JP4843813B2 - 酵素を用いるＲ−体又はＳ−体のα−置換ヘテロサイクリックカルボン酸及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−置換ヘテロサイクリックカルボン酸エステルの調製方法 - Google Patents
酵素を用いるＲ−体又はＳ−体のα−置換ヘテロサイクリックカルボン酸及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−置換ヘテロサイクリックカルボン酸エステルの調製方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、Ｒ−体又はＳ−体のα−置換ヘテロサイクリックカルボン酸（以下、“α−ＨＣＣＡ”という）及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルの調製方法に関するものである。より詳しくは、本発明は、ラセミ体α−ＨＣＣＡとアルコールを反応させて得たα−ＨＣＣＡエステルのラセミ体から、鏡像異性選択性（ｅｎａｎｔｉｏｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）を有する酵素触媒を用いてそれぞれＲ−体又はＳ−体のα−ＨＣＣＡとＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステルを調製する方法に関する。
【０００２】
２．従来技術の記述
Ｒ−体及びＳ−体の光学異性体に分割される、α−ＨＣＣＡの一種であるテトラヒドロ−２−フロ酸（以下、“ＴＨＦＡ”という）は、化学において種々の用途を有する重要なキラル構築ブロックである。光学異性体のなかで、Ｒ−（＋）−ＴＨＦＡはペネム（ｐｅｎｅｍ）型抗生剤の合成の為の側鎖中間体として用いられ、他方、Ｓ−（−）−ＴＨＦＡは有機合成のキラル中間体として有用である。したがって、ＴＨＦＡは使用用途においてＲ−体とＳ−体とでは異なる。しかし、ＴＨＦＡは化学的に合成されたときラセミ体の形態として得られるので、ＴＨＦＡを鏡像異性体、つまりＲ−体とＳ−体のＴＨＦＡに分離するためにさらなる方法が必要である。
【０００３】
ラセミ体ＴＨＦＡをＲ−体とＳ−体のＴＨＦＡに分割するため、通常は光学分割法が用いられてきた。１９８３年、Ｂｅｌａｎｇｅｒは分割剤としてブルシンとエフェドリンを用いてＴＨＦＡラセミ体をその鏡像異性体に成功裏に分割した（Ｃａｎ．ｊ．Ｃｈｅｍ．，６１，１３８３ (１９８３)）。しかし、前記分割剤は高価であるため、非経済的である。この方法が有するもう一つの問題点は鏡像異性体過剰率が低いことである。
【０００４】
特開平０１−２１６９８３号公報は、分割剤としてキラルアミン（１−(４−ハロゲノフェニル)エチルアミン）を用いて、Ｒ，Ｓ−ＴＨＦＡからジアステレオマー塩を調製し、光学的に分割する方法を開示している。この方法も、キラルアミンが高価であるため、経済的に好ましくない。また、初期反応に添加するＲ，Ｓ−ＴＨＦＡの量が４ｍｍｏｌという少ない量に限定されているため、低い生成物の収率しか得られない。更に、最終的に得られるキラルＴＨＦＡは鏡像異性体過剰率が低い。
【０００５】
特開平０９−７１５７６号公報は、光学分割法と異なる、Ｒ−又はＳ−ＴＨＦＡ塩をハロゲン化水素と処理させてＲ−又はＳ−ＴＨＦＡを合成する方法を開示している。
【０００６】
存在する二つの鏡像異性体のいずれか一つを鏡像異性選択的に加水分解させるため、ラセミ体をエステラーゼ、リパーゼ及びプロテアーゼなどの酵素触媒を用いて光学的に分割し得ることが長い間知られていた。例えば、米国特許第５，９２８，９３３号公報は、プロテアーゼ、リパーゼ及びエステラーゼを含む４４種の酵素を反応特異性に対する広範囲の実験結果として、９５％の鏡像異性体過剰率を有する酵素を開示している。この酵素触媒は鏡像異性ラセミ体の分割に非常に有用であるが、鏡像異性体の選択性および生成物の光学純度が酵素の選択及び基質の化学構造によって変化し得るため、基質に適した酵素の組合せを発見する為の大きな努力が要求されている。特に、酵素を用いるα−ＨＣＣＡの光学分割方法は全く発見されていない。
【０００７】
発明の要約
本発明を導く為、光学的に高い純度のα−ＨＣＣＡと経済的な手順によりこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを開発することを目的として、α−ＨＣＣＡの光学分割に関する大きくしかも完全な研究が本発明者らにより為され、幾つかの微生物又は動物由来の加水分解酵素がα−ＨＣＣＡエステルの特定の光学異性体のエステル官能性を高い効率で鏡像異性選択的に加水分解し得ることを発見した。
【０００８】
したがって、本発明の目的は前述した従来技術で経験した上の問題点を克服し、そして酵素を用いて高純度のＲ−又はＳ−体のα−ＨＣＣＡ及び経済的に酵素を使ってこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを調製する方法を提供することである。
【０００９】
本発明に基づき、前記目的は、
ラセミ体のα−ＨＣＣＡをアルコールと反応させて下記の化学式１
【化１】
（式中、Ｒ1は置換されているか又は置換されていない炭素原子数１〜６のアルキル基又はアルケニル基、ベンジル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、置換されている か又は置換されていないアリールアルキル基、及び置換されているか又は置換されていないヘテロアリールアルキル基からなる群から選択され、ＸはＯ、Ｓ又はＮを示し、ｎは１〜３の整数である）
で表示されるラセミα−ＨＣＣＡエステルを得る段階と、
前記化学式１のラセミ体を、鏡像異性選択性を有する酵素（該酵素は粉末又は水溶液として存在する）を用いて光学分割させてＲ−体又はＳ−体のラセミ体のいずれかを加水分解し、これにより、純粋なＲ−体又はＳ−体のα−ＨＣＣＡ及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを得る段階と、
加水分解されていないα−ＨＣＣＡエステルを有機溶媒で抽出する段階
とからなる、Ｒ−体又はＳ−体のα−ＨＣＣＡ及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを調製する方法を提供することにより達成できる。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明は、ラセミ体α−ＨＣＣＡのエステルを酵素で鏡像異性選択的に加水分解させ、特定の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡ及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを同時に得ることを特徴とする。前記加水分解されたα−ＨＣＣＡと残りのα−ＨＣＣＡエステルの分離は有機溶媒で抽出して実施することができる。
【００１１】
詳細には、α−ＨＣＣＡを同量のアルコールで反応させてα−ＨＣＣＡエステルを得、これをその後、鏡像異性選択性を有する酵素の存在下で水溶液中で一定温度及びｐＨで鏡像異性選択的に加水分解させる。結果として、前記反応は、加水分解されたα−ＨＣＣＡと反対鏡像の鏡像異性体を有するα−ＨＣＣＡエステルとともに、Ｒ−体又はＳ−体のα−ＨＣＣＡを生成する。前記鏡像異性選択的加水分解後、有機溶媒の添加は、α−ＨＣＣＡエステルをそこへ抽出し、α−ＨＣＣＡのみは水溶液中に残る。前記有機溶媒の除去は、光学的に純粋なＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステル形態を導く。前記水相に残っている、光学純度の低いα−ＨＣＣＡは、例えばカラム用いる精製手段を通して純度を上げても良いし、又は本発明の出発物質として再使用してもよい。
【００１２】
非鏡像異性選択的酵素又はパラジウム触媒を用いて、得られたＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステルは、非常に高い鏡像異性体過剰率（＞９９％）を有するＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡに加水分解される得る。さらに、Ｓ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステルは、種々の薬品の合成用中間体として有用なキラルアルコールに還元できる。
【００１３】
例えば、鏡像異性体α−ＨＣＣＡエステルは、非鏡像異性選択的及び非特異的にα−ＨＣＣＡエステルを加水分解させる酵素の存在下で、一定のｐＨ及び温度の水溶液中で加水分解される。酵素加水分解後、水層を塩酸でｐＨ２〜３に調節し有機溶媒で数回抽出してＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡを得る。パラジウム触媒（Ｐｄ／Ｃ）の場合、得られたＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステルは有機溶媒中に溶解され、そして所定の水素分圧下の一定温度で水素化させて高い光学純度（＞９９％）を有するＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡを製造する。
【００１４】
本発明の好ましい態様によると、α−ＨＣＣＡに属するＴＨＦＡを同量のアルコールで反応させてＴＨＦＡエステル付加物を製造した後、このＴＨＦＡを鏡像異性選択的に加水分解する酵素の存在下で光学分割して、Ｒ−体又はＳ−体のＴＨＦＡを提供するとともに、これと反対鏡像の鏡像異性体のＴＨＦＡエステルを残すが、これは有機溶媒で抽出される。非鏡像異性選択的酵素又はパラジウム触媒を用いて、この鏡像異性ＴＨＦＡエステルは、高い光学純度（＞９９％）を有する鏡像異性体のＴＨＦＡに戻され得る。ＴＨＦＡの他に、α−ＨＣＣＡの範囲内にある全ての物質、例えばプロリン及びテトラヒドロチオペン−２−カルボン酸が本発明に従って光学的に分割され得る。
【００１５】
本発明に有用なアルコールは、炭素原子数１〜６の線形又は枝分れ状アルコール、芳香族アルコール、炭素原子数３〜６のシクロアルキルアルコール、置換されているか又は置換されていないアリールアルキルアルコール、及び置換されているか又は置換されていないヘテロアリールアルキルアルコールである。反応時間及び光学純度の観点で好ましいものは、炭素原子数４以上の線形アルコールである。
【００１６】
α−ＨＣＣＡエステルの鏡像異性選択的加水分解での使用のため、酵素は好ましくは、微生物又は動物由来のリパーゼ、プロテアーゼ及びエステラーゼからなる群から選択される。酵素の種類によって、加水分解されたα−ＨＣＣＡの配座が決定される。そのような鏡像異性選択的酵素が使用される場合、粉末又は水溶液の形態であり得る。酵素の使用量は、α−ＨＣＣＡエステルの１００重量部に対し０．１〜１００重量部の量であるのが好ましい。例えば、酵素量が０．１重量部より少ないと、加水分解が完了するのに長い時間がかかる。反面、酵素量が１００重量部を超えると、生産コストが高くなる。
【００１７】
酵素反応は、最適には０〜６０℃及びｐＨ４〜１２で行われる。残っている鏡像異性体α−ＨＣＣＡエステルを抽出するための有機溶媒として、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、トルエン及びその混合物からなる群から好ましく選択される。
【００１８】
調製された鏡像異性体α−ＨＣＣＡエステルの、対応する配座のα−ＨＣＣＡへの還元に目を向けると、パラジウム触媒が好ましくは、０．１〜３０重量％の量、より好ましくは０．５〜１０重量％の量で使用される。例えば、０．１重量％未満の量は水素化を進行させるのに不十分である。一方、３０重量％超過の量は生産コストに悪い影響を及ぼす。この際、鏡像異性体α−ＨＣＣＡエステルの触媒水素化は、好ましくは１〜１０バール（ｂａｒ）、より好ましくは１〜５バールの水素分圧で好ましく実施される。例えば、水素分圧が１バール未満で実施される場合の水素化は、反応効率が重大に低下する。一方、水素分圧が１０バール以上であると多量の副産物を導く。他の条件は、反応時間が１〜２０時間、及び好ましくは１〜８時間、及び反応温度が０〜７０℃、及び好ましくは２０〜４０℃での設定である。
【００１９】
以下、本発明を例示する、本発明の範囲を限定しない以降の実施例から本発明をより明らかに理解できる。
【００２０】
実施例１
ＴＨＦＡエチルエステルに対する特異性を有する酵素の選別
０．１モルのＴＨＦＡと０．３モルのエチルアルコールを０．１５モルのチオニルクロリドの存在中で良く混合した後、７０℃で１時間反応させてＴＨＦＡエチルエステルを調製した。
５００μＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）に１％のＴＨＦＡエチルエステル及び０．１％の加水分解酵素をそれぞれ添加し、生じた反応液を３０℃で３０時間温置した。加水分解の終了後、５０μＬの反応液を同量の１Ｎ塩酸とよく混合し、そして２００μＬの酢酸エチルを添加して残留基質を抽出した。抽出物を８０〜２００℃の範囲の温度においてＨＰ−５カラム上でガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により分析し、そして１１０〜２００℃の温度範囲においてβ−デキストリンＧＣカラム上でキラルガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により分析した。
分析結果を下記表１に示した。表１から分かるように、酵素の鏡像異性選択性によって、残存ＴＨＦＡエチルエステルはＲ−体、Ｓ−体又はラセミ体として存在した。したがって、ＴＨＦＡエチルエステルの異なった鏡像異性体は、酵素の選択に従って調製され得ることが確認される。
【表１】
【００２１】
実施例２
ＴＨＦＡブチルエステルに対する特異性を有する酵素の選別
０．１モルのＴＨＦＡを、１×１０−４モルのｐ−トルエンスルホン酸の存
在下、０．１５モルのトルエン中で、０．１モルのブチルアルコールと、１２０℃で４時間反応させてＴＨＦＡブチルエステルを調製した。
５００μＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）、ＴＨＦＡエチルエステル及び加水分解酵素をそれぞれ１％及び０．１％の量で添加した後、反応液を３０℃で１６時間温置させた。加水分解の終了後、実施例１と同一方法で基質を抽出し、分析した。
分析結果は下記表２に示した。表２から分かるように、酵素の鏡像異性選択性によって、残存α−ＨＣＣＡブチルエステルはＲ−体、Ｓ−体又はラセミ体として存在した。したがって、ＴＨＦＡエチルエステルの異なった鏡像異性体は、酵素の選択に従って調製され得ることが確認される。
【表２】
【００２２】
実施例３
ＴＨＦＡベンジルエステルに対する特異性を有する酵素の選別
ＴＨＦＡベンジルエステルを、ベンジルアルコールを用いたことを除き、実施例１と同一の方法で調製した。
５００μＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）にＴＨＦＡベンジルエステル及び加水分解酵素をそれぞれ１％及び０．１％の量で添加した後、反応液を３０℃で１６時間温置させた。加水分解の終了後、実施例１と同一方法で基質を抽出し、分析した。
分析結果は下記表３に示した。表３から分かるように、酵素の鏡像異性選択性によって、残存α−ＨＣＣＡベンジルエステルはＲ−体、Ｓ−体又はラセミ体として存在した。したがって、ＴＨＦＡエチルエステルの異なった鏡像異性体は、酵素の選択に従って調製され得ることが確認される。
【表３】
【００２３】
実施例４
有機溶媒を用いたＴＨＦＡエステル及びＴＨＦＡの分離
ラセミ体ＴＨＦＡエステルを酵素で鏡像異性選択的に加水分解し、有機溶媒を酵素反応に添加してＳ−体又はＲ−体の生成物ＴＨＦＡを、以下のように加水分解されなくて残っている対応するＳ−体又はＲ−体から分離する。
１リットルの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）に、Ｒ−体又はＳ−体のＴＨＦＡブチルエステルとバチラス ライカニホルミス（Bacillus licheniformis）プロテアーゼを２％及び１％の量でそれぞれ添加し、反応液をｐＨ７の条件下で３０℃で４時間温置した。加水分解反応の終了後、基質を抽出し、実施例１と同一方法で分析した。
反応液の残りを５００ｍＬの酢酸エチルに添加してよく混合し、続いて相分離して、有機層を回収した。水層を５００ｍＬの酢酸エチルでもう一度抽出し、そして得られた酢酸エチル層を合わせた。この合わせた有機層を５ｇの硫酸ナトリウムで乾燥させた。真空蒸留により酢酸エチルを除去して、鏡像異性体過剰率が９９．４％と測定された９．６ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルが残った。水相に残っているＴＨＦＡは７０％の鏡像異性体過剰率を有するＲ−体のＴＨＦＡであることを同定した。
【００２４】
実施例５〜１３
酵素：基質の比、反応温度、及びｐＨによる鏡像異性体過剰率の変化
Ｒ−、Ｓ−体のＴＨＦＡブチルエステルの濃度を８重量％に固定する一方で、酵素：基質の比、反応温度、及びｐＨを変化させたことを除き、実施例４と同一方法で行った。その結果は下記表４に示す。
【表４】
【００２５】
実施例１４
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いるブチルエステルの光学分割
４００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）に１２重量％のＲ−、Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステル及び１重量％のバチラス ライカニホルミスプロテアーゼを添加し、そして反応液を、ｐＨ９．０に維持しながら３０℃で１０．５時間温置した。加水分解反応の終了の後、実施例１と同一方法で基質を抽出し分析した。
２００ｍＬの酢酸エチルを用いて、実施例４と同一方法で２１ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを得、鏡像異性体過剰率９９．３％であると分析した。水相に残っているＴＨＦＡは鏡像異性体過剰率６０％を有するＲ−体であることを同定した。
【００２６】
実施例１５
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いたブチルエステルの光学分割
１２ｇのＳ−体ＴＨＦＡを、２００ｍＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）を加水分解の為に２０℃で用い、そして基質を分離する為に１００ｍＬの酢酸エチルを添加したことを除き、実施例１４と同一の方法で調製し、そしてその光学純度は９９．３％の鏡像異性体過剰率であると測定した。
【００２７】
実施例１６
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いたブチルエステルの光学分割
２１ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを、加水分解を１０℃で１９時間加水分解させたことを除き、実施例１４と同一の方法で調製し、そしてその鏡像異性体過剰率は９９．１％であると測定した。
【００２８】
実施例１７
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いたブチルエステルの光学分割
２５．７ｇのＳ−体のＴＨＦＡブチルエステルを、加水分解を２００ｍＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）中で１５重量％のＲ、Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルを用いて２０℃で２６時間で行い、基質を分離する為に１００ｍＬの酢酸エチルを添加したことを除き、実施例１４と同の一方法で調製し、そしてその光学純度は９９．８％の鏡像異性体過剰率であると測定した。
【００２９】
実施例１８〜２２
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いるブチルエステルの光学分割
Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルを、Ｒ−、Ｓ−体のＴＨＦＡブチルエステルの濃度と酵素：基質の比を下記表５に示すように変化させながら実施例１７と同一の条件下で調製した。その分析結果は表５に示す。
【表５】
【００３０】
実施例２３
Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルからのＳ−体ＴＨＦＡの分割
実施例２でＲ−体又はＳ−体のＴＨＦＡブチルエステルを非鏡像異性選択的に加水分解すと立証したCandida antarctica, fraction B リパーゼの存在下で、強酸及び強塩基を用いず異性体も生成せず、Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルをＳ−体ＴＨＦＡに加水分解させた。
３００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）に１重量％のＳ−体ＴＨＦＡブチルエステル及び０．１重量％のCandida antarctica, fraction B リパーゼを添加し、その反応液を３０℃で１時間温置した。加水分解反応の終了の後、実施例１と同一方法で基質を抽出しそして分析した。
ＧＣ分析は、全てのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルが、キラルＧＣで測定した鏡像異性体過剰率が９９．８％であると分かったＴＨＦＡに加水分解されたことを確認した。
【００３１】
実施例２４〜３２
Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルからのＳ−体ＴＨＦＡの調製
異なった酵素を用いて実施例２３の手順を行った。その結果は下記表６に示す。
【表６】
【００３２】
実施例３３
ＴＨＦＡの光学分割
２００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）に、１２重量％のＲ−、Ｓ−体のＴＨＦＡブチルエステル及び１重量％のバチラス ライカニホルミスプロテアーゼを添加し、その反応液を、ｐＨを９．０に維持しながら、３０℃で１０．５時間温置した。加水分解後、反応液を実施例１と同様に分析した。残っている反応液に１００ｍｌの酢酸エチルを添加しそしてよく混合した後、実施例１４と同一方法で１２ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを得、そして鏡像異性体過剰率が９９．３％であると同定した。
１００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）中で、１ｇのCandida antarctica, fraction B リパーゼの存在下で、ｐＨを７．０に維持しながら、１２ｇの調製したＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを３０℃で５時間加水分解した。加水分解に続いて、反応結果物を実施例１と同様に分析した。残っている反応液を塩酸でｐＨ２．０に調節した後、３倍の容量の酢酸エチルで３回抽出した。酢酸エチル抽出物を混合した後、実施例１４と同一方法で前記混合物から６ｇのＳ−体ＴＨＦＡを回収した。該化合物はキラルＣＧで測定して、鏡像異性体過剰率が９９．３％であった。
【００３３】
実施例３４
ＴＨＦＡの大量光学分割
２リットルの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）に４０重量％のＲ−、Ｓ−体のＴＨＦＡブチルエステル及び３重量％のバチラス ライカニホルミスプロテアーゼを添加し、生じた反応液を、ｐＨを９．０に維持しながら３０℃で２３時間温置した。加水分解後、反応液を実施例１と同様に分析した。残っている反応液に１リットルの酢酸エチルを添加しそしてよく混合した後、実施例１４と同一方法で４００ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを得、そして鏡像異性体過剰率は９９．３％であった。
４００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）中で、１６０ｇの調製したＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを、８ｇのCandida antarctica, fraction B Lipaseの存在下で、ｐＨを７．０に維持しながら３０℃で６時間加水分解した。加水分解に続いて、反応結果物を実施例１と同様に分析した。残っている反応液を塩酸でｐＨ２．０に調節した後、３倍の容量の酢酸エチルで３回抽出した。酢酸エチル抽出物を混合した後、実施例１４と同一方法で前記混合物から８０ｇのＳ−体ＴＨＦＡを回収した。該化合物はキラルＧＣで測定して、鏡像異性体過剰率が９９．３％であると分かった。
【００３４】
実施例３５
ＴＨＦＡの光学分割
実施例３と同一方法でベンジルエステルラセミ体を調製した。２００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）に、１２重量％の調製したＲ−、Ｓ−体のＴＨＦＡベンジルエステル及び１重量％のバシラス リケニホルミスプロテアーゼを添加し、その反応液を、ｐＨを９．０に維持しながら２０℃で４．５時間温置した。加水分解の終了後、反応液を実施例１と同様に分析した。残っている反応液に１００ｍｌの酢酸エチルを添加しよく混合した後、実施例１４と同一方法で１６ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを得、そして鏡像異性体過剰率は９９．１％であると同定した。
調製した５５ｇのＳ−体ＴＨＦＡベンジルエステルを２０ｍｌの酢酸エチルに溶解し、５５ｍｇ（１重量％）の１０％パラジウム触媒（Ｐｄ／Ｃ）を添加し、続いて室温で１０分間撹拌した。水素分圧が１．５バールとなるまで反応液に水素気体を少しずつ供給し、再度撹拌を１０時間行った。濾過によりパラジウム触媒を除去した後、酢酸エチル及び生成トルエンを真空蒸留して２．５ｇのＳ−体ＴＨＦＡを得た。この鏡像異性化合物はキラルＧＣで測定し、鏡像異性体過剰率が９９．１％であると分かった。
【００３５】
産業上の利用可能性
以上説明したように、α−ＨＣＣＡ及びそのエステルは、本発明にしたがって、高い光学純度及び収率を有する鏡像異性化合物として調製され得る。また、本発明は、このキラル化合物を低廉に調製することができるので、経済的に好ましい。
【００３６】
以上本発明を例示的に説明したが、ここに用いられた用語は本発明を制限するものではなく説明するものであるのを理解すべきである。前記教示によって本発明の多くの変更及び変形が可能である。したがって本発明は、特に述べた以外でも添付した請求の範囲内で実施できることが理解すべきである。
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、Ｒ−体又はＳ−体のα−置換ヘテロサイクリックカルボン酸（以下、“α−ＨＣＣＡ”という）及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルの調製方法に関するものである。より詳しくは、本発明は、ラセミ体α−ＨＣＣＡとアルコールを反応させて得たα−ＨＣＣＡエステルのラセミ体から、鏡像異性選択性（ｅｎａｎｔｉｏｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）を有する酵素触媒を用いてそれぞれＲ−体又はＳ−体のα−ＨＣＣＡとＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステルを調製する方法に関する。
【０００２】
２．従来技術の記述
Ｒ−体及びＳ−体の光学異性体に分割される、α−ＨＣＣＡの一種であるテトラヒドロ−２−フロ酸（以下、“ＴＨＦＡ”という）は、化学において種々の用途を有する重要なキラル構築ブロックである。光学異性体のなかで、Ｒ−（＋）−ＴＨＦＡはペネム（ｐｅｎｅｍ）型抗生剤の合成の為の側鎖中間体として用いられ、他方、Ｓ−（−）−ＴＨＦＡは有機合成のキラル中間体として有用である。したがって、ＴＨＦＡは使用用途においてＲ−体とＳ−体とでは異なる。しかし、ＴＨＦＡは化学的に合成されたときラセミ体の形態として得られるので、ＴＨＦＡを鏡像異性体、つまりＲ−体とＳ−体のＴＨＦＡに分離するためにさらなる方法が必要である。
【０００３】
ラセミ体ＴＨＦＡをＲ−体とＳ−体のＴＨＦＡに分割するため、通常は光学分割法が用いられてきた。１９８３年、Ｂｅｌａｎｇｅｒは分割剤としてブルシンとエフェドリンを用いてＴＨＦＡラセミ体をその鏡像異性体に成功裏に分割した（Ｃａｎ．ｊ．Ｃｈｅｍ．，６１，１３８３ (１９８３)）。しかし、前記分割剤は高価であるため、非経済的である。この方法が有するもう一つの問題点は鏡像異性体過剰率が低いことである。
【０００４】
特開平０１−２１６９８３号公報は、分割剤としてキラルアミン（１−(４−ハロゲノフェニル)エチルアミン）を用いて、Ｒ，Ｓ−ＴＨＦＡからジアステレオマー塩を調製し、光学的に分割する方法を開示している。この方法も、キラルアミンが高価であるため、経済的に好ましくない。また、初期反応に添加するＲ，Ｓ−ＴＨＦＡの量が４ｍｍｏｌという少ない量に限定されているため、低い生成物の収率しか得られない。更に、最終的に得られるキラルＴＨＦＡは鏡像異性体過剰率が低い。
【０００５】
特開平０９−７１５７６号公報は、光学分割法と異なる、Ｒ−又はＳ−ＴＨＦＡ塩をハロゲン化水素と処理させてＲ−又はＳ−ＴＨＦＡを合成する方法を開示している。
【０００６】
存在する二つの鏡像異性体のいずれか一つを鏡像異性選択的に加水分解させるため、ラセミ体をエステラーゼ、リパーゼ及びプロテアーゼなどの酵素触媒を用いて光学的に分割し得ることが長い間知られていた。例えば、米国特許第５，９２８，９３３号公報は、プロテアーゼ、リパーゼ及びエステラーゼを含む４４種の酵素を反応特異性に対する広範囲の実験結果として、９５％の鏡像異性体過剰率を有する酵素を開示している。この酵素触媒は鏡像異性ラセミ体の分割に非常に有用であるが、鏡像異性体の選択性および生成物の光学純度が酵素の選択及び基質の化学構造によって変化し得るため、基質に適した酵素の組合せを発見する為の大きな努力が要求されている。特に、酵素を用いるα−ＨＣＣＡの光学分割方法は全く発見されていない。
【０００７】
発明の要約
本発明を導く為、光学的に高い純度のα−ＨＣＣＡと経済的な手順によりこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを開発することを目的として、α−ＨＣＣＡの光学分割に関する大きくしかも完全な研究が本発明者らにより為され、幾つかの微生物又は動物由来の加水分解酵素がα−ＨＣＣＡエステルの特定の光学異性体のエステル官能性を高い効率で鏡像異性選択的に加水分解し得ることを発見した。
【０００８】
したがって、本発明の目的は前述した従来技術で経験した上の問題点を克服し、そして酵素を用いて高純度のＲ−又はＳ−体のα−ＨＣＣＡ及び経済的に酵素を使ってこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを調製する方法を提供することである。
【０００９】
本発明に基づき、前記目的は、
ラセミ体のα−ＨＣＣＡをアルコールと反応させて下記の化学式１
【化１】
で表示されるラセミα−ＨＣＣＡエステルを得る段階と、
前記化学式１のラセミ体を、鏡像異性選択性を有する酵素（該酵素は粉末又は水溶液として存在する）を用いて光学分割させてＲ−体又はＳ−体のラセミ体のいずれかを加水分解し、これにより、純粋なＲ−体又はＳ−体のα−ＨＣＣＡ及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを得る段階と、
加水分解されていないα−ＨＣＣＡエステルを有機溶媒で抽出する段階
とからなる、Ｒ−体又はＳ−体のα−ＨＣＣＡ及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを調製する方法を提供することにより達成できる。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明は、ラセミ体α−ＨＣＣＡのエステルを酵素で鏡像異性選択的に加水分解させ、特定の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡ及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のα−ＨＣＣＡエステルを同時に得ることを特徴とする。前記加水分解されたα−ＨＣＣＡと残りのα−ＨＣＣＡエステルの分離は有機溶媒で抽出して実施することができる。
【００１１】
詳細には、α−ＨＣＣＡを同量のアルコールで反応させてα−ＨＣＣＡエステルを得、これをその後、鏡像異性選択性を有する酵素の存在下で水溶液中で一定温度及びｐＨで鏡像異性選択的に加水分解させる。結果として、前記反応は、加水分解されたα−ＨＣＣＡと反対鏡像の鏡像異性体を有するα−ＨＣＣＡエステルとともに、Ｒ−体又はＳ−体のα−ＨＣＣＡを生成する。前記鏡像異性選択的加水分解後、有機溶媒の添加は、α−ＨＣＣＡエステルをそこへ抽出し、α−ＨＣＣＡのみは水溶液中に残る。前記有機溶媒の除去は、光学的に純粋なＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステル形態を導く。前記水相に残っている、光学純度の低いα−ＨＣＣＡは、例えばカラム用いる精製手段を通して純度を上げても良いし、又は本発明の出発物質として再使用してもよい。
【００１２】
非鏡像異性選択的酵素又はパラジウム触媒を用いて、得られたＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステルは、非常に高い鏡像異性体過剰率（＞９９％）を有するＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡに加水分解される得る。さらに、Ｓ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステルは、種々の薬品の合成用中間体として有用なキラルアルコールに還元できる。
【００１３】
例えば、鏡像異性体α−ＨＣＣＡエステルは、非鏡像異性選択的及び非特異的にα−ＨＣＣＡエステルを加水分解させる酵素の存在下で、一定のｐＨ及び温度の水溶液中で加水分解される。酵素加水分解後、水層を塩酸でｐＨ２〜３に調節し有機溶媒で数回抽出してＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡを得る。パラジウム触媒（Ｐｄ／Ｃ）の場合、得られたＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡエステルは有機溶媒中に溶解され、そして所定の水素分圧下の一定温度で水素化させて高い光学純度（＞９９％）を有するＳ−体又はＲ−体のα−ＨＣＣＡを製造する。
【００１４】
本発明の好ましい態様によると、α−ＨＣＣＡに属するＴＨＦＡを同量のアルコールで反応させてＴＨＦＡエステル付加物を製造した後、このＴＨＦＡを鏡像異性選択的に加水分解する酵素の存在下で光学分割して、Ｒ−体又はＳ−体のＴＨＦＡを提供するとともに、これと反対鏡像の鏡像異性体のＴＨＦＡエステルを残すが、これは有機溶媒で抽出される。非鏡像異性選択的酵素又はパラジウム触媒を用いて、この鏡像異性ＴＨＦＡエステルは、高い光学純度（＞９９％）を有する鏡像異性体のＴＨＦＡに戻され得る。ＴＨＦＡの他に、α−ＨＣＣＡの範囲内にある全ての物質、例えばプロリン及びテトラヒドロチオペン−２−カルボン酸が本発明に従って光学的に分割され得る。
【００１５】
本発明に有用なアルコールは、炭素原子数１〜６の線形又は枝分れ状アルコール、芳香族アルコール、炭素原子数３〜６のシクロアルキルアルコール、置換されているか又は置換されていないアリールアルキルアルコール、及び置換されているか又は置換されていないヘテロアリールアルキルアルコールである。反応時間及び光学純度の観点で好ましいものは、炭素原子数４以上の線形アルコールである。
【００１６】
α−ＨＣＣＡエステルの鏡像異性選択的加水分解での使用のため、酵素は好ましくは、微生物又は動物由来のリパーゼ、プロテアーゼ及びエステラーゼからなる群から選択される。酵素の種類によって、加水分解されたα−ＨＣＣＡの配座が決定される。そのような鏡像異性選択的酵素が使用される場合、粉末又は水溶液の形態であり得る。酵素の使用量は、α−ＨＣＣＡエステルの１００重量部に対し０．１〜１００重量部の量であるのが好ましい。例えば、酵素量が０．１重量部より少ないと、加水分解が完了するのに長い時間がかかる。反面、酵素量が１００重量部を超えると、生産コストが高くなる。
【００１７】
酵素反応は、最適には０〜６０℃及びｐＨ４〜１２で行われる。残っている鏡像異性体α−ＨＣＣＡエステルを抽出するための有機溶媒として、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、トルエン及びその混合物からなる群から好ましく選択される。
【００１８】
調製された鏡像異性体α−ＨＣＣＡエステルの、対応する配座のα−ＨＣＣＡへの還元に目を向けると、パラジウム触媒が好ましくは、０．１〜３０重量％の量、より好ましくは０．５〜１０重量％の量で使用される。例えば、０．１重量％未満の量は水素化を進行させるのに不十分である。一方、３０重量％超過の量は生産コストに悪い影響を及ぼす。この際、鏡像異性体α−ＨＣＣＡエステルの触媒水素化は、好ましくは１〜１０バール（ｂａｒ）、より好ましくは１〜５バールの水素分圧で好ましく実施される。例えば、水素分圧が１バール未満で実施される場合の水素化は、反応効率が重大に低下する。一方、水素分圧が１０バール以上であると多量の副産物を導く。他の条件は、反応時間が１〜２０時間、及び好ましくは１〜８時間、及び反応温度が０〜７０℃、及び好ましくは２０〜４０℃での設定である。
【００１９】
以下、本発明を例示する、本発明の範囲を限定しない以降の実施例から本発明をより明らかに理解できる。
【００２０】
実施例１
ＴＨＦＡエチルエステルに対する特異性を有する酵素の選別
０．１モルのＴＨＦＡと０．３モルのエチルアルコールを０．１５モルのチオニルクロリドの存在中で良く混合した後、７０℃で１時間反応させてＴＨＦＡエチルエステルを調製した。
５００μＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）に１％のＴＨＦＡエチルエステル及び０．１％の加水分解酵素をそれぞれ添加し、生じた反応液を３０℃で３０時間温置した。加水分解の終了後、５０μＬの反応液を同量の１Ｎ塩酸とよく混合し、そして２００μＬの酢酸エチルを添加して残留基質を抽出した。抽出物を８０〜２００℃の範囲の温度においてＨＰ−５カラム上でガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により分析し、そして１１０〜２００℃の温度範囲においてβ−デキストリンＧＣカラム上でキラルガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により分析した。
分析結果を下記表１に示した。表１から分かるように、酵素の鏡像異性選択性によって、残存ＴＨＦＡエチルエステルはＲ−体、Ｓ−体又はラセミ体として存在した。したがって、ＴＨＦＡエチルエステルの異なった鏡像異性体は、酵素の選択に従って調製され得ることが確認される。
【表１】
実施例２
ＴＨＦＡブチルエステルに対する特異性を有する酵素の選別
０．１モルのＴＨＦＡを、１×１０−４モルのｐ−トルエンスルホン酸の存
在下、０．１５モルのトルエン中で、０．１モルのブチルアルコールと、１２０℃で４時間反応させてＴＨＦＡブチルエステルを調製した。
５００μＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）、ＴＨＦＡエチルエステル及び加水分解酵素をそれぞれ１％及び０．１％の量で添加した後、反応液を３０℃で１６時間温置させた。加水分解の終了後、実施例１と同一方法で基質を抽出し、分析した。
分析結果は下記表２に示した。表２から分かるように、酵素の鏡像異性選択性によって、残存α−ＨＣＣＡブチルエステルはＲ−体、Ｓ−体又はラセミ体として存在した。したがって、ＴＨＦＡエチルエステルの異なった鏡像異性体は、酵素の選択に従って調製され得ることが確認される。
【表２】
実施例３
ＴＨＦＡベンジルエステルに対する特異性を有する酵素の選別
ＴＨＦＡベンジルエステルを、ベンジルアルコールを用いたことを除き、実施例１と同一の方法で調製した。
５００μＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）にＴＨＦＡベンジルエステル及び加水分解酵素をそれぞれ１％及び０．１％の量で添加した後、反応液を３０℃で１６時間温置させた。加水分解の終了後、実施例１と同一方法で基質を抽出し、分析した。
分析結果は下記表３に示した。表３から分かるように、酵素の鏡像異性選択性によって、残存α−ＨＣＣＡベンジルエステルはＲ−体、Ｓ−体又はラセミ体として存在した。したがって、ＴＨＦＡエチルエステルの異なった鏡像異性体は、酵素の選択に従って調製され得ることが確認される。
【表３】
実施例４
有機溶媒を用いたＴＨＦＡエステル及びＴＨＦＡの分離
ラセミ体ＴＨＦＡエステルを酵素で鏡像異性選択的に加水分解し、有機溶媒を酵素反応に添加してＳ−体又はＲ−体の生成物ＴＨＦＡを、以下のように加水分解されなくて残っている対応するＳ−体又はＲ−体から分離する。
１リットルの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）に、Ｒ−体又はＳ−体のＴＨＦＡブチルエステルとバチラス ライカニホルミス（Bacillus licheniformis）プロテアーゼを２％及び１％の量でそれぞれ添加し、反応液をｐＨ７の条件下で３０℃で４時間温置した。加水分解反応の終了後、基質を抽出し、実施例１と同一方法で分析した。
反応液の残りを５００ｍＬの酢酸エチルに添加してよく混合し、続いて相分離して、有機層を回収した。水層を５００ｍＬの酢酸エチルでもう一度抽出し、そして得られた酢酸エチル層を合わせた。この合わせた有機層を５ｇの硫酸ナトリウムで乾燥させた。真空蒸留により酢酸エチルを除去して、鏡像異性体過剰率が９９．４％と測定された９．６ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルが残った。水相に残っているＴＨＦＡは７０％の鏡像異性体過剰率を有するＲ−体のＴＨＦＡであることを同定した。
【００２４】
実施例５〜１３
酵素：基質の比、反応温度、及びｐＨによる鏡像異性体過剰率の変化
Ｒ−、Ｓ−体のＴＨＦＡブチルエステルの濃度を８重量％に固定する一方で、酵素：基質の比、反応温度、及びｐＨを変化させたことを除き、実施例４と同一方法で行った。その結果は下記表４に示す。
【表４】
実施例１４
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いるブチルエステルの光学分割
４００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）に１２重量％のＲ−、Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステル及び１重量％のバチラス ライカニホルミスプロテアーゼを添加し、そして反応液を、ｐＨ９．０に維持しながら３０℃で１０．５時間温置した。加水分解反応の終了の後、実施例１と同一方法で基質を抽出し分析した。
２００ｍＬの酢酸エチルを用いて、実施例４と同一方法で２１ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを得、鏡像異性体過剰率９９．３％であると分析した。水相に残っているＴＨＦＡは鏡像異性体過剰率６０％を有するＲ−体であることを同定した。
【００２６】
実施例１５
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いたブチルエステルの光学分割
１２ｇのＳ−体ＴＨＦＡを、２００ｍＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）を加水分解の為に２０℃で用い、そして基質を分離する為に１００ｍＬの酢酸エチルを添加したことを除き、実施例１４と同一の方法で調製し、そしてその光学純度は９９．３％の鏡像異性体過剰率であると測定した。
【００２７】
実施例１６
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いたブチルエステルの光学分割
２１ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを、加水分解を１０℃で１９時間加水分解させたことを除き、実施例１４と同一の方法で調製し、そしてその鏡像異性体過剰率は９９．１％であると測定した。
【００２８】
実施例１７
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いたブチルエステルの光学分割
２５．７ｇのＳ−体のＴＨＦＡブチルエステルを、加水分解を２００ｍＬの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）中で１５重量％のＲ、Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルを用いて２０℃で２６時間で行い、基質を分離する為に１００ｍＬの酢酸エチルを添加したことを除き、実施例１４と同の一方法で調製し、そしてその光学純度は９９．８％の鏡像異性体過剰率であると測定した。
【００２９】
実施例１８〜２２
バチラス ライカニホルミスプロテアーゼを用いるブチルエステルの光学分割
Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルを、Ｒ−、Ｓ−体のＴＨＦＡブチルエステルの濃度と酵素：基質の比を下記表５に示すように変化させながら実施例１７と同一の条件下で調製した。その分析結果は表５に示す。
【表５】
実施例２３
Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルからのＳ−体ＴＨＦＡの分割
実施例２でＲ−体又はＳ−体のＴＨＦＡブチルエステルを非鏡像異性選択的に加水分解すと立証したCandida antarctica, fraction B リパーゼの存在下で、強酸及び強塩基を用いず異性体も生成せず、Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルをＳ−体ＴＨＦＡに加水分解させた。
３００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）に１重量％のＳ−体ＴＨＦＡブチルエステル及び０．１重量％のCandida antarctica, fraction B リパーゼを添加し、その反応液を３０℃で１時間温置した。加水分解反応の終了の後、実施例１と同一方法で基質を抽出しそして分析した。
ＧＣ分析は、全てのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルが、キラルＧＣで測定した鏡像異性体過剰率が９９．８％であると分かったＴＨＦＡに加水分解されたことを確認した。
【００３１】
実施例２４〜３２
Ｓ−体ＴＨＦＡブチルエステルからのＳ−体ＴＨＦＡの調製
異なった酵素を用いて実施例２３の手順を行った。その結果は下記表６に示す。
【表６】
実施例３３
ＴＨＦＡの光学分割
２００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）に、１２重量％のＲ−、Ｓ−体のＴＨＦＡブチルエステル及び１重量％のバチラス ライカニホルミスプロテアーゼを添加し、その反応液を、ｐＨを９．０に維持しながら、３０℃で１０．５時間温置した。加水分解後、反応液を実施例１と同様に分析した。残っている反応液に１００ｍｌの酢酸エチルを添加しそしてよく混合した後、実施例１４と同一方法で１２ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを得、そして鏡像異性体過剰率が９９．３％であると同定した。
１００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）中で、１ｇのCandida antarctica, fraction B リパーゼの存在下で、ｐＨを７．０に維持しながら、１２ｇの調製したＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを３０℃で５時間加水分解した。加水分解に続いて、反応結果物を実施例１と同様に分析した。残っている反応液を塩酸でｐＨ２．０に調節した後、３倍の容量の酢酸エチルで３回抽出した。酢酸エチル抽出物を混合した後、実施例１４と同一方法で前記混合物から６ｇのＳ−体ＴＨＦＡを回収した。該化合物はキラルＣＧで測定して、鏡像異性体過剰率が９９．３％であった。
【００３３】
実施例３４
ＴＨＦＡの大量光学分割
２リットルの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）に４０重量％のＲ−、Ｓ−体のＴＨＦＡブチルエステル及び３重量％のバチラス ライカニホルミスプロテアーゼを添加し、生じた反応液を、ｐＨを９．０に維持しながら３０℃で２３時間温置した。加水分解後、反応液を実施例１と同様に分析した。残っている反応液に１リットルの酢酸エチルを添加しそしてよく混合した後、実施例１４と同一方法で４００ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを得、そして鏡像異性体過剰率は９９．３％であった。
４００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）中で、１６０ｇの調製したＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを、８ｇのCandida antarctica, fraction B Lipaseの存在下で、ｐＨを７．０に維持しながら３０℃で６時間加水分解した。加水分解に続いて、反応結果物を実施例１と同様に分析した。残っている反応液を塩酸でｐＨ２．０に調節した後、３倍の容量の酢酸エチルで３回抽出した。酢酸エチル抽出物を混合した後、実施例１４と同一方法で前記混合物から８０ｇのＳ−体ＴＨＦＡを回収した。該化合物はキラルＧＣで測定して、鏡像異性体過剰率が９９．３％であると分かった。
【００３４】
実施例３５
ＴＨＦＡの光学分割
実施例３と同一方法でベンジルエステルラセミ体を調製した。２００ｍｌの５０ｍＭ燐酸緩衝液（ｐＨ９．０）に、１２重量％の調製したＲ−、Ｓ−体のＴＨＦＡベンジルエステル及び１重量％のバシラス リケニホルミスプロテアーゼを添加し、その反応液を、ｐＨを９．０に維持しながら２０℃で４．５時間温置した。加水分解の終了後、反応液を実施例１と同様に分析した。残っている反応液に１００ｍｌの酢酸エチルを添加しよく混合した後、実施例１４と同一方法で１６ｇのＳ−体ＴＨＦＡブチルエステルを得、そして鏡像異性体過剰率は９９．１％であると同定した。
調製した５５ｇのＳ−体ＴＨＦＡベンジルエステルを２０ｍｌの酢酸エチルに溶解し、５５ｍｇ（１重量％）の１０％パラジウム触媒（Ｐｄ／Ｃ）を添加し、続いて室温で１０分間撹拌した。水素分圧が１．５バールとなるまで反応液に水素気体を少しずつ供給し、再度撹拌を１０時間行った。濾過によりパラジウム触媒を除去した後、酢酸エチル及び生成トルエンを真空蒸留して２．５ｇのＳ−体ＴＨＦＡを得た。この鏡像異性化合物はキラルＧＣで測定し、鏡像異性体過剰率が９９．１％であると分かった。
【００３５】
産業上の利用可能性
以上説明したように、α−ＨＣＣＡ及びそのエステルは、本発明にしたがって、高い光学純度及び収率を有する鏡像異性化合物として調製され得る。また、本発明は、このキラル化合物を低廉に調製することができるので、経済的に好ましい。
【００３６】
以上本発明を例示的に説明したが、ここに用いられた用語は本発明を制限するものではなく説明するものであるのを理解すべきである。前記教示によって本発明の多くの変更及び変形が可能である。したがって本発明は、特に述べた以外でも添付した請求の範囲内で実施できることが理解すべきである。
Claims (5)
- ラセミ体のテトラヒドロ−２−フロ酸（ＴＨＦＡ）をアルコールと反応させて、ＴＨＦＡエステルがＴＨＦＡエチルエステル、ＴＨＦＡブチルエステル、及びＴＨＦＡベンジルエステルからなる群から選択されるラセミ体ＴＨＦＡエステルを得る段階と、
該ラセミ体ＴＨＦＡエステルを、水溶液中で鏡像異性選択性を有する酵素（該酵素は粉末又は水溶液の形態であり、並びに該ＴＨＦＡエステルがＴＨＦＡエチルエステルの場合は該酵素が豚膵臓（Ｐｏｒｃｉｎｅ Ｐａｎｃｒｅａｔｉｃ）若しくはカンジダシリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）由来のリパーゼであり、該ＴＨＦＡエステルがＴＨＦＡブチルエステルの場合は該酵素がアスペルギウス・ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）、アスペルギウス・オリザエ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）、若しくはバチルス・リケニホルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）由来のプロテアーゼ、カンジダシリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）若しくはカンジダルゴサ（Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａ）由来のリパーゼ、ノボ（ＮＯＶＯ）（登録商標）アイエム（ＩＭ）リパーゼ、又はＬ６２リパーゼであり、該ＴＨＦＡエステルがＴＨＦＡベンジルエステルの場合は該酵素がバチルス・サブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、アスペルギウス・オリザエ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅ）、バチルス・リケニホルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、若しくはバチルス・アミロリクエフアシェンス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ）由来のプロテアーゼ、又はＫ８０リパーゼである。）を用いて光学分割させてＲ−体又はＳ−体のラセミ体のいずれかを加水分解し、これにより、Ｒ−体又はＳ−体のＴＨＦＡ及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のＴＨＦＡエステルを得る段階と、
前記ラセミ体の加水分解されていないＴＨＦＡエステルを有機溶媒で抽出し、続いて有機相からＴＨＦＡエステルを回収するとともに、水溶液相からＴＨＦＡを回収する段階とからなることを特徴とするＲ−体又はＳ−体のＴＨＦＡ及びこれと反対鏡像の鏡像異性体のＴＨＦＡエステルを調製する方法。 - 請求項１に記載される方法において、前記アルコールは、炭素原子数１〜６の線形又は枝分れ状アルコール、芳香族アルコール、炭素原子数３〜６のシクロアルキルアルコール、置換されているか又は置換されていないアリールアルキルアルコール、及び置換されているか又は置換されていないヘテロアリールアルキルアルコールからなる群から選択されることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載される方法において、前記酵素は、ＴＨＦＡエステル１００重量部に対し０．１〜１００重量部の量で用いられることを特徴とする方法。
- 請求項１に記載される方法において、前記光学分割段階は、ｐＨを４〜１２に維持しながら０〜６０℃で水溶液中で行うことを特徴とする方法。
- 請求項１に記載される方法において、前記有機溶媒は、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、トルエン及びその混合物からなる群から選択されることを特徴とする方法。
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