JPH0751091A - 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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JPH0751091A
JPH0751091A JP19753393A JP19753393A JPH0751091A JP H0751091 A JPH0751091 A JP H0751091A JP 19753393 A JP19753393 A JP 19753393A JP 19753393 A JP19753393 A JP 19753393A JP H0751091 A JPH0751091 A JP H0751091A
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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、効率的に得る方法を提供すること。 【構成】コリネバクテリウム属またはミクロコッカス属
に属し、1−ベンジルオキシ−2−アセトキシアルカン
のR体とS体の混合物に作用させたとき、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コリネ
バクテリウム グルタミカム ATCC13059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、光学活性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
の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、コリネバクテリウム属、
ミクロコッカス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(Biosci.Bio
tech.Biochem.,)57巻、1334〜1
337(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、上記光学活性化
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、かかる方法では、上記微生物または
その菌体処理物等を作用させる1−アリールオキシ−2
−アルキルアセテートのラセミ体の最適基質濃度は0.
05〜2.0%程度にすぎず、該基質濃度を越えてこの
化合物を作用させた場合、R体の1−アリールオキシ−
2−アセトキシアルカンの加水分解率が極端に低下して
しまう問題があった。従って、この方法により、光学活
性な1,2−アルキルジオール誘導体として上記R体の
1−アリールオキシ−2−アルカノールを、工業的に満
足できるだけの量を製造することは困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする手段】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易い構造にあるも
のを、効率的に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であるベ
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
定の微生物の培養液、菌体または菌体処理物を作用させ
ることにより、高い基質濃度においても、光学活性1−
ベンジルオキシ−2−アルカノールを良好に製造できる
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、コリネバクテリウム属ま
たはミクロコッカス属に属し、1−ベンジルオキシ−2
−アセトキシアルカンのR体とS体の混合物に作用させ
たとき、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
シー2ーアセトキシブタン、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。これらのなかで
も特に、1−ベンジルオキシ−2−アセトキシプロパノ
ールが最も好適に使用される。こうした1−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−ベンジロキシ−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、コリネバクテリウム属また
はミクロコッカス属に属し、該基質混合物に作用させた
とき、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、光学活性な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、例えばコリネバクテリウ
ム グルタミカム(Corynebacterium glutamicum ATCC
13032)、コリネバクテリウム グルタミカム(Corynebac
terium glutamicum ATCC 13059)、ミクロコッカス ル
テウス(Micrococcus luteus IFO 3333)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されることなく採用され
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よいし、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、あるいは該菌体抽出物等
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
生成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、
0.1〜30重量%の広い範囲好適には0.5〜15重
量%から適宜採択すれば良い。前記したとおり1−アリ
ールオキシ−2−アルキルアセテートのR体とS体の混
合物を微生物の酵素作用により加水分解した場合、該基
質の濃度が2%より高濃度域になると加水分解率は極端
に低下してくる。これに対して、本発明の如く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
合物を基質とし、これをコリネバクテリウム属またはミ
クロコッカス属に属する微生物の酵素作用により加水分
解した場合、そのR体の加水分解率は、前記基質濃度が
30重量%に至る程度の高濃度域まで良好に維持され
る。
【0015】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℃好ましくは30〜
45℃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、3〜60時間作用させ
れば十分である。
【0016】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ヘキサン
等の溶媒で抽出することにより容易に実施することがで
きる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、前記コリネバクテリウ
ム属、ミクロコッカス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、該基質の濃度が高い場合においても良好な加水分
解率で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等で容易に除去でき
る構造にあり、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。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。
【0018】
【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。
【0019】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。
【0020】(2)(R)−1−ベンジルオキシ−2−
プロパノールの製造 菌の培養は2.0%グルコース、1.0%サッカロー
ス、1.0%肉エキス、0.5%ペプトン、0.2%酵
母エキス、0.3%塩化ナトリウム、0.4%リン酸第
一カリウム、0.2%リン酸第二カリウム、0.1%硫
酸マグネシウム・7水塩、pH7.0の培地を500m
lを2L肩付きフラスコに加え、コリネバクテリウム
グルタミカム ATCC 13059菌を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250mg
をリン酸緩衝液(pH7.0)5mlに分散させた後、
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5.0%(W/V)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50.6%、光学純度92.4%で、(R)−1
−ベンジルオキシ−2−プロパノールが得られていた。
【0021】光学純度の分析条件は以下のとうりであっ
た。
【0022】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
ンのラセミ体に変えて1−フェノキシ−2−アセトキシ
プロパンのラセミ体を用い、該基質存在下での菌体の振
とう培養期間を24時間から36時間に代えた以外は、
実施例1と同様な操作を行った。(R)−1−フェノキ
シ−2−プロパノールの加水分解率15.8%でしかな
かった。
【0023】実施例2 基質濃度を表2のように変化させた他は実施例1と同様
な操作を行った。
【0024】表2に培養時間と、加水分解率及び光学純
度を示した。
【0025】
【表1】
【0026】実施例3 コリネバクテリウム グルタミカム ATCC 130
59菌を実施例1と同様な培地500mlで2l肩付き
フラスコ中、48時間培養した後、遠心分離を行い、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。これに氷冷した50m
Mリン酸緩衝液(pH7.0)を適量加え懸濁させ、そ
の上に氷冷したアセトンを3倍容量加えて攪拌した。氷
冷アセトンで2回洗浄後、凍結乾燥を行いアセトンドラ
イ菌体を得た。
【0027】50mMリン酸緩衝液5mlに上記の方法
によって得られた菌体及び1−ベンジルオキシ−2−ア
セトキシプロパンを表3に示したような量及び濃度で実
施例1と同様な反応を行った。その結果を表3に示し
た。
【0028】
【表2】
【0029】実施例4 菌株としてミクロコッカス ルテウス IFO 333
3菌を使用した以外は、実施例1と同様な操作を行っ
た。その結果、加水分解率は48.8%であり、得られ
た(R)−1−ベンジルオキシ−2−プロパノールの光
学純度は93.0%であった。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年8月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】 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−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−ベンジロキシ−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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コリネバクテリウム属またはミクロコッカ
    ス属に属し、1−ベンジルオキシ−2−アセトキシアル
    カンのR体とS体の混合物に作用させたとき、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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