JPH0751072B2 - Method for producing (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid - Google Patents

Method for producing (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid

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JPH0751072B2
JPH0751072B2 JP21870587A JP21870587A JPH0751072B2 JP H0751072 B2 JPH0751072 B2 JP H0751072B2 JP 21870587 A JP21870587 A JP 21870587A JP 21870587 A JP21870587 A JP 21870587A JP H0751072 B2 JPH0751072 B2 JP H0751072B2
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は微生物の培養物、その菌体またはピッグリバー
エステラーゼを利用する光学純度の高い(R)−(+)
−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸の製造方
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention utilizes a culture of a microorganism, its bacterial cells or pig river esterase and has a high optical purity (R)-(+).
-Γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid

[従来の技術] 近年、生理活性物質、香料などの合成が盛んに研究され
ているが、それらを合成する際に光学活性を有する物質
は重要な中間原料として着目されている。一般に生理活
性物質、香料などは光学異性体が存在すると大幅にその
活性が低下することが知られているため、原料となりう
る光学活性物質の光学純度は高くなければならない。す
なわち、同一化合物のばあい、比施光度の高いものが望
まれている。
[Prior Art] In recent years, the synthesis of physiologically active substances, fragrances, and the like has been actively studied, but substances having optical activity have been attracting attention as important intermediate raw materials when they are synthesized. It is generally known that the activity of physiologically active substances, fragrances and the like is greatly reduced when optical isomers are present, and therefore the optical purity of the optically active substance that can be used as a raw material must be high. That is, in the case of the same compound, it is desired that the compound has a high specific light rotation.

ところで、本発明の目的物質である(R)−(+)−γ
−ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸は様々な有機
化合物の原料となりうるが、とくに、生理活性物質、香
料などの原料あるいはその前駆体として有用であり、た
とえば、次に示すようなものがあげられる。
By the way, (R)-(+)-γ which is the target substance of the present invention
-Butyrolactone-γ-3-propionic acid can be a raw material for various organic compounds, but is particularly useful as a raw material for physiologically active substances, fragrances, or the precursor thereof, and examples thereof include the following. .

(1)シャスモラクトン(天然香料であるジャスミン油
の主構成成分)の中間原料(フレグランス・ジャーナ
ル、77巻124〜129頁(1986)参照)。
(1) Intermediate raw material of chasmolactone (main constituent of jasmine oil, which is a natural fragrance) (see Fragrance Journal, Vol. 77, pp. 124-129 (1986)).

(2)昆虫フェロモンであるエルダノライドの原料(ア
グリカルチュラル・バイオロジカル・ケミストリー(Ag
ric.Biol.Chem.)、49巻2775〜2776頁(1986)参照)。
(2) Ingredients for erdanolide, an insect pheromone (Agricultural Biological Chemistry (Ag
ric.Biol.Chem.), 49: 2775-2776 (1986)).

(3)白血病に対する医薬であるステガノドンの原料
(テトラヘドロン・レターズ(Tetrahedoron Letter
s)、21巻2709頁(1980)参照)。
(3) Raw material of steganodon, a drug for leukemia (Tetrahedoron Letters
s), 21: 2709 (1980)).

(4)マメコガネのフェロモン(特開昭59−157055号公
報参照)。
(4) A beetle pheromone (see JP-A-59-157055).

従来より、(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−
3−プロピオン酸の製造方法としては、デー・ピリルロ
(D.Pirillo)らによる方法(イル・ファルマコ・エデ
ィジオネ・サイエンティフィカ(I1.Farmaco.Ed.Sc
i.)、40巻、623〜629頁(1985)参照)が知られている
が、えられる目的物の比施光度が▲[α]22 D▼=+35.
5゜(c=1.00、クロロホルム)と低く、また特開昭61
−205270号公報にも(R)−(+)−γ−ブチロラクト
ン−γ−3−プロピオン酸の製造方法が開示されている
が、比施光度が▲[α]25 D▼=+21.6゜(c=0.66、H
2O)と低いため生理活性物質、香料などの原料として使
用しがたいという欠点を有する。
Conventionally, (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-
As a method for producing 3-propionic acid, a method by D. Pirillo et al. (I1.Farmaco.Ed.Sc.
i.), 40, pp. 623-629 (1985)), but the specific illumination of the obtained target is ▲ [α] 22 D ▼ = +35.
Low as 5 ° (c = 1.00, chloroform)
Japanese Patent Publication No. 205270-A also discloses a method for producing (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid, but the specific irradiance is ▲ [α] 25 D ▼ = + 21.6 °. (C = 0.66, H
Since it is as low as 2 O), it has a drawback that it is difficult to use as a raw material for physiologically active substances and fragrances.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3
−プロピオン酸を容易かつ高収率でしかも高い光学純度
で製造する方法を提供することを目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] In the present invention, (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3
-An object of the present invention is to provide a method for producing propionic acid easily, in high yield and with high optical purity.

[問題点を解決するための手段] しかして本発明者らは、従来技術の問題点に鑑み鋭意検
討した結果、特定の微生物を用いて(R)−(+)−γ
−ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸エステルを加
水分解することにより、高収率かつ高い光学純度で
(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピ
オン酸がえられることを見出し本発明を完成するに至っ
た。
[Means for Solving Problems] However, as a result of intensive studies in view of the problems of the prior art, the present inventors have found that (R)-(+)-γ using a specific microorganism.
It was found that (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid can be obtained in high yield and high optical purity by hydrolyzing -butyrolactone-γ-3-propionic acid ester. The invention was completed.

すなわち本発明は、一般式(I): (式中、Rはt−ブチル基を除く、炭素数1〜4の低級
アルキル基を表わす)で示される(R)−(+)−γ−
ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸エステルをクロ
モバクテリウム(Chromobacterium)属、フラボバクテ
リウム(Flavobacterium)属、シュードモナス(Pseudo
monas)属およびバシルス(Bacillus)属からなる群よ
り選ばれた属に属する微生物の培養物、その菌体または
ピッグリバーエステラーゼに接触せしめることにより、
一般式(II): で示される(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−
3−プロピオン酸に導くことを特徴とする(R)−
(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸の
製造方法に関する。
That is, the present invention has the general formula (I): (In the formula, R represents a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms excluding t-butyl group) (R)-(+)-γ-
Butyrolactone-γ-3-propionic acid ester was used in the genus Chromobacterium, Flavobacterium, Pseudomonas.
monas) and a culture of a microorganism belonging to the genus selected from the group consisting of the genus Bacillus (Bacillus), by contacting the bacterial cells or pig river esterase,
General formula (II): (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-
(R) -characterized by leading to 3-propionic acid
It relates to a method for producing (+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid.

[作用および実施例] 本発明の出発原料として使用される一般式(I)で示さ
れる化合物(以下、化合物(I)という)はたとえば、
すでに本発明者らによって出願された明細書中に記載さ
れた以下に示す一連の工程によってうることができるが
(特願昭61−206435号および特願昭61−229260号各明細
書参照)、前記出発原料はいかなる方法によりえられる
ものでもよいのはもとよりである。
[Action and Example] The compound represented by the general formula (I) (hereinafter, referred to as compound (I)) used as a starting material of the present invention is, for example,
Although it can be obtained by the following series of steps already described in the specification filed by the present inventors (see Japanese Patent Application No. 61-206435 and Japanese Patent Application No. 61-229260). Of course, the starting material may be obtained by any method.

(式中、Rは前記と同じ) 本発明の目的化合物である一般式(II)で示される化合
物(以下、化合物(II)という)は出発原料である化合
物(I)を微生物の培養物、その菌体またはピッグリバ
ーエステラーゼに適当な方法で接触させることによりえ
られる。ここで、出発原料である化合物(I)の代わり
に化合物(I)のRがt−ブチル基である化合物を用い
たばあいには該化合物は微生物では加水分解できない。
またRが炭素数5個以上のアルキル基である化合物の合
成は困難であるため実用的でない。また、化合物(II)
を酸で加水分解するとエステル基と同時にラクトン環が
加水分解されるためラセミ体がえられる。
(In the formula, R is the same as above) The compound represented by the general formula (II) (hereinafter referred to as compound (II)), which is the target compound of the present invention, is obtained by converting the starting compound (I) into a microorganism culture, It can be obtained by contacting the cells or pig river esterase by an appropriate method. Here, when a compound in which R of compound (I) is a t-butyl group is used instead of compound (I) as a starting material, the compound cannot be hydrolyzed by microorganisms.
Further, it is not practical because it is difficult to synthesize a compound in which R is an alkyl group having 5 or more carbon atoms. In addition, compound (II)
When is hydrolyzed with acid, the lactone ring is hydrolyzed at the same time as the ester group to give a racemate.

上記微生物としてはエステラーゼ活性の強い微生物、た
とえばシュードモナス・ジミヌタ(Pseudomonas diminu
ta、IFO13181、13182)、クロモバクテリウム・チョコ
ラタム(Chromobacterium chocolatum、IFO3758)、フ
ラボバクテリウム・ルテセンス(Flavobacterium lutes
cens、IFO3084)、シュードモナス・ジニトリフィカン
ス(Pseudomonas dinitrificans、IFO13302)、バシル
ス・プミルス(Bacillus pumilus、IFO3813)などがあ
げられる。
Examples of the above-mentioned microorganism include microorganisms having a strong esterase activity, such as Pseudomonas diminu
ta, IFO13181, 13182), Chromobacterium chocolatum (IFO3758), Flavobacterium lutes (Flavobacterium lutes
cens, IFO3084), Pseudomonas dinitrificans (IFO13302), Bacillus pumilus (IFO3813), and the like.

本発明において微生物の培養はバクテリアの通常の培養
方法によって行なわれる。たとえば、肉エキス、グルコ
ース、カゼイン分解物などを含む培地で一定時間振とう
又は撹拌培養を行なって菌体を増殖させる。培養温度
は、通常20〜50℃、好ましくは25〜40℃であり、培養時
間は通常1〜120時間、好ましくは2〜72時間である。
菌体はえられた培養物を遠心分離などの操作によって分
離される。
In the present invention, the culturing of the microorganism is carried out by the usual culturing method of bacteria. For example, cells are grown by shaking or stirring culture for a certain period of time in a medium containing meat extract, glucose, casein degradation product and the like. The culturing temperature is usually 20 to 50 ° C, preferably 25 to 40 ° C, and the culturing time is usually 1 to 120 hours, preferably 2 to 72 hours.
The cells are separated from the obtained culture by an operation such as centrifugation.

本発明の目的は、出発原料である化合物(I)を微生物
の培養物、その菌体またはピッグリバーエステラーゼに
適当な方法で接触させることにより達成される。ここで
接触させる方法としては以下に述べるような方法があげ
られる。すなわち、培養物をそのまま用いるばあいには
酸またはアルカリ溶液でpHを5〜7、好ましくは6〜7
に調整したのちに、また、菌体またはピッグリバーエス
テラーゼを用いるばあいにはpHを5〜7、好ましくは6
〜7の緩衝溶液に懸濁させたのちに出発原料である化合
物(I)を添加し撹拌する。上記以外の方法としては通
常よく用いられるカラーギナン、コラーゲン、アルギン
酸、寒天などの公知の固定化担体、あるいはウレタン
系、PVA系、高吸水性樹脂、光硬化性樹脂などの合成ポ
リマーに、前記微生物の培養物、その菌体またはピッグ
リバーエステラーゼを適当な方法で固定化することによ
っても同じ目的を達成することができる。反応時間は通
常1〜200時間、好ましくは1〜120時間であり、1時間
未満のばあいかなりの原料が未反応のまま残り、200時
間をこえるばあい酵素が失活し、反応速度がいちじるし
く低下する傾向がある。反応温度は、通常20〜50℃、好
ましくは25〜35℃であり、20℃未満のばあい反応速度が
遅く実用的でなく、50℃をこえるばあい酵素の失活がい
ちじるしく、収率が低下する傾向がある。
The object of the present invention is achieved by contacting a starting material, compound (I), with a culture of a microorganism, its cells or pig river esterase by a suitable method. Examples of the method of contacting here include the methods described below. That is, when the culture is used as it is, the pH is 5 to 7, preferably 6 to 7 with an acid or alkaline solution.
After adjusting to pH, and when using bacterial cells or pig river esterase, the pH is adjusted to 5 to 7, preferably 6
After suspending in a buffer solution of ~ 7, compound (I) as a starting material is added and stirred. As a method other than the above, commonly used immobilization carriers such as color ginnan, collagen, alginic acid, and agar, or urethane-based, PVA-based, superabsorbent resin, synthetic polymers such as photocurable resin, the above-mentioned microorganism The same purpose can be achieved by immobilizing the culture, its cells or pig river esterase by a suitable method. The reaction time is usually 1 to 200 hours, preferably 1 to 120 hours. If it is less than 1 hour, a considerable amount of the raw material remains unreacted, and if it exceeds 200 hours, the enzyme is deactivated and the reaction rate is remarkably high. Tends to decline. The reaction temperature is usually 20 to 50 ° C., preferably 25 to 35 ° C. When the temperature is lower than 20 ° C., the reaction rate is slow and not practical, and when it exceeds 50 ° C., the enzyme is inactivated significantly and the yield is high. Tends to decline.

反応の終点はTLC(thin−layer chromatography)で確
認し決定され、遠心分離などの方法で菌体を除去後、上
澄み液をpH7〜7.5に調整し、酢酸エチルなどの有機溶媒
で未反応の化合物(I)を抽出する。ついで、水溶液を
pH3〜4に調整し、再度有機溶媒で抽出したのち、乾
燥、溶媒留去を行ない、化合物(II)をうることができ
る。
The end point of the reaction is confirmed and determined by TLC (thin-layer chromatography). After removing the cells by a method such as centrifugation, the supernatant liquid is adjusted to pH 7 to 7.5, and the unreacted compound is diluted with an organic solvent such as ethyl acetate. Extract (I). Then, the aqueous solution
The compound (II) can be obtained by adjusting the pH to 3 to 4, extracting again with an organic solvent, drying and distilling off the solvent.

以下に本発明を参考例および実施例によってさらに詳し
く説明するが、本発明は何らこれらに限定されるもので
はない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Examples, but the present invention is not limited thereto.

参考例1 1容のフラスコに第1表に示す組成の反応液500mlを
調整し、希水酸化ナトリウム水溶液でpHを6.8にしたの
ち、サッカロマイセス・セルビジアェ(Saccharomyces
cerevisiae、IFO2044)(オリエンタル酵母工業(株)
製)20g、4−オキソピメリン酸モノエチルエステル5.0
gを加え30℃で72時間反応させた。反応終了後、遠心分
離により菌体を除去し、上澄み液を0〜5℃の冷却下に
pHを2.0に調整し酢酸エチル100mlで3回抽出した。酢酸
エチル層を硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃縮して
油状の粗(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3
−プロピオン酸エチルエステル3.0gをえた。これをシリ
カゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホル
ム/酢酸エチル=8/2(容量比))で精製して、さらにT
LC、逆相クロマトグラフィー(C18カラム、0.01%リン
酸水溶液(pH3)/メタノール=7/3(容量比))で精製
し、純度100%の(R)−(+)−γ−ブチロラクトン
−γ−3−プロピオン酸エチルエステル2.5gをえた(収
率54.0%)。比施光度は▲[α]23 D▼=+59.6゜(c
=1.01、クロロホルム)であった。1 H−NMRおよびIRによる分析結果を以下に示す。1 H−NMR(300MHz、CDCl3)δ(ppm): 1.27(s、3H)、1.92(m、3H)、 2.34(m、1H)、2.47(m、4H)、 4.11(q、2H)、4.48(m、1H)、 IR(neat)(cm-1): 3000、2950、1780、1740、1380、1350、1260、1180、10
50 参考例2 4−オキソピメリン酸モノエチルエステル5.0gの代わり
に4−オキソピメリン酸モノメチルエステル5.0gを用い
たほかは参考例1と同様の操作を行ない、純度100%の
(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピ
オン酸メチルエステル1.1gをえた(収率24.0%)。比施
光度は▲[α]25 D▼=+61.79゜(c=0.81、クロロホ
ルム)であった。1 H−NMRおよびIRによる分析結果を以下に示す。1 H−NMR(300MHz、CDCl3)δ(ppm): 1.65〜1.92(m、3H)2.15〜2.40(m、5H)、3.52
(s、3H)、4.35(m、1H) IR(neat)(cm-1): 2950、1780、1760、1440、1350、1260、1180、1050 参考例3 4−オキソピメリン酸モノエチルエステル5.0gの代わり
に4−オキソピメリン酸モノプロピルエステル5.0gを用
いたほかは参考例1と同様の操作を行ない、純度100%
の(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロ
ピオン酸プロピルエステル1.2gをえた(収率26.0%)。
比施光度は▲[α]25 D▼=+53.31゜(c=1.24、クロ
ロホルム)であった。1 H−NMRおよびIRによる分析結果を以下に示す。1 H−NMR(300MHz、CDCl3)δ(ppm): 0.85(t、3H)、1.52(m、2H)、1.70〜1.93(m、3
H)、2.20〜2.42(m、5H)、3.92(t、2H)、4.40
(m、1H) IR(neat)(cm-1): 3500、2950、1780、1740、1460、1420、1350、1270、11
80、1050、960 参考例4 4−オキソピメリン酸モノエチルエステル5.0gの代わり
に4−オキソピメリン酸モノブチルエステルを5.0g用い
たほかは参考例1と同様の操作を行ない、純度100%の
(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピ
オン酸ブチルエステル1.5gをえた(収率32.0%)。比施
光度は▲[α]25 D▼=+49.76゜(c=1.04,クロロホ
ルム)であった。1 H−NMRおよびIRによる分析結果を以下に示す。1 H−NMR(300MHz、CDCl3)δ(ppm): 0.85(t、3H)、1.28(m、2H)、1.50(m、2H)、1.
70〜1.95(m、3H)、2.20〜2.42(m、5H)、3.95
(m、2H)4.39(m、1H) IR(neat)(cm-1): 2960、1780、1740、1460、1420、1360、1260、1180、10
50、960 実施例1 200ml容のフラスコ中、0.2Mリン酸緩衝液(pH7.0)100m
lとピッグリバーエステラーゼ(シグマ社製)270単位を
加えたのち、参考例1でえられた(R)−(+)−γ−
ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸エチルエステル
5gを添加し、途中水酸化カリウム溶液でpHを7.0に調整
しながら30℃で2時間撹拌した。
Reference example 1 After preparing 500 ml of the reaction solution having the composition shown in Table 1 in a 1-volume flask and adjusting the pH to 6.8 with a dilute aqueous sodium hydroxide solution, Saccharomyces cervidiae (Saccharomyces
cerevisiae, IFO2044) (Oriental Yeast Co., Ltd.)
20 g, 4-oxopimelic acid monoethyl ester 5.0
g was added and reacted at 30 ° C. for 72 hours. After completion of the reaction, cells were removed by centrifugation and the supernatant was cooled at 0-5 ° C.
The pH was adjusted to 2.0 and the mixture was extracted 3 times with 100 ml of ethyl acetate. The ethyl acetate layer was dried over sodium sulfate and concentrated under reduced pressure to give an oily crude (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3.
-3.0 g of ethyl propionate were obtained. This was purified by silica gel column chromatography (eluent: chloroform / ethyl acetate = 8/2 (volume ratio)) and further purified by T
Purified by LC, reverse phase chromatography (C 18 column, 0.01% phosphoric acid aqueous solution (pH 3) / methanol = 7/3 (volume ratio)), and 100% pure (R)-(+)-γ-butyrolactone- 2.5 g of γ-3-propionic acid ethyl ester was obtained (yield 54.0%). The relative light intensity is ▲ [α] 23 D ▼ = + 59.6 ° (c
= 1.01, chloroform). The analysis results by 1 H-NMR and IR are shown below. 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 1.27 (s, 3H), 1.92 (m, 3H), 2.34 (m, 1H), 2.47 (m, 4H), 4.11 (q, 2H), 4.48 (m, 1H), IR (neat) (cm -1 ): 3000, 2950, 1780, 1740, 1380, 1350, 1260, 1180, 10
50 Reference Example 2 The same operation as in Reference Example 1 was carried out except that 5.0 g of 4-oxopimelic acid monomethyl ester was used instead of 5.0 g of 4-oxopimelic acid monoethyl ester, and 100% pure (R)-(+) was used. 1.1 g of -γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid methyl ester was obtained (yield 24.0%). The specific optical rotation was ▲ [α] 25 D ▼ = + 61.79 ° (c = 0.81, chloroform). The analysis results by 1 H-NMR and IR are shown below. 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 1.65 to 1.92 (m, 3H) 2.15 to 2.40 (m, 5H), 3.52
(S, 3H), 4.35 (m, 1H) IR (neat) (cm -1 ): 2950, 1780, 1760, 1440, 1350, 1260, 1180, 1050 Reference Example 3 4-oxopimelic acid monoethyl ester 5.0 g The same operation as in Reference Example 1 was carried out except that 5.0 g of 4-oxopimelic acid monopropyl ester was used instead, and the purity was 100%.
(R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid propyl ester (1.2 g) was obtained (yield 26.0%).
The specific optical rotation was ▲ [α] 25 D ▼ = + 53.31 ° (c = 1.24, chloroform). The analysis results by 1 H-NMR and IR are shown below. 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 0.85 (t, 3H), 1.52 (m, 2H), 1.70 to 1.93 (m, 3)
H), 2.20 ~ 2.42 (m, 5H), 3.92 (t, 2H), 4.40
(M, 1H) IR (neat) (cm -1 ): 3500, 2950, 1780, 1740, 1460, 1420, 1350, 1270, 11
80, 1050, 960 Reference Example 4 The same operation as in Reference Example 1 was performed except that 5.0 g of 4-oxopimelic acid monobutyl ester was used in place of 5.0 g of 4-oxopimelic acid monoethyl ester, and the purity of 100% (R )-(+)-Γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid butyl ester (1.5 g) was obtained (yield 32.0%). The specific optical rotation was ▲ [α] 25 D ▼ = + 49.76 ° (c = 1.04, chloroform). The analysis results by 1 H-NMR and IR are shown below. 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 0.85 (t, 3H), 1.28 (m, 2H), 1.50 (m, 2H), 1.
70 ~ 1.95 (m, 3H), 2.20 ~ 2.42 (m, 5H), 3.95
(M, 2H) 4.39 (m, 1H) IR (neat) (cm -1 ): 2960, 1780, 1740, 1460, 1420, 1360, 1260, 1180, 10
50, 960 Example 1 0.2M phosphate buffer (pH 7.0) 100m in a 200ml flask
and 270 units of pig river esterase (manufactured by Sigma) were added, and then (R)-(+)-γ-obtained in Reference Example 1 was added.
Butyrolactone-γ-3-propionic acid ethyl ester
5 g was added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours while adjusting the pH to 7.0 with potassium hydroxide solution.

TLCで反応終了を確認したのち、氷冷下塩酸でpHを3.0に
調整し、酢酸エチル30mlで4回抽出を行なった。酢酸エ
チル層を硫酸ナトリウムで乾燥したのち、減圧留去し、
冷却することにより白色結晶をえた。さらに、該結晶を
ベンゼンで再結晶し、純度100%のγ−ブチロラクトン
−γ−3−プロピオン酸3.2gをえた(収率75%)。えら
れた化合物は比施光度が▲[α]25 D▼=+60.96゜(c
=0.976、H2O)の(R)−(+)−γ−ブチロラクトン
−γ−3−プロピオン酸であった。また融点は54.5〜55
℃であった。1 H−NMRおよびIRによる分析結果を以下に示す。1 H−NMR(300MHz、CDCl3)δ(ppm): 1.80〜2.05(m、3H)、2.30〜2.6(m、5H)、4.53
(m、1H)、9.25(broad s、1H) IR(KBr)(cm-1): 3190、1740、1720、1460、1440、1420、1380、1360、13
10、1260、1230、1200、1160、1080、1040、960、920 ここでえられた(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−
γ−3−プロピオン酸と、別途有機化学的手法のみでえ
られる(±)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピオ
ン酸の1H−NMRおよびIRスペクトルは一致した。
After confirming the completion of the reaction by TLC, the pH was adjusted to 3.0 with hydrochloric acid under ice cooling, and the mixture was extracted 4 times with 30 ml of ethyl acetate. The ethyl acetate layer was dried over sodium sulfate and then evaporated under reduced pressure,
White crystals were obtained by cooling. Further, the crystal was recrystallized from benzene to obtain 3.2 g of 100% pure γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid (yield 75%). The obtained compound has a specific irradiance of ▲ [α] 25 D ▼ = + 60.96 ° (c
= 0.976, H 2 O) (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid. The melting point is 54.5-55.
It was ℃. The analysis results by 1 H-NMR and IR are shown below. 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 1.80 to 2.05 (m, 3H), 2.30 to 2.6 (m, 5H), 4.53
(M, 1H), 9.25 (broad s, 1H) IR (KBr) (cm -1 ): 3190, 1740, 1720, 1460, 1440, 1420, 1380, 1360, 13
10, 1260, 1230, 1200, 1160, 1080, 1040, 960, 920 (R)-(+)-γ-butyrolactone-obtained here
1 H-NMR and IR spectra of γ-3-propionic acid and (±) -γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid, which can be obtained only by an organic chemical method, were in agreement.

実施例2 参考例1でえられた(R)−(+)−γ−ブチロラクト
ン−γ−3−プロピオン酸エチルエステル5gの代わりに
参考例2でえられた(R)−(+)−γ−ブチロラクト
ン−γ−3−プロピオン酸メチルエステル1gを用い、反
応時間を30分に代えたほかは実施例1と同様の操作を行
ない、純度100%の(R)−(+)−γ−ブチロラクト
ン−γ−3−プロピオン酸0.45gをえた(収率53%)。
この化合物の比施光度は、▲[α]25 D▼=+59.76゜
(c=0.900、H2O)で、その他の分析結果は実施例1と
一致した。
Example 2 Instead of 5 g of (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid ethyl ester obtained in Reference Example 1, (R)-(+)-γ obtained in Reference Example 2 -Butyrolactone-γ-3-propionic acid methyl ester 1 g was used, and the same operation as in Example 1 was performed except that the reaction time was changed to 30 minutes, and (R)-(+)-γ-butyrolactone having a purity of 100% was used. 0.45 g of -γ-3-propionic acid was obtained (yield 53%).
The specific optical rotation of this compound was ▲ [α] 25 D ▼ = + 59.76 ° (c = 0.900, H 2 O), and the other analytical results were in agreement with those of Example 1.

実施例3 参考例1でえられた(R)−(+)−γ−ブチロラクト
ン−γ−3−プロピオン酸エチルエステル5gの代わり
に、参考例3でえられた(R)−(+)−γ−ブチロラ
クトン−γ−3−プロピオン酸プロピルエステル1gを用
い、反応時間を1時間に代えたほかは、実施例1と同様
の操作を行ない、純度100%の(R)−(+)−γ−ブ
チロラクトン−γ−3−プロピオン酸0.59gをえた(収
率69%)。この化合物の比施光度は、▲[α]25 D▼=
+60.02゜(c=0.985、H2O)で、その他の分析結果は
実施例1と一致した。
Example 3 Instead of 5 g of (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid ethyl ester obtained in Reference Example 1, (R)-(+)-obtained in Reference Example 3 Using the same procedure as in Example 1 except that 1 g of γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid propyl ester was used and the reaction time was changed to 1 hour, 100% pure (R)-(+)-γ -Butyrolactone-γ-3-propionic acid 0.59 g was obtained (yield 69%). The specific irradiance of this compound is ▲ [α] 25 D ▼ =
At + 60.02 ° (c = 0.985, H 2 O), the other analytical results were in agreement with those of Example 1.

実施例4 参考例1でえられた(R)−(+)−γ−ブチロラクト
ン−γ−3−プロピオン酸エチルエステル5gの代わりに
参考例4でえられた(R)−(+)−γ−ブチロラクト
ン−γ−3−プロピオン酸ブチルエステル1gを用いたほ
かは実施例1と同様の操作を行ない、純度100%の
(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピ
オン酸0.56gをえた(収率66%)。この化合物は比施光
度は、▲[α]25 D▼=+60.56゜(c=1.01、H2O)
で、その他の分析結果は実施例1と一致した。
Example 4 Instead of 5 g of (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid ethyl ester obtained in Reference Example 1, (R)-(+)-γ obtained in Reference Example 4 -Butyrolactone-γ-3-propionic acid butyl ester was used in the same manner as in Example 1 except that 1 g of (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid having a purity of 100% was used. g was obtained (yield 66%). The specific irradiance of this compound is ▲ [α] 25 D ▼ = + 60.56 ° (c = 1.01, H 2 O)
The other analysis results were in agreement with those of Example 1.

実施例5 ペプトン肉エキス寒天斜面培地で30℃、48時間培養した
シュードモナス・ジミヌタ(IFO13181)の菌体−白金耳
を、第2表に示す組成の液体培地10mlを分注した2×18
cmの試験管に接種したのち、30℃で24時間振とう培養を
行ない、種菌液を調整した。
Example 5 Pseudomonas diminuta (IFO13181) cell-platinum loops cultured in a peptone meat extract agar slant medium at 30 ° C. for 48 hours were dispensed with 10 ml of a liquid medium having the composition shown in Table 2 2 × 18.
After inoculating a cm test tube, shaking culture was carried out at 30 ° C. for 24 hours to prepare a seed culture solution.

つぎに、この種菌液1mlを、第2表に示した組成の液体
培地100mlを分注した500ml容の坂口フラスコに接種し、
30℃で24時間培養した。えられた菌体を遠心分離により
集菌し、0.2Mリン酸緩衝液(pH7.0)50mlに懸濁したの
ち、参考例1でえられた(R)−(+)−γ−ブチロラ
クトン−γ−3−プロピオン酸エチルエステル1gを添加
し、途中水酸化カリウム溶液でpHを7.0に調整しながら3
0℃で5時間反応させた。TLCで反応の終了を確認したの
ち、遠心分離により菌体を除去し、上澄み液から未反応
の(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロ
ピオン酸エチルエステルを酢酸エチルで抽出して取り除
き、ついで、水層を氷冷下希塩酸でpH3.0に調整し、酢
酸エチルで抽出した。酢酸エチル層を硫酸ナトリウムで
乾燥したのち、減圧留去し、冷却することにより白色結
晶をえた。さらに該結晶をベンゼンで再結晶し、純度10
0%のγ−ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸0.57g
をえた(収率67%)。この化合物は、比施光度が、▲
[α]25 D▼=+60.75゜(c=0.980、H2O)の(R)−
(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸で
あり、その他の分析結果は実施例1と一致した。
Next, 1 ml of this inoculum solution was inoculated into a 500 ml Sakaguchi flask into which 100 ml of the liquid medium having the composition shown in Table 2 was dispensed,
The cells were cultured at 30 ° C for 24 hours. The obtained bacterial cells were collected by centrifugation and suspended in 50 ml of 0.2 M phosphate buffer (pH 7.0), and then (R)-(+)-γ-butyrolactone-obtained in Reference Example 1 was collected. 1 g of γ-3-propionic acid ethyl ester was added, and while adjusting the pH to 7.0 with potassium hydroxide solution, 3
The reaction was carried out at 0 ° C for 5 hours. After confirming the completion of the reaction by TLC, the cells were removed by centrifugation, and the unreacted (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid ethyl ester was extracted with ethyl acetate from the supernatant. Then, the aqueous layer was adjusted to pH 3.0 with dilute hydrochloric acid under ice cooling and extracted with ethyl acetate. The ethyl acetate layer was dried over sodium sulfate, evaporated under reduced pressure, and cooled to give white crystals. Further, the crystal was recrystallized from benzene to obtain a purity of 10
0.57 g of 0% γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid
Was obtained (yield 67%). This compound has a specific irradiance of ▲
[Α] 25 D ▼ = + 60.75 ° (c = 0.980, H 2 O) (R)-
(+)-Γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid, and the other analysis results were in agreement with those of Example 1.

実施例6 シュードモナス・ジミヌタ(IFO13181)の代わりにクロ
モバクテリウム・チョコラタム(IFO3758)を用い、培
養時間を36時間に代えたほかは、実施例5と同様の操作
を行ない、0.22gの(R)−(+)−γ−ブチロラクト
ン−γ−3−プロピオン酸をえた(収率26%)。この化
合物の比施光度は▲[α]25 D▼=+59.86゜(c=1.0
5、H2O)で、その他の分析結果は実施例1と一致した。
Example 6 Chromobacterium chocolatum (IFO3758) was used in place of Pseudomonas diminuta (IFO13181), and the culture time was changed to 36 hours. The same operation as in Example 5 was carried out to obtain 0.22 g of (R). -(+)-Γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid was obtained (yield 26%). The specific rotation of this compound is ▲ [α] 25 D ▼ = + 59.86 ° (c = 1.0
5, H 2 O) and other analytical results were in agreement with those of Example 1.

実施例7 シュードモナス・ジミヌタ(IFO13181)の代わりにフラ
ボバクテリウム・ルテセンス(IFO3084)を用い、培養
時間を36時間に代えたほかは、実施例5と同様の操作を
行ない、0.29gの(R)−(+)−γ−ブチロラクトン
−γ−3−プロピオン酸をえた(収率34%)。この化合
物の比施光度は、▲[α]25 D▼=+59.97゜(c=0.9
8、H2O)で、その他の分析結果は実施例1と一致した。
Example 7 Pseudomonas diminuta (IFO13181) was replaced with Flavobacterium lutesense (IFO3084) and the culture time was changed to 36 hours. The same operation as in Example 5 was carried out to obtain 0.29 g of (R). -(+)-Γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid was obtained (yield 34%). The specific irradiance of this compound is ▲ [α] 25 D ▼ = + 59.97 ° (c = 0.9
8, H 2 O) and other analytical results were in agreement with those of Example 1.

実施例8 シュードモナス・ジミヌタ(IFO13181)の代わりにバシ
ルス・プミルス(IFO3813)を用い、反応時間を12時間
にかえたほかは、実施例5と同様の操作を行ない、0.19
gの(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プ
ロピオン酸をえた(収率22%)。この化合物の比施光度
は▲[α]25 D▼=+59.76゜(c=0.975、H2O)で、そ
の他の分析結果は実施例1と一致した。
Example 8 The same procedure as in Example 5 was repeated except that Bacillus pumilus (IFO3813) was used instead of Pseudomonas diminuta (IFO13181) and the reaction time was changed to 12 hours.
g (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid was obtained (yield 22%). The specific optical rotation of this compound was ▲ [α] 25 D ▼ = + 59.76 ° (c = 0.975, H 2 O), and the other analytical results were in agreement with those of Example 1.

実施例9 実施例5で培養したシュードモナス・ジミヌタ(IFO131
81)の菌体−白金耳を、3.7%ブレイン・ハート・イン
フュージョン(Difco社製)液体培地10mlを分注した2
×18cmの試験管に接種し、30℃で24時間培養した。この
種菌液1mlを上記のブレイン・ハート・インフュージョ
ン培地を100ml分注した500ml容の坂口フラスコに接種
し、30℃で24時間培養した。えられた菌体を遠心分離に
より集菌し、実施例5と同様の方法で反応、さらに抽出
精製することにより、0.50gの(R)−(+)−γ−ブ
チロラクトン−γ−3−プロピオン酸をえた(収率59
%)。この化合物の比施光度は▲[α]25 D▼=+60.16
゜(c=1.10、H2O)であり、その他の分析結果は実施
例1と一致した。
Example 9 Pseudomonas diminuta (IFO131 cultured in Example 5
The bacterial cell-platinum loop of 81) was dispensed with 10 ml of 3.7% Brain Heart Infusion (manufactured by Difco) liquid medium 2
It was inoculated into a × 18 cm test tube and cultured at 30 ° C. for 24 hours. 1 ml of this inoculum solution was inoculated into a 500 ml Sakaguchi flask into which 100 ml of the Brain Heart Infusion medium was dispensed, and cultured at 30 ° C for 24 hours. The obtained cells were collected by centrifugation, reacted in the same manner as in Example 5, and extracted and purified to give 0.50 g of (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propion. Acid was obtained (yield 59
%). The specific irradiance of this compound is ▲ [α] 25 D ▼ = + 60.16
(C = 1.10, H 2 O), and other analytical results were in agreement with those of Example 1.

[発明の効果] 本発明によれば、(R)−(+)−γ−ブチロラクトン
−γ−3−プロピオン酸を高収率かつ高光学純度で容易
に合成しうるという効果を奏する。
[Effect of the Invention] According to the present invention, there is an effect that (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid can be easily synthesized with high yield and high optical purity.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12P 17/04 C12R 1:38) (C12P 17/04 C12R 1:07) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location (C12P 17/04 C12R 1:38) (C12P 17/04 C12R 1:07)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式(I): (式中、Rはt−ブチル基を除く、炭素数1〜4の低級
アルキル基を表わす) で示される(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−
3−プロピオン酸エステルをクロモバクテリウム属、フ
ラボバクテリウム属、シュードモナス属およびバシルス
属からなる群より選ばれた属に属する微生物の培養物、
その菌体またはピッグリバーエステラーゼに接触せしめ
ることにより、一般式 (II): で示される(R)−(+)−γ−ブチロラクトン−γ−
3−プロピオン酸に導くことを特徴とする(R)−
(+)−γ−ブチロラクトン−γ−3−プロピオン酸の
製造方法。
1. General formula (I): (In the formula, R represents a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms excluding t-butyl group) (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-
A culture of a microorganism belonging to the genus selected from the group consisting of the genus Chromobacterium, the genus Flavobacterium, the genus Pseudomonas and the genus Bacillus, wherein 3-propionate is
By bringing them into contact with the cells or pig river esterase, the compound of the general formula (II): (R)-(+)-γ-butyrolactone-γ-
(R) -characterized by leading to 3-propionic acid
A method for producing (+)-γ-butyrolactone-γ-3-propionic acid.
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