JPH0688947B2 - イタコン酸１−モノエステルの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイタコン酸ジエステルを
選択的に加水分解してイタコン酸１−モノエステルを製
造する方法に関し、イタコン酸１−モノエステルは高分
子モノマーとして重要な物質であり、また各種の作物に
対し様々な有用な生理作用、例えばトマトの花成促進
（ケミカルアブストラクト８４（３）：１３４０９
Ｚ）、小麦の耐寒性付与（ケミカルアブストラクト８９
（３）：１８３０２Ｘ）、ハツカダイコンの光合成促進
（ケミカルアブストラクト８９（１）：１６２３ｅ）な
どが報告されている極めて有用な化合物である。

【０００２】

【従来の技術】イタコン酸モノエステルには一般式
〔２〕であらわされる１−モノエステルと、一般式
〔３〕であらわされる４−モノエステルがある。

【０００３】

【化３】

【０００４】

【化４】

【０００５】このうち一般式〔３〕で示される４−モノ
エステルは無水イタコン酸とアルコールを加熱するだけ
でほぼ定量的に得られる。これに対して一般式〔２〕で
示される１−モノエステルの製造法としては、 １）イタコン酸を不完全にエステル化して、反応生成物
を分画して１−モノエステルを単離する方法 ２）イタコン酸とイタコン酸ジアルキルエステルのエス
テル交換を行ない、反応生成物から１−モノエステルを
単離する方法 ３）ジアルキルエステルをアルカリで部分加水分解する
方法などを、エステル化やケン化の常法として挙げるこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような１−モノエステルの製造法は、いずれも反応の
選択性及び収率が全く不十分である。そして、操作の難
易性、精製の難易性、その他の要因により工業的規模の
１−モノエステルの製造法としては不適当であり、１−
モノエステルの工業的規模の確立された製造法は未だ存
在しないのが現状である。

【０００７】かかる状況下、本発明の目的は操作が簡単
で、しかも高収率で選択的にイタコン酸１−モノエステ
ルを製造する方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは上
記目的を達成するために鋭意検討した結果、ある種のリ
パーゼやエステラーゼがイタコン酸ジエステルの４位エ
ステル結合を位置選択的に加水分解し、イタコン酸１−
モノエステルを生成し、反応液中に蓄積することを見出
した。

【０００９】すなわち本発明は、一般式〔１〕のイタコ
ン酸ジエステルに４位エステル結合を選択的に加水分解
する能力を有する酵素、菌体、又は培養液或いはそれら
の処理物を作用させて、一般式〔２〕のイタコン酸１−
モノエステルを生成させる方法を提供するものである。

【００１０】

【化５】

【００１１】

【化６】

【００１２】式中のＲならびにＲ’はアルコール残基を
示し、ＲとＲ’は同一であってもまた異なっていてもよ
い。具体的には炭素数１〜１８のアルキル基、アラルキ
ル基が用いられ、アルキル基としては炭素数１〜６のも
のが好ましく、またアラルキル基の中で特に好ましい例
としてはベンジル基を挙げることが出来る。

【００１３】上述のイタコン酸ジエステルは常法にした
がってイタコン酸に酸触媒存在下、過剰のアルコールを
反応させることにより容易に製造できる。

【００１４】本発明で用いられる、イタコン酸ジエステ
ルの４位エステル結合を位置選択的に加水分解し、イタ
コン酸１−モノエステルを生成する酵素としては、当該
作用を有する酵素であればいずれでもよく起源を問わな
い。具体的にはキャンディダ・シリンドラセア（Ｃａｎ
ｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）のリパーゼ、より
具体的には名糖産業株式会社製リパーゼＭＹおよびリパ
ーゼＯＦ、またシュードモナス・フルオレッセンス（Ｐ
ｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）のリ
パーゼ、より具体的には天野製薬株式会社製リパーゼＰ
Ｓ「アマノ」など、更にはブタ膵臓から抽出されたリパ
ーゼ、より具体的にはＳｉｇｍａ社製Ｃｒｕｄｅ Ｐｉ
ｇ Ｐｏｒｃｉｎｅ Ｌｉｐａｓｅなどを挙げることが
でき、これらの具体例はリパーゼの他にエステラーゼを
含んでいる。

【００１５】これらリパーゼやエステラーゼが微生物由
来のものである場合はそれらの微生物の菌体または培養
液を用いることも出来、動物ないし植物由来の場合はこ
れら酵素を含有する組織の砕細物を用いてもよい。また
酵素の由来を問わず酵素含有細胞の処理物も用いられ
る。ここでいう処理物とは、細胞を固定化したものであ
る。

【００１６】本発明におけるイタコン酸ジエステルの４
位エステル結合の選択的加水分解によるイタコン酸１−
モノエステルの生成反応は、水性媒体中で行なうのが望
ましく、有機または無機の塩類を含有する緩衝液が用い
られ、また、微生物の培養液をそのまま反応媒体とする
こともできる。反応液のｐＨは用いる酵素の作用最適ｐ
Ｈに調整されるが、反応が進行すると共にｐＨが低下す
るので必要に応じて水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、アンモニアなどの塩基を加えてｐＨの補正を行な
う。また基質を媒体中によく分散させるために適当な界
面活性剤を添加することもできる。

【００１７】反応媒体中のイタコン酸ジエステルの仕込
濃度は当該ジエステルのアルコール残基の種類により、
溶解性が顕著に異なるため一概には言えないが、通常、
０．１〜３．０％、好ましくは０．５〜２．０％の範囲
が選ばれる。また使用する酵素量も力価により異なる
が、市販の酵素の場合０．１〜１．０％の範囲で有効な
結果が得られる。反応温度は酵素の最適温度、通常２５
〜４０℃が選ばれる。反応はジエステルの溶液または懸
濁液を撹拌しながら行なってもよく、また、固定化した
菌体や細胞を充填したカラムに反応媒体を流す方法でも
よい。

【００１８】この様な条件設定のもとに反応を行なう
と、イタコン酸ジエステルの４位エステル結合が選択的
に加水分解を受け、イタコン酸１−モノエステルが生成
する。反応の進行状況は高速液体クロマトグラフィーや
薄層クロマトグラフィーなどで追跡され、反応液に酸を
加えるか、温度を下げるなどの方法で反応を止めること
ができる。

【００１９】反応液から生成物の分離は溶媒抽出などで
容易に行なうことができる。例えば反応液のｐＨを７前
後に調整後、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、クロロホルム、ジエチルエーテルな
どの溶媒により未反応のイタコン酸ジエステルと副生し
たアルコールを予め抽出除去し、次いでｐＨを４以下に
調整して、同様の溶媒で生産物であるイタコン酸１−モ
ノエステルを抽出するなどの方法が用いられる。かくし
て得られた１−モノエステルは溶媒を留去したのち、更
に、再結晶、蒸留、クロマトグラフィーなどの精製法に
よりほぼ純粋な形で得ることができる。

【００２０】

【実施例】以下実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００２１】実施例１ イタコン酸ジメチルエステル ２．０ｇ、リパーゼＭＹ
１．０ｇをＭ／１０リン酸緩衝液，ｐＨ８．０，１０
０ｍｌに加え、２８℃，７２時間撹拌しながら反応を行
なった。反応液を下記の条件下、高速液体クロマトグラ
フィーで分析したところ、イタコン酸１−モノメチルエ
ステルが０．９１ｇ含まれていることがわかった。

【００２２】高速液体クロマトグラフィーの分析条件 プレカラム：ＳＨＯＤＥＸ ＳＵＧＡＲ ＳＨ−１０１
１Ｐ６ｍｍφ×５０ｍｍＬ カ ラ ム：ＳＨＯＤＥＸ ＳＵＧＡＲ ＳＨ−１０１
１８ｍｍφ×３００ｍｍＬ カラム温度：５０℃ 溶出溶媒 ：Ｎ／１００ Ｈ₂ＳＯ₄ 溶媒の流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ 検 出：ＲＩ検出機

【００２３】次に上記反応液に１規定の苛性ソーダ液を
加えてｐＨを７．０に調整後、酢酸エチル１００ｍｌで
３回抽出し、未反応のイタコン酸ジメチルエステルを除
去した。次いで１規定の塩酸を加えてｐＨを２．０に下
げ、イタコン酸１−モノメチルエステルを酢酸エチル１
００ｍｌで３回抽出した。抽出液は硫酸ナトリウムで乾
燥後溶媒を留去し、イタコン酸１−モノメチルエステル
０．８５ｇが得られた。

【００２４】実施例２〜１２ 酸素と基質以外は実施例１と同様にしてイタコン酸１−
モノエステルを生成した。表１に内容を示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明は高分子モノマーとしてまた作物
の生理調整剤として有用なイタコン酸１−モノエステル
を選択的に高収率で廉価に提供することができ、産業上
極めて利用価値の高いものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式〔１〕であらわされるイタコン酸
   ジエステル 【化１】 に、４位エステル結合を選択的に加水分解する酵素、菌
   体、又は培養液或いはそれらの処理物を作用させ、一般
   式〔２〕であらわされるイタコン酸１−モノエステル 【化２】 を生成することを特徴とするイタコン酸１−モノエステ
   ルの製造法。
2. 【請求項２】 酵素はリパーゼ又はエステラーゼである
   ことを特徴とする請求項１に記載のイタコン酸１−モノ
   エステルの製造法。