JPH06505148A - 親水性基質の酵素的逆加水分解−両親媒性化合物の製法 - Google Patents
親水性基質の酵素的逆加水分解−両親媒性化合物の製法Info
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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】
親水性基質の酵素的逆加水分解−両親媒性化合物の製法発明の技術分野
本発明は、固体担体上に吸着した親水性基質と、疎水性であってもよい第二の基
質との生物触媒反応によって両親媒性化合物を製造する方法に関する。本発明は
、異性体的に純粋な1.3−ジグリセリド及び1−モノグリセリド、糖エステル
、アミノ酸エステル、ペプチド、及び糖脂質、並びにアルコール、炭水化物及び
ヌクレオシドのホスフェートを製造する方法に関する。本発明は、固体担体に吸
着した炭水化物またはアルコールの組成物、並びに固体担体に吸着したカルボキ
シル基保護ペプチドまたはカルボキシル基保護アミノ酸と同じ担体に吸着したア
ミノ基保護ペプチドまたはアミノ基保護アミノ酸との組合せの組成物を提供する
。また、本発明は、l−モノグリセリド生成物を選択沈澱する方法を提供する。
発明の背景
工業的に有用な多くの化学品がvi親媒性化合物であり、それらは親水性化合物
と、疎水性であってもよい第二の化合物とのエステル化反応または逆加水分解反
応によって得ることができる。このような反応を以下に例示する。
■)ポリアルコールのエステル化:
グリセロール+遊離脂肪酸→モノグリセリド+水2)炭水化物のエステル化ニ
ゲルコース+遊離脂肪酸→糖エステル+水3)アミノ酸のエステル化:
ペプチド+遊離脂肪酸−ペプチドエステル士水このような反応の両親媒性生成物
は、界面活性剤、乳化剤、食品添加物、食品成分及び食品代用品並びに薬品とし
て用いられる。アミノ酸エステルやペプチドエステルは、天然にあるリポタンパ
ク質と類似した生物学的活性を有し、また薬品として潜在的に有用である。
上記の反応は、低水分条件下、すなわち疎水性非極性溶剤においてのみ優先する
逆加水分解の方向において示されている。親水性化合物は非極性溶剤とは相溶し
ないので、逆加水分解に有利な反応条件を確立することに問題がある。その上、
最も親水性が高い化合物と疎水性が高い化合物とは互いに不混和性であり、多く
の化合物の組合せについては、両方の基質を混合させるのに適した溶剤が無い。
結果として、グリセロール、エチレングリコール、ポリオール及びサツカリドと
いった多くの親水性化合物と、長*脂肪酸残基とのエステル化は、バッチまたは
カラム反応器における従来の手段では実現が困難あるいは不可能である。例えば
、グリセロールと脂肪酸をエステル化する従来の工業プロセスは、毒性金属であ
ることが多い無機触媒の存在下、200〜250℃で行われている。
乳化剤として有用な両親媒性製品の1種に、長鎖のモノアシルグリセロールまた
はモノグリセリドが含まれる。従来は、それらは、対応するトリグリセリドと2
当量のグリセロールとの化学的アルコーリシスによって製造されている(第5図
Bを参照のこと)。工業用エステル化と同様に、この種の反応も、高温(21O
〜240°C)と、通常毒性の錫化合物または鉛化合物であるエステル交換触媒
の使用を必要とする。反応生成物は、モノグリセリド、グリセロール並びに脂肪
酸及び脱水工程から生じる数種の汚染副産物から成る平衡混合物である。レジオ
異性体として「純粋な」モノグリセリドを得るためには、出発のグリセリドに対
する生成物収率が約40〜50%にしかならないコストのかかる精製工程が必要
である。
別法として、文献に、イソプロピリデン−グリセロール(Bear。
E、、 Fischer、 H,0,L、、 J、 Am、 Chem、 So
c、 67、2031 (1945))またはグリセロール(ドイツ国特許DB
−O82,338,462号(1973))に基づく化学的多段階プロセスが報
告されている。
これらの方法では、天然の出発物質を使用することができない。
上記の方法は、どれも適当な出発物質の合成及び/または保護/脱保護工程を必
要とする。こうして、上記の従来の合成法では、化学的にあるいは異性的に純粋
なモノグリセリドを得るための便利な手段は提供されない。
酵素を利用する生触媒反応によって潜在的な別法が提供される(例えば、Won
g、 C,H,、5cience 244.1145−1152 (1989)
を参照されたい)。本明細書に記載する化学反応では、反応生変化する化合物の
両方が、酵素に対する基質と考えられる(Wong、上記)。酵素的逆加水分解
を工業用に実用化するためには、上記の基質/溶媒不混和性の問題を解決しなけ
ればならない。
酵素リパーゼによるエステル化反応の触媒について記載されている。グリセロー
ルと遊離脂肪酸との反応において、菌糸リパーゼが、グリセロールの1位と3位
においてエステル結合を形成してモノグリセリド及びジグリセリドを形成するの
を触媒したと報告されている(Tahoun、 M、に、ら、Enzy+ne
Microb、 Technol、 8. 429−432(1986))反応
は、攪はんによって分散促進された水性媒体中で行われた。また、サツカリドと
脂肪酸とのエステル化にリパーゼが用いられている(Bjorkling、 F
、ら、J、C,S、 Chem、 Commun、、934−935(1989
) ;Adelhorst、 K、ら、5ynthesis、 112−115
(1990)) 、反応は、その2種の基質が互いにいくらかは可溶性であるた
め、溶媒を添加せずに行われた11反応中にη、成ば゛る水は真空により除去さ
れた。
モノグリセリドの調製について、出発化合物のイソプロビリデ゛ノグリー5 +
3−/しくOmac、1.C,、5aeki、Hl、 N15hio、N、、N
agai、N、。
る。これらの酵素法は、」―記の化学的多段階プロセスと同様の制限を有する。
反応速度及び収率を増加させるため、水性媒体中のリパーゼ触媒エステル化は、
膜バイオリアクターで実施されている。膜バイオリアクター系では、グリセロー
ル/水/リパーゼ溶液と脂肪酸基質とを物理的に分離する微孔質疎水性膜を使用
することによって、逆加(I985))。脂肪酸は疎水性膜の細孔を十分に透過
して、膜と水溶液との1面における反応に関与する。得られる両親媒性生成物は
水性区分に残留する。
別の方法は、基質の表面領域の反応性基への暴露を増加させるために、固体担体
へ基質を共有結合させることを必要とする。酵素的ペプチド合成は、アミノ酸基
質を活性化シリカゲルへエステルまたはアミド結合することで、水性媒体中で促
進される(Koennecke、 A。
また、リパーゼ触媒反応は、逆ミセル系またはミクロエマルションにおいても実
施されている。これらの系は、トリグリセリドに対する脂肪酸側鎖の交換を促進
するように設計された。界面活性剤を用いた乳化によって、トリグリセリドを極
性溶媒中に分散させている。乳濁液系に−おいて水性緩衝液の代わりどして親水
性基質のグリセロールを使用すると、エステル生成物はまったく形成しなかった
報告によると、基質も酵素も可溶性ではない有機溶媒のへキサン中で、キモトリ
プシンによりペプチド合成が触媒された(Kuhl、 P。
ら、Tetrahedron Lett、、 315213−5216(199
0))、生成物の収率はへキサン濃度に反比例し、中濃度のへキサンでOにまで
低下した。著者は、その結果について慣例の説明は提供できなかったが、未溶解
の基質が直接の粒子−粒子接触によって反応を促進したと考えた。
グリコシド転移は、酵素触媒可能な別の種類の反応である。グリコシド転移の生
成物には、複雑なオリゴサツカリド、グリコプロ1イン及びゲリコリビドが含ま
れる。グリコジルトランスフェラーゼはまだ容易には入手できないが、対応する
ヒドロラーゼ、すなわちグリコシダーゼ(表1、カテゴリー3.2゜1)は市販
されている。サツカリドとアルコールとの反応を触媒するために、グリコシダー
ゼのβ−ガラクトシダーゼが用いられている。報告されている収率は低い(25
〜35%)が、その理由は、反応が水性媒体中で行われ、初期に生成した生成物
が酵素の加水分解作用によって一部分解するためである。報告されている手順は
、基質が非極性溶媒とは混和しないため、非水性媒体中で実施することができな
かった。
有機溶媒中での酵素の非溶解性の問題は、ペプチダーゼやリパーゼをセライトや
シリカゲルといった固体担体に吸着させることによって解決された(Ferja
ncic、 A、ら、Appl、 Mierobiol、 Bioteehno
l。
36、 651−657(1990);5chuch、 R,ら、Appl、
Microbiol、 Biotechnol。
30、332−336(1989);Eigtved、 P、ら、Proc、
World Conf、 Biotech−nol、Fats and 0il
s、 AOCS、134−137 (1987) ; Yamanaka、S、
ら、Methods in Enzymol、 136.405−411(19
87))。触媒量の酵素を吸着させるに十分量のシリカゲルまたはセライトを反
応混合物に添加するか、あるいは、より普通には、予め酵素を担体に吸着させた
ものを購入する。攬はんによって、吸着した酵素を疎水性溶媒中で分散させた。
しかしながら、親水性基質は溶媒中で効果なく分散されたままになり、反応速度
や最終生成物の収率は制限された。
今まで報告されているグリセロール、ジヒドロキシアセトン、エノールピルベー
ト、モノサツカリド及びヌクレオシドといった生物学的に重要な分子のリン酸化
は、生物学的リン酸化剤、通常はアデノシン三リン酸(ATP)に依存していた
。報告によると、これらの反応は、グリセロールキナーゼやヘキソキナーゼとい
った酵素によって触媒され、また水性媒体中で行われている。このようなプロセ
スは、ATPが高価であり、またモル量で必要とされ、それゆえ再循環しなけれ
ばならないので、コストがかかる。ATPの再循環は、いくつかの新たに別の酵
素段階と補助試薬を含む。
反応の速度や収率に関する制限の他に、文献に記載されている方法では、1−モ
ノグリセリドのような異性的且つ鏡像的に純粋な生成物を製造する問題が未解決
のままである。上記の酵素法でグリセリドを製造すると、モノグリセリドとジグ
リセリド及びトリグリセリドとの混合物が得られる。その生成物混合物からモノ
グリセリドを単離すると、それらは常にレジオ異性体及び立体異性体の混合物で
ある。モノグリセリドを絶対配置に従い類別すると、以下のようになる。
1−sn−モノグリセリド= (S)−1−モノグリセリド3−sn−モノグリ
セリド= (R)−1−モノグリセリド2−sn−モノグリセリド−アキラル
分類記号「S叶」は、グリセリドだけに用いられる分類である。上記の従来のモ
ノグリセリドの製造では、一般に、ラセミ体の1−モノグリセリドとアキラルの
2−グリセリドとが製造される。このような混合物は、(R,5)−1−モノグ
リセリド+2−モノグリセリドから成ると呼ぶことができる。レジオ異性体の混
合物として化学的に純粋なモノグリセリドを得るには精製工程が必要であり、そ
の混合物から退屈なりロフトグラフ法によって各レジオ異性体を分離しなければ
ならない。これらのプロセスは必然的に非常に小さな規模で行われ、また工業生
産には実用的ではない。
本発明の要約と目的
本発明は、親水性基質と第二の基質との酵素触媒反応による両親媒性生成物の製
造方法に関する。本発明によると、親水性基質を特定の酵素を用いて第二の基質
中に分散させ、両方の基質の反応性基を酵素の活性部位によって接触させ、そし
て両親媒性生成物を形成させる。該方法は、親水性基質を十分な固体担体と組み
合わせてその親水性基質を実質的に吸着させる工程、並びにその吸着した基質を
第二の基質中に、両方の基質に対して親和性があり且つ生成物の生成を触媒する
酵素と一緒に分散させる工程を含んで成る。
基質の一方が液体である場合、反応は溶媒を添加することなく進行することがで
きる。どちらの基質も液体でない場合には、該方法には溶媒が必要である。それ
ゆえ、本発明の目的は、食品、ヘルスケア製品及び化粧品の処理に用いるのに適
した非極性溶媒または弱極性溶媒に親水性基質を分散させる方法を提供すること
である。
本発明の目的は、純粋なレジオ異性体の1.3−ジグリセリドの製造方法を提供
することである。
本発明のさらなる目的は、非極性溶媒における親水性炭水化物とカルボン酸誘導
体との酵素触媒反応による糖エステルの製造方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、化学的且つ異性体的に純粋な形態の特定の1−モノグ
リセリドの製造及び特異的沈澱方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、アミノ酸のエステルの製造方法を提供することである
。
本発明のさらなる目的は、グリコシド部分をポリアルコールへ酵素触媒転移させ
ることによるグリコシドの製造方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、ペプチド結合の酵素触媒形成によるペプチドの合成方
法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、アルコール、炭水化物及びヌクレオシドのリン酸エス
テルの酵素触媒合成方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、シリカゲルのような固体担体表面に吸着したアルコー
ルや炭水化物を含んで成る組成物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、第−及び第二の親水性基質を、どちらも固体担体に吸
着して含んで成る組成物を提供することである。このような組成物では、第一の
基質は、遊離の第一アミノ基を有するカルボキシル保護アミノ酸またはカルボキ
シル保護ペプチドであり、また第二の基質は、カルボン酸エステルを有するアミ
ノ保護アミノ酸またはアミノ保護ペプチドである。
好ましい実施態様の詳細な説明
本発明の方法では、2種の基質の間の酵素触媒逆加水分解反応が、親水性基質を
固体担体に吸着させて、その吸着した親水性基質を特定の酵素と共に第二の基質
中に分散させることによって促進される。
親水性基質は、非共育相互作用、おそらくは親水性基質の分極したヒドロキシル
基またはアミノ基と固体担体の分極した領域との間の静電引力によって、固体担
体に付着する。第二の基質は、酵素と一時的に結合してアシル/酵素中間体を形
成するであろう供与性残置基(leaving groupX例、アシル基)を
含有する(Wong、上記)。アシル/酵素中間体と吸着親水性基質との混合に
よって、親水性基質のヒドロキシル基またはアミノ基が酵素の活性部位と、また
第二の基質からの供与性残置基と接触するようになり、両親媒性化合物を形成す
る。ペプチド合成に関する別の実施態様では、両方の基質が親水性領域を含有し
、しかも両方の基質を一緒に混合してから固体担体表面に吸着する。
定義
用語V親水性基質Jは、以下の一般式で示されるヒドロキシル基または第一アミ
ノ基を含有する水溶性化合物をさす。
蓄
2はOHまたはNH,であってもよい。X及びYは、H、メチル基、アシル基、
アリル基、アルキル基、アリール基またはアミノ基であることができる。また、
X及びYは、ハロゲンや、スルフェート基、ホスフェート基、ニトロ基またはシ
アノ基でHを置換したメチル基、アシル基、アリル基、アルキル基及びアリール
基であってもよい。親水性化合物の例として、アルカノール、シクロアルカノー
ル、ベンジルアルコール、アリル系アルコール、ジオール、トリオール、ポリオ
ール、糖アルコール、イノシトール、ハロゲン置換アルコール、ヒドロキシカル
ボン酸、アミノ酸、ペプチド、サツカリド、ヒドロキシル基を有する合成及び天
然ポリマー、が挙げられる。
用語「供与性残置基を有する第二の基質」は、カルボン酸、エステル、保護また
は未保護側鎖を有するアミノ酸、ペプチド、タンパク質、リン酸エステル、グリ
コシド及び実質的に疎水性のアルコール、といった化合物をさす。供与性残置基
は、使用する酵素がその酵素活性部位において親和性を示す化学部分であって、
第二の基質から脱離することができ、そして第一の基質のヒドロキシル部位また
はアミノ部位に共有結合しつる部分である。供与性残置基は、アシル基、アミノ
酸残基、ペプチジル基、タンパク質残基、ホスホリル基、グリコシジル残基また
はアルコキシド基といった化学部分であることができる。
用語「両親媒性生成物Jは、親水性基と疎水性基の両方を有する化合物をさす。
両親媒性化合物の例として、エステル、糖エステル、ペプチド、ペプチドエステ
ル、グリコシド、ヌクレオシド、糖脂質、糖タンパク質、リポタンパク質、ホス
フェート及びスルフェートが挙げられる。
用語「エステル」は、ポリオール、炭水化物、アミノ酸またはペプチドと長鎖脂
肪酸のようなアシル基供与体との反応生成物をさす。
エステルの親水性部分は、未反応ヒドロキシル基のような分極基であり、また疎
水性部分は、例えば出発基質のポリアルコールや炭水化物のヒドロキシル基を置
換した長い炭素鎖である。エステルの例として、グリセロールと、遊離カルボン
酸、カルボン酸エステル及びカルボン酸ビニルエステルといった炭素鎖供与体と
の反応生成物である、モノグリセリド、ジグリセリド及びトリグリセリドが挙げ
られる。
用語「グリコシドJは、少なくとも1個の糖残基を含有する化合物である。グリ
コシドの例として、オリゴ糖、糖タンパク質、ヌクレオシド及び糖脂質が挙げら
れる。
用語「酵素」は、逆加水分解反応を促進することができる、表1に記載したもの
から選ばれたタンパク質触媒をさす。本発明を実施する上で有用な酵素のさらに
別の例が以下の文献に記載されている。
Barman、 T、E、、 Enzyme )(andbook、 Spri
nger−Verlag、 N、Y、 Vol Ifpp、 602−649.
1985 ; Sig+na Chemica1社(St、 Louis、 M
O)カタログ、p9.863−869.1991゜所望の反応生成物に適した酵
素を、親水性基質と第:lの基質の両方64、対す、2:l親和性μび比活性ζ
ン二、)いt−選択グる1゜適当な酵素は、残ft基の179才特異的位置及び
固有特性、例スばトリグリセリドの1位、2位または3忙、頌長、飽和度に従・
えて第ニー。
の基質の1個以上の供与性残戸基を認識する1、また、適当な酵素は1、親水性
の第一のM質の1−・ドロキシル基やアミノ基に対1.2〔、数基の周囲の化学
部分の局部電荷及びづ法に基づいて、親和性及び反応性を示す。酵素は、微生物
源から、また植物や動物の細胞や組織から得る。Tとができる。酵素は、精製し
てもよいし、また数種の酵素を含む比較的不純な粗混合物に含まれていてもよい
。酵素の調製は、凍結乾燥粉末のようないずれの形態にあっても1、また固体担
体に共有結合あるいは吸着させてもよい。
表1:逆加水分解反応を触媒する酵素
番号及び分類は国際生化学連合(IUB)の慣例に従う2.3アシルトランスフ
エラ・−ゼ
2、3.1アシルトランスフエラーゼ
2、3.2アミノアシルトランスフエラーゼ2.4グリコジルトランスフエラー
ゼ
2、4.1へキソシルトランスフェラーゼ2、4.2ベントジルトランスフエラ
ーゼ2.7転移性リン含有群
2、7.1アルコール基を受容体として有するホスホトランスフェラーゼ
2.7.2カルボキシル基を受容体として有するホスホトランスフェラーゼ
2、”7.3窒素性基を受容体どして有するホスホトランスフェラーゼ
>)。744ホスホ基を受容体として有するホスホトランスフェラーゼ
2、7.5ホスホトランスフエラーゼ、明らかに分子内2、7.6ビロホスホト
ランスフJラーゼ3、ヒドロラーゼ
3.1エステル結合に作用
3、1.1カルボン酸エステルヒドロラーゼ31.1.2チオールエステルヒド
ロラーゼ3.1.3リン酸モノエステルヒドロラーゼ3.1.4リン酸ジエステ
ルヒドロラーゼ3.1.5)リリン酸モノエステルヒドロラーゼ3.1.6硫酸
エステルヒドロラーゼ
3□2グリコジル化合物に作用
3゜2.1 グリコシドヒドロラーゼ
3、2.2加水分解性N−グリコジル化合物3、2.3加水分解性S−グリコジ
ル化合物3.3工−テル結合に作用
3、3.1チオエーテルヒドロラーゼ
3゜4ペプチド結合に作用(ペプチドヒドロラーゼ)3.4゜1α−アミノ−ア
シル−ペプチドヒドロラーゼ3、4.2ペプチジル−アミノ酸ヒドロラーゼ3゜
4.3ジペプチドヒドロラーゼ
3、4.4ベブチジルーベブチドヒドロラーゼ3.5ペプチド結合以外のC−N
結合に作用3、5.1線状アミド内
3、5.2環状アミド内
3、5.3線状アミジン内
3、5.4環状アミジン内
3、5.5シアニド内
3、5−99その他の化合物内
3.6酸無水物結合に作用
3.6.1ホスホリル含有無水物
4、リアーゼ
4.1炭素−炭素リアーゼ
4、1.1カルボキシ−リアーゼ
4.1.2アルデヒド−リアーゼ
4.1.3ケト酸−リアーゼ
4.2炭素−酸素リアーゼ
4、2.1 ヒドロ−リアーゼ
4、2.99その他の炭素−酸素リアーゼ4.3炭素−窒素リアーゼ
4、3.1アンモニア−リアーゼ
4、3.2アミジン−リアーゼ
4.4炭素−硫黄リアーゼ
4.5炭素−ハロゲン化物リアーゼ
4.99その他のリアーゼ
用語「固体担体」は、体積に対して大きな表面積を有する微細材料であって、親
水性化合物を吸着することができるものをさす。担体材料は、使用する基質化学
物質とは反応性が無く、また溶媒を使用した場合にはその溶媒には不溶性である
。親水性材料を吸着することができる固体担体の例として、シリカゲル、珪藻土
、粘土、ゼオライト、活性炭、カルボキシメチルセルロース及びセルロースエス
テルのようなその他の置換セルロース類、中性及び塩基性イオン交換樹脂、多孔
質ガラスピーズ、並びに中性または塩基性アルミニウムオキシドが挙げられる。
固体担体表面へ吸着させることで、親水性基質を疎水性基質中での混合によって
分散できるようになる。
別法として、固体担体を固定カラム中に押し込み、その表面に親水性基質を吸着
させ、そしてその中に疎水性基質を循環させることもできる。固体担体は、酵素
/基質界面相のミクロ環境内での親水性基質と反応性基との接触を改善する原理
の基本を提供する。
用語「極性溶媒」は、分子のある領域の電気陰性度が同一分子の別の領域よりも
高い液体化合物をさす。一般に、親水性化合物は極性溶媒に可溶性である。極性
の非常に高い溶媒、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメ
チルアセトアミドまたはピリジンは、毒性があり、除去及び/または再循環しに
くいため、エステル化に使用するには不適当な場合がよくある。残留する濃縮物
は、合成した製品を食品、化粧品及びヘルスケア用途にとって不適当なものにし
てしまう恐れがある。
用語「非極性溶媒」は、正電荷中心と負電荷中心とが本質的に一致するか、ある
いは互いに相殺し合うために双極子モーメントが生じない液体化合物をさす。本
出願明細書では、用語「非極性溶媒Jは、正電荷中心と負電荷中心とが実質的に
一致しており、その結果はんのわずかな双極子モーメントしか生じないような液
体化合物、すなわち微極性溶媒、をも包含する。一般則として、疎水性化合物は
非極性溶媒に可溶性であり、一方で親水性化合物はそれらには不溶性である。非
極性有機溶媒の例として、簡単な脂肪族炭化水素類(叶へキサン)及び芳香族炭
化水素(トルエン)が挙げられる。微極性有機溶媒の例として、エーテル類、ケ
トン類及びエステル類が挙げられる。その他の微極性溶媒の例として、塩素化炭
化水素類(塩化メチレン)、環状エーテル類(テトラヒドロフラン)、立体障害
されたアルコール類(t−ブチルメチルエーテル)及びアセトニトリルが挙げら
れる。非極性溶媒が極性の非常に高い溶媒よりも有利な点は、非極性溶媒または
微極性溶媒は従来手段によって完全に除去できるので、食品、薬品及び化粧品の
調製に用いるのに適しているという点である。上記の非極性溶媒及び微極性溶媒
は、ある種の極性の高い溶媒のようにリパーゼを不活化することがない。
本発明の方法によると、以下の材料を混合することによって、エステルを迅速且
つ便利に調製することができる。
−親水性基質
−親水性基質を吸着させるに十分量の固体担体−供与性残置基を有する第二の基
質
−酵素触媒
−特別な反応に必要または所望である場合、非極性溶媒または微極性溶媒
第−の基質をグリセロールとし、また第二の基質を遊離カルボン酸(脂肪酸)と
して、逆加水分解時に両親媒性エステル生成物と水とを生せしめることが適当で
ある。また、第二の基質をメチルエステルまたはアルキルエステルとして、逆加
水分解時に両親媒性エステル生成物とアルコールとを生じさせてもよい。これら
の種類の反応は「可逆的」と呼ばれるが、それは、その生成物が、水またはアル
コールを蓄積させた場合にその逆反応(所望のエステル生成物の加水分解)に参
加しつるからである。本発明は、副産物の除去を伴っても伴わなくても利用でき
る。水またはアルコールを生成物混合物から除去しない場合には、反応は平衡状
態に達し、逆加水分解またはアルコーリシスによって、ある特定量の所望のエス
テル生成物を生じる。しかしながら、好ましくは、逆加水分解を継続させるため
、モレキュラーシーブや無水硫酸ナトリウムといった乾燥剤を導入することによ
って、水またはアルコールを反応混合物から除去する。別法として、水またはア
ルコールが選択的に蒸留されるように溶媒混合物を実験的に決定しておく共沸蒸
留法によって、水またはアルコールを除去してもよい。
また、本発明の方法は、水やアルコールがまったく生じない「不可逆的」反応に
も利用される。ビニルカルボン酸エステルやイソプロペニルエステルのような第
二の基質と、グリセロールのような第一の基質とを反応させて、所望のエステル
生成物とアセトアルデヒドまたはアセトンとを生成させることが適当である。こ
の種の反応は「不可逆的」と呼ばれるが、その理由は、生成物のアセトアルデヒ
ドまたはアセトンが加水分解反応に参加できないからである。こうして、反応は
、副産物を除去しなくても所望の逆加水分解の方向へ進行する。
上記の例のどちらにおいても、第二の基質の「供与性残置基」は鎖状の炭素原子
である。本発明によると、供与性残置基を有する第二の基質と、固体担体に吸着
させた親水性基質とを、低含水媒体中で適当な酵素と共に混合する。その混合物
を、高収量の両親媒性生成物を生せしめるに十分な温度及び時間で攪はんする。
用いる固体担体の量は親水性基質の量に比例する。親水性基質がアルコールまた
は炭水化物である場合には、固体担体対基質の比率は、好ましくは約0.3:1
.0〜約10.0:1.0の範囲にあり、より好ましくは5.0:1.0、最も
好ましくは1.0 : 1.0 (g : g)である。ペプチド合成に関連す
る方法では、第−及び第二の両方の基質が親水性であり、どちらの基質も固体担
体に吸着する。この場合、固体担体対混合基質の比率は、好ましくは約0.6:
1.0〜約10.0:1.0の範囲にあり、より好ましくは5.0:1.0、最
も好ましくは1.0 : 1.0 (g : g)である。
固体担体対親水性基質の比率は、親水性基質の少なくとも約10%が、より好ま
しくは約50%が、最も好ましくは約100%が固体担体に確実に吸着するよう
選定される。このように、本発明の方法は、用いられる固体担体の量が、用いら
れる触媒量の酵素を吸着せしめるに十分なだけしかない従来の方法とは違う。例
えば、5chuchら(上記)は、わずか5%(W/W)の固定化酵素調製物を
添加することを報告している。こうして、酵素が固定化されている担体の全量が
親水性化合物の吸着に利用できたと仮定しても、5chuchの方法では担体対
親水性化合物の比率が1:20を超えることはなかった。
本発明の一つの実施態様では、親水性基質を固体担体と機械的に混合してから、
第二の基質及び生触媒と混合することができる。第二の別法では、親水性基質を
最少量のメタノールのような極性溶媒に溶解し、そして固体担体と混合すること
ができる。次いで、固体担体に吸着した親水性基質を濾過や蒸発によって極性溶
媒から単離した後、第二の基質及び生触媒と混合する。第三の別法では、親水性
基質を固体担体及び酵素と機械的に混合してスラリーを形成させた後、それをカ
ラムに充填し、その中に第二の基質を循環させる。
本発明の方法は、任意の混合順序で実施することができる。こうして、上記のよ
うに親水性基質を固体担体に予め吸着させておくことができる。別法として、親
水性基質と、第二の基質と、また必要であれば非極性溶媒とを予め混合して乳濁
液を形成させた後、固体担体と酵素を添加してもよい。
適当な酵素は、所望の反応により、表1に記載した群から選ばれる。酵素調製は
、凍結乾燥粉末の状態で自由であっても、親水性基質と同じまたは異なる種類の
担体に予め吸着させておいても、また担体に共有結合させてもよい。
酵素は、微生物、例えばMucor m1hei、 Pseudomonas
fluorescenslRhizopus delemar及びPenfci
llium cyclopiumが合成するリパーゼ群の中から選択することが
適当である。リパーゼは、水の存在において、脂肪の加水分解を触媒する酵素で
ある。低含水環境では、ある種のリパーゼはその逆反応、逆加水分解、を触媒し
てエステル生成物を生ぜしめる。個々のリパーゼは、親水性基質及び疎水性基質
のレジオ異性体や鏡像異性体に対して選択的な活性を育する。例えば、Muco
r m1hei由来の1,3−特異的リパーゼは、グリセロールの1位と3位に
おいてのみ形成されるエステルの生成を促進することができる。代わりに、トリ
グリセリドを得るために特異性の低いリパーゼやリパーゼ混合物を使用してもよ
い。酵素が、供与性アシル基の位置、鎖長及び飽和度に対して必要な基質特異性
または寛容性を示すならば、いずれのリパーゼを使用してもよい。酵素の選択性
は種類によって異なり、またどの種類の生成物が形成されるかを決める。ある種
のリパーゼは、アミノ酸またはペプチドのエステル化を触媒できる。特定のリパ
ーゼの活性は、Borgstrom、 B、及びBrockman。
H,L、 !iの文献(Elsevier、 Amsterdam(1984)
)の記載から予想することができる。グリコシダーゼとして知られている酵素、
例えばβ−ガラクトシダーゼは、グリコジル化化合物からグリコジル基をポリア
ルコールへ転移させる反応を触媒することができる。
反応の物理的条件、例えば温度、攪はん及び圧力は、所望の速度やエネルギー人
力に従って調整することができる。使用温度は、約−48°C〜約100°Cの
間が適当であり、また反応は、典型的には、約3時間〜約3日間行われる。下限
温度は、溶媒または混合物の凝固点によって決まる。例えば、ヘキサンの凝固点
は約−so”cであるので、ヘキサンを用いる本発明の方法は、必然的に−50
”Cよりも高い温度で行オ)れる。最適な温度や時間は、以下の実施例で説明す
るように、特定の反応や選定した酵素に依存する。工業生産には、エネルギーの
節約や、反応容器を長期間放置しておくことが望ましい場合があるので、最適条
件未満の条件下で反応を行うことが望ましい5−ともありうる。こうして、本発
明の方法は、便利で迅速な酵素逆加水分解を促進し、商業的に有用な両穀媒性製
品を高収率で製造する。
反応の進行は、従来手段、例えばクロマトグラフィー(薄層、ガス、高速液体、
等)によって測定する。
基質が生成物へ完全に、あるいは所望のとおりに転化した後は、簡単な濾過や遠
心分離のような従来手段によって固体担体と酵素を除去する。反応生成物は、蒸
発といった従来手段により有機溶媒を除去することで、高い化学純度で単離され
る。
本発明の別の実施態様では、1−モノ−グリセリドを選択的に製造し沈澱させる
。■−モノグリセリドは、グリセロールと遊離カルボン酸またはアルキルエステ
ルもしくはビニルエステルとを直接エステル化して製造することが適当である(
第5A図)。別法として、トリグリセリドのアルコーリシス由来のカルボン酸残
基とグリセロールとのエステル化によって1−モノグリセリドを製造してもよい
。該アルコーリシスは、特定の酵素によって触媒され、またエステル化反応に付
随して起こる(第5B図)。
本発明の実施態様を行うのに適した装置を第6図に記載する。この実施態様の中
心は、冷却時に、所望の1−モノグリセリド製品の選択的沈澱を促進する溶媒ま
たは溶媒混合物である。この実施態様では、親水性の第一の基質はグリセロール
であって、固体担体表面に吸着されていてもよい。グリセロールを、反応容器1
の中で、特定の酵素、アシル供与体及び特定の溶媒と混合する。その混合物を、
反応容器1の中で、約−48℃〜約100°Cの温度で攪はんする。反応器の温
度を、用いる酵素に従い、所望の1−モノグリセリドと副産物を製造せしめる酵
素エステル化活性を可能にするよう選定する。該混合物を、フィルターディスク
2を通して引き抜き、モしてポンプ4によってコネクター3を通して、1−モノ
グリセリドの選択沈澱を促進する温度に冷却しである分離H5へ移送する。採用
条件下では、2−モノグリセリド、ジグリセリド及びトリグリセリドを含むその
他のすべての生成物及び未反応基質は可溶性であって、循環溶液+4月こ残存す
る。それらを別のフィルターディスク6を通して引き抜き、そして戻りコネクタ
ー14を通して反応器1へ移送し、再度グリセロールのエステル化のためのアシ
ル供与体として使用することができる。選択沈澱に最適な溶媒混合物及び最適温
度を選定することによって、化学的及び異性体的に純粋な1−モノグリセリドを
、さらなる精製工程を何ら実施することなく、非常に高い収率で得ることができ
る。
アシル供与体が、遊離カルボン酸またはメチルエステルもしくはアルキルエステ
ルである場合(第5A図、R’=H,メチル、アルキル)、水またはアルコール
が反応の副産物となる。反応は可逆的であり、また生成物を除去しないならば平
衡状態に達する。第7図は、本発明の実施において、水またはアルコールの副産
物を除去する装置を例示するものである。適当な孔径をもつモレキュラーシーブ
7をコネクター8の中に導入して水またはアルコールを除去することで、所望の
エステル化方向の反応(逆加水分解)を促進する。
水は孔径3オングストロームのモレキュラーシーブで、またメタノールは孔径4
オングストロームのモレキュラーシーブで除去するのが適当である。第7図中の
その他の構成成分は、第6図中のものとすべて等価である。すなわち、反応器9
、フィルターディスク10、ポンプ11、分離器12、フィルターディスク13
、戻りコネクター16である。
グリセロールと対応するアシル供与体とのモル比率が変わると、反応混合物にお
いてモノグリセリドとジグリセリドの一定でない混合物が生じうる。所望のモノ
グリセリドの収率を最高にするには、化学量論的に適当なグリセロール対アシル
供与体のモル比(例、グリセロール1モル:供与性アシル基1モル)を採用する
。経済的に望ましい場合には、一方の基質をモル過剰量で使用してもよい。
特定の溶媒中で安定であり、しかも用いるアシル供与体に対して活性であるいず
れのリパーゼを使用してもよい。遊離脂肪酸またはそのエステルがアシル供与体
である場合、アシル基の炭素鎖特性、すなわち鎖長や飽和度に特異性を有するリ
パーゼを選択する。例えば、A、 nigerやG、 car+didum由来
のリパーゼは、ラウリン酸またはラウリン酸エステルに対しては本質的に不活性
である(第3図を参照のこと)。ラウリン酸エステルをアシル供与体に選ぶ場合
には、リパーゼはM、 m1hei、 R,delemarまたはP、 flu
oreseensから選ぶのが適当である。これらはすべてラウリン酸エステル
に対して活性である。
ジグリセリドやトリグリセリドをアシル供与体として使用する場合には、リパー
ゼのレジオ特異性を考慮する。例えば、M、 m1hei由来のリパーゼは、ジ
グリセリドまたはトリグリセリドの1位や3位のアシル基に対して特異的な活性
を示し、2位のアシル基は未反応のまま残存させる。アシル供与体を効率的且つ
定量的に消費させるには、グリセリドの2位にも活性を示すリパーゼを使用する
方が好ましい。例として、Pseudomonas種やPenieillium
cyclopium由来のリパーゼが挙げられる。
各々の所望のモノグリセリド製品について、反応及び沈澱の最適溶媒混合物や最
適温度を実験的に決める。所望の製品が1−モノグリセリドである場合、溶媒は
t−BuOMeとn−ヘキサンとの比率的1:100〜約1=10、好ましくは
1:1(体積二体積)、の混合物であることが適している。代わりに、適当なア
シル供与体を使用する場合、溶媒を100%n−へキサンとしてもよい。溶媒組
成は、所望の製品に完全に依存する。l−モノグリセリドの製造では、反応容器
内の温度は約−48℃〜100°C1より好ましくは20°C〜60℃、最も好
ましくは25℃〜35°Cである。1−モノグリセリドの特異的沈澱では、分離
器内の温度は約−49°C〜15°C1より好ましくは約−10℃〜10℃、最
も好ましくは2℃である。
本発明のさらなる実施態様は、ペプチドまたはアミノ酸とビニルエステルとのリ
パーゼ触媒反応によるペプチドエステルの製造方法を提供する。アミノ酸のアル
ファーアミノ基は、共有結合させたZ基(Z=カルボベンジルオキシ)によって
保護されていることが適当である。アミノ酸またはペプチドを固体担体に吸着さ
せ、そしてビニルカルボン酸のようなアシル基の供与源と反応させる。リパーゼ
の触媒作用によって、アミノ酸またはペプチドのヒドロキシル残基にカルボン酸
残基が共有結合して、アミノ酸エステルまたはペプチドエステルが形成される。
本発明のさらなる実施態様は、オリゴ糖、糖タンパク質及び糖脂質のようなグリ
コシドの酵素的製造方法を提供する。グリコジル部分を含有する親水性の第一の
基質を固体担体に吸着させ、そしてポリアルコールのような第二の基質及びβ−
ガラクトシダーゼのようなグリコシダーゼと混合することが適当である。酵素は
、第一の基質からグリコジル部分を第二の基質のヒドロキシル基へ転移すること
を触媒して、所望のグリコシド製品を形成させる。
本発明のさらなる実施態様は、ペプチドの酵素的合成方法を提供する。これらの
反応における親水性の第一の基質は、遊離の第一アミノ基を有するカルボキシル
保護アミノ酸またはペプチドである。
用語「カルボキシル保護」は、各カルボキシル基がtert−アミルエステル、
ベンジルエステルまたはアルキルエステルといった基に共有結合されており、カ
ルボキシル基が反応に参加できないようにされているアミノ酸またはペプチドを
さす。用語「遊離第一アミノ基」は、R−NH*のような未置換アミンをさし、
またRは、炭素−窒素結合によってアミンに結合している有機残基をさす。
ペプチド合成の実施態様では、少なくとも1個のカルボン酸エステルを有するア
ミノ保護アミノ酸またはアミノ保護ペプチドである。
用語「アミノ保護」は、各アミノ基がアセチル、アミド、tert−ブチルオキ
シカルボニルまたはトリフルオロアセチル基といった保護基に共有結合されてお
り、アミノ基が反応に参加できないようにされているアミノ酸またはペプチドを
さす。第一の基質と第二の基質とを一緒に極性溶媒に溶解し、シリカゲルのよう
な固体担体を混合し、そして両方の基質を固体担体に吸着させる。次いで、極性
溶媒を減圧下で除去する。その後、混合されている第−及び第二の基質と固体担
体とを、n−へキサンのような非極性溶媒及びアルファーキモトリプシンのよう
なペプチダーゼと混合する。酵素がカルボン酸エステルのアミツリシスを触媒し
てペプチド結合を形成させ、所望のペプチド製品を生せしめる。
本発明のさらなる実施態様は、グリセロールホスフェートの合成方法を提供する
。グリセロールのような親水性基質をシリカゲルのような固体担体に吸着させ、
モしてt−ブチルメチルエーテルのような非極性溶媒を混合する。この混合物に
、ホスフェート供与体、例えばアルコールやフェノールのリン酸エステル、また
はカルボン酸−リン酸混合無水物を添加する。反応を、ポテト由来の酸性ホスフ
ァターゼのようなホスファターゼによって触媒する。ホスファターゼは、ホスホ
リル部分をグリセロールの第一アルコール官能部へ転移することを触媒して、グ
リセロールホスフェートを形成させる。
また、この方法は、その他のアルコール、糖及びヌクレオシドのホスフェートの
酵素的触媒合成にも応用できる。使用できるホスフェート基供与体の例として、
n−ブチルホスフェート、メトキシカルボニルホスフェート及びビニルホスフェ
ートが挙げられる。使用できるその他の親水性基質の例として、ジヒドロキシア
セトン、グルコース及びチミジンが挙げられる。酵素触媒は、例えばE、 co
li由来のアルカリ性ホスファターゼであってもよい。このような反応は、例え
ば、それぞれジヒドロキシアセトン−1−ホスフェート、D−グルコース−6−
ホスフェートまたはチミジン−5−ホスフェートを生成することができる。
本発明のさらなる実施態様は、固体担体に吸着した親水性基質の組成物を提供す
る。吸着基質がアルコールまたは炭水化物である場合には、基質対固体担体の比
率は、好ましくは約1.0:0.3〜約1,0:10.0の範囲にあり、より好
ましくはf、0:5.0、最も好ましくは1.0=1、OCR:g”)である。
また、該組成物は、ペプチド合成に用いた組成物のように、固体担体に吸着した
2種の基質を含んで成ることもできる。この場合、混合基質対固体担体の比率は
、好ましくは約1.0二〇、6〜約1.0 : 10.0の範囲にあり、より好
ましくは1.0:5.0、最も好ましくは10 : 1.0 (gag)である
。
組成物において、親水性基質は、シリカゲルのような微粉状固体担体の表面で分
子の薄い層として分散して、基質の大きな露出表面積を提供する。固体担体に2
種の基質を吸着して有する組成物では、同様に基質は担体の表面に薄い分子層と
して分散している。この分散によって、吸着した基質が親水性担体から急速に2
次元拡散して親油性界面を通って酵素活性部位に到達できると仮定される。好ま
しくは、固体担体の表面は、酵素に対して最大数の反応性分子を提供することで
反応を促進するために、親水性基質で完全に飽和されている。高分子レベルで見
ると、固体担体に吸着した1種または2種の親水性基質を含んで成る新規組成物
は、さらさらした粉末の形態をとる。
ある特定の組成物における基質対固体担体の実際の比率は、有機化学技術分野で
よく知られている方法によって測定することができる。例えば、組成物を800
℃で数時間加熱して、その損失重量を対照(基質を含まない固体担体)と比較し
て測定することができる。
以下の実施例は、本発明の特別な実施態様を例示する。
実施例1
本実施例は、各種の固体担体の効能を例示するものである。1グラムのグリセロ
ールとIgmのシリカゲル(Merck社、230〜400メツシユ)または別
の固体担体(表2を参照のこと)とを、均質でさらさらした粉末が得られるまで
機械的に混合した。次いで、固体担体に吸着したグリセロールと、0.4gmの
アシル供与体としてのビニルラウレートと、Mucor m1hei由来リパー
ゼの固定化調製物(Lipozyme1Nova社)とを、10 mlのt−ブ
チルメチルエーテル(t−BuOMe)中で混合した。対照として、同じ量及び
同じ種類の基質と、生触媒と、溶媒とを、固体担体を加えずに混合した。その混
合物を、周囲圧下、25℃で、表示の日数(表2を参照のこと)攪はんした。酵
素を濾過で除去し、そして有機溶媒を蒸発させることによって生成物を有機相か
ら回収した。生成物を薄層クロマトグラフィー(TLC)で定性分析した後、ガ
スクロマトグラフィー(GC)で定量分析した。
対照混合物(すなわち、グリセロールを吸着させる固体担体を含まない)は二相
のままであり、また酵素はその界面で沈澱し、回収が不可能であるゲルをもたら
した。こうして、担体を加えなかった対照混合物では、7日後にも転化がまった
く観測されなかった。
結果は、モノグリセリド、ジグリセリド及びトリグリセリドへ転化したビニルラ
ウレートのパーセントで表示した(表2)。生成物の組成は、生触媒のレジオ選
択性の結果であり、この場合、Mucormihei由来のリパーゼは、グリセ
ロールの1位と3位のヒドロキシル基に対して比較的選択性があったので、モノ
グリセリドとジグリセリド生成物が優勢となった。
表2に示したように、最も効率的な担体はシリカゲル(Aerosil)、Fl
orisil及び活性炭であった。しかしながら、記載の担体はどれも潜在的に
有用である。
表21種々の担体表面でのグリセロールの酵素的エステル化表2゜(続き)
種々の担体表面でのグリセロールの酵素的エステル化種々の溶媒がグリセロ・−
ルの生成物−、、の転化速度に与える効果4−測定するため、固体担体どしてシ
リカゲルを用い、また表2に記載した溶媒を用いで、実施例1の実験手順を繰り
返した。
反応は25℃で24時間行い、その後、舜施例1と同様にビニルーテウレ−)の
生成物へのモル%転化率を測定l、7た。活性は、モル%転化率を時間’H割っ
て算出し、た。n−ヘキサン(二よる反応速度を1oo96とした相対活性どし
て、表3に結果を記載しf−,4g表3に示したようg:=、この反応に1!様
々な溶媒か適しこ′い/、=Qその高い相対活性によって、ローヘキサン、トル
エンまたはt−BuOMeは寥くの種類の反応ζ、二選択できる溶媒である。ア
シル供与体がトヘーrす゛〉・、l・ルエンまたはt−BuOMeに不溶性であ
る(またはほとんど溶けない)場合は、記載したぞの仙の溶媒が有JfJである
場合もあろう表3、有機溶媒中のゴスチル4に
これらの実験は、本発明の方法によるニスデル化反応を触媒するのにどの種類の
リパーゼ調製物が十分であるかを決めるために設計したものである。
実施例3A:
グリセロ−・ル(0,92g、10 mmol)と1゜OgのSilioage
l(Merek 230〜4007メツシユ)とを、グリセロール液が完全に吸
着するまで機械的に混合した。そのさらさらした乾燥粉末と10gのt−BuO
Me及び5.42g (24mmol)のビニルラウレート(モル過剰l)とを
混合し、その混合物に150 mgのPseudomonas fluores
cens由来の粗すパーゼCAmano円+armaceutica1社、1〕
本1名古屋)または324町のLipozymeのいずれかを添加した。
LiDozyn+cによっ′″C−C−触媒反応は、3時間後にはほぼ完了した
。。
1.1pozyIi1e反応から得られた生、成、物をTI、Cで分析した。固
体成5〕!そ濾過で除:J5、した後。溶媒を蒸発さ七゛1:いる除に4.9
g(100%)の粗1.3−ジラウリンが結晶析出し、た。n−ペンタンから再
結晶化し、4.6 g(95%)の純粋なi、a−ジジ・ウリン(白色結晶、m
p、 57°(シ)を得た。収率96は、グリセロールの生成物へ、のモル転化
率に基づいで算出した。
P、 flur+rescensからの反応混合物は、30時間後に濾過し、そ
のフィルターを20 mlcDt−BuOMeで2回洗浄(2、そして溶媒を減
圧−下(「7トベークー)で除去した。得ら4また粗生成物混合物(4,7g、
9(7%)を5insのLCで分離し、0.5 mm+1l(5%)のトリラ
ウリンと、8.54 mmol(85%)の1,3−ジラウリンと、1.1 m
mol(11%)のモノラウリンとを得た。
収率%は、グリ(?llツールのム、6成物・\、のモル転化率に基づいて算出
し4た。
実施例3B:
用いた特定の酵素に対する」−ステル化反応の時間依存性を測定す゛るため、実
施例1に記載の同じ条件(モル過剰量のグリセロール)を採用し、但し次の酵素
調製物を使用して以下の実験を実施I7、た:R111ZOpLIS dele
mar、 Candtrla eyixndraCeaIPenlCtllll
JIll eyelopx盾■
(Amar+o PharmaeeuticaR社、日本、名古屋)Qその混合
物を室温で75Orpmで攪はんし、そして第1図r表示した時間に試料を採取
して分析(TLC,EtJ:n−ヘキサン”1:1、■!−展開、GC確認)し
た。
R,del、emar由来のリパーゼによって触媒した反応は45時間後までに
本質的に完了し、出発のビニルラウl、 −1−がほんの微量だけ残存した。P
、 cyelopium及びC,cylindraeea由来のリパーゼ調製物
は、多少効率が低く、反応は100時間後に約80%〜90%完結した。
実施例4
この実験は、本発明の方法が工業用途に向けてスケールアップできるかどうかを
試験するために設計したものである。
グリセロール(46g、 0.5 mol)を46 gのシリカゲルに機械的に
吸着させ、そして226gのビニルラウレートを添加しておいた1リツトルのt
−BuOMe中に懸濁させた。1.0gのLypozymeを添加した後、その
混合物を室温で48時間攪はんした。固体成分を濾過で除去し、溶媒を蒸発させ
た後、226gの粗グリセリド(l、3−ジラウリン85%)が得られた。その
グリセリドをn−へキサンに溶解し、そしてその溶液を300gのシリカゲル上
で濾過した。得られた溶液を一30℃に冷却すると、160 g(70%)の1
.3−ジラウリンが得られ、残りの生成物を母液から回収した。n−へキサンか
ら再結晶化することによって、異性体的に純粋な形態の1,3−ジラウリンが得
られた(上記の実施例1を参照のこと)。
実施例5
この実施例は、各種のビニルエステルからグリセリドを調製する方法を例示する
ものである。
グリセロール(10mmol)を1 gmのシリカゲルに吸着させた後、10
mlのt−BuOMeに懸濁させた。20 mmolの量のビニルエステル(ビ
ニルバレレート、カブリレート、ラウレートまたはパルミテート)を添加し、そ
の後50 mgのLipozymeを添加した。その混合物を室温で24時間攪
はんした。酵素とシリカゲルを除去した後、溶媒を蒸発させると粗生成物が得ら
れた。その粗生成物をn−へキサンに溶解し、シリカゲル上で濾過し、そして−
30℃に冷却した。得られた混合物は純度〉95%の1,3−グリセリドを85
〜90%含有した。
実施例に
の実験は、グリセロールと脂肪酸との直接エステル化の際に反応混合物から水を
除去するためにモレキュラーシーブを導入する効果を試験するために設計したも
のである。
1 gmのシリカゲルに予め吸着しておいた10 ma+olのグリセロールと
カルボン酸[カプリル酸、C8;ラウリン酸、C0,;パルミチン酸、Cps;
各々20 mmallとを20 allのt−BuOMe中に懸濁させた。50
mgのMucor m1hei由来の固定化リパーゼと3gの3オングストロー
ムのモレキュラーシーブとを添加した後、その混合物を室温で48時間攬はんし
た。すべての固形分を濾過で除去した後、有機相をNaHCO。
溶液で洗浄して微量の脂肪酸を除去した。実施例3に記載した分離工程後、1.
3−ジグリセリドが65〜85%の収率で典型的に得られた。
実施例7
この実験は、エチレングリコールのエステル化を例示するために設計したもので
ある。
エチレングリコール(0,621g、 10 mmol)とIgのシリカゲル(
Merck 230〜400メツシユ)とを、液体が完全に吸着するまで機械的
に混合した。そのさらさらな乾燥粉末と12gのt−BuOMe及び4.75g
(21mmol)のビニルラウレートとを混合し、Pseudomonas s
p、由来の粗リパーゼ150 mgを添加した。その混合物を室温で750 r
pmで8時間攬はんした後、反応は完結した。TLC分析は、出発物質をまった
く示さず、すなわち、基質の定量的な転化が達成された。エチレングリコールジ
ラウレートが4.0 go+(91%)単離された。
実施例8
この実施例は、ポリエステルの製造を例示する。
1gのStow (シリカゲル)の表面に吸着させたエチレングリコール(0,
621g、 10 mmol)を、Pseudomonas fluoresc
ens由来の粗リパーゼ150 mgの存在下、10gのt−BuOMe中で2
.0 g(10,09mmol)のジビニルアジペートと反応させた。8日後、
その混合物を分析したところ、ポリエステルの混合物を含有していることがわか
った。
実施例9
この実験は、親水性基質の吸着を調製する方法に対する反応速度の依存性を評価
するために設計した。吸着%は、シリカゲル/グリセロール複合体のサンプルを
集め、そして(a)水洗によってシリカゲルからグリセロールを抽出して従来の
クロマトグラフ法または酵素法によってグリセロールを定量するか、あるいは別
法として、室温、減圧下で乾燥して重量増加を測定することによって決定した。
調製1.1゜
上記の実施例に記載したように、グリセロールと等量のシリカゲル(230〜4
00メツシユ、Merck)とを、均質なさらさらの粉末が得られるまで機械的
に混合した。
調製1.2゜
グリセロールを最少量(1g/10 ml)のメタノール(MeOH)に溶解し
、それに等量のシリカゲルを加えた。2時間攪はん後、シリカゲルを濾過で単離
し、そしてフィルターケークを空気中で乾燥した。この調製では、最初のグリセ
ロール量の約70%だけがシリカゲル表面に吸着した。
調製1.3゜
グリセロールを最少量(1g/10011)のアセトニトリルと混合して、シリ
カゲルに吸着させた。上記の調製1.2にあるように、シリカゲルを単離した。
最初のグリセロール量の約65%だけがシリカゲル表面に吸着したままであった
。
調製1.4゜
上記の調製1.2にあるように、グリセロールをMeOHと混合してシリカゲル
表面に吸着させた。MeOHは、減圧下のロタペーパーで懸濁液から除去した。
調製1.5゜
この調製は、調製1.4と同様であるが、但しMeOHO代わりにアセトニトリ
ルを使用した。
次いで、すべてのグリセロール調製物を、50 a+gのMucor m1he
i由来リパーゼの固定化調製物(Lipozya+e、 Novo)を生触媒と
して、また2、0gのビニルラウレートをアシル供与体として用い、0.5gの
シリカゲルに吸着したグリセロールを含む8.0011のt−BuOMe中でエ
ステル化した。反応を、ビニルラウレートの消費量によりモニターした(第2図
)。
第2図に示されているように、上記の調製物はどれも十分な結果をもたらした。
調製1.4 (MetOHから吸着)が、取扱適性が最良である最も均質なシリ
カゲル/グリセロール調製物を生ぜしめた。
この実施例では、アシル供与体のビニルラウレートが液体であるため、t−Bu
OMeのような疎水性溶媒はエステル化にとって重要ではないことに注意すべき
である。吸着したグリセロールを、生触媒と共に、液状の第二の基質中に直接分
散させてもよい。しかしながら、転化速度は異なる場合がある。
実施例10
この実験は、反応を行う前に、親水性基質を予め吸着させておくことが必要であ
るかどうかを評価するために設計したものである。
調製2.1゜
これは対照調製物であって、実施例9にあるように、グリセロールをシリカゲル
表面に予め吸着させたものである。
調製2.2゜
10 mlのフラスコで、0.47 g(5mmol)のグリセロールと、2
g(10mmol)のビニルラウレートと、8mlのt−BuOMeとを十分に
混合した。
形成した乳濁液に、0.5gのシリカゲルを加え、その混合物を約l〜2分間攪
はんした。次いで、50 mgのLipozymeを加え、得られた混合物を全
部で24時間攪はんした。規則的な間隔でサンプルを抜き取って分析した。
調製2.3゜
調製2.2にあるように、グリセロールと、ビニルラウレートと、そしてt−B
uOMeとを混合して乳濁液を形成させた。この場合、シリカゲルを加える前に
Lipozymeを添加して1〜2分間攪はんしておいた。これらの結果(第3
図)は、転化速度が3種類のどの調製物においても同等であったことを示してい
る。調製2.1は最も速かったが、シリカゲルを後で添加した場合(2,2及び
2.3)、グリセロールがシリカゲル表面に現場で吸着するため、反応速度は十
分であった。
実施例11
この実験は、本発明の方法を用いて、固体の親水性アルコールをエステル化でき
るかどうかを調べるために設計したものである。
調製3.1゜
ソルビトールと等量のシリカゲルとを、乳鉢と乳棒によって、さらさらした均質
に見える混合物が得られるまで機械的に混合した。
調製3.2゜
ソルビトールを最少量の99%MeOHに溶解し、それに等量のシリカゲルを添
加した。2時間攪はん後、シリカゲルを濾過によって回収し、そして乾燥した。
最初のソルビトール量の45%しか担体表面に残存しなかった。
調製3.3゜
ソルビトールを最少量の99%MeOHに溶解し、それに等量のシリカゲルを添
加した。次いで、溶媒をロタベーパ・−を用いて減圧下で除去した。残ったさら
さらの粉末をエステル化反応に直接用いた。。
ソルビトール(0,8g、吸着後に残っている量について補正しか)と、0,4
gのビニルラウレートと、50 mgのMucor m1hei由来の固定化リ
パーゼ(Lipozy+oe、、Novo)と、8mlのi−BuOMeとを混
合して、全体で24時間攬はんした。定期的に混合物からサンプルを抜き取り、
モしてTLCによって分析した(第4図L3種類のどの吸着調製物からもエステ
ル化が観測さむた。明らかに、調製法3.3 (MeOHから吸着させて減圧下
で溶媒を除去する方法)によって調製した材料で最も速い反応が観測された。
実施例12
この実験は、固体担体対グリセロールの比率がエステル化に与える効果を評価す
るために設計したものである。
グリセロール(0,92g、 10市o1)を各種量(0,0,3,0,6及び
l g)のシリカゲル(Merek、 230〜400メツシユ)に吸着させ、
そして実施例1にあるように5.42 g(24mmol)のビニルラウレート
をアシル供与体として含むt−BuOMe中でエステル化した。エステル化触媒
とし7て、150 mgのPseudomonas fluoreseens由
来のリパーゼを使用した。
30時間のインキュベーション後、すべての反応混合物をTLCで分析して、定
量的な生成物単離用に仕上げた。0.6g及び1gのシリカゲルを含有するサン
プルのみが、グリセロ−・ルのエステル生成物への完全な転化を示した35、そ
の結果を表4に末とめる。効率的な転化のためには、シリカゲル:グリセロール
比率を約0.6:10 (g:a+mol)よりも高くすることが好ましい。
実施例13
この実験は、本発明の方法により固体の炭水化物、グルコ−=スをエステル化で
きるかどうかを評価するために設計したものである。
0.588 gのシリカゲルに吸着さぜたD−グルコース(0,412g、2.
29mmol)を、20 mlのt−BuOMeと30 mmolのアシル供与
体としてのビーニルアセデート・、ビニルブチレートまたはビー、ルラウレート
のいずれかとの混合物へ加えた。PseudoIIlonas fluores
eens由来のりi<−fを200 mg添加しt;後、その混合物を14日間
攪はんした1、その後、反応混合物を濾過し2、その濾過ケークを新しいt−B
uOMeで十分に洗浄した。その溶媒をロタベーパーで除去し。そしてその残留
物を高真空ラインで乾燥した。
アシル供与体どしてビニルア七デ′−1・を使用した反応からは、黄色のシ1″
Jツブが370 B得られ5、それをりDマドグラフィーで分離するとニ一つの
百分が得られl:−二
(1)−75mgのシロップ RF=0.96(フロント):d−グルコース−
2,4,6−ドリアセデー・ト・
(2) 1.85 mgのシIJy7ブ RF=0.79 ; d−グルコース
−2,6−ジアセテー 1−(3) 100 o+gの無色結晶 RF・0゜5
4:D−グルロースG−了しチー1−(クロ゛ンI・グラノィーの溶媒; Et
OAe : 2−プロパノ−7[べH,0=600二270 : 130 、核
磁気共鳴(NMRI分析は400 MHzで行った)了シル供与体としてビニル
ブチレートを使用した反応からは、無色のシロップが580 mg得られた。シ
リカゲルによるクロマトグラフィーで分離すると、60 mgの結晶質物質、R
F・0.69 ; d−ゲルコース−6〜ブチレー トが得られた。
アシル供与体としてビニルラウレートを使用した反応では、過剰のビニルラウレ
ートとラウリン酸から主としで成る無色の液体か残存した。TLC分析は、RF
=0.94を示す極性の低い主生成物が形成したことを示した。室温で2′・3
1〕靜置し!r後、混洒物は結晶化し、、イ゛〜の結晶を濾過によ、って単離し
t、−、、、、NMR5J析jJ1、D−ゲルコース−6−ラウI/−一トの形
成を示した。
対照として、固体担体を使用しない旧グル″コースのユ、ステル化を試みた。、
、 1.fl [(10mmol)の無水D−ゲル:1・−スを20 mlのt
BuOMe中に4.6 ml(50mtool)のビニル’y’)rテ=−1
−を含む混合物・\、添加しt・1.300 mgのPseudomo+ias
fluoreseecs!t(来のりパー′ゼを添加後・、混合物を室温で1
4日間攬はんり、た3、その後、反応混合物を濾過して、濾過チー・−りを新し
、、いt−BuOMe′7′洗浄した。その溶媒をロタベー・バーで除去し5.
その残留物を高声空ラインで乾燥1.また。60 trlgの飢色のシロップが
得られ、くれはトグルコースの転化を基準として5%未満の収量に相当し1.−
6
要約すると、2′″の実験の結1は、D−ゲルコースが本発明の方法シ、”より
ニスアル化されうろことを示した。主生成物はD−グルコース−G−アセテ・−
1・、D−グルコ・−ス2.G=−ジアセテ−1・及びD−グルコース−2,4
、6−)リアセテー 1・であった。収率は30%・・〜・50%の範囲にあっ
た。。
実施例14
この実施例は、グリセロ−・ルどM離カルボン酸との直接エステル化によって異
性体的且−7)化学的に純粋な1モノグリセリドを製造することを例示する。こ
れじ、関連して、用語「化学的に純粋」とは、2−モノグリセリド、ジグリセリ
ド及びトリグリセリドを実質的に含まない1−モノグリセリドのmg物をさす。
用πK[異性体的に純粋1とは、2−丁・ジグリセリドを実質的に含まり戸1−
モノグリセリドの調製物をさす。
用いたシリカゲル及び基質の量と種類を表5に示ず。グリセロールを実施例3に
あるようにシリカゲルに予め吸着させておき、その後、反応容器(第7図7)内
で、t−BuOMe/n−ヘキサンの1=1混合物80 ml中に懸濁させた1
00 a+gのLipozyme及び表記のカルボン酸を混合した。3オングス
トロームのモレキュラーシーブを充填したカラム6を通して反応器7と分離器1
1とを接続して、反応中に生成する水を除去した。反応混合物を周囲圧力で反応
器7中25°Cの温度で攬はんした。
分離器(第7図11)を2℃に冷却した。! all/分の速度で溶液を反応器
7(25°Cに維持)から分離器11(2℃に維持)へ循環させ、そして反応器
7へ戻させた。2枚のフィルターディスク(1枚は反応器8からの出口にあり、
もう1枚は分離器12の出口にある)を使用して、固体物質を保持させた。冷却
した分離器ll中で沈澱形成が観測された。表5に示した時間で、反応を停止さ
せ、そして分離器ll内に沈澱した生成物を簡単な吸引濾過で集めた。その沈澱
物を2倍体積量の冷n−ヘキサンで洗浄し、そしてトリメチルシリルエーテル(
TMS)誘導体のガスクロマトグラフィーによって分析した。TMS誘導体は、
ヒドロキシル基とトリメチルシリルクロリドとを反応させて、揮発性TMS誘導
体を生成させることによって製造し、ガスクロマトグラフィー分析用とした。純
粋なl−モノグリセリド生成物が、95%よりも高い異性体的純度及び化学的純
度で得られた。
表5の第1欄に示したように、グリセロールを過剰に用いると、90%の収率が
48時間以内で得られた(収率%はラウリン酸のモル転化率に基づく)。反応体
を理論量で使用すると(第2及び第3欄)、反応はよりゆっくりと進行し、12
0時間で86%の収率が得られた(表5)。
表5
この実験は、グリセロールとビニルラウレートとのエステル化によって化学的に
純粋な1−モノラウリンを製造することを例示する。
基質とシリカゲルの量を表6に示す。実施例3にあるように、グリセロールをシ
リカゲルに予め吸着させておき、その後、反応器(第6図1)内で、t−BuO
Me/n−ヘキサンの1:l混合物80 a+1中の100a+gのLi po
zyme及びビニルラウレートを混合した。
反応器lを、第6図に示したように分離器5に接続した。この系が実施例14で
用いた系と唯−違う点は、コネクター内にモレキュラーシーブを含んでいない点
である。この反応では、水またはアルコールが副産物にならないので、モレキュ
ラーシーブが不要である。
溶液を周囲圧力で反応器lにおいて25℃の温度で攪はんした。実施例14にあ
るように、分離器5を2℃に冷却し、そして表示の時間溶液を系内に1011/
分の速度で循環させた。実施例14と同様に沈澱物を集め、洗浄し、そして分析
した。表6に示したように、TMS誘導体のガスクロマトグラフィーで測定して
97%よりも高い異性体純度を示す純粋な1−モノラウリン生成物が27%〜9
0%の収率で得られた。
表に
の実験は、グリセロールとメチルラウレートとの酵素的エステル化によるl−モ
ノラウリンの大規模生産において本発明の方法を試験するために設計したもので
ある。
実施例1にあるように、グリセロール(23g、250闘o1)を25 gのシ
リカゲルに吸着させた。第6図に示した反応器内で、メチルラウレート(53g
、 0.25 mol)と500 mgのLipozymeとを吸着グリセロー
ルと共にt−BuOMe/n−ヘキサンの1℃1混合物500 all中に懸濁
させた。
孔径4オングストロームのモレキュラーシーブを使用して副産物のメタノールを
除去し、よって所望の方向の逆加水分解における反応を促進した。
実施例14にあるように、分離器を2°Cに冷却し、そして溶液を系に循環させ
た。実施例14と同様に沈澱物を分離器から集めて分析した。48時間後、17
.8g(収率26%)の1−モノラウリンが分離器から集められた。144時間
後、異性体的純度及び化学的純度が〉99%であるこの物質45.9g(収率6
7%)が生成した。
実施例17
この実施例は、アシル供与体としてトリグリセリドトリラウリンを用いたグリセ
ロールのエステル化による純粋な1−モノラウリンの製造を例示するものである
。この実験は、実施例15と同様に行ったが、但し、Lipozymeの代わり
に100 mgのP、 fluorescens由来の固定化リパーゼ(A+a
ano Pharmaceutica1社、名古屋、日本)を使用した。P、
fluorescens由来のリパーゼは、トリグリセリドの三つのすべての位
置に対して活性を有し、こうしてアシル供与体からすべてのアシル基を効果的に
除去する。対照的に、M、 m1hei由来のリパーゼ(Lipozyme)は
トリグリセリドの1位と3位に対して特異性を示し、トリラウリンの2位からア
シル基を効果的に除去することができない。基質と固体担体の量を表7に示す。
表7に示したように、異性体純度が95%よりも高い1−モノラウリンが収率2
1%〜80%で得られた。グリセロールをモル過剰量で用いた場合(表7、第1
欄)には、反応は急速に進行し、48時間以内に収率は80%に達した。反応体
を理論量で用いた場合(表7、第211)には、反応はよりゆっくりと進行し、
96時間後の収率は75%であった。
表7
この実施例は、グリセロールとメチルパルミテートとのエステル化による純粋な
l−モノパルミチンの製造を例示するものである。実施例15に用いた溶媒混合
物100 ml中で、5.4 g(20mmol)のメチルパルミテート、1.
9gのシリカゲルに吸着させた1、85 g(20mmol)のグリセロール、
及び100 mgのLipozymeを使用して、実施例15と同様に実験を行
った。
48時間後、2.31 g (収率35%)の1−モノバルミチンが、異性体純
度〉97%で得られた。
実施例19
この実施例は、実施例9で採用した吸着基質の調製方法の別法として、カラム内
で固体担体を使用する方法を例示するものである。
グリセロール(3,7g、 20 mmol)を、4gのシリカゲル及び100
mgのLipozymeと機械的に混合した。ガラスカラム(8mo+X 1
5 cm)にその混合物を充填した。20 mlのt−BuOMeに9.0gの
ビニルラウレートを含む溶液を、メンブランポンプによってカラム内に5 ml
/分の速度で全体で24時間循環させた。次いで、カラムを20 allの新し
いt−BuOMeでフラッジして、すべての有機相を除去した。残った粘性物質
をn−へキサンに溶解して、短いシリカゲルカラムによるフラッシュクロマトグ
ラフにかけた。溶液を一20℃に冷却すると、粗1.3〜ジラウレート(純度的
95%)が結晶析出した。n−ヘキサンから再結晶化した後、8.2g(収率9
0%)の1゜3−ジラウリンが白色結晶として得られ、その化学純度は、ガスク
ロマトグラフィーで定量して99%よりも高いものであった。
実施例20
この実施例は、ペプチドエステルの製造を例示するものである。
用いた親水性基質はZ−L−セリン(Sigma Chemica1社、St、
Louis、MO)とした。「Z」部分は、両性イオンの形成を防止するため1
.またアシル基を受容する核性基を1個だけ提供するために、セリンのアルファ
ルアミノ基に共有結合されるカルボキシベンジルオキシ保護基である。
実施例9の調製1.4に記載したように、アセトンを溶媒と17で用いて2gの
シリカゲルにZ−L−セリン(0,4785g、2 mmol)を吸着させた。
得られたさらさらな粉末を、20 molのt−BuOMe及び10 mmol
のビニルバレレート(1,28g)または10 o+molのビニルラウレート
(2,26g)と混合した。この混合物に1gのLipozymeを添加した。
その混合物を、30℃で24時間350 rpmで振とうした後、すべての固形
分を濾過によって除去した。得られた有機相から、蒸発(ロタベーパー)によっ
て溶媒を除去し、そして得られた残留物をシリカゲルのフラッシュクロマトグラ
フにかけて、過剰のビニルバレレートまたはビニルラウレートを除去した(n−
ヘキサン: t−BuOMe= l : 1に続いてアセトン:メタノール=4
:1)。すべての溶媒を除去した後で、固体残留物をn−へキサンから再結晶化
した。ビニルバレレートを用いた反応からは、0.576 g(収率94%)の
Z−L−セリンバレレートが無色結晶として得られた。そのm、 p、は188
〜189℃であり、また:ビニルラウレートを用いた反応からは、0.776
g(収率92%)のZ−L−セリンラウレートが無色結晶として得られた。その
m、 p、は160〜162℃であり、また:
実施例は、グリコシドのト叶β−叶ガラクトピラノシル−n−ドデカノールの製
造を例示するものである。
親水性基質の0−ニトロフェニルガラクトピラノシド(10,2g、 32mo
ral)を、50〜60°Cに温めた150 mlのメタノールに超音波下で溶
解した。その溶解した基質を、実施例9の調製1.4に記載し7たように、30
gのシリカゲル表面に吸着させた。溶媒を除去した後、その材料を減圧下で乾
燥してさらさらな粉末を形成させた。次いで、その材料に320 mlのn・−
ヘキナンと17.6 g(96叩0υのn−ドデカン・−ルとを混合した。酵素
β−がラクトシダ・−ぜC2750U、 51g1lla Cbemjc、!l
J社、St、、 Lo旧s、 MO)を添加して5、その混合物を室温で24時
間攬はんし。
た1、固体物質を濾過によって除去した。有機泪かf)、11.Ogc60 m
庫+1)の11−ドア1カツ ルど4.4 g(31[1111101)のo−
、ニー斗[1ソj−、ノールとを回収した6固体物質を3X200mlのメタノ
ールで十分i″′′抽出、54してずべ′Cの固体物質を濾過6.゛よ、−H除
去した。溶媒除去後、千固体油状物質どして9.46 g(26mmol)のト
1)−β−D−ガラクトビラ2ノシルー11−ドデカノールが得られた。
実施例22
この実施例は、N−アセチル−1、−f″ロジン1、−フ」−ニール了うて、゛
/了ミ1れ・)合成を例示するものである。、Nγ−;!f−ルーL〜ヂ【jシ
ンエ、チルエステル1水和物11順nl;269 m(HlどL−)ll、二ノ
トアラニ゛/了ミド塩酸塩[1mmn1;201 mglとを20 mlのMe
OH6、−溶解した。この溶液に、5gのシリカゲル尤・添加し、そしてleO
[(を減圧下C除去した。こうして得られた材料に、20 mlのn−へセリン
と、!lla*cOs −10HJ[2mmoL;572 o+glと、20
mgの了ルフーr−キモ1へリブシンとを混合した。その混合物を室温で24時
間攬はんI7、そし7゛C溶媒を減圧トC除去した。次いで、残留物を高温の7
−1−1−=、、)リルで抽出した。得られた溶液をI(PLC分析したところ
、この時点で90%を超える転化率を示した。残る溶媒を減圧下で除去すること
(7よ、って溶液を濃縮し、そして残留物をアセ)、::)リルから再結晶化し
た。得られた生成物は、259 mg(70%)のN−アセチル−14−チロシ
ン−[、−フェニルアラニンアミドであった。
実施例23
この実施例は、N−アセデル−し−チロシン−し−ロイシンアミドの酵素触媒合
成を例示するものである。
N−アセチル−し−チロシン−エチルエステル1水和物(1+nmol;269
mg)ど14−rノ、イシンアミド塩酸塩(1mol;16’7 mg)とを
20 mlのL−RuOMeに懸濁さぜた1、この懸濁液に、Na、、C(1*
・10 HJI(2+uiol;572 mg)と、シリカゲル(5g)ど、
Yルア丁ギ玉トリブシ゛メ(20mg)、uを添加した。
得: l; i’lた混合物を室温で24時I7!li攬はんしi、溶媒除去後
、残留物を高温の−)’−1″l−4−6l・リルで抽出1’;’L−:i !
ll’1.c分析は、95%イー超え、5転化率ン、示した。単炉し、たジペブ
千!”(80%)は、既知試料との比較(ニーよこの実施例は、グリセ11−ル
ー1−ボス、ノコ、−・1・の#素触媒r;7成を例示するものである。1
グ’) ”’! ’ = ル(10m1llni、0.92 g)tホil?1
1ノシ1,1−hケ)I、C1,0[)に吸着さ旧−を−後、 20 mlのt
−B+10Me i:”、懸Rb−!iた11、の混合物(−1,1,)−、
) cl”、ノエニ゛ルポスフ−?、−l□ (No u+mri1)を添加し
、次いでポテト由来の酸性ポスフγり・ゼ(1000[に2(101i1g)を
添加しi、その混合物を室温で2・4時面亨はんした1、溶媒を・減圧下で除去
17、残留物を水で十分に抽出l、 (3x 150 ml) 、そしてすべて
の固形分を濾過によ、っ゛C除去した。得られた水溶液を域圧ドで75 mlま
で濃縮]2、そして2i mmoII73BacIIl・2H,0の溶液゛r処
理し7て沈澱を形成させた。、−の懸濁液に、500 mlの95%エタ八・へ
l、を加え、そして沈澱物を一晩沈降させた。懸濁液を濾過13、て固体物質を
Ca5Oaで乾燥I7た。バリウj・塩どして表記化合物を94%含有Vるグリ
セロール−1−ホスフア−1・(8,5mmol)が得られた。
図面の簡単な説明
第1図は、グリセロールとビニルラウレートとのエステル化の速度に対する種々
の酵素調製物の効果を示している。
第2図は、グリセロールを固体担体へ吸着する種々の方法がエステル化速度に与
える効果を示している。
第3図は、基質と、固体担体と、酵素との混合順序がグリセロールのエステル化
速度に与える効果を示している。
第4図は、ソルビトールを固体担体へ吸着する種々の方法がソルビトールのエス
テル化速度に与える効果を示している。
第5図は、1−モノグリセリドを生成する反応を概略的に示している。
第6図は、水やアルコールを副産物として生成しないので生成物を除去せずに完
了する反応から純粋な1−モノグリセリドを製造するのに使用できる反応器/分
離器系を概略的に説明する図である。
第7図は、水やアルコールを副産物として生成する反応から純粋な1−モノグリ
セリドを製造するのに使用できる反応器/分離器系を概略的に説明する図である
。水またはアルコールを除去するために導入したモレキュラーシーブが、所望の
方向のエステル化における反応を促進する。
、 、、 PCT/EP 92100307フロントページの続き
(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号Cl2P 19102
7432−4B21100 Z 8214−4B
(72)発明者 シュナイダー、マンフレット ペー。
ドイツ連邦共和国、デー−5600ブツペルタル 1.トリーペルシャイダー
ベーク
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.少なくとも1個のヒドロキシル基を含有する親水性の第一の基質と、前記第 一の基質を吸着することができる固体担体と、少なくとも1個の供与性残置基を 有する第二の基質と、酵素とを混合する工程を含んで成る両親媒性化合物の製造 方法において、前記固体担体対前記第一の基質の比率が約0.3:1.0〜約1 0.0:1.0(g:g)であり、前記第一の基質が前記固体担体に付着し、前 記酵素が前記ヒドロキシル基と前記残置基との間の反応を触媒して両親媒性化合 物を形成する、両親媒性化合物の製造方法。 2.n−ヘキサン、トルエン、t−ブチルメチルエーテル、エチレンオキシド、 メチルイソブチルケトン、酢酸ビニル、酢酸エチル、t−ブタノール、アセトン 、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン及びアセトニトリルから成る群より選択 した有機溶媒を添加する工程をさらに含んで成る、請求の範囲1記載の方法。 3.前記両親媒性化合物がエステルであり、また前記第一の基質がアルコール類 及び炭水化物類から成る化合物群から選択される、請求の範囲1記載の方法。 4.前記第二の基質が、カルボン酸類、エステル類、無水物類及びトリグリセリ ド類から成る化合物群から選択される、請求の範囲1記載の方法。 5.前記酵素が逆加水分解酵素である、請求の範囲1記載の方法。 6.前記逆加水分解酵素がカルボン酸エステルヒドロラーゼである、請求の範囲 5記載の方法。 7.前記第一の基質が、グリセロール、エチレングリコール、ソルビトール及び グルコースから成る群より選択される、請求の範囲3記載の方法。 8.前記第二の基質が、ビニルラウレート、ビニルアジベート及びビニルアセテ ートから成る群より選択される、請求の範囲4記載の方法。 9.前記第二の基質が、カプリル酸、ラウリン酸及びパルミチン酸から成る群よ り選択される、請求の範囲4記載の方法。 10.前記第一の基質と前記固体担体とを機械的に混合してから前記第二の基質 と前記酵素とを添加する工程をさらに含んで成る、請求の範囲1記載の方法。 11.前記第一の基質を極性溶媒に溶解して溶液を形成させ、前記溶液と前記固 体担体とを混合し、そして前記第一の基質を表面に吸着して有する前記固体担体 を単離してから、前記第二の基質と前記酵素とを添加する工程をさらに含んで成 る、請求の範囲1記載の方法。 12.前記極性溶媒が、水、メタノール、アセトニトリル及びアセトンから成る 群より選択される、請求の範囲11記載の方法。 13.少なくとも1個のヒドロキシル基を含有する親水性の第一の基質と、前記 第一の基質を吸着することができる固体担体と、酵素とを混合して混合物を形成 する工程、前記混合物をカラムに充填する工程、並びに少なくとも1個の供与性 残置基を有する第二の基質を前記カラム内に循環させる工種を含んで成る両親媒 性化合物の製造方法において、前記固体担体対前記第一の基質の比率が約0.3 :1.0〜約10.0:1.0(g:g)であり、前記第一の基質が前記固体担 体に付着し、前記酵素が前記ヒドロキシル基と前記残置基との間の反応を触媒し て、前記固体担体を実質的に含まない両親媒性化合物を形成する、両親媒性化合 物の製造方法。 14.前記両親媒性化合物がホスフェートであり、前記第一の基質がアルコール 類、炭水化物類及びヌクレオシド類から成る群より選択され、そして前記酵素が ホスファターゼである、請求の範囲1記載の方法。 15.前記第一の基質がグリセロールである、請求の範囲14記載の方法。 16.前記第二の基質が、アルコール類のリン酸エステル、フェノール類のリン 酸エステル及びカルボン酸−リン酸混合無水物から成る群より選択される、請求 の範囲14記載の方法。 17.前記両親媒性化合物がグリセロール−1−ホスフェートであり、そして前 記第二の基質がp−ニトロフェニルホスフェート、n−ブチルホスフェート、ビ ニルホスフェート及びメチルカルボニルホスフェートから成る群より選択される 、請求の範囲16記載の方法。 18.前記反応混合物を、前記残置基を前記両親媒性化合物へ少なくとも約10 %転化させるに十分な物理条件下で且つ十分な時間インキュベーションする工程 をさらに含んで成る、請求の範囲1記載の方法。 19.前記固体担体が、シリカゲル、珪藻土、粘土、活性炭、カルボキシメチル セルロース、セルロースエステル、イオン交換樹脂及び不溶性ポリサッカリドか ら成る群より選択される、請求の範囲1記載の方法。 20.遊離第一アミノ基を有する親水性の第一の基質と、カルボン酸エステルを 含んで成る少なくとも1個の供与性残置基を有する第二の基質と、前記第一の基 質及び前記第二の基質を吸着することができる固体担体と、ペプチダーゼとを混 合する工程を含んで成るペプチドの製造方法において、前記固体担体対前記第一 及び第二の基質の比率が約0.6:1.0〜約10.0:1.0(g:g)であ り、前記第一及び第二の基質が前記固体担体に付着し、前記ペプチダーゼが前記 遊離第一アミノ基と前記カルボン酸エステルとの間の反応を触媒してペプチドを 形成させる、ペプチドの製造方法。 21.前記第一の基質が、カルボキシル保護アミノ酸及びカルボキシル保護ペプ チドから成る化合物群から選択される、請求の範囲20記載の方法。 22.前諾第二の基質が、アミノ保護アミノ酸及びアミノ保護ペプチドから成る 化合物群から選択される、請求の範囲18記載の方法。 23.前記ペプチダーゼがアルファーキモトリプシンである、請求の範囲20記 載の方法。 24.前記第一の基質がL−フェエルアラニンアミドまたはL−ロイシンアミド であり、また前記第二の基質がN−アセチル−L−チロシンエチルエステルであ る、請求の範囲20記載の方法。 25.異性体的且つ化学的に純粋な1−モノグリセリドを製造及び選択沈澱する 方法において、 a)グリセロール基質と、第二の基質と、第一の有機溶媒とを混合して第一の混 合物を形成する工程であって、前記第二の基質が少なくとも1個の供与性残置基 を有し、また前記第一の有機溶媒が特定の1−モノグリセリドの選択沈澱を促進 することができる工程;b)前記第一の混合物と酵素とを混合して第二の混合物 を形成する工程であって、前記酵素が、前記グリセロールのヒドロキシル基と前 記残置基との間の反応を触媒して1−モノグリセリドを形成させる工程; c)溶解した1−モノグリセリド生成物を生ぜしめるに十分な温度で前記第二の 混合物をインキュベーションする工程;並びにd)工程(c)の混合物を、前記 1−モノグリセリドが選択的に沈澱する温度に冷却する工程、を含んで成る方法 。 26.工程(d)の後に少なくとも一部の副産物が溶液中に残存し、前記副産物 が前記反応において1個以上のアシル基を供与することによって第三の基質とし て役立つことができる、請求の範囲25記載の方法において、 e)前記溶液を反応容器へ再循環させる工程であって、前記反応容器が、前記反 応を継続させて1−モノグリセリド及び副産物を含んで成る第三の反応混合物を 生ぜしめるに十分な量のグリセロール、前記酵素を含有し且つ温度を示す工程; f)前記反応を継続する工程; g)アシル基の1−モノグリセリドヘの少なくとも約80%の転化率と1−モノ グリセリドの沈澱が得られるまで、工程(d)、(e)及び(f)を繰り返す工 程、を含んで成る方法。 27.前記反応の副産物の一つが水またはアルコールであって、前記水またはア ルコールを乾燥剤によって前記第二の混合物から除去する、請求の範囲26記載 の方法。 28.前記第一の混合物に前記グリセロールを吸着することができる固体担体を 加える工程をさらに含んで成る請求の範囲26記載の方法において、前記固体担 体対前記グリセロールの比率が約0.3:1.0〜約10.0:1.0(g:g )であり、前記グリセロールが前記固体担体に付着する、請求の範囲26記載の 方法。 29.前記第二の基質が遊離カルボン酸である、請求の範囲27記載の方法。 30.前記遊離カルボン酸がラウリン酸またはステアリン酸である、請求の範囲 29記載の方法。 31.前記第二の基質がメチルエステルである、請求の範囲25記載の方法。 32.前記メチルエステルがメチルラウレートまたはメチルパルミテートである 、請求の範囲31記載の方法。 33.前記第二の基質がトリグリセリドである、請求の範囲25記載の方法。 34.前記トリグリセリドがトリラウリンである、請求の範囲33記載の方法。 35.前記第一の混合物を約48℃〜約100℃の温度で維持する、請求の範囲 25記載の方法。 36.前記工程(d)の温度を約−49℃〜約10℃とする、請求の範囲25記 載の方法。 37.前記温度が2℃である、請求の範囲36記載の方法。 38.前記溶媒が、t−ブチルメチルエーテル:n−ヘキサンの比率約1:10 0〜約100:1(体積:体積)の混合物である、請求の範囲25記載の方法。 39.前記比率が1:1(体積:体積)である、請求の範囲38記載の方法。 40.前記第一の基質が、アミノ酸、ペプチド及びタンパク質から成る化合物群 より選択される、請求の範囲1記載の方法。 41.前記両親媒性化合物がアミノ酸エステルであり、また前記第一の基層がア ミノ酸である、請求の範囲40記載の方法。 42.前記アミノ酸がZ−L−セリンである、請求の範囲41記載の方法。 43.前記第二の基層がビニルバレレートまたはビニルラウレートである、請求 の範囲42記載の方法。 44.前記両親媒性化合物が、オリゴ糖、糖タンパク質及び糖脂質から成る群に 含まれる、請求の範囲1記載の方法。 45.前記第一の基質がサッカリドであり、また前記酵素がグリコシダーゼであ る、請求の範囲44記載の方法。 46.前記サッカリドがラクトースである、請求の範囲45記載の方法。 47.前記グリコシダーゼがβ−ガラクトシダーゼである、請求の範囲45記載 の方法。 48.前記第二の基質がポリアルコールである、請求の範囲44記載の方法。 49.前記ポリアルコールがイソプロピリデングリセロールである、請求の範囲 48記載の方法。 50.固体担体に吸着したアルコールまたは炭水化物を約1.0:0.3〜約1 .0:10.0(g:g)の比率で含んで成る組成物。 51.前記アルコールがポリオールである、請求の範囲50記載の組成物。 52.前記ポリオールが、グリセロール、グリコール、エリトロトール及びソル ビトールから成る群より選択された、請求の範囲51記載の組成物。 53.前記炭水化物がグルコースまたはガラクトースである、請求の範囲50記 載の組成物。 54.前記固体担体が、シリカゲル、珪藻土、粘土、活性炭、カルボキシメチル セルロース、セルロースエステル、イオン交換樹脂及び不溶性ポリサッカリドか ら成る群より選択された、請求の範囲50記載の組成物。 55.前記比率が1:1(g:g)である、請求の範囲50記載の組成物。 56.約1.0:0.3〜約1.0:10.0(g:g)の比率でシリカゲルに 吸着したグリセロールを含んで成る組成物。 57.前記比率が1:1(g:g)である、請求の範囲56記載の組成物。 58.固体担体に吸着した親水性の第一の基質と、前記担体に吸着した第二の基 質とを含んで成る組成物において、前記第一の基質は遊離第一アミノ基を含有し 且つカルボキシル保護アミノ酸及びカルボキシル保護ペプチドから成る化合物群 から選択され、また前記第二の基質は少なくとも1個のカルボン酸エステルを含 有し且つアミノ保護アミノ酸及びアミノ保護ペプチドから成る化合物群より選択 され、前記固体担体対前記第一及び第二の基質の比率は約0.6:1.0〜約1 0.0:1.0(g:g)である、前記組成物。 59.前記固体担体が、シリカゲル、珪藻土、粘土、活性炭、カルボキシメチル セルロース、セルロースエステル、イオン交換樹脂及び不溶性ポリサッカリドか ら成る群より選択された、請求の範囲58記載の組成物。
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