JPH01132393A

JPH01132393A - ピメリン酸モノエステル誘導体の製造方法

Info

Publication number: JPH01132393A
Application number: JP29117487A
Authority: JP
Inventors: Fumio Moriuchi; 文夫森内; Hisae Muroi; 室井　久恵; Yasushi Yano; 裕史矢野
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-05-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は４−オキソピメリン酸モノエステルまたは４．
４−エチレンジオキシピメリン酸モノエステル（以下、
ピメリン酸モノエステル誘導体という）の製造方法に関
する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

近年、生理活性物質の合成が盛んに研究されているが、
それらを合成する際には光学活性を有する物質が重要な
中間原料となる。しかしながら、光学活性を有する物質
の合成は難しく、通常の操作では一般にラセミ体しかえ
られない。

したがって、不斉合成を容易に起させうるような化合物
、すなわち光学活性物質の原料となりうる物質は重要で
ある。

ところで、本発明の目的物質であるピメリン酸モノエス
テル誘導体は光学活性物質である（Ｓ）−（−）−γ−
ブチロラクトンーγ　−３−プロパツール、（Ｒ）　−
（＋）−γ　−ブチロラクトン−γ　−３−プロピオン
酸などを容易に合成しうる原料となりうるちのであり、
さらに該光学活性物質は様々な有機化合物の原料、とく
に生理活性物質、香料などの原料またはその前駆体とな
りうるものである。その具体的用途としては、たとえば
、つぎのようなものを例示しうる。

［１）　　チューベローズの中間原料（フレグランスφ
ジャーナル、７７巻、　１２４〜１２９頁（１９８Ｂ）
参照）。

（２）昆虫フェロモンであるエルダツライドの原料（ア
グリカルチュラル・バイオロジカル・ケミストリー（Ａ
ｇｒｉｃ、Ｂｉｏｌ、Ｃｈｅｍ、）、４９巻、２７７５
〜２７７６頁（１９８Ｂ）参照）。

（３）　　白血病に対する医薬であるステガノドンの原
料（テトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｏｒｏｎ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）　　２
１巻、２７０９頁（１９８０）参照）。

（４）　　マメコガネのフェロモンの原料（特開昭５９
−１５７０５５号公報参照）。

従来より脂肪族ジカルボン酸ジエステルからモノエステ
ルをうる方法としては、化学的に部分加水分解させる方
法またはジエステルとジカルボン酸とを同じ比率で混合
しルイス酸などの触媒の存在下に加熱する方法などがあ
る。しがしながら、これらの方法でえられる化合物から
目的物たるモノエステルをつるには蒸留その他の繁雑な
分離操作が必要であり、いまだ実用性に欠けるという問
題点がある。そのほがの方法としては、ジカルボン酸を
アルミナに吸着させたのち、ジアゾメタンでモノエステ
ルを合成する方法が報告されている（ジャーナル・イン
ψザ拳アメリカン・ケミカル拳ソサイアティ（Ｊ。

Ａｍｅｒ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、）　１０７．１３Ｅｆ５
〜１３８９（１９８５））。

しかしながら、該方法によれば卓上実験的規模でしか目
的物を合成できないという問題点がある。

上記のごとくピメリン酸モノエステル誘導体を簡易な操
作により高収率で、しかも高純度で合成することは困難
と考えられてきたが、本発明者らは特定の微生物の菌体
などを用いることにより前記合成上の問題点をすべて解
決するに至った（特願昭８１−２２９２８０号明細書参
照）。しかしながら、前記方法は微生物の菌体などを用
いることが必須とされるため微生物の培養に通常１０〜
４８時間、さらに製造時においてピメリン酸ジエステル
誘導体と微生物の接触に通常５０〜１２０時間という非
常に多くの時間を費やさねばならず、大きな時間的制約
があった。そのためピメリン酸モノエステルの大量製造
への適用は難しいという一面を有していた。また、目的
物の合成までに時間がかかりすぎるとともに、高価な微
生物を使用するためコストが割高になる欠点を有してい
た。

本発明はピメリン酸モノエステル誘導体を簡易な操作に
より高収率、高純度および低コストでしかも比較的短い
時間に大量に製造しうる方法を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

しかして本発明者らは、従来技術の問題点に鑑み、ピメ
リン酸モノエステル誘導体の簡便な製造方法について鋭
意検討を重ねた結果、特定の微生物からえられる特定の
酵素を用いてピメリン酸ジエステル誘導体を加水分解し
たばあいには簡易な操作により高収率、高純度および低
コストでしかも比較的短い時間に、大量にピメリン酸モ
ノエステル誘導体を選択的に製造しうることを見出した
。本発明はこの新しい知見に基づいて完成したものであ
る。すなわち本発明は一般式（■）：（式中、Ｒ１は炭素数１〜４の低級アルキル基、Ｒ２は
ｔ−ブチル基を除く炭素数１〜４の低級アルキル基、お
よびＡはカルボニル基またはカルボニル基がエチレング
リコールとアセタール環を形成している基を表わし、た
だし、Ｒ１が１−ブチル基のときＡはカルボニル基を表
わす）で示されるピメリン酸ジエステル誘導体に、シュ
ードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属に属する微生
物によって産生されたエステラーゼ活性を有する酵素を
作用させ、一般式（■）：（式中、Ｒ１は炭素数１〜４の低級アルキル基、および
Ａはカルボニル基またはカルボニル基がエチレングリコ
ールとアセタール環を形成している基を表わし、ただし
、Ｒ１がｔ−ブチル基のときＡはカルボニル基を表わす
）で示されるピメリン酸モノエステル誘導体午導くこと
を特徴とするピメリン酸モノエステル誘導体の製造方法
に関する。

〔実施例〕

本発明において出発原料として用いられる一般式（Ｉ）
で示されるピメリン酸ジエステル誘導体は大きく分けて
一般式（資）：（式中、Ｒ２は前記と同じ）、一般式■：（式中、Ｒ２
は前記と同じ、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチル基（式中、Ｒ２は
前記と同じ）で示される。

一般式（５）〜Ｍで示される本発明の出発原料は、たと
えば以下に示す工程によってうることかできる。すなわ
ち反応式：に示されるように、フルフラ、−ルとマロン酸をアンモ
ニア、第一級アミン、第二級アミンなどのような塩基性
触媒存在下に脱水縮合反応させてフルフリルアクリル酸
をつる。前記アミンとしてはピリジンが好ましい。つぎ
に、えられたフルフリルアクリル酸を反応式：（式中、Ｒ２は前記と同じ）に示されるように、ｔ−ブ
チルアルコールを除く炭素数１〜４の低級アルコールに
溶解したのち、塩酸などの強酸の存在下で加熱還流する
ことにより一般式口で示される４−オキソピメリン酸ジ
エステルをうる。

ここで、アルコールを適宜選択することにより、それぞ
れに対応したエステル化物かえられる（ジャーナル・イ
ン・ザφアメリカン−ケミカル・ソサイアティ（Ｊ、Ａ
ｍｅｒ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、）　７８巻、３４２５頁（
１９５［ｉ）参照）。

つぎに反応式：（式中、Ｒ２は前記と同じ）に示されるように、一般式
（至）で示される４−オキソピメリン酸ジエステルを微
生物、エステラーゼなどにより選択的に加水分解を行な
うことによって、４−オキソピメリン酸モノエステルを
容易にうる（特願昭ｆｉｌ−２２９２８０号明細書参照
）。さらに、えられた４−オキソピメリン酸モノエステ
ルを反応式：（式中、Ｒ２は前記と同じ）に示されるよ
うに、塩化チオニルなどと反応させることにより、酸ク
ロリドに変換し、そして反応式：％式％（式中、Ｒ２およびｔ−Ｂｕは前記と同じ）に示される
ように、ピリジン、トリエチルアミン、Ｎ−メチルモル
ホリン、Ｎ−エチルモルホリンなどの塩基触媒の存在下
にｔ−ブチルアルコールと反応させることにより、一般
式（至）で示される４−オキソピメリン酸ジエステルを
うる（特願昭６２＝１８８１２１号明細書参照）。また
、４−オキソピメリン酸モノエステルを、反応式：％式％（式中、Ｒ２およびｔ−Ｂｕは前記と同じ）に示される
ように、硫酸、塩酸、Ｐ−トルエンスルホン酸などの酸
触媒の存在下にインブチレンと反応させることにより一
般式傅で示される４−オキソピメリン酸ジエステルをう
る（特願昭６２−１６６１２１号明細書参照）。

（Ｉ［）　　　　　　　　　　　　　（Ｖ）（式中、Ｒ
２は前記と同じ）に示されるように、一般式（至）で示
される４−オキソピメリン酸ジエステルをベンゼン中、
ｐ−トルエンスルホン酸などの酸触媒の存在下、エチレ
ングリコールにより４位カルボニル基を保護することに
よって一般式Ｍで示される４−オキソピメリン酸ジエス
テル誘導体をうる（特願昭８２−８７６３２号明細書参
照）。

なお、本発明の出発原料として用いる一般式（Ｉ）、す
なわち一般式（ｎＤ　−（Ｖ）で示される４−オキソピ
メリン酸ジエステルの合成方法は前記方法に限られるこ
とはなく、該ジエステルかえられる方法であればいかな
る方法であってもよい。

本発明において上記方法などによってえられたピメリン
酸ジエステル誘導体は選択的にそれぞれ一般式（ＩｌＩ
）：（式中、Ｒ２は前記と同じ）、一般式＠二〇（式中、Ｒ２は前記と同じ）で示されるピメリン酸モノ
エステル誘導体に加水分解される。その際に、エステラ
ーゼ活性を有する酵素（一般にリパーゼと称せられてい
る）のなかでも、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｆｆｌ
ｏｎａｓ）属に属する微生物によって産生されたリパー
ゼを作用させることが本発明において必須とされる。す
なわち、前記リパーゼによってのみ本発明の目的を達成
しうるのであり、これ以外のリパーゼでは本発明の目的
を達成しえないのである。

本発明に用いるリパーゼはシュードモナス属に属する微
生物より産生されるものであり、該微生物をジャーファ
ーメンタ−などで培養してえられたものであればよい。

とくにシュードモナス・アエルギノーザ（Ｐｓｅｕｄｏ
ｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）により産生されたも
のが好ましい。

このようなシュードモナスは財団法人醗酵研究所（ＩＦ
Ｏ）からうることができる。このリパーゼの市販品とし
ては、たとえばリパーゼＰ　「アマノ」　（商品名、大
野製薬■製）などがあげられる。他に、これらのリパー
ゼと同様にクロモバクテリウム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔ
ｅｒｉｕｍ）属、とくにクロモバクテリウムｅビスコス
ム（ＣｈｒｏＩＩｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｖｉｓｃｏｓ
ｕｍ）からえられる酵素も同様の効果を奏すると期待で
きる。これらの酵素の市販品としてはリパーゼ東洋（商
品名、東洋醸造■製）などがあげられる。

本発明においては、ピメリン酸モノエステル誘導体は、
たとえばつぎのような方法にしたがって製造される。す
なわち、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属
に属する微生物によって産生されたリパーゼを好ましく
は０．１〜１０重量％となるように水または適当な緩衝
液に溶解し、ついで該リパーゼ１重量部に対してピメリ
ン酸ジエステル誘導体を好ましくは１〜３０重量部添加
し、撹拌することにより該リパーゼを該ピメリン酸ジエ
ステル誘導体に作用させピメリン酸モノエステル誘導体
をうる。前記溶液中のリパーゼの濃度が０．１重量％未
満のばあい、反応速度のいちじるしい低下が見られ、１
０重量％をこえても、反応速度の増大が期待できないと
いう傾向がある。また、リパーゼ１重量部に対してピメ
リン酸ジエステル誘導体が１重量部未満のばあい、収量
が低いためコスト的に割高となり、３０重量部をこえる
ばあい、未反応物が残り単離が困難となる傾向がある。

なお、リパーゼは適当な水不溶性担体、たとえばカラー
ギナン、コラーゲン、アルギン酸、寒天などの公知の固
定化担体またはウレタン系、ＰＶＡ系、高吸水性樹脂、
光硬化性樹脂などの合成ポリマーに適当な方法で固定化
して用いても同じ目的を達成しうる。

反応中、反応溶液のｐｉは６．０〜１０．０、好ましく
は７．５〜９．０の範囲となるように反応を進めるのが
よい。反応溶液のｐＨが６．０未満のばあい、反応速度
の低下がみられ、１０．０をこえるばあい、目的物であ
るモノエステルの加水分解が起こる傾向がある。また、
加水分解反応の進行に伴ないｐＨが酸性側に傾くため必
要に応じて水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液でｐＨ
を前記範囲となるように調節しながら反応を進めるのが
よい。

緩衝液を用いるばあいにはｐＨ６，０〜１０，０の範囲
で強い緩衝作用を有するものがよく、−膜内にはリン酸
系の緩衝液を用いるのがよい。反応温度は通常２０〜５
０℃、好ましくは３０〜４０℃であり、反応時間は１〜
２４時間、好ましくは６〜２４時間がよい。反応温度が
２０℃未満のばあい、反応速度の低下が見られ、５０℃
をこえるばあい、酵素が失活する傾向がある。反応の終
点は高速液体クロマトグラフィーで決定する。

反応終了後、反応溶液から未反応のピメリン酸ジエステ
ル誘導体を酢酸エチル、ジエチルエーテルなどの有機溶
媒で抽出除去する。そののち、濃塩酸でｐＨを２．０〜
３．０に調整し、有機溶媒で目的物を抽出して乾燥、有
機溶媒の減圧留去を行ない目的物たるピメリン酸モノエ
ステル誘導体をうる。

以下に本発明を実施例および比較例によってさらに詳細
に説明するが、本発明は何らこれに限定されるものでは
ない。

実施例１２ｇ容ジャーファーメンター中で水道水５００ｍ１　ニ
５　ｇのリパーゼＰ　「アマノ」　（商品名、大野製薬
■製）を溶解し、ついで４−オキソピメリン酸ジエチル
エステル５０ｇを加え３５℃で６時間撹拌した。なお、
反応は反応溶液に５Ｎの水酸化カリウム水溶液を滴下し
ながらｐＨ８，０に保って進めた。反応の終了を高速液
体クロマトグラフィー（ウォーターズ■製）で確認した
のち、未反応の４−オキソピメリン酸ジエチルエステル
を酢酸エチルで抽出除去した。その後、５Ｎの塩酸でｐ
Ｈを２．５に調整し、さらに酢酸エチル２００　ｍｌで
５回抽出した。酢酸エチル層を硫酸ナトリウムで乾燥し
たのち、減圧留去し、４−オキソピメリン酸モノエチル
エステル３５．７ｇ　（収率８１％）をえた。該物質は
’ＨＮＭＲおよびＩＲで分析した結果、以下に示すよう
にほとんど純粋であり、また融点は６７〜６８℃であっ
た。

’ＨＮＭＲ（［ｆＯＭＨｚ、ＣＤＣｇａ　）　　δ−１
，２８（ｔ、３Ｈ）、２．７４（ｍ、８Ｈ）　、４．１
５（Ｑ、２Ｈ）、１０．９５　（ｓ、ＩＨ）ＩＲ（ｎｅａｔ）　＝　３１００．１７４０．１７１０
．１４２０ｃｍ−１実施例２４−オキソピメリン酸ジエチルエステル５０ｇを用いる
かわりに４−オキソピメリン酸ジメチルエステル５０ｇ
を用いたほかは実施例１と全く同様の操作を行ない４−
オキソピメリン酸モノメチルエステル２８ｇ（収率６０
％）の油状物をえた。該物質は１ＨＮＭＲおよびＩＲで
分析した結果、以下に示すようにほとんど純粋であった
。

’ＨＮＨ３（ｆｉＯＭＨｚ、ＣＤＣＩ）３）　　δ＝　
　２．６２（ｍ、８Ｈ）、３．８２（ｓ、３Ｈ）　　、
　８．１４（ｓ、ＩＨ）ＩＲ（ｎｅａｔ）　−３１８０
，１７３０，１７１０，１４１０ｃｍ−”実施例３４−オキソピメリン酸ジエチルエステル５０ｇを用いる
かわりに４−オキソピメリン酸ジプロピルエステル５０
ｇを用いたほかは実施例１と全く同様の操作を行ない４
−オキソピメリン酸モノプロピルエステル３５ｇ（収率
８２％）の油状物をえた。

該物質は’ＨＮＭＲおよびＩＲで分析した結果、以下に
示すようにほとんど純粋であった。

’ＨＮＭＲ（６０ＭＨｚ、ＣＤＣ＃３）　　δ＝　　０
．８６（ｔ、３Ｈ）、１、［ｉ８（ｍ、２１１）、２．
７４（ｍ、８Ｈ）、４．０５（ｔ、２Ｈ）　、１０．１
８（ｓ、ＩＨ）ＩＲ（ｎｅａｔ）　＝　３２００．１７
３５．１７２０．１４２０ｃｍ−１実施例４４−オキソピメリン酸ジエチルエステル５０ｇを用いる
かわりに４−オキソピメリン酸ジブチルエステル５０ｇ
を用いたほかは実施例１と全く同様の操作を行ない４−
オキソピメリン酸モノブチルエステル３１ｇ（収率７７
％）の油状物をえた。該物質は’ＨＮＭＲおよびＪＲで
分析した結果、以下に示すようにほとんど純粋であった
。

’ＨＮＭＲ（６０ＭＨｚ、ＣＤＣＩＪａ　）δ＝　　０
．９５（ｔ、３１１）、１．８５（ｍ、４Ｈ）、２．［
ｉ７（ｍ、８Ｈ）、４、ｏｙ（ｔ、２Ｈ）、７．４５（
Ｓ、ＩＨ）ＩＲ（ｎｅａｔ）　＝　３２２０．１７４０
．１７２０．１４１０ｃｍ−１実施例５４−オキソピメリン酸ジエチルエステル５０ｇを用いる
かわりに４．４−エチレンジオキシピメリン酸ジエチル
エステル１７．５ｇを用いたほかは実施例１と全く同様
の操作を行ない４．４−エチレンジオキシピメリン酸モ
ノエチルエステル１７．２ｇ（収率８７％）をえた。該
物質は’ＨＮＭＲおよびＩＲで分析した結果、以下に示
すようにほとんど純粋であり、また融点は９９．５〜１
００℃であった。

’ＨＮＭＲ（６０ＭＨｚ、ＣＤＣＩＪａ　）δ＝　　１
．２８（ｔ、３Ｈ）、２．４５（［ｌ＋、８Ｈ）、ａ、
９５（ｓ、４Ｈ）、４．１５（Ｑ、２Ｈ）、９．９４（
Ｓ、ＬＨ）ＩＲ（ｎｅａｔ）　＝　３１００．１７４０
．１７１０．１４２０ｃｍ−１２０一実施例６４−オキソピメリン酸ジエチルエステル５０ｇを用いる
かわりに４−オキソピメリン酸−ｔ−ブチルエチルエス
テル５０ｇを用いたほかは実施例１と全く同様の操作を
行ない４−オキソピメリン酸モノ−ｔ−ブチルエステル
３８．２ｇ（収率８６％）の油状物をえた。該物質は’
ＨＮＭＲおよびＩＲで分析した結果、以下に示すように
ほとんど純粋であった。

’ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣ６ｓ　）　　δ＝　
　１．４０（ｓ、９Ｈ）、２．４８（ｔ、２Ｈ）、２．
６８（ｍ、ＯＨ）、８．８２（ｂｒｏａｄ　ｓ、ＬＨ）ＩＲ（ｎｅａｔ）　＝　３５００．３２００．２９９０
．２６５０．１７２０．１４００．１３８０．１２６０
．１１６０．１１００．１０００．９５０．８５０ｃｍ
−１比較例１リパーゼＰ　「アマノ」　（商品名、大野製薬■製）５
ｇを用いるかわりにリパーゼＡ　「アマノ」（商品名、
大野製薬■製、アスペルギルス・ニガー（Ａｓｐｅｒｇ
ｉｌｌｕｓ　ｎｉｇｅｒ）からえられたりパー七）５ｇ
を用いたほかは実施例１と全く同様の操作を行ない４−
オキソピメリン酸ジエチルエステル４９．２ｇを回収し
た。

比較例２リパーゼＰ　「アマノ」　（商品名、大野製薬■製）５
ｇを用いるかわりにリパーゼＭ　「アマノ」（商品名、
大野製薬■製、ムコール・ジャバニカス（Ｍｕｃｏｒ　
ｊａｖａｎｉｃｕｓ）からえられたリパーゼ）５ｇを用
いたほかは実施例１と全く同様の操作を行ない４−オキ
ソピメリン酸ジエチルエステル４９．０ｇを回収した。

比較例３リパーゼＰ　「アマノ」　（商品名、大野製薬■製）５
ｇを用いるかわりにリパーゼＦ　「アマノ」（商品名、
大野製薬■製、リゾラプス（Ｒｈ１ｚｏｐｕｓ）属からえられたリパーゼ）５ｇを
用いたほかは実施例１と全く同様の操作を行な０４−オ
キソピメリン酸ジエチルエステル４９．３ｇを回収した
。

比較例４リパーゼＰ　「アマノ」　（商品名、大野製薬■製）５
ｇを用いるかわりにリパーゼＧ　「アマノ」（商品名、
大野製薬■製、ペニシリウム（Ｐｅｎｊｃｆｌｌｉｕｍ
）属からえられたリパーゼ＞５ｇを用いたほかは実施例
１と全く同様の操作を行ない４−オキソピメリン酸ジエ
チルエステル４８．８ｇを回収した。

比較例５リパーゼＰ　「アマノ」　（商品名、天野製薬観製）５
ｇを用いるかわりにパンクレアチンリパーゼ５ｇを用い
たほかは実施例１と全く同様の操作を行ない４−オキソ
ピメリン酸ジエチルエステル４９．５ｇを回収した。

〔発明の効果〕

本発明によれば４−オキソピメリン酸モノエステルまた
は４，４−エチレンジオキシピメリン酸モノエステルを
簡易な操作により高収率、高純度でしかも比較的短い時
間に大量に製造しうるちのであり、微生物を用いて同様
の選択的加水分解を行なう方法に比べて時間を短縮し、
さらに微生物に比べて安価なリパーゼを用いるため経済
的でもあるという効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】１　一般式（ I ）： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、Ｒ＾１は炭素数１〜４の低級アルキル基、Ｒ＾
２はｔ−ブチル基を除く炭素数１〜４の低級アルキル基
、およびＡはカルボニル基またはカルボニル基がエチレ
ングリコールとアセタール環を形成している基を表わし
、ただし、Ｒ＾１がｔ−ブチル基のときＡはカルボニル
基を表わす）で示されるピメリン酸ジエステル誘導体に
、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属に属す
る微生物によって産生されたエステラーゼ活性を有する
酵素を作用させ、一般式（II）： ▲数式、化学式、表等があります▼（II）（式中、Ｒ＾１は炭素数１〜４の低級アルキル基、およ
びＡはカルボニル基またはカルボニル基がエチレングリ
コールとアセタール環を形成している基を表わし、ただ
し、Ｒ＾１がｔ−ブチル基のときＡはカルボニル基を表
わす）で示されるピメリン酸モノエステル誘導体に導く
ことを特徴とするピメリン酸モノエステル誘導体の製造
方法。