JPH01225497A

JPH01225497A - 光学活性な含フッ素シアノヒドリンのカルボン酸エステルを製造する方法

Info

Publication number: JPH01225497A
Application number: JP63051608A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Ota; 博道太田
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1989-09-08

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、光学活性を有する含フッ素シアノヒドリン誘
導体なかんずく含フッ素シアノヒドリンのカルボン酸エ
ステルの製造法に関する。

光学活性シアノヒドリンは合成ピレスロイドのアルコー
ル部分として公知である。また加水分解してα−ヒドロ
キシカルボン酸になり、還元によりβ−ヒドロキシアミ
ンに容易に導びくことのできる化合物である。またフッ
素を含むα−ヒドロキシ酸誘導体は不斉炭素を有するア
ルコールの分割剤として有用であることが知られている
。これらの構造を含む化合物としては、例えばフェンバ
レレート、サイパーメスリン、デカメスリン、乳酸、マ
ンデル酸、アドレナリン、ノルアドレナリン、α−メト
キシ−α−トリフルオロメチル−フェニル酢酸等の有用
な化合物を挙げることができる。これらの化合物はラセ
ミ体では効果が低くなったり、全くなくなったりするも
のが多く、光学活性体を合成することは非常に有用なこ
とである。本発明は上記有用化合物のうち特に、フッ素
を含有する化合物を合成する際の出発原料、あるいは中
間体として利用し得る光学活性シアノヒドリンおよびそ
の誘導体を製造するという点で非常に有用なものである
。

〔従来の技術〕

従来、微生物が生産する酵素を触媒として光学活性シア
ノヒドリンを製造する方法は知られているが、基質が限
られており、広い範囲の化合物に応用できるものではな
い。（Ｗ、　Ｂｅｃｋｅｒ＋Ｅ、　Ｐｆｅｉｌ　；　Ｊ
ｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌＳｏｃｉｅｔｙ、８８＋　４２９９（１９６６）　
；Ｎ、　Ｍａｔｓｕｏ、　Ｎ、　０ｈｎｏ。

Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　２６．５
５３３（１９８５）、太田博道、宮前喜隆、土橋源−１
Ａｇｒｔｃｕｌｔｕｒａｌ　ａｎｄＢｉｏｌｏｇｉｃａ
ｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、　５０．３１８１　（１９８
６）　）。

とくにフッ素を含む化合物についてはこれまでに知られ
ていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者はフッ素を含むシアノヒドリンのカルボン酸エ
ステルの不斉加水分解に利用し得る菌を鋭意検討した結
果、バチルス属に属する微生物が好ましい結果を与える
ことを見出し、本発明を完成するに到ったものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の原料である前記一般式ＣＩ）で表わされるカル
ボン酸エステルとしてはα、α、α−トリフルオロアセ
トフェノンシアノヒドリン、α、α、α−トリフルオロ
ーｐ−メチルアセトフェノン、シアノヒドリン、α、α
、α−トリフルオローｐ−メトキシアセトフェノンシア
ノヒドリン等のシアノヒドリンのカルボン酸エステルを
挙げることができる。カルボン酸部分としては酢酸エス
テル、プロピオン酸エステル等を挙げることができるが
、これらに限定されるものではない。

本発明に使用する菌はバチルス属に属する菌であって、
ｄｌ−ケトンシアノヒドリンエステル不斉加水分解能を
有する菌であり、例えば工業技術院微生物工学研究所に
微工研菌寄第９２３７号（ＦＥＲＭ　Ｐ−９２３７）と
して寄託している。

本発明で用いる培地であれば特に制限はないが、ブイヨ
ン、酵母エキス、グリコース等を炭素源にした一般的な
培地が好適である。

培養は振とう培養の如き好気的条件下に２０〜４０℃で
行うのが好ましく、培地のｐＨは５〜１０が適している
が、光学活性含フッ素シアノヒドリンカルボキシシート
の非酵素的加水分解を防ぐために弱酸性すなわちｐＨ５
〜６．５が特に好適である。

不斉加水分解反応は、種菌を接種すると同時に、あるい
は菌が増殖した後に、基質であるｄｉ−含フッ素シアノ
ヒドリンのカルボン酸エステルを添加して培養する方法
、種菌を増殖させた培養液から採集した静止菌体を基質
に加えて培養する方法、培養液から採集した菌体から分
離したエステラーゼを基質に加えて培養する方法などい
ずれの方法でも採用できる。培養時間は基質の種類や濃
度、培養温度などによって異るが、通常は数時間から７
日を要する。基質の濃度は特に制限されないが、一般に
は０．１〜１０％程度が好ましい。

培養液からの光学活性含フッ素シアノヒドリンカルボキ
シラートメ単離は、遠心分離またはセライトを用いる濾
別により菌体を除いたのち、または菌体を除くことなく
培養液を有機溶媒で抽出し、カラムクロマトグラフィー
、薄層クロマトグラフィー、蒸留、再結晶などの通常の
精製方法を用いて精製する。

加水分解で生成した含フッ素シアノヒドリンの方は説シ
アン化水素してケトンとして回収される。したがって再
びそれをｄｉ−含フッ素シアノヒドリンエステルとして
加水分解に供することができる。

なお、本発明の不斉加水分解反応で得られる光学活性な
含フッ素シアノヒドリンのカルボン酸エステルの立体配
置は、α−ヒドロキシ−α−トリフルオロメチルフェニ
ル酢酸の既知化合物へ誘導して、その旋光度を比較する
ことによりＲ体と決定される（Ｊ、　Ｏｒｇ、　Ｃｈｅ
ｍ、　３４．２５４３（１９６９）　　’）。

以下実施例によって説明するが、本発明はこれらによっ
て限定されるものではない。

実施例１加水分解用培地グルコース　　　　　　　１０ｇポリペプトン　　　　　　７ｇ酵母エキス　　　　　　　５ｇリン酸水素２カリウム　　５ｇ上記のものを蒸留水１１に溶解しｐｔ＋　７．２に調整
した。

滅菌済上記培地５０−を乾熱滅菌５００−の坂ロフラス
コに入れ、スラントからバチルスコアギユランス（Ｂａ
ｃｉ　ｌ　ｌｕｓｃｏａｇｕｌａｎｓ）を白金耳で植菌
した。３０℃で２日間振盪培養し、増殖した菌を種培養
液として用いる。別に乾滅菌済５００−の坂ロフラスコ
に滅菌した前記培地４５−を入れ、これに前記種培養液
５−を接種し３０℃で２日間振盪した。

これに基質としてトリフルオロアセトフェノンシアノヒ
ドリンアセタート０．１：ｒｎｉ（１１２■）を加え３
０℃で２４時間振盪培養した。培養液を酢酸Ｘ、　ｆ　
／ｌｚ　’？’抽出（１００ｍ、５０ｄ、５ｏＩ！１１
）シ抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧
下で留去した。残渣を薄層クロマトグラフィー（展開溶
媒へキサン／アセトン＝８／２）により分離することに
より、光学活性トリフルオロアセトフェノンシアノヒド
リンアセタートおよびトリフルオロアセトフェノンを油
状物として得た。

光学活性トリフルオロアセトフェノンシアノヒドリンア
セタート収量　９．９７■（収率８．９％）赤外吸収（ｎｅａｔ）　　ｖ　ＮａＣ１最大　ａｍ　−
’３０８０、２４００．２２５０．１７８０．１４９０
．１４５０゜１３７０、　１２６０．　１２００．　１
１１０．　１０９０．　１０６０゜１０４０、９６０．
９２０．８６０．７６０．７３０．６９０゜６５０、５
８０核磁気共鳴吸収（溶媒ＣＣ１，、ＴＭＳ）δｐｐｍ＝２
．２０（Ｓ、３Ｈ）、７．３３〜７．６７（ｍ、　５Ｈ
）Ｍａｓｓ　（ｍ／ｚ、　　ｒｅｌ　　ｉｎｔｅｎｓｉ
ｔｙ）２４３（Ｍ”　　、３０）、２０１（３１）　　
、１８４（９）、１３４（１２）　　、１０５（２１）
　　、７７（１０）、４３（１００）比旋光度〔α〕。−２７，１°（Ｃｄ、１．　ＣＨＣｈ）光学純
度　１００％ｅ、ｅ。

ｂｙ　ＨＰＬＣ（ｃｏｌｕｍｎ　ＱＣヘキサン／ｆＰｒ
ＯＨ＝９／１）絶対立体配置　Ｒ体実施例２実施例１と同じ滅菌済培地５０−を乾熱滅菌流５００−
の坂ロフラスコに入れ、スラントからバチルスコアギユ
ランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｃｏａｇｕｌａｎｓ）を白金
耳で植菌した。３０℃で２日間振盪培養し、増殖した歯
を種培養液として用いる。別に乾滅菌済５００−の坂ロ
フラスコに滅菌した前記培地４５ｍＮを入れ、これに前
記種培養液５Ｆ！ｄｌを接種し３０℃で２日間振盪した
。これを遠心分離（３，００Ｏｒｐｍ　１５ｍｆｎ）　
Ｌ培養液より菌体を分離した。さらに、この菌体を一７
８℃で凍結後、真空凍結乾燥機（−２０℃　１２時間）
により凍結乾燥した。このようにして得た凍結乾燥菌体
１ｇを、リン酸緩衝溶液（ｐＨ６，５）　５０−と共に
１００ｍｆのナスフラスコに入れた。

これに基質としてトリフルオロアセトフェノンシアノヒ
ドリンアセター）　０．１ｄ（１１２■）を加え３０℃
で２４時間攪拌した。反応液を酢酸エチルで抽出（１０
０ｄ、５０−１５０ｍｇ）　シ抽出液を無水硫酸ナトリ
ウムで抽出後、溶媒を減圧下で留去した。残液を薄層ク
ロマトグラフィー（展開系へキサン／アセトン＝　８／
２）により分離することにより光学活性トリフルオロア
セトフェノンシアノヒドリンアセタートおよびトリフル
オロアセトフェノンを油状物として得た。

光学活性トリフルオロアセトフェノンシアノヒドリンア
セタート収量　３３．３■（収率２９．７％）赤外吸収（ｎｅａｔ）　　ｖ　ＮａＣ１最大　Ｃｆ１ｌ
−’３０８０、　２４００．　２２５０．　１７８０．
　１４９０．　１４５０゜１３７０、　１２６０．　１
２００．　１１１０．　１０９０．　１０６０゜１０４
０．９６０，９２０，８６０，７６０，７３０，６９０
゜６５０．５８０核磁気共鳴吸収（溶媒ＣＣｌ４　、ＴＭＳ）δｐｐｍ＝
２．２０（Ｓ、３Ｂ）、７．３３〜７．６７（ｍ、　５
Ｈ）Ｍａｓｓ　（ｍ／ｚ、　ｒｅｌ　ｉｎｔｅｎｓｉｔ
ｙ）２４３（Ｍ”　、３０）、２０１（３１）　、１８
４（９）、１３４（１２）　、１０５（２１）　、？？
（１０）、４３（１００）比旋光度〔α）ｏ　　２７．１°（Ｃｄ、１．ＣＨＣｌ３）光学
純度　１００％ｅ、ｅ。

ｂｙ　ＨＰＬＣ（ｃｏｌｕｍｎ　ＱＣヘキサン／ｆＰｒ
ＯＨ＝９／１）絶対立体配置　８体（実施例１のＨＰＬＣのＲ，Ｔ。

との比較により）実施例３実施例１と同じ滅菌済培地５０ｍを乾熱滅菌済５００−
の坂ロフラスコに入れ、スラントからバチルスコアギユ
ランス（Ｂａｃｉ　ｌｌｕｓｃｏａｇｕｌａｎｓ）を白
金耳で植菌した。３０℃で２日間振盪培養し、増殖した
菌を種培養液として用いる。別に乾滅菌済５００　ｍｌ
の坂ロフラスコに滅菌した前記培地４５Ｗｄｌを入れ、
これに前記種培養液５−を接種し３０℃で２日間振盪し
た。

これに基質としてＰ−メチルトリフルオロアセトフェノ
ンシアノヒドリンアセタート０．１−（１１７■）を加
え３０℃で２４時間振盪培養した。培養液を酢酸エチル
で抽出（１００ｍｌ、５Ｏ−１５０ｄ）し抽出液を無水
硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧下に留去した。残
渣を薄層クロマトグラフィー（展開溶媒ヘキサン／アセ
トン＝　８／２）により分離することにより、光学活性
Ｐ−メチルトリフルオロアセトフェノンシアノヒドリン
アセタートおよびＰ−メチルトリフルオロアセトフェノ
ンを油状物として得た。

光学活性Ｐ−メチルトリフルオロアセトフェノンシアノ
ヒドリンアセタート収量　６６．０■（収率５６．０％）赤外吸収（ｎｅａｔ）　　ｖ　ＮａＣ１最大　Ｃｆｆ１
−’３０３０、２９２０．２４００．２２５０．１９０
５．１７８０゜１６１０、１５１０．１４２０．１３７
０．１２６０．１２００゜１１３０．１０Ｂ０．１０４
０，９６０，８６０，８１０゜７４０、　７１０核磁気共鳴吸収（溶媒ＣＤＣｌ３．ＴＭＳ）δｐｐｍ　
＝　２；　２０　（Ｓ、　３Ｈ）、２．３７（Ｓ、３Ｈ
）、７．１８（ｄ、２Ｈ，Ｊ＝７．５）、７．４２（ｄ、２Ｈ，Ｊ＝７．５）Ｍａｓｓ　（ｍ／ｚ、　ｒｅｌ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）
２５７（Ｍ”　、５０）、２１５（１９）　、１９Ｂ（
１７）、１６７（１４）　、１４９（２Ｂ）　、１４６
（３４）、１１９（７２）　、９Ｈ１８）、４３　（１
００）比旋光度〔α）、−７，９°（Ｃ・３．３．　ＣＨＣｌ５）光学
純度　３６．３％ｅ、ｅ。

ｂｙ　ＨＰＬＣ（ｃｏｌｕｍｎ　ＱＣヘキサン／１Ｐｒ
ＯＨ＝９／１）なお、場合により光学純度の低いものも得られるが、再
度不斉加水分解を行うことで、より高い光学純度を有す
るものにすることができる。

実施例４実施例１と同じ滅菌済培地５０Ｍ１を乾熱滅菌済５００
−の坂ロフラスコに入れ、スラントからバチルスコアギ
ユランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｃｏａｇｕｌａｎｓ）を白
金耳で植菌した。３０℃で２日間振盪培養し、増殖した
菌を種培養液として用いる。別に乾滅菌済５００−の坂
ロフラスコに滅菌した前記培地４５−を入れ、これに前
記種培養液５−を接種し３０℃で２日間振盪した。

これに基質としてＰ−メチルトリフルオロアセトフェノ
ンシアノヒドリンアセタート０．０５ｍｇ（１２０■）
を加え３０℃で２４時間振盪培養した。培養液を酢酸エ
チルで抽出（１００ｍｇ、５Ｏ−１５０−）し、抽出液
を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧下に留去し
た。残渣を薄層クロマトグラフィー（展開溶媒ヘキサン
／アセトン＝　８／２）により分離することによりご光
学活性Ｐ−メトキシドリフルオロアセトフェノンシアノ
ヒドリンアセタートおよびＰ−メトキシドリフルオロア
セトフェノンを油状物として得た。

光学活性Ｐ−メトキシトリフルオロアセトフェノンシア
ノヒドリンアセタート収量　１５．９■（収率１３．３％）赤外吸収（ｎｅａｔ）　　ｖ　Ｎａ（：Ｉ最大　ａｍ　
−’２９５０、　２８５０．　２０５０．　１？８０．
　１６１０．　１５１０゜１４６０、　１３７０．　１
３００．　１２５０．　１２００．　１０？０゜１０３
０、　９５５．　８６０．　８２５．　７４０．　７１
０．　６００核磁気共鳴吸収（溶媒ＣＤＣｌ！、ＴＭＳ
）δｐｐｍ＝２．１７（Ｓ、３Ｈ）、３．７７（Ｓ、３
）ｆ）、６．８７（ｄ、２Ｈ，Ｊ＝＝８．４）、７．４
３（ｄ、２Ｈ，Ｊ＝８．４）Ｍａｓｓ　（ｍ／ｚ、　ｒｅｌ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）
２７３（Ｍ”　、３９）、２１４（４０）　、１６２（
６０）、１３５　（１００）、１０８（７）、４３（６
１）比旋光度〔α）　Ｄ　　１２．０”　（Ｃ・０．８．　ＣＨＣｌ
３）光学純度　８６．５％ｅ、ｅ。

参考例１実施例１，２によって得られた光学活性トリフルオロア
セトフェノンシアノヒドリンアセタート（Ｒ体１００％
ｅ、ｅ、）　５０．８ｍｇ（０，２０９ｍｍｏｌ）に濃
硫酸５−を加えた。室温で１５分間攪拌後、反応液を氷
−水浴に注ぎ反応液をエーテルで抽出した。有機層を無
水硫酸ナトリウムで乾燥後分収用薄層クロマトグラフィ
ー（ヘキサン／アセトン＝　８／２）で精製した。さら
にベンゼン−ヘキサン系で再結晶し、白色結晶（＋）−
α−フェニル−α−トリフルオロメチル−α−ヒドロキ
シアセトアミドを得た。

光学活性α−フェニル−α−トリフルオロメチル−α−
ヒドロキシアセトアミド収量　４０．７■（収率８８．９％）　ｍ、ｐ、９４〜
９６℃赤外吸収（ｎｅａｔ）　　ｖ　ＮａＣ１最大　ｃ
ｍ　−’３３５０、１６９０．１５６０．１４５０．１
２５０．１１６０゜１０２０、９４０．７００核磁気共鳴吸収（溶媒ＣＤＣｈ、　ＴＭＳ）δｐｐｍ　
＝　４．７２　（ｂｒ、　ＬＨ）、５．５０〜６．６７
（ｂｒ、　２Ｈ）７．２８〜７．５０（ｍ、３Ｈ）、７．５０〜８．１０（ｍ、２Ｈ）Ｍａｓｓ　Ｃｍ／ｚ＋　　ｒｅｌ　　ｉｎｔｅｎｓｔｔ
ｙ）２２０（Ｍ”、２．３）、２１９（Ｍ”、　１．１
）、１７６　（４６）、１５６　（１７）、１２７　（
２３）、１０５　（１００）、７７　（６７）、比旋光
度（ｃｒ〕ｏ　＋４８．８°（Ｃ，１，１，ＭｅＯＨ）参
考例２参考例１で得られた光学活性なα−フェニル−α−トリ
フルオロメチル−α−ヒドロキシアセトアミド３３．１
■（０，１５１ｍｍｏｌ）を水酸化ナトリウム（０，１
０５５Ｎ）　１．７−（０，１８１ｍｍｏｌ）に溶解し
た。

室温で１０分間攪拌後ジメチル硫酸１９０■（１，５１
ｍｍｏｌ）を加え、さらにＴＢＡ　Ｉを少量加え２４時
間室温で攪拌した。反応終了後アンモニア水で反応を停
止し、エーテルで抽出した。飽和食塩水で洗浄後、無水
硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し分収
用薄層クロマトグラフィー（ヘキサン／アセトン＝　８
／２）で精製し、白色結晶を得た。結晶は、ヘキサン−
ベンゼン系で再結晶し、白色結晶α−フェニル−α−ト
リフルオロメチル−α−メトキシアセトアミドを得た。

光学活性α−フェニル−α−トリフルオロメチル−α−
メトキシアセトアミド収量　２３．３ｍｇ　（収率６６．２％）　ｍ、ｐ、６
７〜７１℃赤外吸収（ｎｅａｔ）　　ｖ　ＮａＣ１最大
　ａｍ−’３４００、１７００．１５８０．１３７０．
１２６０．１１６０゜１１００、９９０．７００核磁気共鳴吸収（溶媒ＣＤＣｌ＋、　ＴＭＳ）δｐｐｍ
＝３．４２（ｄ、３Ｈ，Ｊ＝１．５）、５．７０〜６．
３３（ｂｒ、　ＬＨ）、６．３３　（ｂｒ、　１Ｎ）、
７．１０〜７．６３（ｍ、５Ｈ）Ｍａｓｓ　（ｍ／ｚ、
　ｒｅｌ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）２３３（Ｍ”、０．５
１）、１９０　（３２）、１８９　（３８）、１７５　
（２０）、１１９（７，８）、１０５　（４０）、７７
　（１９）比旋光度（α）　ｏ　＋４０．９°（Ｃｍ１．０２．　ＭｅＯ）
１）参考例３参考例２で得られた。α−フェニル−α−トリフルオロ
メチル−α−メトキシアセトアミド５６、Ｏｖｇ　（０
，２４１ｍｍｏｌ）を水１０１ｄに溶解した。そこに水
酸化カリウム６６０■（１１，７ｍｍｏｌ）を加え溶解
し、１２０℃に加熱し５時間加熱還流した。その後反応
液を濃塩酸−氷に注ぎ反応を停止した。

ついでエーテルで反応液を抽出し、有機層を無水硫酸ナ
トリウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去した後クーゲ
ルローアを用いて蒸留により精製し無色油状物のα−メ
トキシ−α−トリフルオロメチル−フェニル酢酸を得た
。

光学活性α−メトキシ−α−トリフルオロメチル−フェ
ニル酢酸収量　３３．４■（収率５９．９％）　ｂ、ｐ、９５〜
１１０℃（１，５〜２．０ｍｍＨｇ）赤外吸収（ｎｅａｔ）　　！／　ＮａＣ１最大　ａｍ　
−’３４００、１７００．１５８０．１３７０．１２６
０．１１６０゜１１００、９９０．７００核磁気共鳴吸収（溶媒ＣＤＣｌ３．　ＴＭＳ）δｐｐｍ
＝３．４０（ｄ、３Ｈ，Ｊ−１，５）、５．７０〜６．
３３（ｂｒ、ＬＨ）、６．３３〜？、ＱＯ（ｂｒ、　１８）、７．１０〜７．
６３（ｍ、５Ｈ）Ｍａｓｓ　Ｃｍ／ｚＩｒｅｌ　　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）
２３３（Ｍ”、０．５１）、１９０（３２）、１８９（
３８）、１７５　（２０）、１９９（７，８）、１０５
　（４０）、７７（１９）比旋光度（α）　ｏ　＋６９．１°（Ｃｍ１．６５．　ＭｅＯＨ
）光学純度　〉９８％ｅ、ｅ、　（比旋光度より）〔発
明の効果〕本発明の生物化学的方法による光学活性台フッ素シアノ
ヒドリン力ルポキシシートの製造法は、室温下きわめて
温和な条件下で反応を行うことを可能としたもので、従
来の方法に比較して化学収率、光学収率ともにすぐれた
ものであり、工業的合成法としてもすぐれた効果を有す
るものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼−−−−−−−〔
I 〕（式中Ａｒは芳香族基、Ｒはアルキル基を示す）で表わ
される、含フッ素シアノヒドリンのカルボン酸エステル
のラセミ体にバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属の生産するエステラーゼ、もし
くはその生産菌を作用させて不斉加水分解を行わしめ、
光学活性な含フッ素シアノヒドリンのカルボン酸エステ
ルを製造する方法。
（２）光学活性な含フッ素シアノヒドリンのカルボン酸
エステルの立体配置がＲ配置である請求項１記載の含フ
ッ素シアノヒドリンのカルボン酸エステルを製造する方
法。