用いた液体クロマトグラフィーにより分析した結果、光学純度は99%e.e. 以上であった。
【0029】
(c)(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドのラセミ化
(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミド1.0g(5.8mmol )を10mlの2-メチル-1- プロパノールに溶解し、ここに水酸化ナトリウム0.02g (0.5mmol )を加えて110 ℃で30分間撹拌した。反応終了後、実施例2と同様に処理し、2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドを得た。乾燥後の固体の重量は0.88g (4.7mmol )であり、回収率は88モル% であった。この固体を光学分割用キラルカラムを用いた液体クロマトグラフィーにより分析した結果、(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドのラセミ化率は95% であった。
【0030】
(d)(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸の製造
50mlの三角フラスコに、(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミド1.0g(5.8mmol )、水20mlおよび乾燥菌体0.1g相当のミコプラナ ブラタ(Mycoplana bullata )の生菌体を入れ、40℃で5 時間撹拌した。反応終了後の反応液の液体クロマトグラフィーでの分析結果から、収率89% 、光学純度99%e.e.以上で(S)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸が得られた。
【0031】
実施例5
実施例4のロドコッカス エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)NR-28 (FERM P-8938) の培養液から遠心分離によって得た乾燥菌体0.1gに相当する生菌体を20mlの蒸留水に懸濁し、100ml 三角フラスコに入れ、ここに実施例4でラセミ化回収した2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミド0.5g(2.9mmol) および新たな2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドのラセミ混合物0.5g(2.9mmol) を加えて、40℃で5時間振とうして加水分解反応を行った。反応後、実施例4と同様に後処理を行い、(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸を白色固体として得た。得られた固体の乾燥後の重量は0.44g(2.5mmol)、新たに加えた2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタンアミドに対する収率は87モル% であった。また、生成した(R)-2,6-ジアミノ-6- メチルヘプタン酸を光学分割用キラルカラムを用いた液体クロマトグラフィーにより分析した結果、光学純度は99%e.e. 以上であった。
【0032】
【発明の効果】
光学活性な各種工業薬品、農薬、および医薬品の製造中間体として非常に有用な光学活性2,6-ジアミノヘプタン酸を、少ない工程数で安価に製造することができる。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process for producing optically active 2,6-diaminoheptanoic acid represented by general formulas (2) and (3). More specifically, the present invention relates to a method for producing a corresponding optically active 2,6-diaminoheptanoic acid by biochemically asymmetric hydrolysis of a racemic mixture of 2,6-diaminoheptanamide. Optically active 2,6-diaminoheptanoic acid is an important substance as a production intermediate for various industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals.
[0002]
[Prior art]
Optically active 2,6-diaminoheptanoic acid has a carboxyl group and two amino groups in the molecule, and is itself an optically active compound. Therefore, it manufactures various optically active industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals. It is an important substance as an intermediate. Production of a racemic mixture of 2,6-diaminoheptanoic acid represented by the general formulas (2) and (3) in which X is hydrogen is described in J. Am. Chem. Soc., 73, p4478, ( 1951). However, since the production method described therein uses 2-methylcyclohexanone oxime as a starting material and proceeds in 4 steps including a protection and deprotection step, it is very labor intensive and an expensive reagent is used. Since it is used, it is not an industrially advantageous method. Further, the 2,6-diaminoheptanoic acid obtained here is a racemic mixture, and an optically active substance cannot be obtained by the method described herein.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art and to add optically active 2,6-diaminoheptanoic acid, which is very important as an intermediate for the production of various industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals, with a small number of steps. It is to provide a manufacturing method for manufacturing at low cost.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies on a production method for producing optically active 2,6-diaminoheptanoic acid at a low cost with a small number of steps, the present inventors have biochemically synthesized 2,6-diaminoheptanamide, which is a novel compound. In the present invention, optically active 2,6-diaminoheptanoic acid is produced by hydrolysis.
[0005]
That is, the present invention relates to a living microbial cell having activity of stereoselectively hydrolyzing an amino acid amide or a treatment of the microbial cell to a racemic mixture of 2,6-diaminoheptanamide represented by the general formula (1). To produce (2S) -2,6-diaminoheptanoic acid represented by the general formula (2) or (2R) -2,6-diaminoheptanoic acid represented by the general formula (3). This is a method for producing an optically active 2,6-diaminoheptanoic acid. Furthermore, according to the present invention, the 2,6-diaminoheptanamide represented by the general formula (1) is subjected to the action of a living microbial cell having an activity of hydrolyzing an amino acid amide in a stereoselective manner or a treated product thereof. In the process for producing optically active 2,6-diaminoheptanoic acid, wherein unreacted optically active amino acid amide is recovered and recovered optically active amino acid It is also possible to racemize the amide and use it again as a raw material. According to the present invention, the optically active amino acid amide recovered can be further hydrolyzed to produce optically active 2,6-diaminoheptanoic acid.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Details of the present invention will be described below.
If X of 2,6-diaminoheptanamide and 2,6-diaminoheptanoic acid represented by the general formulas (1), (2) and (3) is hydrogen or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, Although there is no particular limitation, for example, a methyl group, an ethyl group, and the like are preferable, and a methyl group is particularly preferable.
[0007]
In the present invention, the optically active form of 2,6-diaminoheptanamide represented by general formula (1) is (2S)-and (2R) -2,6-diaminoheptanamide, general formulas (2) and (3 ) Are represented by (2S)-and (2R) -2,6-diaminoheptanoic acid, respectively. In the general formulas showing these compounds, X is a methyl group. In some cases, the carbon atom at the 6-position is no longer an asymmetric carbon, so these are respectively (S)-and (R) -2,6-diaminoheptanamide, (S)-and (R) -2,6- Also described as diaminoheptanoic acid.
[0008]
Representative examples of 2,6-diaminoheptanamide represented by the general formula (1) of the present invention include 2,6-diamino-6-methylheptanamide. The 2,6-diaminoheptanamide represented by the general formula (1), which is a raw material of the present invention, is not particularly limited in its production method and quality, and for example, the corresponding α-amino nitrile easily obtained by the Strecker method, That is, it can be obtained by a method of partially hydrolyzing 2,6-diaminoheptanenitrile. As a method of partially hydrolyzing α-amino nitrile, a method of partially hydrolyzing α-amino nitrile in an aqueous medium in the presence of a basic substance and ketones, for example, a method described in JP-B-58-17741 is preferable. . This method uses a basic substance such as an inorganic base such as sodium hydroxide and potassium hydroxide and an organic base such as an organic quaternary ammonium compound such as tetramethylammonium hydroxide. The amount is set to a ratio of 0.01 mol or less with respect to 1 mol of α-amino nitrile so that the pH of the reaction solution exceeds 14, and this reaction system includes acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isopropyl ketone and cyclohexanone. It is a method characterized in that a hydrolysis reaction is carried out while adding a ketone, keeping the reaction temperature at 40 ° C. or lower, and maintaining the pH of the reaction solution at a pH exceeding 14. The crude 2,6-diaminoheptanamide-containing liquid obtained by concentrating the α-amino nitrile hydrolysis reaction product liquid to remove ketones is used as it is or by means of distillation or recrystallization as necessary. After purification, it can be used as a raw material.
[0009]
In addition, 2,6-diaminoheptanamide is a method for recovering unreacted optically active amino acid amide and heating the recovered optically active amino acid amide in the presence of a strongly basic substance to racemize as described later. Can also be obtained.
[0010]
The microorganism used for the biochemical hydrolysis of 2,6-diaminoheptanamide of the present invention stereoselectively selects 2,6-diaminoheptanamide corresponding to the target optically active 2,6-diaminoheptanoic acid. Any microorganism may be used as long as it has an activity of hydrolyzing. Examples of such microorganisms include microorganisms that hydrolyze (2S) -amino acid amides. Microorganisms belonging to the genus, such as Pseudomonas rosea NCIB 10605, Cryptococcus laurentii ATCC 18803, Cryptococcus neoformans ATCC 32045, Rothdelomyces Lod e 676 Rhodosporidium toluroides (Rh odosporidium toruloides) IFO 0871, Rhodosporidium diobovatum IFO 1828, Mycoplana dimorpha IFO 13291 (ATCC 4279), Mycoplana dimorpha Myfoplana dimorpha NCIB 9439 dimorpha NCIB 9439 13213, Mycoplana bullata IFO 13290 (ATCC 4278), Mycoplana bullata NCIB 9440, Mycoplana bullata IFO 13267, Mycoplana sp (Mycoplana sp) IFO 13240 and Pachisoren tan tannophilus) IFO 1007, but is not limited to these.
[0011]
As microorganisms that hydrolyze (2R) -amino acid amides, microorganisms belonging to the genus Rhodococcus, Pseudomonas and Serratia, specifically Rhodococcus erythropolis NR-23 (FERM P-8937), Rhodococcus・ Erythropolis (Rhodococcus erythropolis) NR-28 (FERM P-8938), Rhodococcus erythropolis (Rhodococcus erythropolis) JCM 3201, Pseudomonas fluorescens IFO 12055, Serratia marcescens (143) Although it is mentioned, it is not limited to these.
[0012]
These microorganisms are usually cultured using a medium containing an assimilable carbon source, a nitrogen source, an inorganic salt essential for each microorganism, nutrients, etc. It is also effective to add an α-amino acid amide. The α-amino acid amide added at this time is preferably 2,6-diaminoheptanamide corresponding to the desired 2,6-diaminoheptanoic acid. , Valine amide and the like may be used without any particular limitation. The pH during the culture is in the range of 4 to 10, and the temperature is 20 to 50 ° C. The culture is performed aerobically for about 1 day to 1 week. The microorganisms cultured in this manner are used in the reaction as viable cells or treated products of the viable cells, such as culture broth, separated cells, disrupted cells, and further purified enzymes. In addition, cells or enzymes can be immobilized and used according to a conventional method.
[0013]
The conditions for the biochemical hydrolysis reaction of 2,6-diaminoheptanamide are as follows: 2,6-diaminoheptanamide concentration is 1 to 40 wt%, and the amount of microorganism used relative to 2,6-diaminoheptanamide is the weight of dry cells. The ratio is 0.005 to 3, the reaction temperature is 20 to 70 ° C., and the pH is 5 to 13.
[0014]
The optically active 2,6-diaminoheptanoic acid produced by the biochemical hydrolysis reaction of 2,6-diaminoheptanamide is removed from the reaction-finished solution by a conventional solid-liquid separation means such as centrifugation or filtration membrane. After removing the body and concentrating under reduced pressure, an organic solvent is added to precipitate optically active 2,6-diaminoheptanoic acid, and the precipitated optically active 2,6-diaminoheptanoic acid is collected by filtration, or microbial cells are removed. Then, water is removed under reduced pressure, an organic solvent is added to the residual solid to dissolve unreacted optically active 2,6-diaminoheptanamide, and insoluble optically active 2,6-diaminoheptanoic acid is collected by filtration. It can be easily separated by such a method. At this time, the organic solvent added to precipitate optically active 2,6-diaminoheptanoic acid or dissolve unreacted optically active 2,6-diaminoheptanamide is the solubility of optically active 2,6-diaminoheptanoic acid. The solvent is not particularly limited as long as the solvent is low and the solubility of unreacted optically active 2,6-diaminoheptanamide is high, but ethanol, 2-propanol, 2-methyl-1-propanol, 1-butanol and 2 -Alcohols such as butanol are preferably used. In addition, after removing the unreacted optically active 2,6-diaminoheptanamide from the reaction-finished solution from which the microbial cells have been separated by a method such as solvent extraction, the optically active 2,6 by a method such as crystallization from the residual solution. -Diaminoheptanoic acid can also be separated. At this time, examples of the solvent for extracting optically active 2,6-diaminoheptanamide include nonpolar solvents such as hexane, benzene, toluene and xylene. In addition, a method of selectively separating and recovering only optically active 2,6-diaminoheptanoic acid by ion-exchange electrodialysis after removing microbial cells from the reaction completion solution is also effective.
[0015]
Unreacted optically active 2,6-diaminoheptanamide is obtained by concentrating the liquid after separating optically active 2,6-diaminoheptanoic acid from the biochemical hydrolysis reaction completion liquid of 2,6-diaminoheptanamide. Alternatively, it can be easily recovered by a method such as solvent extraction from the reaction-finished solution after microbial cell separation. The recovered optically active 2,6-diaminoheptanamide is hydrolyzed by the action of, for example, a living cell of a microorganism having acid or hydrolytic activity or a processed product of the living cell, thereby producing a corresponding optically active 2, Can be converted to 6-diaminoheptanoic acid. The recovered optically active 2,6-diaminoheptanamide can be easily racemized by heating in the presence of a strongly basic substance to give a racemic 2,6-diaminoheptanamide. The optically active 2,6-diaminoheptanamide used in the racemization reaction of the optically active 2,6-diaminoheptanamide was recovered from the solution obtained after the biochemical hydrolysis reaction of 2,6-diaminoheptanamide. The optically active 2,6-diaminoheptanamide can be used as it is or after being purified by an operation such as recrystallization as necessary.
[0016]
The strongly basic substance used in the racemization reaction of optically active 2,6-diaminoheptanamide may be an organic or inorganic strong basic substance. Typical examples are tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. Organic quaternary ammonium compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate, sodium amide and sodium hydride, and alkaline earth metal compounds such as barium hydroxide. . In the reaction system, a substance that can be changed into the above-mentioned strongly basic substance, for example, an alkali metal simple substance such as sodium and potassium, and an alkaline earth metal simple substance such as barium can be added. The amount of these strongly basic substances used is 0.001 to 0.5 mol, preferably 0.01 to 0.1 mol, per mol of optically active 2,6-diaminoheptanamide. It is.
[0017]
The racemization reaction of optically active 2,6-diaminoheptanamide can be carried out without the use of a solvent. However, when a solvent is used, the reaction temperature can be lowered, so that a by-product may be generated. Therefore, it is possible to lower the property. The solvent used in this case may be inert to each of the optically active 2,6-diaminoheptanamide and the strongly basic substance, such as hexane, heptane, cyclohexane, benzene, toluene and xylene. There are hydrocarbons, alcohols such as 2-propanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, 1-butanol and 1-pentanol, ethers and isobutyronitrile. Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of a solvent, Practically, it is not necessary to make more than 100 times with respect to the weight of optically active 2, 6- diamino heptane amide, and about 1 to 20 times is preferable.
[0018]
Less water is preferable in the racemization reaction solution, but there is almost no problem if it is about 1 wt% or less. The temperature of the racemization reaction is 20 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C. The racemization reaction is usually performed under normal pressure, but does not prevent the reaction from being performed under reduced pressure or under pressure.
[0019]
After completion of the racemization reaction, the produced 2,6-diaminoheptanamide is separated and recovered by, for example, distilling off the solvent under reduced pressure, cooling to precipitate crystals, and filtering or centrifuging. Separating and recovering by solid-liquid separation operation, or adding water to the racemization reaction completed solution, and eluting 2,6-diaminoheptanamide into the aqueous phase, either as it is or after circulation to the biochemical hydrolysis step However, the latter is more reasonable industrially.
[0020]
In this way, the optically active 2,6-diaminoheptanamide is racemized to form 2,6-diaminoheptanamide, which is circulated to the biochemical hydrolysis reaction system to achieve the total amount of 2,6-diaminoheptanamide. To optically active 2,6-diaminoheptanoic acid. Specifically, according to the method of the present invention, for example, (2S) -2,6-diaminoheptanoic acid derivatives such as (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid and (R) -2,6- It is possible to produce (2R) -2,6-diaminoheptanoic acid derivatives such as diamino-6-methylheptanoic acid.
[0021]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
Production of 2,6- diamino -6 -methylheptanamide 40 g of distilled water and 40 g of acetone were placed in a 300 m four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and pH electrode, and cooled to 5 ° C. 2,5.7-diamino-6-methylheptanenitrile (35.7 g, 0.23 mol) was added, and 40% aqueous sodium hydroxide solution (2.5 g, 1.0 g, 0.025 mol as sodium hydroxide) was added with stirring under ice cooling. did. After the addition of 40% aqueous sodium hydroxide solution, the temperature of the reaction solution rose to 15 ° C. After stirring the reaction mixture for 10 hours, 18 g of hydrochloric acid 5.0 g (0.9 g as hydrochloric acid, 0.025 mol) was added, and water and acetone were distilled off with an evaporator. The residue was dissolved by adding 100 ml of dimethyl carbonate, and the insoluble solid was removed by filtration. The solvent of the filtrate was concentrated with an evaporator and cooled to 5 ° C., and the precipitated white crystals of 2,6-diamino-6-methylheptanamide were collected by filtration. The weight of the obtained crystals after drying was 32.9 g (0.19 mol), and the yield based on 2,6-diamino-6-methylheptanenitrile was 83 mol%.
[0022]
Example 2
(A) Production of (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid A medium having the following composition was prepared, 200 ml of this medium was placed in a 1 L Erlenmeyer flask, sterilized, and then Mycoplana bullata NCIB 9440 And shaking culture was performed at 30 ° C. for 48 hours.
Medium composition (pH7.0)
Glucose 10 g
Polypeptone 5 g
Yeast extract 5 g
KH 2 PO 4 2 g
MgSO 4・ 7H 2 O 0.4 g
FeSO 4・ 7H 2 O 0.01g
MnCl 2・ 4H 2 O 0.01g
D, L-Valinamide 5 g
Distilled water 1 L
At the end of the culture, the cell concentration in the culture was 5 g / kg. From 100 g of this culture solution, live cells corresponding to 0.5 g of dry cells were obtained by centrifugation. Suspend the viable cells in 100 ml of distilled water, put them in a 1 L Erlenmeyer flask, add 5.0 g (29 mmol) of a racemic mixture of 2,6-diamino-6-methylheptanamide, and shake at 40 ° C for 5 hours. Thus, a hydrolysis reaction was performed. After the reaction, the reaction solution is sterilized by centrifugation, water is removed under reduced pressure with an evaporator, and 100 ml of 2-propanol is added to remove unreacted (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide. Dissolved and insoluble (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was filtered off as a white solid. The weight of the obtained solid after drying was 2.3 g (13 mmol), the yield based on 2,6-diamino-6-methylheptanamide was 46 mol%, and (S) -2,6-diamino-6-methylheptanamide. The yield based on 91 mol%. The produced (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was analyzed by liquid chromatography using a chiral column for optical resolution. As a result, the optical purity was 99% ee or higher.
[0023]
(B) Recovery of (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide
The solvent of the filtrate after filtering the solid of (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was distilled off under reduced pressure with an evaporator, and 50 ml of diisopropyl ether was added, and the insoluble solid was collected by filtration. Unreacted (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was recovered as a white solid. The weight after drying was 2.2 g (13 mmol), the recovery rate for 2,6-diamino-6-methylheptanamide was 44 mol%, and the recovery rate for (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was 88%. Mol%. The recovered (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was analyzed by liquid chromatography using a chiral column for optical resolution. As a result, the optical purity was 99% ee or higher.
[0024]
(C) Racemization of (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide
1.0 g (5.8 mmol) of (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was dissolved in 10 ml of 2-methyl-1-propanol, and 0.02 g (0.5 mmol) of sodium hydroxide was added thereto to add 110 Stir at 30 ° C. for 30 minutes. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled, diisopropyl ether was added, and the precipitated solid was collected by filtration to obtain 2,6-diamino-6-methylheptanamide. The weight of the solid after drying was 0.91 g (5.3 mmol), and the recovery rate was 91 mol%. As a result of analyzing this solid by liquid chromatography using a chiral column for optical resolution, the racemization rate of (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was 98%. In this case, the racemization rate was calculated as follows.
Racemization rate (%) = (S) -amide / ((S) -amide + (R) -amide) × 2 × 100
A racemization rate of 100% indicates that (S) -amide and (R) -amide are equivalent to each other.
[0025]
(D) Production of (R) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid Rhodococcus erythropolis NR-28 (FERM P-8938) was cultured in the same medium and method as in (a). The culture solution was centrifuged to obtain viable cells corresponding to 0.1 g of dry cells. A 50 ml Erlenmeyer flask was charged with 1.0 g (5.8 mmol) of (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide, 20 ml of water and viable cells and heated at 40 ° C. for 5 hours. As a result of liquid chromatography analysis of the reaction solution after completion of the reaction, (R) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was obtained with a yield of 89% and an optical purity of 99% ee or higher.
[0026]
Example 3
Viable cells corresponding to 0.1 g of dried cells obtained by centrifugation from 20 g of the culture solution of Mycoplana bullata NCIB 9440 of Example 2 were suspended in 20 ml of distilled water, placed in a 100 ml Erlenmeyer flask, Add 0.5 g (2.9 mmol) of 2,6-diamino-6-methylheptanamide racemized and recovered in Example 2 and 0.5 g (2.9 mmol) of a new racemic mixture of 2,6-diamino-6-methylheptanamide. Then, the hydrolysis reaction was carried out by shaking at 40 ° C. for 5 hours. After the reaction, post-treatment was performed in the same manner as in Example 2 to obtain (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid as a white solid. The weight of the obtained solid after drying was 0.45 g (2.6 mmol), and the yield based on newly added 2,6-diamino-6-methylheptanamide was 89 mol%. The produced (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was analyzed by liquid chromatography using a chiral column for optical resolution. As a result, the optical purity was 99% ee or higher.
[0027]
Example 4
(A) Production of (R) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid Rhodococcus erythropolis NR-28 (FERM P-8938) was cultured in the same manner as in Example 2, and the culture solution was centrifuged. After separation, live cells corresponding to 0.5 g of dry cells were obtained. Suspend the viable cells in 100 ml of distilled water, put them in a 1 L Erlenmeyer flask, add 5.0 g (29 mmol) of a racemic mixture of 2,6-diamino-6-methylheptanamide, and shake at 40 ° C for 5 hours. Thus, a hydrolysis reaction was performed. After the reaction, the mixture was treated in the same manner as in Example 2, and (R) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was collected as a white solid by filtration. The weight of the obtained solid after drying was 2.2 g (13 mmol), the yield based on 2,6-diamino-6-methylheptanamide was 44 mol%, (R) -2,6-diamino-6-methylheptanamide The yield based on 87 mol%. The produced (R) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was analyzed by liquid chromatography using a chiral column for optical resolution. As a result, the optical purity was 99% ee or higher.
[0028]
(B) Recovery of (S) -2,6-diamino-6-methylheptanamide
The solvent of the filtrate after filtering the solid of (R) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was treated in the same manner as in Example 2 to give unreacted (S) -2,6-diamino. -6-methylheptanamide was recovered as a white solid. The weight after drying was 2.0 g (11 mmol), the recovery rate for 2,6-diamino-6-methylheptanamide was 40 mol%, and the recovery rate for (S) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was 80%. Mol%. The recovered (S) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was analyzed by liquid chromatography using a chiral column for optical resolution. As a result, the optical purity was 99% ee or higher.
[0029]
(C) Racemization of (S) -2,6-diamino-6-methylheptanamide
1.0 g (5.8 mmol) of (S) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was dissolved in 10 ml of 2-methyl-1-propanol, and 0.02 g (0.5 mmol) of sodium hydroxide was added thereto to add 110 Stir at 30 ° C. for 30 minutes. After completion of the reaction, the same treatment as in Example 2 was performed to obtain 2,6-diamino-6-methylheptanamide. The weight of the solid after drying was 0.88 g (4.7 mmol), and the recovery rate was 88 mol%. As a result of analyzing the solid by liquid chromatography using a chiral column for optical resolution, the racemization ratio of (S) -2,6-diamino-6-methylheptanamide was 95%.
[0030]
(D) Production of (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid
In a 50 ml Erlenmeyer flask, put (S) -2,6-diamino-6-methylheptanamide 1.0 g (5.8 mmol), 20 ml of water, and live mycoplana bullata (Mycoplana bullata) equivalent to 0.1 g of dry cells And stirred at 40 ° C. for 5 hours. As a result of analysis by liquid chromatography of the reaction solution after completion of the reaction, (S) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was obtained with a yield of 89% and an optical purity of 99% ee or higher.
[0031]
Example 5
Viable cells corresponding to 0.1 g of dried cells obtained by centrifugation from the culture solution of Rhodococcus erythropolis NR-28 (FERM P-8938) of Example 4 were suspended in 20 ml of distilled water. Into an Erlenmeyer flask, 0.5 g (2.9 mmol) of 2,6-diamino-6-methylheptanamide recovered in racemic form in Example 4 and a new racemic mixture of 2,6-diamino-6-methylheptanamide 0.5 g (2.9 mmol) was added, and the hydrolysis reaction was carried out by shaking at 40 ° C. for 5 hours. After the reaction, post-treatment was performed in the same manner as in Example 4 to obtain (R) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid as a white solid. The weight of the obtained solid after drying was 0.44 g (2.5 mmol), and the yield based on newly added 2,6-diamino-6-methylheptanamide was 87 mol%. The produced (R) -2,6-diamino-6-methylheptanoic acid was analyzed by liquid chromatography using a chiral column for optical resolution. As a result, the optical purity was 99% ee or higher.
[0032]
【The invention's effect】
Optically active 2,6-diaminoheptanoic acid that is very useful as an intermediate for the production of various optically active industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals can be produced at a low cost with a small number of steps.

Claims (9)

一般式(1)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミドのラセミ混合物に、 (2S)-アミノ酸アミドを立体選択的に加水分解する活性を有するミコプラナ属由来の微生物の生菌体又は該生菌体の処理物を作用させて、一般式(2)で示される (2S)-2,6-ジアミノヘプタン酸を生成せしめ、 (2R)-2,6-ジアミノヘプタンアミドを未反応のまま残すことを特徴とする光学活性 (2S)-2,6-ジアミノヘプタン酸の製造法。
Figure 0004544385
A live cell of a microorganism derived from the genus Mycoplana having the activity of stereoselectively hydrolyzing (2S) -amino acid amide, or a live cell of the racemic mixture of 2,6-diaminoheptanamide represented by the general formula (1) To produce (2S) -2,6-diaminoheptanoic acid represented by the general formula (2), leaving (2R) -2,6-diaminoheptanamide unreacted. A process for producing optically active (2S) -2,6-diaminoheptanoic acid characterized by
Figure 0004544385
未反応の (2R)-2,6-ジアミノヘプタンアミドを強塩基性物質の存在下で加熱することによりラセミ化して、再度原料として使用する請求項1記載の方法。 The method according to claim 1, wherein unreacted (2R) -2,6-diaminoheptanamide is racemized by heating in the presence of a strongly basic substance and used again as a raw material. 未反応の (2R)-2,6-ジアミノヘプタンアミドを加水分解して(2R)-2,6-ジアミノヘプタン酸を製造する請求項1記載の方法。 The method according to claim 1, wherein unreacted (2R) -2,6-diaminoheptanamide is hydrolyzed to produce (2R) -2,6-diaminoheptanoic acid. 一般式(1)及び一般式(2)のXがメチル基である請求項1、2又は3記載の方法。 The method according to claim 1, 2 or 3, wherein X in the general formula (1) and the general formula (2) is a methyl group. 一般式(1)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミドのラセミ混合物に、 (2R)-アミノ酸アミドを立体選択的に加水分解する活性を有するロドコッカス属由来の微生物の生菌体又は該生菌体の処理物を作用させて、一般式(3)で示される (2R)-2,6-ジアミノヘプタン酸を生成せしめ、 (2S)-2,6-ジアミノヘプタンアミドを未反応のまま残すことを特徴とする光学活性 (2R)-2,6-ジアミノヘプタン酸の製造法。
Figure 0004544385
A living cell of a microorganism derived from the genus Rhodococcus having the activity of stereoselectively hydrolyzing (2R) -amino acid amide in a racemic mixture of 2,6-diaminoheptanamide represented by the general formula (1) To produce (2R) -2,6-diaminoheptanoic acid represented by the general formula (3), leaving (2S) -2,6-diaminoheptanamide unreacted. A process for producing optically active (2R) -2,6-diaminoheptanoic acid characterized by
Figure 0004544385
未反応の (2S)-2,6-ジアミノヘプタンアミドを強塩基性物質の存在下で加熱することによりラセミ化して、再度原料として使用する請求項5記載の方法。 6. The method according to claim 5, wherein unreacted (2S) -2,6-diaminoheptanamide is racemized by heating in the presence of a strongly basic substance and used again as a raw material. 未反応の (2S)-2,6-ジアミノヘプタンアミドを加水分解して(2S)-2,6-ジアミノヘプタン酸を製造する請求項5記載の方法。 The method according to claim 5, wherein unreacted (2S) -2,6-diaminoheptanamide is hydrolyzed to produce (2S) -2,6-diaminoheptanoic acid. 一般式(1)及び一般式(3)のXがメチル基である請求項5、6又は7記載の方法。 The method according to claim 5, 6 or 7, wherein X in the general formula (1) and the general formula (3) is a methyl group. 一般式(1)で示される2,6-ジアミノヘプタンアミド。 2,6-diaminoheptanamide represented by the general formula (1).
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