JPH08275796A - 光学活性シクロプロパン誘導体の製造法 - Google Patents

光学活性シクロプロパン誘導体の製造法

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JPH08275796A
JPH08275796A JP8273295A JP8273295A JPH08275796A JP H08275796 A JPH08275796 A JP H08275796A JP 8273295 A JP8273295 A JP 8273295A JP 8273295 A JP8273295 A JP 8273295A JP H08275796 A JPH08275796 A JP H08275796A
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JP
Japan
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ester
lipase
hexane
carboxylic acid
oxa
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JP8273295A
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English (en)
Inventor
Katsutoshi Sakata
勝利 坂田
Hisashi Tsuji
尚志 辻
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Ajinomoto Co Inc
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Ajinomoto Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非天然型アミノ酸や抗ウイルス活性化合物の
製造に有用な光学活性シクロプロパン誘導体を、ラセミ
体より安価に製造する方法を提供する。 【構成】 (±)−3−オキサ−2−オキソビシクロ
[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸エステル(ア
ルコール成分は、炭素原子数1〜10のアルキル又はア
ラルキルアルコール)をリパーゼを作用させることによ
り、一方の光学活性体のエステル結合のみを選択的に加
水分解し、光学活性な3−オキサ−2−オキソビシクロ
[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸及びその光学
対掌体のエステルを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3−オキサ−2−オキ
ソビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸エ
ステルのリパーゼを用いる不斉加水分解法に係わり、非
天然型アミノ酸や抗ウイルス剤等の化合物の製造原料と
して有用な光学活性な3−オキサ−2−オキソビシクロ
[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸及びそのエス
テルを提供することを目的とする。
【0002】
【従来の技術】下記一般式(I)で表わされる化合物
(すなわち、(±)−3−オキサ−2−オキソビシクロ
[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸エステル)ま
たは対応する光学活性体は、非天然型アミノ酸や抗ウイ
ルス剤等の化合物の製造に有用であることが知られてい
る(M. C. Pirrug et al, Helvetica Chimica Acta, Vo
l.72, 1301-1310(1989) 、特開平5−78357号公
報)。
【0003】
【化2】
【0004】上記式中、R1 は炭素原子数1〜10のア
ルキル基またはアラルキル基を表す。
【0005】特に、その光学活性体は光学活性な目的化
合物を得るために重要である。
【0006】ところで、ラセミ体の化合物(I)は、エ
ピクロロヒドリンとマロン酸ジエステルを反応させるこ
とにより得られるが、光学活性体を得るためには、下記
反応式(1)に示すように、光学活性なエピクロロヒド
リン(前掲 M. C. Pirrug etal, Helvetica Chimica Ac
ta, Vol.72, 1301-1310(1989))やグリシドールトリフ
ラート(K. Burgess et al., J. Org. Chem., Vol.58 3
767-3768(1993))をマロン酸ジエステルと反応させて得
る方法が知られている。しかしながら、この方法による
場合は、原料として用いる光学活性なエピクロヒドリン
やグリシドールトリフラートが極めて高価であり、工業
的な製造には適さないという問題があった。
【0007】
【化3】
【0008】安価なラセミ体を原料として光学分割によ
り光学活性体を製造する方法としては、下記反応式
(2)に示した方法が報告されているが、工程が長く必
ずしも満足できる方法ではない(C. Fliche et al,, Sy
nthecic Commun., Vol.21, 1429-1432(1991))。
【0009】
【化4】
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
一般式(I)で表わされる3−オキサ−2−オキソビシ
クロ[3.1.0]−ヘキサン−1−カルボン酸エステ
ルおよびその遊離カルボン酸それぞれの両光学活性体を
安価にかつ簡便に製造する方法を提供することにある。
なお、光学活性な遊離カルボン酸は容易に光学活性なエ
ステルに変換できる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を行なった結果、一般式(I)で表
わされるラセミ混合物のエステルに対してリパーゼを作
用させることにより、ラセミ体を構成する光学活性体の
片方のみのエステル結合が選択的に加水分解されること
を見いだした。即ち、下記反応式(3)に示すように、
化合物(I)を構成する2種の光学異性体のうち、一方
の光学活性体のエステル部分のみが加水分解され、他方
の光学活性体(すなわち、上記一方の光学活性体の対掌
体)は分解されない。この事実を利用して、化合物(I
I)およびその光学対掌体、すなわち、化合物(II)お
よび(IV)(後者は化合物(III )のエステル化によ
る)を収率よく簡便に製造できることを見いだし、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0012】
【化5】
【0013】上記式中、R1 およびR2 は同一または異
なっており、炭素原子数1〜10のアルキル基またはア
ラルキル基を表わす。
【0014】リパーゼは、トリグリセリドを段階的にグ
リセリンと脂肪酸に加水分解する反応を接触する酵素と
定義されていることを考慮すると、トリグリセリドと何
等の関係もない前記一方の光学活性体のみがリパーゼに
より加水分解されるという本発明者の知見は、当業者に
は到底予期されざることである。
【0015】さて、このような知見に基く本発明は、す
なわち、下記一般式(I)で表わされる(±)−3−オ
キサ−2−オキソビシクロ[3.1.0]−ヘキサン−
1−カルボン酸エステルをリパーゼを用いて加水分解す
ることを特徴とする光学活性な3−オキサ−2−オキソ
ビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸又は
そのエステルの製造法に関する。
【0016】
【化6】
【0017】上記式中、R1 は炭素原子数1〜10のア
ルキル基またはアラルキル基を表す。
【0018】以下、本発明の方法を詳細に説明する。
【0019】本発明に用いられるリパーゼとしては、シ
ュードモナス属の微生物のリパーゼが反応の効率と選択
性の見地から最も好ましい。
【0020】この場合、リパーゼは、その酵素作用の発
現するかぎりは、その形態を問わず、例えば、溶液もし
くは懸濁液の形態で用いても良いし、セライトや樹脂層
に固定化して固定化酵素の形態で用いてもよいし、更に
はリパーゼを含有する微生物菌体をそのまま用いるなど
でもよい。
【0021】リパーゼによる加水分解反応は水中で行な
うこともできるが、有機溶媒の共存下で行うのが反応が
加速されるので更に好ましい。有機溶媒としては水と混
和しにくいエーテル系、芳香族系及び炭化水素系溶剤及
びそれらの混合物が好適に使用できる。エーテル系溶剤
としてはジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、
メチルブチルエーテル等が挙げられ、芳香族系溶剤とし
てはベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等が、そし
て炭化水素系としてはペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
オクタン、石油エーテル、石油ベンジン等が挙げられ
る。
【0022】リパーゼによる加水分解の反応条件は、所
与の場合において、使用リパーゼの至適作用条件に基い
て決めるとよいことは言うまでもない。このような観点
から、通常、リパーゼによる加水分解反応時のpHは
4.0〜9.0、特に好ましくはリパーゼと基質の安定
性の見地から4.5〜7.5である。また、反応温度は
−5〜60℃、特に好ましくは反応の効率とリパーゼの
安定性の見地から5〜50℃である。更に、基質濃度
は、経済性と操作性の見地から0.1〜30%、好まし
くは1〜20%である。
【0023】このような条件下に反応混合物を保持する
と酵素反応が進行し、1〜72時間程度で反応を終了す
ることができる。反応の進行に伴い生成する遊離のカル
ボン酸(前出反応式(3)の化合物(III ))により反
応液のpHが低下するため、pHの制御の目的で緩衝液
を用いるか、或はpHスタット等の装置を用いて反応の
進行と共に適宜アルカリを加えて行くのが好ましい。
【0024】リパーゼの酵素作用により加水分解されて
生じたカルボン酸(化合物(III ))と酵素作用を受け
ないエステル(化合物(II))は、反応混合液から有機
溶媒でエステルのみを抽出することにより、容易に分離
することが出来る。すなわち、例えば、(+)−3−オ
キサ−2−オキソビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1
−カルボン酸エステルは反応液をそのまま溶媒抽出に対
することにより回収され、また、(−)−3−オキサ−
2−オキソビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カル
ボン酸は水層より回収することが出来る。
【0025】そこで、本発明による加水分解反応は、分
解反応の完了を待たずとも、必要に応じて、このような
分離が可能な程度まで反応が進行した時点で反応を終了
することもできる。
【0026】分離されたカルボン酸(化合物(III ))
と酵素作用を受けないエステル(化合物(II))は、必
要に応じてそれぞれ通常のクロマトグラフィー操作等に
より更に精製することが出来る。
【0027】カルボン酸は通常のエステル化反応によっ
て光学活性なエステル体(化合物(II)の対掌体、すな
わち化合物(IV))へと変換することが出来る。
【0028】なお、本発明の方法により、リパーゼによ
る加水分解反応に付すべき前記一般式(I)で表わされ
る基質化合物の形態は、必ずしも2種の光学対掌体の等
モルの混合物(完全なラセミ混合物)である必要のない
ことはもちろんである。上記の説明から明らかなよう
に、化合物(II)のエステルとその対掌体である化合物
(IV)のエステルの混合物であれば、両者の等モル混合
物でなくても、そのような混合物にリパーゼを作用させ
ることにより加水分解を受けるエステルをその遊離カル
ボン酸(化合物(III ))に変換させ、化合物(II)を
その対掌体遊離酸から容易に分離することができるから
である。
【0029】このような本発明の実施態様は、化合物
(IV)を随伴する化合物(II)またはこの逆の、化合物
(II)を随伴する化合物(IV)の精製法とも考えること
ができる。
【0030】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるもので
はない。
【0031】実施例1:(±)−3−オキサ−2−オキ
ソビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸エ
チルの「リパーゼPS」による加水分解 (±)−3−オキサ−2−オキソビシクロ[3.1.
0]ヘキサン−1−カルボン酸エチル25mgを0.1
Mリン酸緩衝液(pH7.0)1mlと3mlのジイソ
ブチルエーテルの混合液に加え、シュードモナス属微生
物のリパーゼ「リパーゼPS」(天野製薬社製)5mg
を加え、37℃で18時間撹拌した。
【0032】反応混合液に酢酸エチル3mlを加えて反
応を停止し、有機層の3−オキサ−2−オキソビシクロ
[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸エチルについ
て、その(+)−体としての光学純度並びに出発原料に
対する収率を測定したところ、それぞれ、64.6%e
e及び60.4%であった。なお、光学純度の測定は高
速液体クロマトグラフィーで行い、「Chiralpack AD 」
(250mm×4.6mm、ダイセル社製)を用い、ヘ
キサン−エタノール(8:2)を溶離液として230n
mの吸収でモニターした。
【0033】実施例2〜4及び比較例1〜4:他のリパ
ーゼによる加水分解 リパーゼとして、「リパーゼPS」に代えて下記第1表
に示す種々のものを使用したことを除いては実施例1に
おけると同様に操作した。同表のリパーゼのうち、P
(シュードモナス属微生物のリパーゼ)、CES(同
前)、AK(同前)、M(ムコール属微生物のリパー
ゼ)、R(ペニシリウム属微生物のリパーゼ)、および
PGE(羊由来のリパーゼ)は天野製薬社製、そしてCa
nd.cyl . lip.(Candida cylindracea lipase)はシ
グマ社製である。
【0034】有機層中の3−オキサ−2−オキソビシク
ロ[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸エチルにつ
いての、その(+)−体としての光学純度並びに収率
を、実施例1における結果ともに、第1表に併示する。
【0035】
【表1】
【0036】上表から、本発明によるシュードモナス属
微生物のリパーゼの場合は、いずれも、他のリパーゼの
場合に比較して、回収される3−オキサ−2−オキソビ
シクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸エチル
は、リパーゼの酵素作用を受けない(+)−体が未反応
の(−)−体より顕著に多いことが分かる。
【0037】実施例5:2相系での加水分解 「リパーゼPS」(天野製薬社製)50mgを0.5M
リン酸緩衝液(pH7.0)5mlと石油ベンジン5m
lの混合液にけん濁し、2.0gの(±)−3−オキサ
−2−オキソビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カ
ルボン酸エチルを加えた。この反応液を30℃に保ち、
撹拌下で、pHスタットを用いて、0.5N水酸化ナト
リウム水溶液を滴下することにより反応液のpHを5.
1に保って23時間反応を行った。飽和重曹水4mlを
加えて反応液のpHを7とし、クロロホルムで2度抽出
し、酵素作用を受けない(+)3−オキサ−2−オキソ
ビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン酸エチ
ル992mgを回収した。これは、収率49.6%に相
当する。また、このものの光学純度は82.9%eeで
あった。
【0038】水層に濃塩酸3mlを加えてpHを1と
し、予め0.1N塩酸で平衡化した疎水性多孔質吸着樹
脂「SEPABEADS」SP−207(三菱化学社
製)を充填したカラム(80ml,φ2.5cm×16
cm)に吸着させ、0.1N塩酸120ml、次いで水
80mlで洗浄後、300mlの20%メタノールで3
−オキサ−2−オキソビシクロ[3.1.0]ヘキサン
−1−カルボン酸((−)−体の遊離カルボン酸)を溶
出した。
【0039】この(−)−体の遊離カルボン酸を次のよ
うにしてエチルエステルに変換した。すなわち、溶離液
を濃縮乾固し、残渣を20mlのエタノールに溶かし、
−10℃に冷却して塩化チオニル1.0mlを加え、徐
々に昇温させて室温で1夜撹拌した。減圧下で溶媒を除
去し、残渣をクロロホルムに溶解し、重曹水で洗浄し、
乾燥した後に、減圧下で濃縮乾固して(−)3−オキサ
−2−オキソビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カ
ルボン酸エチル754mgを得た。これは収率38%に
相当する。またこのものの光学純度は97.9%eeで
あった。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、光学活性な3−オキサ
−2−オキソビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カ
ルボン酸及びそのエステルを安価に得ることが出来る。
そして、これにより、非天然型アミノ酸や抗ウイルス剤
等の化合物の光学活性体を安価に製造することが可能に
なった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で表わされる(±)−
    3−オキサ−2−オキソビジクロ[3.1.0]−ヘキ
    サン−1−カルボン酸エステルをリパーゼを用いて加水
    分解することを特徴とする光学活性な3−オキサ−2−
    オキソビシクロ[3.1.0]ヘキサン−1−カルボン
    酸又はそのエステルの製造法。 【化1】 上記式中、R1 は炭素原子数1〜10のアルキル基また
    はアラルキル基を表す。
  2. 【請求項2】 前記リパーゼがシュードモナス属の微生
    物のリパーゼであることを特徴とする請求項1記載のカ
    ルボン酸又はそのエステルの製造法。
  3. 【請求項3】 前記加水分解を水と有機溶媒との2相系
    で行うことを特徴とする請求項1又は2記載のカルボン
    酸又はそのエステルの製造法。
  4. 【請求項4】 前記有機溶媒がエーテル系、芳香族系、
    若しくは炭化水素系又はこれらの混和物であることを特
    徴とする請求項3記載のカルボン酸又はそのエステルの
    製造法。
JP8273295A 1995-04-07 1995-04-07 光学活性シクロプロパン誘導体の製造法 Pending JPH08275796A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001092554A1 (en) * 2000-06-01 2001-12-06 Sk Corporation Method for preparing an r- or s-form of alpha-substituted heterocyclic carboxylic acid and a counter enantiomeric form of alpha-substituted heterocyclic carboxylic acid ester thereto using enzyme
WO2001092553A1 (en) * 2000-06-01 2001-12-06 Sk Corporation Method for optically resolving a racemic alpha-substituted heterocyclic carboxylic acid using enzyme
WO2007026875A1 (ja) * 2005-09-02 2007-03-08 Ube Industries, Ltd. 光学活性(S又はR)-α-ヒドロキシ酸及び光学活性(R又はS)-α-ヒドロキシ酸エステルの製造方法

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