JPH0740956B2 - 生化学的手法による光学活性なアルコ−ルの製造法 - Google Patents

生化学的手法による光学活性なアルコ−ルの製造法

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JPH0740956B2 JP61008997A JP899786A JPH0740956B2 JP H0740956 B2 JPH0740956 B2 JP H0740956B2 JP 61008997 A JP61008997 A JP 61008997A JP 899786 A JP899786 A JP 899786A JP H0740956 B2 JPH0740956 B2 JP H0740956B2
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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2級アルコール類に作用させた、
生化学的手法による光学活性なアルコールの製造法に関
するものである。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕
光学活性なアルコールは、医薬、農薬などの生理活性物
質、あるいはその中間原料として非常に需要の多い化合
物として知られている。
しかしながら、一般式 (Xは炭素数2〜10のアルキル基、Yは炭素数1〜3の
アルキル基、または−CF3または−CNを示す。ただし、
X≠Yである。)で表されるような2級アルコール類
は、光学異性体が存在することから、R−体およびS−
体のどちらか一方を純度よく含むものでなければ、多く
の場合、充分な活性を示さない。そのため、光学活性体
を得るためには、通常の合成化学的製造法によって得ら
れるラセミ体を光学分割するか、不斉合成を行うか、あ
るいは光学活性な物質から立体化学的手法で合成するか
しなければならない。
それゆえ、工業的に有利な方法によって光学分割をする
技術の開発が望まれてきた。
現在知られているような2級アルコールの光学分割法
も、複雑は工程や高価な光学活性剤を必要とする。例え
ば、2−ブタノールや2−オクタノールを分割するには
モノフタル酸エステルとした後ブルシンと塩を作らせ再
結晶を何度も行わなければならない。(参照Org.Synthe
ses,Coll.Vol.I,418,2nd ed.,1941)。
また、生化学的手法で光学分割を行い、光学活性体を得
る方法もいくつか知られている。例えばクリバノフ(Kl
ibanov)らの方法(J.Am.Chem.Soc.,106,2687(198
4))は緩衝液を用いて反応を行っているが、この場
合、水分の存在によるトリグリセリドの不必要な加水分
解を避けることができない。また、酵素は水溶性であり
かつ水分に対し不安定なため、安定に使用するためには
酵素をポリマーに固定化しなければならない。即ち、酵
素を固定化しなければ反応後に酵素を除去したり、再使
用することができない。
それ以外にも生化学的手法はある(特開昭59−205989な
ど)が、それらはいずれも緩衝液あるいは低級アルコー
ルを必要とし、酵素は担体に保持しなければならなかっ
た。
更にクリバノフ(Klibanov)らは酵素粉末を直接反応系
に添加する方法も発表しているが(J.Am.Chem.Soc.,10
7,7072(1985))、この場合は溶媒としてヘプタン又は
エーテルを使用し、又、エステルとしてはトリグリセリ
ドではなく有機酸2−トリクロロエチルを使用してい
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記問題点を解決し、工業的に有利な方
法で光学活性な2級アルコールの製造方法を得るための
研究を行った結果、ラセミ体の2級アルコールを原料と
し、生化学的に不斉エステル交換反応を行うと、効率よ
く光学活性な脂肪酸エステルとその対掌体である光学活
性なアルコールに分割できることを見出した。
即ち本発明は、一般式 (Xは炭素数2〜10のアルキル基、Yは炭素数1〜3の
アルキル基、または−CF3または−CNを示す。ただし、
X≠Yである。)で表される(R,S)−アルコールを、
シュウドモナス属に属する微生物由来のリパーゼの存在
下に、トリグリセリドと反応させ、無溶媒下かつ実質的
に水分の存在しない条件下でエステル交換反応を行い、
R−体およびS−体のどちらか一方に富む光学活性なア
ルコールに分割する方法である。
前記クリバノフ(Klibanov)らの方法などに対し、本発
明の方法は、水分や水分の代わりに低級アルコールを用
いる必要のないことから、トリグリセリドの加水分解を
起こさず、酵素を有機溶媒中で安定に保ち、反応後の容
易な分離、再使用を可能にした。さらに微生物汚染が起
こらないため、特別な装置、防腐剤などの必要がなく、
解放系で反応を行うことができる。
次に、本発明方法について詳細に述べる。
本発明において、原料となる(R,S)−アルコールは、
容易に入手でき、また容易に合成することができる化合
物である。例えば、2−ブタノール、2−ペンタノー
ル、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタ
ノール、2−ノナノール、2−デカノール等は市販され
ているもので充分である。また、(1)式において、Y
=−CF3の場合は、キャンベル(Campbell)らの方法
(J.Am.Chem.Soc.,72,4380(1950))によって合成する
ことができる。Y=−CNについてもアルデヒドとシアン
化水素の反応により容易に合成が可能である。
また、トリグリセリドも容易に入手できるもので充分で
あり例えば、トリアセチン、トリプロピオニン、トリブ
チリン、トリステアリン、トリラウリン、トリミリスチ
ン、トリオレイン等が市販されている。
本発明において用いられる酵素は、リパーゼ、リポプロ
テインリパーゼ、あるいはエステラーゼと呼ばれるもの
が好ましいが、(R,S)−アルコールに作用してR−体
およびS−体のどちらか一方のアルコールと優先的にト
リグリセリドと不斉エステル交換反応する能力を有する
ものであれば種類を問わない。市販されているものとし
て、下記の表に列挙したものが上げられる。
また、上記の反応を行う能力を有する酵素を産生する微
生物を使用することが出来、その種属を問わない。かか
る微生物の例として、アルスロバクター(Arthrobacte
r)属、アクロモバクター(Acromobacter)属、アルカ
リゲネス(Alcaligenes)属、アスペルギルス(Aspergi
llus)属、クロモバクテリウム(Chromobacterium)
属、カンディダ(Candida)属、ムコール(Mucor)属、
シュウドモナス(Pseudomonas)属、リゾプス(Rhizopu
s)属等に属するものが挙げられる。
しかし、本発明目的を効果的に達成するためには、上記
酵素の中でも特にシュウドモナス属に属する微生物由来
のリパーゼが好ましい。
本発明を実施するに際し、(R,S)−アルコール、およ
びトリグリセリドは、いずれも特別の処理をせずに使用
することができる。
(R,S)−アルコールの不斉エステル交換反応は(R,S)
−アルコールをトリグリセリドと混合し、酵素と効率よ
く接触させることにより行われる。このとき反応温度は
20〜70℃が適当であり、特に好ましくは30〜45℃であ
る。反応時間は幅広く、48〜1000時間であり、反応温度
を高めたり、活性の高い酵素を用いたり、基質濃度を下
げたりすることにより反応時間の短縮も可能である。
基質である(R,S)−アルコールとトリグリセリドの割
合は、1:0.5〜1:5(モル比)であり、好ましくは1:1.2
〜1:2である。
このようにして不斉エステル交換反応を行った後、酵素
は通常の濾過操作で除去することができ、そのまま再使
用することができる。ろ液である反応液を減圧蒸溜する
ことにより、光学活性なエステルとアルコールをそれぞ
れ分離取得することができ、さらにエステルは、通常の
アルカリ加水分解をすることにより前述のアルコールと
の対掌体である光学活性なアルコールになる。
以上の操作により、R−体、S−体それぞれ、光学活性
なアルコールを得ることができる。
〔発明の効果〕
この発明の効果を列挙すれば、以下のとおりである。
一段階の反応で高純度の光学活性体を得ることがで
きる。しかも、溶媒を使用しないで、一段階の転化率
(1 pass conversion)を大幅に改善できる。
実質上水分の存在しない条件で反応を行うことか
ら、不必要なトリグリセリドの加水分解が殆ど起こらな
い。
反応が比較的低温で、なおかつ開放系で行なえるた
め、特別の装置、材料を必要としない。
酵素の回収、再使用が容易に行なえる。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例および比較例によって、更に詳し
く説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。
実施例1 酵素(天野製製薬製、リパーゼ「アマノ」P)10g、
(R,S)−2−オクタノール65.1g(0.5mol)、およびト
リブチリン208.0g(0.69mol)を三口フラスコに入れ、3
5℃で36日間撹拌して反応を行った。反応終了後、(こ
の時点で反応液中の化合物の比率をGPCにより調べたと
ころ、2−オクタノール14.9%、2−オクチルブチレー
ト27.0%、ジブチリン17.8%、トリブチリン36.1%の比
率であった。)濾過により酵素を除き、これをトルエン
で洗浄し、洗液をろ液に加え、次いで減圧蒸溜を行っ
た。
沸点78〜82℃/14mmHgでS−(+)−2−オクタノール2
2.8g(収率70%、>99%ee)を、そして沸点112℃/14mm
HgでR−(−)−2−オクチルブチレート42.9g(収率7
3%、72%ee)をそれぞれ得た。
R−(−)−2−オクチルブチレートは、さらにアルカ
リ加水分解してR−(−)−2−オクタノールとした
(収率98%、72%ee)。
得られた化合物の同定は、NMRチャートによる構造解
析、並びに施光計による施光度測定により行った。ま
た、光学純度は比施光度を求め、基準試料の値と比較す
ることにより定めた。
比較例1 実施例1と同じ割合で加えた化合物中にさらに0.1M−KB
P(pH8.0)50mlを加え反応を行い、77時間後GPCにより
反応液中の化合物の比率を見たところ、酪酸14.5%、2
−オクタノール46.4%、2−オクチルブチレート4.0
%、ジブチリン16.1%、トリブチリン15.5%という割合
であった。
このように水分存在下ではエステル交換反応よりもトリ
ブチリンの加水分解が優先的に起こり、光学分割を速や
かに行うことは出来なかった。
実施例2 実施例1で使用した酵素を、再び実施例1と同様の条件
で反応させたところ、S−(+)−2−オクタノール2
3.4g(収率71%、>99%ee)を、R−(−)−2−オク
チルブチレート46.2g(収率92%、69%ee)をそれぞれ
得た。
さらに数回この酵素を実施例1と同様に使用しても、殆
ど失活することなく反応し、目的とするS−(+)−2
−オクタノール、R−(−)−2−オクチルブチレート
をそれぞれ得ることができた。
得られた化合物の同定および光学純度の決定は実施例1
の方法に準じて行った。
実施例3 酵素(実施例1と同様のもの)40g、(R,S)−2−デカ
ノール158.3g(1mol)、およびトリブチリン332.6g(1.
1mol)を実施例1と同様に反応させたところ、沸点84℃
/4.5mmHgでS−(+)−2−デカノール64g(収率81
%、78%ee)、沸点107℃/3.5mmHgでR−(−)−2−
デシルブチレート105g(収率92%、71%ee)をそれぞれ
得た。
得られた化合物の同定および光学純度の決定は実施例1
の方法に準じて行った。
実施例4 アルコールを(R,S)−2−ペンタノールに代えて実施
例1と同様に反応させたところ、S−(+)−2−ペン
タノール(収率73.2%、62%ee)、R−(−)−2−ペ
ンチルブチレート(収率82.2%)をそれぞれ得た。得ら
れた化合物の同定および光学純度の決定は実施例1の方
法に準じて行った。
実施例5 トリグリセリドをトリプロピオニンに代えて、実施例1
と同様の反応を行ったところ、S−(+)−2−オクタ
ノール(収率71%、91%ee)、R−(−)−2−オクチ
ルプロピオネート(収率86%)をそれぞれ得た。得られ
た化合物の同定および光学純度の決定は実施例1の方法
に準じて行った。
実施例6〜9 以下、実施例1の方法に準じて下表に示す収率でそれぞ
れの光学活性2級アルコール類を得た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (Xは炭素数2〜10のアルキル基、Yは炭素数1〜3の
    アルキル基、または−CF3または−CNを示す。ただし、
    X≠Yである。)で表される(R,S)−アルコールを、
    シュウドモナス属に属する微生物由来のリパーゼの存在
    下に、トリグリセリドと反応させ、無溶媒下かつ実質的
    に水分の存在しない条件下でエステル交換反応を行い、
    R−体およびS−体のどちらか一方に富む光学活性なア
    ルコールに分割することを特徴とする生化学的手法によ
    る光学活性なアルコールの製造法。
JP61008997A 1986-01-21 1986-01-21 生化学的手法による光学活性なアルコ−ルの製造法 Expired - Lifetime JPH0740956B2 (ja)

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