JPH0239898A

JPH0239898A - 光学活性１，３−ブタンジオールおよびその誘導体の製造法

Info

Publication number: JPH0239898A
Application number: JP18774588A
Authority: JP
Inventors: Michio Ito; 美智夫伊藤; Yoshinori Kobayashi; 良則小林
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1990-02-08
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JP2690953B2

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）本発明は光学活性な１，３−ブタンジオールおよびその
誘導体の製造法に関する。

光学活性な１，３−ブタンジオールは、種々の医薬品や
光学活性な生理活性物質、およびその誘導体の中間水と
して重要な化合物である。（Ｒ）−１，３−ブタンジオ
ールは種々の生理活性があり、例えば糖尿病治療効果が
あることが知られている（Ｓｅｉｊｉｎｂｙｏｕ　　Ｋ
ｅｎｋｙｕ、旦９１（１９７６））。

（従来技術および発明が解決しようとする課題）従来、
光学活性な１．３−ブタンジオールおよびその誘導体を
製造する方法としては、■化学的に合成されたラセミ体
を光学分割剤を用いて光学分割する方法（特開昭６１−
１．９１６３１　）や、■光学活性化合物で修飾したラ
ネーニッケル触媒を用いて４−ヒドロキシ−２−ブタノ
ンを不斉還元する方法（特開昭５８−２０４１７および
Ｂｕｌ　１、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、Ｊｐｎ、、５３．１３
５６−１３６０　（１９８０））等が知られている。

しかし、■、■ともに高価な光学分割剤、触媒を用いな
ければならないこと、および、■は光学純度が低いこと
等の欠点があるなめ、経済的に優れ、かつ、簡便な手段
で光学純度の高い光学活性な１．３−ブタンジオールお
よびその誘導体を得る方法の確立が望まれている。

また、リパーゼによるエステル交換反応を利用したアル
コールのエステル化反応は、最近、活発に研究されてい
る。例えば、油化学、３６．５５（１９８７＞において
は、リパーゼによる脂肪族第一級アルコールとトリーｎ
−ブチリンとのエステル交換反応が研究されており、反
応液中の微量水分の効果、脂肪族第一級アルコールの反
応性、反応温度の効果等を検討している。また、リバゼ
によるエステル交換反応をアルコールの光学分割に利用
した例としては、（Ｒ，Ｓ）アルコールとトリグリセリ
ドを基質として用いた特開昭６２１６６８９８、特開昭
６３−１１２９９８等がある。しかし、これらは、１価
アルコールを基質としたものであり、リパーゼによるエ
ステル交換反応を２ｆｉｌｌｉアルコールの光学分割に
応用した例は知られていない。

（課題を解決するための手段）本発明者らは経済的に優れ、かつ、簡便な方法で光学純
度の高い光学活性な１，３−ブタンジオルおよびその誘
導体を得る手段として、安価なラセミ体の１，３−ブタ
ンジオールおよびその誘導体を原料とした酵素による製
造方法に着目し、この目的に適した酵素を得ることを目
的に鋭意研究した結果、キャンディダ属、クロモバクテ
リウム属、シュードモナス属、ベニシリューム属、およ
びアスペルギルス属に属する微生物の生産するリパーゼ
が、１．３−ブタンジオールに対して極めて高い不斉エ
ステル交換能を有しており、さらに極めて効率良く１，
３−ブタンジオールのジエステル体を不斉加水分解する
ことを見出だし、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、＜１＞１．３−ブタンジオールのエナンチオマ混合物を
、一般式（Ｉ）　　Ｒ’　−ＣＯＯＲ２（式中Ｒ１および
Ｒ２は前記の意味）の化合物、または一般式（ＩＩ）　
　ＣＨ２−０ＣＯＲ’ＣＨ２−０ＣＯＲ’ ＣＨ２０ＣＯＲ’　　　　　　　（＊　　中　Ｒは前記
の意味）で表わされる化合物とともに加水分解酵素と反
応させることにより、ヒドロキシル基を立体選択的にエ
ステル化することを特徴とする光学活性１，３−ブタン
ジオールおよびその誘導体の製造法（以下、これをＡ法
と表わす。）、および（２）一般式（ｌＩ［）ＯＣＯＲ’ ＣＨ３ＣＨＣＨｘ　　　ＣＨ２０ＣＯ’Ｒ’（Ｒ’は前
記の意味）で表わされる化合物のエナンチオマー混合物
を、水溶液中で、或いはＴ’Ｌ”−０Ｈ（Ｒ２は前記の
意味）で表わされる化計物とともに加水分解酵素と反応
させることにより、エステル基を立体選択的にヒドロキ
シル基に変換することを特徴とする光学活性１．３−ブ
タンジオールおよびその誘導体の製造法（以下、これを
Ｂ法と表わす。）を提供するものである。

本発明に於いて、−ＣＯＲ’で表わされるアシル基の具
体例としては、アセチル基、プロピオニル基、イソブチ
リル基、バレリル基、バルミトイル基、オレイル基、ス
テアロイル基等を挙げることができる。また、Ｒ２で表
わされるアルキル基またはアルケニル基の具体例として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基
、インプロペニル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシ
ル基、トリクロルエチル基等を挙げることができる。

本発明において基質として用いられる１、３ブタンジオ
ールおよび一般式（ＩＩ［）で表わされる１、３−ブタ
ンジオール誘導体は、その価格の面でラセミ体が好まし
いが、そのエナンチオマー混合比率は特に唄定されるも
のではなく、本発明は該混合比率がいかなるものにも適
用できる。

本発明で用いることのできるリパーゼとしては、キャン
ディダ属、タロモバクテリウム属、シュードモナス属、
ペニシリウム属、およびアスペルギルス属に属する微生
物の生産するリパーゼで本発明の目的を達し得るもので
あればどのようなものでもよいが、好適な例としては、
キャンディダ・シリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ　　ｃ
ｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）、クロモバクテリウム・ビスコ
サム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　　ｖｉｓｃｏ
ｓｕｍ）、シュードモナス・フルオレッセンス（Ｐｓｅ
ｕｄｏｍｏｎａｓ　　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）、ペニ
シリウム・シクロピウム（Ｐｅ　ｎ　ｉｃｉｌｌｉｕｍ
　　ｃｙｃｌｏｐｉｕｍ）、アスペルギルス・ニガー（
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　　ｎｉｇｅｒ）由来のリパー
ゼ等が挙げられる。これらのリパーゼは、それらを生産
する微生物を培１することによって得られるが、その使
用形態は、菌体培養液そのまま、粗酵素、清製酵素とし
て等、限定されるものではない。また、キャンディダ・
シリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａ　　ｃｙｌｉｎｄｒａ
ｃｅａ）由来のものはリパーゼＭＹ（名糖産業製）、リ
パーゼＯＦ（名糖産業製）、リパーゼＡＹｒアマノ」３
０〈大野製薬製）として、クロモバクテリウム・ビスコ
サム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　　ｖｉｓｃｏ
ｓｕｍ）由来のものはリパーゼ（東洋醸造製）として、
シュードモナス・フルオレッセンス（Ｐ　ｓ　ｅ　ｕ　
ｄ　ｏ　ｒｎ　ｏ　ｎ　ａ　ｓｆ　Ｉｕｏｒｅｓｃｅｎ
ｓ）由来のものはリパゼＰ「アマノ」　（大野製薬製）
として、ペニシリウム・シクロピウム（Ｐｅｎｉｃｉｌ
ｌｉｕｍｃｙｃｌｏｐｉｕｍ）由来のものはリパーゼＧ
（大野製薬製）として、アスペルギルス・ニガ（Ａｓｐ
ｅｒｇｉ　Ｉ　ｌｕｓ　　ｎｉｇｅｒ）由来のらのはＰ
ａ１ａ１８ｓｅ　　７５０　　Ｌ（ノボ製）として市販
されており、これらを使用することは好ましい。

これらのリパーゼは、それぞれ単独でも、あるいは、必
要に応じて混合して用いることもできる。

また、これらを常法により固定化して用いることらでき
る。

本発明のＡ法において、反応液中の１，３−ブタンジオ
ールと、一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表わされ
る化合物との割合は、１：０．６〜１：５（モル比）で
あり、好ましくは１：０．９〜１：３である。

また、Ｂ法において、反応液中の基質濃度は、通常、０
．１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。

本発明の反応を行なうに際して、反応液のｐＨは使用す
る酵素の最適ｐＨに合わせることか好ましく、このため
には、適当な緩衝液を用いても良いし、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等の水溶液を用い、ＰＨスタットを
用いて反応中のｐＨをコントロールしても良い。

反応温度もまた使用する酵素により異なるか、通常、０
〜６０°Ｃ１好ましくは４〜５０℃が適当である。

反応液中の酵素濃度は、市販品を用いる場合それぞれの
酵素標品の酵素活性に応じて決めることができるが、例
えば０．１〜１０重量％を例示することができる。

反応は、攪拌下、あるいは静置下いずれの方法でも行な
う事ができるが、好ましくは攪拌下で行われる。

Ａ法の、１，３−ブタンジオールを一般式（Ｉ）または
一般式（ｎ）で表わされる化合物と反応させるに際して
は、特に溶媒類を加える必要はないが、０．５〜２％程
度の少量の水を加えて行なってもよい。

また、Ｂ法の一般式（ＩＩＩ）で表わされる化合物と一
般式Ｒ２−ＯＨで表わされる化合物との反応においても
Ａ法の場合と同様に行うことかできるが、適当な有機溶
媒、例えばｎ−ヘキサン等を加えて行ってもよい。

反応終了後、酵素は遠心分離または濾過操作等で除去す
ることができ、再使用することができる。

Ａ法においては、反応終了後、酵素を除去した反応液に
水を加えた後、適当な有機溶剤、例えば酢酸エチル等で
不純物を抽出し、残った水層力）ら蒸留あるいはカラム
クロマトグラフィー等の常法を適用することにより、生
成した光学活性１，３ブタンジオールを精製、取得する
ことができる。

また、Ｂ法においては、反応終了後、反応液に、適当な
有機溶剤、例えば酢酸エチル等を加え、生成物を抽出し
た後、蒸留あるいはカラムクロマトグラフィー等の常法
を適用することにより、生成した光学活性１，３−ブタ
ンジオール誘導体を精製、取得することができる。

以上の反応で得られた光学活性１．３−ブタンジオール
誘導体は、常法により加水分解して光学活性１．３−ブ
タンジオールへ変換することもできる。

以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はこ
れらの実施例により限定されるものではない。

実施例１直径２１ｍｍのねじ口試験管に表１に示すリノく−ゼ　
０．１ｇを収り、１．３−ブタンジオールのラセミ体２
．０ｇ、　トリアセチン４０ｇを加え、３０°Ｃで１４
０時間振盪した。反応終了後、カスクロマトグラフィー
（カラム条件：島津製Ｔｈｅｒｍｏｎ−３０００５％、
２ｍ　　１２０°Ｃ）で、残存する１、３−ブタンジオ
ールを定量し反応収率を求めた。反応Ｍ１．Ｏｇを取り
、遠心分離で酵素を除き、水５ｍｌを加えた後、１．３
ブタンジオールモノアセテート、１，３−ブタンジオー
ルジアセテート及びトリアセチン等を酢酸エチルで抽出
・除去した。水層から水を留去し、残った１、３−ブタ
ンジオールを常法により、１３−ブタンジオールジアセ
テートに変換した後、光学分割カラムを用いた高速液体
クロマトグラフィー（カラム：ダイセル化学工業製キラ
ルセルＯＢ、溶媒：ｎ−ヘキサン／２−プロパツール＝
９：１）により絶対配置及び光学純度を求めた。

身られた結果を表１に示す。

表　　１実施例２直径２１ｍｍのねじ口試験管に表２に示すリパゼ０．１
ｇを収り、１．３−ブタンジオールのラセミ体２．０ｇ
、　　トリブチリン６．０ｇを加え、３０°Ｃで７２時
間振盪した。反応終了後、実施例１と同様の操作を行な
い、反応収率と残存する１３−ブタンジオールの絶対配
置および光学純度を求めた。

得られた結果を表２に示した。

表　　２実施例３リパーゼＯＦ（名糖産業製）０．１ｇ、酢酸ｎブチル８
ｍｌ、１．３−ブタンジオールのラセミ体２．Ｏｇ、水
０．１ｇを直径２１ｍｍのねじ口試験管に取り、３０°
Ｃで２７０時間振盪した０反応終了後、実施例１と同様
の操作を行ない反応収率と残存する１、３−ブタンジオ
ールの絶対配置および光学純度を求めた。その結果、収
率は６２％であり、残存する１、３−ブタンジオールの
絶対配置および光学純度はＲ体　２７％ｅｅであった。

実施例４ｎ−ヘ４サン６．０ｍｌ、ｎ−ブタノール０゜３ｍｌ、
１．３−ブタンジオールジアセテートのラセミ体０．５
ｍｌ、表３に示したリパーゼ０１ｇを直径２１ｍｍのね
じ口試験管に取り、３０°Ｃで２４時間振盪した。反応
終了後、実施例１と同様の操作を行ない反応収率を求め
、更に光学分割カラムを用いた高速液体クロマトグラフ
ィー（分析条件は実施例１と同様）により残存する１゜
３−ブタンジオールジアセテートの絶対配置および光学
純度を求めた。得られた結果を表３に示しな。

表　　３実施例５１．３−ブタンジオールジアセテートのラセミ体５．０
ｇ、０．２Ｍリン酸榎街液（ｐＨ７，１）５０ｍｌ、表
　４に示したリパーゼ０．３ｇを共栓付１００ｍ１三角
フラスコに収り、３０″Ｃで５時間振盪した。反応終了
後、食塩８ｇを加え、酢酸エチルで反応生成物を抽出し
た。溶媒を留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラ
フィー（ｌ容Ｍ液：ｎ−ヘキサン：酢酸エチル−１＝１
）で１３−ブタンジオールジアセテート画分と１，３−
ブタンジオールモノアセテート画分を分離し、絶対配置
および光学純度を求めた（モノアセテートは常法により
ジアセテートに変換してから分析しな。分析条件は実施
例１と同様）。さらに、高速液体クロマトグラフィ＝（
カラム：ガスクロ工業製１ｎｎｅｒｔｓｉｌ　　ＯＤＳ
、ン容離液ニアセトニトリル／水＝１／９）により、モ
ノアセテート画分における１位アセテートと３位アセテ
ートの存在比を求めた。

結果を表４に示しな。

（以下余白）実施例６１，３−ブタンジオールジブチレートのラセミＩ＊１．
５ｇ、０．２Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７，１）６ｍ１７表
　５に示したリパーゼ０．１ｇを直径２１ｍｍのねじ口
試験管に収り、３０°Ｃで９５時間振盪しな。反応終了
後、実施例１と同様にして反応収率を求めた（カラム温
度＝１３０°Ｃ）。さらに、高速液体クロマトグラフィ
ー（カラム：タイセル化学工業製キラルセルＯＢ、溶媒
：ｎ−ヘキサン／２−プロパツール＝１９：１）により
残存する１、３−ブタンジオールジブチレートの絶対配
置及び光学純度を求めた。

結果を表５に示しな。

（以下余白）表よび光学活性１，３−ブタンジオール誘導体を製造する
事を可能にさせるものであり、工業的に極めて有用であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１，３−ブタンジオールのエナンチオマー混合物
を、一般式（ I ）Ｒ＾１−ＣＯＯＲ＾２（式中Ｒ＾１は、
直鎖または分岐鎖状のＣ＿１〜Ｃ＿１＿８のアルキル基
またはアルケニル基を示す。Ｒ＾２は、Ｃ＿１〜Ｃ＿６
のアルキル基またはアルケニル基を示し、このアルキル
基またはアルケニル基はハロゲンで置換されていてもよ
い）で表わされる化合物、または一般式（II）▲数式、化学式、表等があります▼（式中
Ｒ＾１は前記の意味）で表わされる化合物とともに加水分解酵
素と反応させることにより、ヒドロキシル基を立体選択
的にエステル化することを特徴とする光学活性１，３−
ブタンジオールおよびその誘導体の製造法
（２）一般式（III） ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒ＾１は、直鎖または分岐鎖状のＣ＿１〜Ｃ＿１
＿８のアルキル基またはアルケニル基を示す。）で表わ
される化合物のエナンチオマー混合物を、水溶液中で、
或いはＲ＾２−ＯＨ（式中Ｒ＾２はＣ＿１〜Ｃ＿６のア
ルキル基またはアルケニル基を示し、このアルキル基ま
たはアルケニル基はハロゲンで置換されていてもよい）
で表わされる化合物とともに加水分解酵素と反応させる
ことにより、エステル基を立体選択的にヒドロキシル基
に変換することを特徴とする光学活性１，３−ブタンジ
オールおよびその誘導体の製造法
（３）加水分解酵素がキャンディダ（Ｃａｎｄｉｄａ）
属、クロモバクテリウム（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉ
ｕｍ）属、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）
属、ペニシリューム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ）属およ
び、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）属に属
する微生物の生産するリパーゼである請求項（１）また
は（２）の製造法