JPH07115990A - 光学活性1−ベンジルオキシ−2−アルカノールの製造方法 - Google Patents

光学活性1−ベンジルオキシ−2−アルカノールの製造方法

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JPH07115990A
JPH07115990A JP26716593A JP26716593A JPH07115990A JP H07115990 A JPH07115990 A JP H07115990A JP 26716593 A JP26716593 A JP 26716593A JP 26716593 A JP26716593 A JP 26716593A JP H07115990 A JPH07115990 A JP H07115990A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】1,2−アルキルジオール誘導体において、1
位のオキシ基に他の官能基が導入し易い構造にあるもの
を、高い光学純度で得る方法を提供すること。 【構成】クリプトコッカス属、デバリオマイセス属、ピ
ヒア属に属し、1−ベンジルオキシ−2−アセトキシア
ルカンのR体及びS体の混合物に作用させた時、そのR
体を選択的に加水分解してR体の1−ベンジルオキシ−
2−アルカノールを生成する能力を有する微生物、例え
ばピヒア アノマラ IFO 0707菌の培養液、菌
体または菌体処理物を、該1−ベンジルオキシ−2−ア
セトキシアルカンのR体とS体の混合物に作用させ、生
成したR体の1−ベンジルオキシ−2−アルカノールを
採取することを特徴とする光学活性1−ベンジルオキシ
−2−アルカノールの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1−ベンジルオキシ−
2−アルカノールの製造方法、詳しくは酵素法によって
1−ベンジルオキシ−2−アセトキシアルカンR体とS
体の混合物からR体の1−ベンジルオキシ−2−アルカ
ノールを製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光学活性な1,2−アルキルジオール誘
導体は、医薬、農薬、その他の生理活性物質、さらには
強誘電性液晶材料などの新素材の合成原料として極めて
重要な化合物である。
【0003】従来、光学活性な1,2−アルキルジオー
ル誘導体の製造方法としては、クリプトコッカス属、デ
バリオマイセス属、ピヒア属を含む特定の属の微生物が
有す酵素活性を利用して、1−アリールオキシ−2−ア
ルキルアセテートのラセミ体からR体の1−アリールオ
キシ−2−アルカノールを製造する方法が知られている
(特開平5−103691号公報、バイオサイエンス・
バイオテクノロジー・バイオケミストリー(Biosc
i.Biotech.Biochem.,)57巻、1
334〜1337(1993))。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方法に
より得られるR体の1−アリールオキシ−2−アルカノ
ールは、アリールオキシ基が化学的に非常に安定な置換
基であるため、この置換基を他の官能基に変換するとい
うことが非常に困難である。このため、生成した光学活
性化合物は、工業原料としてはその利用が非常に限られ
たものであった。
【0005】また、上記の方法においては、クリプトコ
ッカス属、デバリオマイセス属、ピヒア属等の酵母菌株
を、1−アリールオキシ−2−アルキルアセテートのラ
セミ体に作用させた場合、得られる1−アリールオキシ
−2−アルカノールのR体の光学純度は56.5〜8
4.4%程度にすぎず、決して満足のいくものではなか
った。一般に、微生物の作用によりものを製造する場合
において、該微生物が酵母であると、この微生物が細菌
である場合に比較して培養や取扱い等の面で有利な点が
多い。従って、上記した如くに光学活性な1,2−アル
キルジオール誘導体を製造する場合においても、かかる
酵母を利用して、良好な光学純度で該化合物を製造する
方法の開発が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の背景から、本発明
者らは、1,2−アルキルジオール誘導体において、1
位のオキシ基に他の官能基が導入しやすい構造にあるも
のを、酵母を利用して良好な光学活性で得る方法につい
て鋭意研究を続けてきた。その結果、水素還元等で容易
に除去されるため、有機合成では水酸基の保護剤として
極めて汎用的なベンジル基で1位の水酸基を保護した1
−ベンジルオキシ−2−アセトキシアルカンを基質とし
て用い、これに特定の酵母の培養液、菌体または菌体処
理物を作用させることにより、高い光学純度で1−ベン
ジルオキシ−2−アルカノールを製造できることを見い
だし、本発明を完成させるに至った。
【0007】即ち本発明は、クリプトコッカス属、デバ
リオマイセス属、ピヒア属に属し、1−ベンジルオキシ
−2−アセトキシアルカンのR体及びS体の混合物に作
用させた時、そのR体を選択的に加水分解してR体の1
−ベンジルオキシ−2−アルカノールを生成する能力を
有する微生物の培養液、菌体または菌体処理物を、該1
−ベンジルオキシ−2−アセトキシアルカンのR体とS
体の混合物に作用させ、生成したR体の1−ベンジルオ
キシ−2−アルカノールを採取することを特徴とする光
学活性1−ベンジルオキシ−2−アルカノールの製造方
法である。
【0008】本発明において、1−ベンジルオキシ−2
−アセトキシアルカンにおけるアルカンは、R体とS体
の混合物が使用される。その場合、このR体とS体の混
合割合は、特に限定されるものではない。通常は、この
R体とS体とが等量程度混合する、いわゆるラセミ体が
使用される。ここでアルカンとしては、プロパン、ブタ
ン、ペンタン、ヘキサン等の炭素数3〜10の低級アル
カンが好適に使用される。本発明で使用される1−ベン
ジルオキシ−2−アセトキシアルカンを具体的に例示す
ると、1−ベンジルオキシ−2−アセトキシプロパン、
1−ベジルオキシ−2−アセトキシブタン、1−ベンジ
ルオキシ−2−アセトキシペンタン、1−ベンジルオキ
シ−2−アセトキシヘキサン等を挙げることができる。
これらの基質のなかでも特に、1−ベンジルオキシ−2
−アセトキシプロパンが最も好適に使用される。こうし
た1ーベンジルオキシ−2−アセトキシアルカンは、通
常、アルキレンオキサイドとベンジルアルコールを塩基
触媒の存在下に反応させることによって得られる1−ベ
ンジルオキシ−2−アルカノールに無水酢酸等のアセチ
ル化剤を作用させることにより製造される。
【0009】本発明では、この1−ベンジルオキシ−2
−アセトキシアルカンのR体とS体の混合物(以下、単
に基質混合物とも言う)に、クリプトコッカス属、デバ
リオマイセス属、ピヒア属に属し、該基質混合物に作用
させた時、そのR体を選択的に加水分解する能力を有す
る微生物の培養液、菌体または菌体処理物を作用させ
る。それにより、該基質混合物は、そのR体のみが選択
的に加水分解され、良好な光学純度でR体の1−ベンジ
ルオキシ−2−アルカノールが生成する。ここで、上記
微生物としては、前記性状を有するものであれば、何等
制限されることなく使用できる。具体的には、クリプト
コッカス ローレンティイ(CryptococcusLaurentii IFO
0609) 、デバリオマイセス バンリジイ バル バン
リジアエ(Debaryyomyces vanriji var.vanrijiae JCM 2
169)、ピヒア アノマラ(Pichia Anomala IFO O707)等
が好ましく用いられる。
【0010】上記の微生物を培養するにあたって使用す
る培地としては、公知のものが使用される。例えば、グ
ルコース、シュクロース、フラクトース、グリセロー
ル、ソルビトール、精蜜、可溶性でんぷん等の炭素源、
肉エキス、酵母エキス、ポリペプトン、ペプトン、硝酸
塩類、アンモニウム塩類等の窒素源、及びリン酸第一カ
リウム、リン酸第二カリウム、塩化ナトリウム、硫酸マ
グネシウム等の無機塩類を含有するものであれば特に限
定されない。
【0011】培地の形態は液体、固体のいずれでもよ
い。また、培養の方法は静置培養、振とう培養、通気攪
拌培養のいずれでもよいが、大量培養には通気攪拌によ
る液体培養が適している。培養温度は、15〜45℃、
好ましくは20〜40℃で、通常20〜48時間培養す
る。
【0012】本発明において、前記基質混合物に上記微
生物の培養液、菌体または菌体処理物を作用させる方法
は、微生物を利用した酵素反応において通常行われてい
る基質への作用方法が何等制限なく採用される。例え
ば、前記微生物の培地に上記基質混合物を添加すること
により、作用させる方法が挙げられる。この場合、基質
混合物は、最初から培地に加えても良いし、培養途中で
添加してもよい。
【0013】また、反応を阻害しない無機または有機の
溶媒中、好ましくは水性溶媒中において、基質混合物に
前記微生物の菌体または菌体処理物を作用させても良
い。なお、本発明において菌体処理物とは、例えば洗浄
菌体、乾燥菌体、菌体磨砕物、菌体の自己消化物、菌体
の超音波処理物、菌体抽出物、あるいは菌体抽出物等を
精製して得たリパーゼ等が特に制限されることなく使用
される。ここで、菌体、菌体抽出物、該菌体抽出物を精
製して得たリパーゼ等は、公知の菌体、酵素の固定化方
法により固定化したものを用いることもできる。
【0014】本発明において、このようにして微生物の
培養液、菌体または菌体処理物を作用させる際の基質混
合物の濃度は、特に制限されるものではない。通常、
0.01〜10重量%の範囲、好ましくは0.1〜5重
量%から適宜採択すれば良い。また、本発明において、
基質混合物に微生物の培養液、菌体または菌体処理物を
作用させる際の反応媒体のpHは、特に制限されるもの
ではないが、通常、pH6〜9の範囲であるのが好まし
い。さらに、作用させる際の菌体または菌体処理物の濃
度は、菌体処理物の精製度等の違いにより一概には決定
することはできないが、通常、タンパク質量で0.05
〜10重量%の範囲から適宜採択される。なお、作用温
度は、特に制限されるものではないが、10〜50度好
ましくは20〜45度の範囲が好適である。作用時間に
ついては、基質濃度及び使用する菌株の種類によって決
まるため一概に決めることはできないが、通常、3〜8
0時間作用させれば十分である。
【0015】以上により、基質混合物の加水分解反応を
行った後、生成したR体の1−ベンジルオキシ−2−ア
ルカノールを採取する。この生成物の採取は、特に制限
されるものではなく、例えば酢酸エチル或いは塩化メチ
レン等の溶媒によって抽出することにより容易に実施す
ることができる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、前記クリプトコッカス
属、デバリオマイセス属、ピヒア属に属する微生物の培
養液、菌体または菌体処理物を、1−ベンジルオキシ−
2−アセトキシアルカンのR体とS体の混合物に作用さ
せることにより、良好な光学純度でR体の1−ベンジル
オキシ−2−アルカノールを得ることができる。この1
−ベンジルオキシ−2−アルカノールは、ベンジル基が
水素還元で容易に除去できる構造であり、そのため、該
化合物は、このようにしてベンジル基を除去した後、種
々の官能基を導入することにより、光学活性が要求され
る各種の用途の工業原料として有効に使用できる。ま
た、上記の微生物は、いずれも酵母に属するものである
ため、培養や取扱いが容易である。従って、本発明は、
光学活性1−ベンジルオキシ−2−アルカノールを効率
的に得る方法として、極めて有用である。
【0017】
【実施例】以下、実施例を揚げて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【0018】実施例1 (1)基質の合成 攪拌器、温度計を備え付けた4つ口フラスコにプロピレ
ンオキサイド232.3g(4mol)、ベンジルアル
コール216.3g(2mol)、ナトリウムエトキサ
イド13.6g(0.2mol)を加え、40℃に昇温
し、10時間攪拌した。反応終了後、水400mlと塩
化メチレン400mlを加え、塩化メチレン相を分液
し、これを硫酸マグネシウムで乾燥させた。得られた塩
化メチレン溶液から、塩化メチレンを留去し、5Tor
の圧力下、120℃で蒸留すると、1−ベンジルオキシ
−2−プロパノールが279.2g(収率84%)取得
された。このアルコールを176.3g(1.1mo
l)及び無水酢酸410.0g(4mol)を上記と同
様な反応装置に加え、70℃で7時間、90℃で5時間
反応させた。反応終了後、未反応の無水酢酸及び副生し
た酢酸を、エバポレーターで留去し、残液を5Tor、
130℃で減圧蒸留したところ、目的化合物である1−
ベンジルオキシ−2−アセトキシプロパンのラセミ体が
191.8g(収率87%)得られた。
【0019】(2)(R)−1−ベンジルオキシ−2−
プロパノールの製造 5.0%グルコース、1.0%ヘプトン、1.0%酵母
エキス、pH無調整の培地を5ml試験管に分注し、ピ
ヒア アノマラ IFO 0707菌を斜面培養から、
1白金耳接種し、30℃で48時間振とう培養を行っ
た。培養後、培養液5mlに1−ベンジルオキシ−2−
アセトキシプロパンのラセミ体を基質濃度が0.5%
(重量/容積)となるように添加し、引き続き30℃で
24時間振とう培養した。反応後、5mlの酢酸エチル
を加えて抽出した。この抽出液を高速液体クロマトグラ
フィーで分析したところ、加水分解率33.5%、光学
純度100%で(R)−1−ベンジルオキシ−2−プロ
パノールが製造されていた。
【0020】光学活性の分析条件は以下のとうりであっ
た。
【0021】カラム:Chiralcell OD
(4.6×250mm) ダイセル化学工業(株)製 溶媒 :5%イソプロピルアルコール/95%n−ヘキ
サン 流速 :0.3ml/min 検出 :254nm 比較例1 基質として1−ベンジルオキシ−2−アセトキシプロパ
ンのラセミ体に代えて1−フェノキシ−2−アセトキシ
プロパンのラセミ体を用い、実施例1と同様な操作を行
った。その結果、加水分解率25.5%で、光学純度7
4.9%の(R)−1−フェノキシ−2−プロパノール
が製造された。
【0022】実施例2 表1に示した菌株を用い、実施例1と同様な操作を行っ
た。24時間培養後の加水分解率と光学純度は表1に示
す通りであった。
【0023】
【表1】
【0024】実施例3 5.0%グルコース、1.0%ヘプトン、1.0%酵母
エキス、pH無調整の培地500mlを2L肩付きフラ
スコに加え、ピヒア アノマラ IFO 0707菌を
接種し30℃で48時間振とう培養を行った。培養後、
遠心分離によって上澄み液を除き、氷冷下50mMリン
酸緩衝液(pH7.0)50mlで2度洗浄した。得ら
れた菌体をリン酸緩衝液(pH7.0)で菌体濃度50
mg/mlになるように調整し、この反応液5mlを分
取して、試験管に分注し、1−ベンジルオキシ−2−ア
セトキシプロパンのラセミ体を1.0%(重量/容積)
の濃度になるように添加した後、pH7.0で30℃、
48時間振とう培養を行った。反応後、実施例1と同様
な方法で後処理を行ったところ、加水分解率19.8
%、光学純度88.7%で(R)−1−ベンジルオキシ
−2−プロパノールが得られた。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】(2)(R)−1−ベンジルオキシ−2−
プロパノールの製造 5.0%グルコース、1.0%ペプトン、1.0%酵母
エキス、pH無調整の培地を5ml試験管に分注し、ピ
ヒア アノマラ IFO 0707菌を斜面培養から、
1白金耳接種し、30℃で48時間振とう培養を行っ
た。培養後、培養液5mlに1−ベンジルオキシ−2−
アセトキシプロパンのラセミ体を基質濃度が0.5%
(重量/容積)となるように添加し、引き続き30℃で
24時間振とう培養した。反応後、5mlの酢酸エチル
を加えて抽出した。この抽出液を高速液体クロマトグラ
フィーで分析したところ、加水分解率33.5%、光学
純度100%で(R)−1−ベンジルオキシ−2−プロ
パノールが製造されていた。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】
【表1】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】実施例3 5.0%グルコース、1.0%ペプトン、1.0%酵母
エキス、pH無調整の培地500mlを2L肩付きフラ
スコに加え、ピヒア アノマラ IFO 0707菌を
接種し30℃で48時間振とう培養を行った。培養後、
遠心分離によって上澄み液を除き、氷冷下50mMリン
酸緩衝液(pH7.0)50mlで2度洗浄した。得ら
れた菌体をリン酸緩衝液(pH7.0)で菌体濃度50
mg/mlになるように調整し、この反応液5mlを分
取して、試験管に分注し、1−ベンジルオキシ−2−ア
セトキシプロパンのラセミ体を1.0%(重量/容積)
の濃度になるように添加した後、pH7.0で30℃、
48時間振とう培養を行った。反応後、実施例1と同様
な方法で後処理を行ったところ、加水分解率19.8
%、光学純度88.7%で(R)−1−ベンジルオキシ
−2−プロパノールが得られた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クリプトコッカス属、デバリオマイセス
    属、ピヒア属に属し、1−ベンジルオキシ−2−アセト
    キシアルカンのR体及びS体の混合物に作用させた時、
    そのR体を選択的に加水分解してR体の1−ベンジルオ
    キシ−2−アルカノールを生成する能力を有する微生物
    の培養液、菌体または菌体処理物を、該1−ベンジルオ
    キシ−2−アセトキシアルカンのR体とS体の混合物に
    作用させ、生成したR体の1−ベンジルオキシ−2−ア
    ルカノールを採取することを特徴とする光学活性1−ベ
    ンジルオキシ−2−アルカノールの製造方法。
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