JPH0634752B2 - 2−アルカノールの光学活性エステルの製造方法 - Google Patents
2−アルカノールの光学活性エステルの製造方法Info
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- JPH0634752B2 JPH0634752B2 JP63239373A JP23937388A JPH0634752B2 JP H0634752 B2 JPH0634752 B2 JP H0634752B2 JP 63239373 A JP63239373 A JP 63239373A JP 23937388 A JP23937388 A JP 23937388A JP H0634752 B2 JPH0634752 B2 JP H0634752B2
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- alkanol
- optically active
- active ester
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は酵素を用いる2−アルカノールの光学活性エス
テルの製造方法に関する。
テルの製造方法に関する。
(従来の技術) 従来、酵素を用いた2−アルカノールの光学分割や2−
アルカノールの光学活性エステルの合成方法としては、
下記式のように2−アルカノールの脂肪酸エステルを特
異的に加水分解する方法が用いられている。
アルカノールの光学活性エステルの合成方法としては、
下記式のように2−アルカノールの脂肪酸エステルを特
異的に加水分解する方法が用いられている。
(式中、R11は炭素数1〜12のアルキル基と、R12は
炭素数1〜10のアルキル基を示す。) しかし、この種の反応を触媒する酵素は反応によって生
成する脂肪酸による阻害効果を受け易く、反応が途中で
停止したり、反応が遅くなるという欠点を持っている。
また、下記式のように加水分解の逆反応であるエステル
化を用いて光学活性エステルを合成する方法も知られて
いる。
炭素数1〜10のアルキル基を示す。) しかし、この種の反応を触媒する酵素は反応によって生
成する脂肪酸による阻害効果を受け易く、反応が途中で
停止したり、反応が遅くなるという欠点を持っている。
また、下記式のように加水分解の逆反応であるエステル
化を用いて光学活性エステルを合成する方法も知られて
いる。
(式中、R11及びR12は前記と同じ意味をもつ。) この場合も原料である脂肪酸による阻害効果あるいは酵
素の失活を防ぐため濃い緩衝剤を用いられている。ま
た、逆反応を用いているので、反応の平衡をずらすため
一方の基質(一般にはアルコール)を大過剰に使用して
行われており、目的物の分離面でコスト高になるという
欠点がある。
素の失活を防ぐため濃い緩衝剤を用いられている。ま
た、逆反応を用いているので、反応の平衡をずらすため
一方の基質(一般にはアルコール)を大過剰に使用して
行われており、目的物の分離面でコスト高になるという
欠点がある。
これに対して、反応自体に水が関与しないエステル交換
を用いれば多量の脂肪酸を生成させることなしに目的と
する2−アルカノールの光学活性エステルの合成や2−
アルカノールの光学分割が原理的に可能となる。この方
法はすでにKlibanovら[B.Combou,A.M.Klivanov,G.Am.C
hem.Soc.,106,2687〜2692(1984)]によって報告されて
いる。彼らの方法は多孔性担体の孔に酵素を固定化し
て、多孔体の孔の界面(酵素は孔の中の緩衝液中に溶
解)で行う、いわゆる二相系反応により光学活性エステ
ルを合成する方法である。
を用いれば多量の脂肪酸を生成させることなしに目的と
する2−アルカノールの光学活性エステルの合成や2−
アルカノールの光学分割が原理的に可能となる。この方
法はすでにKlibanovら[B.Combou,A.M.Klivanov,G.Am.C
hem.Soc.,106,2687〜2692(1984)]によって報告されて
いる。彼らの方法は多孔性担体の孔に酵素を固定化し
て、多孔体の孔の界面(酵素は孔の中の緩衝液中に溶
解)で行う、いわゆる二相系反応により光学活性エステ
ルを合成する方法である。
Klibanovらの行った固定化ではCandida cylindracea由
来のリパーゼを用いて、トリブチリンと数種の2−アル
カノールとのエステル交換を行っているが、本発明者ら
の追試の結果 1)酵素タンパクの孔への固定化の再現性が乏しく、む
し多孔性担体の表面に酵素が付着する。
来のリパーゼを用いて、トリブチリンと数種の2−アル
カノールとのエステル交換を行っているが、本発明者ら
の追試の結果 1)酵素タンパクの孔への固定化の再現性が乏しく、む
し多孔性担体の表面に酵素が付着する。
2)そのため、反応中に酵素タンパクが離脱し、文献に
示されるような反応は殆ど起こらない(同一条件でのト
リブチリンと2−オクタノールとの反応では高々4〜5
%位であった)。
示されるような反応は殆ど起こらない(同一条件でのト
リブチリンと2−オクタノールとの反応では高々4〜5
%位であった)。
という問題点があることがわかった。
(発明が解決しようとする課題) したがって本発明は加水分解による方法では必然的(主
反応の生成物として)生ずる脂肪酸の阻害効果を除く
か、もしくは軽減し、かつ、固定化などのはん雑な操作
なしに容易に2−アルカノールの光学活性エステルを製
造する方法を提供することを目的とする。
反応の生成物として)生ずる脂肪酸の阻害効果を除く
か、もしくは軽減し、かつ、固定化などのはん雑な操作
なしに容易に2−アルカノールの光学活性エステルを製
造する方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明の上記目的は、トリグリセリドと2−アルカノー
ルとを実質的に無水の条件下、粉末状リパーゼの存在下
でエステル交換反応させることを特徴とする2−アルカ
ノールの光学活性エステルの製造方法により達成され
た。
ルとを実質的に無水の条件下、粉末状リパーゼの存在下
でエステル交換反応させることを特徴とする2−アルカ
ノールの光学活性エステルの製造方法により達成され
た。
本発明の反応は次式によって表わすことができる。
(式中、R1及びR2はアルキル基を示す。) 本発明に用いられるトリグリセリド〔I〕においてR1
のアルキル基の炭素数は特に制限はないが、3以上が好
ましく、3〜22がより好ましい。このアルキル基の炭
素数が大きくなるとトリグリセリドは常温で固体となる
が、有機溶媒中で反応を行わせることによりその反応に
使用することができる。
のアルキル基の炭素数は特に制限はないが、3以上が好
ましく、3〜22がより好ましい。このアルキル基の炭
素数が大きくなるとトリグリセリドは常温で固体となる
が、有機溶媒中で反応を行わせることによりその反応に
使用することができる。
また式〔II〕で表わされる2−アルカノールにおける
R2で表わされるアルキル基の炭素数は通常1〜30で
あり、好ましくは3〜12である。
R2で表わされるアルキル基の炭素数は通常1〜30で
あり、好ましくは3〜12である。
本発明の反応は実質的に無水の条件下で行われるが、実
質的に無水とは含有水分量が1vol%以下のことをい
い、これは無溶媒又は非溶媒中での反応させることによ
り達成できる。このように実質的に無水で反応させるこ
とにより副反応(加水分解)による脂肪酸の生成を防ぐ
ことができる。
質的に無水とは含有水分量が1vol%以下のことをい
い、これは無溶媒又は非溶媒中での反応させることによ
り達成できる。このように実質的に無水で反応させるこ
とにより副反応(加水分解)による脂肪酸の生成を防ぐ
ことができる。
本発明の反応に用いられる非水溶媒(有機溶媒)として
はヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、四塩
化炭素、イソプロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテ
ルなどが挙げられる。
はヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、四塩
化炭素、イソプロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテ
ルなどが挙げられる。
本発明に用いられるリパーゼとして、ポルシン・パンク
レアス(Porcin pancreas)、シュードモナース・フロ
ーレスセンス((Pseudomonas fluorescens)、シュー
ドモナース・スペーシーズ(Pseudomonas species)が
好ましいものとして挙げられる。
レアス(Porcin pancreas)、シュードモナース・フロ
ーレスセンス((Pseudomonas fluorescens)、シュー
ドモナース・スペーシーズ(Pseudomonas species)が
好ましいものとして挙げられる。
このリパーゼは粉末状で反応系に添加されるが、リパー
ゼは粉末状態のまま加え、通常の化学反応で用いられる
ような攪拌下で行う。この場合、コストを下げるため、
酵素は安価で入手可能な粗精製品を用いることができ
る。
ゼは粉末状態のまま加え、通常の化学反応で用いられる
ような攪拌下で行う。この場合、コストを下げるため、
酵素は安価で入手可能な粗精製品を用いることができ
る。
リパーゼの使用量は、反応溶液1mに対し通常10mg
以上、より好ましくは50〜300mgの範囲である。
以上、より好ましくは50〜300mgの範囲である。
トリグリセリド〔I〕と2−アルカノール〔II〕とのモ
ル比〔II〕/〔I〕は通常1〜20、好ましくは1〜3
である。
ル比〔II〕/〔I〕は通常1〜20、好ましくは1〜3
である。
反応温度は10〜90℃、好ましくは常温であり、反応
時間は5時間以上、好ましくは10時間以上、より好ま
しくは30〜150時間である。
時間は5時間以上、好ましくは10時間以上、より好ま
しくは30〜150時間である。
本発明において目的の光学活性エステルの反応系からの
分離は常法に従って行うことができる。具体的には減圧
蒸留、カラムクロマトグラフィーなどを採用して行うこ
とができる。
分離は常法に従って行うことができる。具体的には減圧
蒸留、カラムクロマトグラフィーなどを採用して行うこ
とができる。
(発明の効果) 本発明によれば、反応は無溶媒又は非水溶媒中で行われ
脂肪酸等の生成を経ることなく、選択率良く、トリグリ
セリドから2−アルカノールの光学活性エステルを得る
ことができるという優れた効果を奏する。この際、酵素
(リパーゼ)の固定化などのはん雑な操作を必要とせ
ず、工業的に実施する方法として好適である。
脂肪酸等の生成を経ることなく、選択率良く、トリグリ
セリドから2−アルカノールの光学活性エステルを得る
ことができるという優れた効果を奏する。この際、酵素
(リパーゼ)の固定化などのはん雑な操作を必要とせ
ず、工業的に実施する方法として好適である。
さらに本発明方法は有機溶媒中で行う場合でも酵素の活
性が発現されるばかりでなく常温で液体のトリグリセリ
ドの代わりに常温で固体のもの(例えばトリラウリン)
を原料として利用でき、原料選択の幅が広いという優れ
た効果を奏する。
性が発現されるばかりでなく常温で液体のトリグリセリ
ドの代わりに常温で固体のもの(例えばトリラウリン)
を原料として利用でき、原料選択の幅が広いという優れ
た効果を奏する。
本発明方法により得られる光学活性エステルは医薬品の
中間体である光学活性2−アルカノールの製造、光学活
性液晶材料の製造などに有用である。
中間体である光学活性2−アルカノールの製造、光学活
性液晶材料の製造などに有用である。
(実施例) 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
実施例1 RS−2−オクタノール0.2Mを含むトリブチリン1
0mと第1表に示す酵素1.0gを丸底フラスコに採
りさらに反応液所定量の水を添加した。次に、30℃で
フットボール型攪拌子により500rpm以上で回転させ
ながら反応液を攪拌した。24時間後、反応液の一部
(0.2m)を5mのクロロホルムに希釈し、濾過
で酵素を除き、ガスクロマトグラフィーで分析を行っ
た。結果を第2表に示した。
0mと第1表に示す酵素1.0gを丸底フラスコに採
りさらに反応液所定量の水を添加した。次に、30℃で
フットボール型攪拌子により500rpm以上で回転させ
ながら反応液を攪拌した。24時間後、反応液の一部
(0.2m)を5mのクロロホルムに希釈し、濾過
で酵素を除き、ガスクロマトグラフィーで分析を行っ
た。結果を第2表に示した。
第2表の結果より明らかなようにC.c.リパーゼでは添加
水分量が0.5%の時に最大の活性を示すが、他の三種
のリパーゼでは添加水分量が0%のときに最大活性(反
応率)を示す。また、いずれの場合も、添加水分量が1
%を越えると極端に反応性が低下する。
水分量が0.5%の時に最大の活性を示すが、他の三種
のリパーゼでは添加水分量が0%のときに最大活性(反
応率)を示す。また、いずれの場合も、添加水分量が1
%を越えると極端に反応性が低下する。
上記の実験とそれぞれ同様の反応条件で、添加水分量の
効果を詳しく調べた。本実験では特に反応初期について
調べた。結果を第1図に示す。
効果を詳しく調べた。本実験では特に反応初期について
調べた。結果を第1図に示す。
リパーゼの種類と添加水分量0%のときの反応溶液中の
水分量は次の通りである。
水分量は次の通りである。
A:C.c.(0.34vol%) B:P.s.(0.23vol%) C:P.f.(0.17vol%) D:P.p.(0.07vol%) E:P.c.(0.14vol%) 反応時間(t)は次の通りである。
a:t=30分 b:t=65分 C:t=1時間 d:t=2時間 e:t=3時間 f:t=5時間 g:t=10時間 h:t=23時間 第1図の結果から明らかなようにC.c.リパーゼでは添加
水分量が0.5vol%のときに最大の活性を示すが、他
の5種の酵素では添加水分量が0%のときに最大の活性
を示し、添加水分量が増加すると酵素活性が低下する。
水分量が0.5vol%のときに最大の活性を示すが、他
の5種の酵素では添加水分量が0%のときに最大の活性
を示し、添加水分量が増加すると酵素活性が低下する。
実施例2 R(−)−2−オクタノール0.2MまたはS(+)−
2−オクタノール0.2Mを含むトリブチリン溶液10
mに酵素1gを加え(C.c.の場合のみ水を0.5vol
%=50μを添加した)、30℃、500rpm以上で
攪拌しながら反応を行った。各反応の反応率を10時間
にわたって測定した結果を第2図に示した。
2−オクタノール0.2Mを含むトリブチリン溶液10
mに酵素1gを加え(C.c.の場合のみ水を0.5vol
%=50μを添加した)、30℃、500rpm以上で
攪拌しながら反応を行った。各反応の反応率を10時間
にわたって測定した結果を第2図に示した。
第2図の結果より、明らかなように、P.p.、P.s.、P.f.リ
パーゼの場合はR(−)−2−オクタノールの方がS
(+)−2−オクタノールよりもかなり速く反応する。
すなわち、RS−2−オクタノールとトリブチリンとの
エステル交換ではR(−)2−オクタノールのエステル
を優先的に生成することがわかる。
パーゼの場合はR(−)−2−オクタノールの方がS
(+)−2−オクタノールよりもかなり速く反応する。
すなわち、RS−2−オクタノールとトリブチリンとの
エステル交換ではR(−)2−オクタノールのエステル
を優先的に生成することがわかる。
一方、P.c.、P.r.、リパーゼの場合は1)、2)とは逆に
S体の方がR体よりも反応が速く、ラセミ体を用いた合
成ではS体アルコールのエステルが多く発生することが
わかる。
S体の方がR体よりも反応が速く、ラセミ体を用いた合
成ではS体アルコールのエステルが多く発生することが
わかる。
実施例3 RS−2−オクタノール24gとトリブチリン70gと
の混合物に酵素(P.f.リパーゼ)10gを加え、30
℃、500rpm以上で攪拌して反応させた。50時間
後、反応液を300mのヘキサンに溶解させ、濾過に
より酵素タンパクを除去し、無水硫酸ナトリウムで脱水
し、エパポレーターで溶媒を除去した。残留物の重量は
91.6gであった。この残留物を減圧蒸留し、77〜
110℃/10mmgの留分(アルコールとエステルが主
成分)を合わせ、シリカゲル(240g)を充填したカ
ラムに負荷した。50%ベンゼン/ヘキサンで溶出する
と0.4〜1.6のフラクションから目的とする光学
活性2−オクチル酪酸(純度100%)が得られた。
の混合物に酵素(P.f.リパーゼ)10gを加え、30
℃、500rpm以上で攪拌して反応させた。50時間
後、反応液を300mのヘキサンに溶解させ、濾過に
より酵素タンパクを除去し、無水硫酸ナトリウムで脱水
し、エパポレーターで溶媒を除去した。残留物の重量は
91.6gであった。この残留物を減圧蒸留し、77〜
110℃/10mmgの留分(アルコールとエステルが主
成分)を合わせ、シリカゲル(240g)を充填したカ
ラムに負荷した。50%ベンゼン/ヘキサンで溶出する
と0.4〜1.6のフラクションから目的とする光学
活性2−オクチル酪酸(純度100%)が得られた。
P.f.以外の酵素も同様の方法で、目的とするエステルを
得た。結果を第3表に示した。
得た。結果を第3表に示した。
第3表の結果から明らかなようにP.s.、P.f.、P.p.リパー
ゼを用いてR(−)−2−オクチル酪酸(光学活性エス
テル)が得られ、反応は遅いがP.p.が最も優れており、
P.p.>P.s.>P.f.の順の特異性を示す。
ゼを用いてR(−)−2−オクチル酪酸(光学活性エス
テル)が得られ、反応は遅いがP.p.が最も優れており、
P.p.>P.s.>P.f.の順の特異性を示す。
実施例4 2−オクタノール以外の2−アルカノールを用いた以外
は実施例3と同様にしてエステル交換による対応光学活
性エステルの合成を行った。その結果を第4表に示し
た。
は実施例3と同様にしてエステル交換による対応光学活
性エステルの合成を行った。その結果を第4表に示し
た。
実施例5 RもしくはS−2−オクタノール0.2Mとトリブチリ
ン0.2Mとの混合物を下記第5表に示す溶媒に溶解し
リパーゼを100mg/mlの濃度で加え、水分量の0.2
〜0.6vol%で、30℃、500rpm以上で攪拌してそ
れぞれの反応の経時変化を調べた。以下実施例2と同様
に処理して目的とするエステルの生成率を求めた。その
結果を第5表に示した。
ン0.2Mとの混合物を下記第5表に示す溶媒に溶解し
リパーゼを100mg/mlの濃度で加え、水分量の0.2
〜0.6vol%で、30℃、500rpm以上で攪拌してそ
れぞれの反応の経時変化を調べた。以下実施例2と同様
に処理して目的とするエステルの生成率を求めた。その
結果を第5表に示した。
同表から明らかなようにR体及びS体アルコールの一定
時間後の反応率から[R(%)−S(%)]/[R
(%)+S(%)]を計算すると、ほとんど一定となっ
た。ここでR(%)及びS(%)は一定時間後(いずれ
も同一時間)の反応率を示す。また[R(%)−S
(%)]/[R(%)+S(%)]はRS−2−オクタ
ノールとトリブチリンとのエステル交換から合成した光
学活性エステル、光学純度(e.e.)に相当する。例
えばトリブチリン中、P.s.リパーゼによるエステル交換
では[R(%)−S(%)]/[R(%)+S(%)]
の値は0.80〜0.83であり、単離したエステルの
e.e.は0.81とほぼ一致する。また、P.p.ではA=
[R(%)−S(%)]/[R(%)+S(%)]は
0.87で、e.e.は0.99以上であり、単離エステル
の方がAの値から予想するよりも高いe.e.を有すること
になる。したがって、第5表からは、有機溶媒中では
[R(%)−S(%)]/[R(%)+S(%)]と同
程度か、それ以上のe.e.(光学純度)を有するエステル
が合成できることが分る。
時間後の反応率から[R(%)−S(%)]/[R
(%)+S(%)]を計算すると、ほとんど一定となっ
た。ここでR(%)及びS(%)は一定時間後(いずれ
も同一時間)の反応率を示す。また[R(%)−S
(%)]/[R(%)+S(%)]はRS−2−オクタ
ノールとトリブチリンとのエステル交換から合成した光
学活性エステル、光学純度(e.e.)に相当する。例
えばトリブチリン中、P.s.リパーゼによるエステル交換
では[R(%)−S(%)]/[R(%)+S(%)]
の値は0.80〜0.83であり、単離したエステルの
e.e.は0.81とほぼ一致する。また、P.p.ではA=
[R(%)−S(%)]/[R(%)+S(%)]は
0.87で、e.e.は0.99以上であり、単離エステル
の方がAの値から予想するよりも高いe.e.を有すること
になる。したがって、第5表からは、有機溶媒中では
[R(%)−S(%)]/[R(%)+S(%)]と同
程度か、それ以上のe.e.(光学純度)を有するエステル
が合成できることが分る。
第1図はエステル交換反応率と反応系の含有水分量との
関係を示すグラフである。第2図R(−)又はS(+)
−2−オクタノールのエステル交換反応率をそれぞれ示
すグラフである。
関係を示すグラフである。第2図R(−)又はS(+)
−2−オクタノールのエステル交換反応率をそれぞれ示
すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】トリグリセリドと2−アルカノールとを実
質的に無水の条件下、粉末状リパーゼの存在下でエステ
ル交換反応させることを特徴とする2−アルカノールの
光学活性エステルの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63239373A JPH0634752B2 (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 2−アルカノールの光学活性エステルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63239373A JPH0634752B2 (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 2−アルカノールの光学活性エステルの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0286797A JPH0286797A (ja) | 1990-03-27 |
JPH0634752B2 true JPH0634752B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=17043809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63239373A Expired - Lifetime JPH0634752B2 (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 2−アルカノールの光学活性エステルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0634752B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0714984A2 (en) | 1994-11-29 | 1996-06-05 | The Nisshin Oil Mills, Ltd. | Process for producing optically active alcohol containing phenyl group |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2798892B2 (ja) * | 1994-03-15 | 1998-09-17 | 日清製油株式会社 | 光学活性アルコールの製造法 |
US5696299A (en) * | 1994-10-26 | 1997-12-09 | The Nisshin Oil Mills, Ltd. | Optical resolution for producing optically active alcohol |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62166898A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-23 | Chisso Corp | 生化学的手法による光学活性なアルコ−ルの製造法 |
-
1988
- 1988-09-24 JP JP63239373A patent/JPH0634752B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62166898A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-23 | Chisso Corp | 生化学的手法による光学活性なアルコ−ルの製造法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0714984A2 (en) | 1994-11-29 | 1996-06-05 | The Nisshin Oil Mills, Ltd. | Process for producing optically active alcohol containing phenyl group |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0286797A (ja) | 1990-03-27 |
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