JPH10210997A

JPH10210997A - 光学活性３−キヌクリジノールの製法

Info

Publication number: JPH10210997A
Application number: JP1944197A
Authority: JP
Inventors: Fumiki Nomoto; 史樹野本; Kotaro Otsuka; 耕太郎大塚
Original assignee: Nagase and Co Ltd
Current assignee: Nagase and Co Ltd
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】医薬または農薬に利用される光学活性な生理活
性化合物および液晶材料の合成中間体として有用であ
る、光学活性（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジノールまた
は（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジノールを効率よく製造
する方法を提供すること。【解決手段】ラセミ体または光学純度の低い３-キヌク
リジノールエステルに、該３-キヌクリジノールエステ
ルを光学選択的に加水分解する能力を有するAspergillu
s属またはPseudomonas属に属する微生物に由来するエス
テル分解酵素を作用させ、光学純度の高い光学活性
（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジノールまたは（Ｓ）-
（＋）-３-キヌクリジノールを製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬、農薬に利用
される光学活性な生理活性化合物および液晶材料の合成
中間体として有用である光学活性（Ｒ）-（−）-３-キ
ヌクリジノールおよび（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジノ
ールの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、酵
素法を用いて、（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリジノールエステ
ルを光学選択的に加水分解し、光学純度が高い光学活性
（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジノールおよび（Ｓ）-
（＋）-３-キヌクリジノールを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、生理作用を有する多くの化合物
は、その光学異性体の混合物として使用されている。し
かし、望ましい活性は、一方の光学異性体のみに存在す
る場合が多い。さらに、所望の活性を有しない他方の光
学異性体が、生体に対して毒性を有する場合があること
も知られている。従って、有効かつ安全な医薬または生
理活性化合物を提供するためには、光学純度の高い化合
物の製造方法を開発することが強く要望されている。

【０００３】３-キヌクリジノールは、スクアレンシン
ターゼ阻害作用を有する動脈効果の治療剤またはムスカ
リン受容体拮抗作用を有する気管支拡張剤および胃腸運
動抑制剤などの合成中間体として知られる化合物である
（特開平8-134067号、EP-404737A2、EP-424021A1、WO92
/04346、およびWO93/06098を参照）。この化合物は、不
斉炭素原子を有し、光学異性体が有用であることからそ
れらを分離する必要があり、現在までにいくつかの試み
がなされている。

【０００４】これまでに、１-ベンジル-３-ヒドロキシ
キヌクリジウムクロライドをＤ-酒石酸で光学分割し、
（Ｓ）-（＋）-キヌクリジノールを生産する方法（Isra
el Journal of Chemistry, 9, 267-268 (1971))、およ
びＤ-グルコースからの（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジノ
ールの合成方法 (Tetrahedron Letters, 27, 3057-3058
(1986))などが報告されている。

【０００５】また、微生物や酵素を利用する方法とし
て、（Ｒ，Ｓ）-キヌクリジニルブチレートに、馬血清
ブチリルコリンエステラーゼを作用させ、光学活性な
（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジニルブチレートを残存さ
せる方法 (Life Science, 21, 1293-1302 (1977))、お
よびBacillus 属に属する微生物由来のプロテアーゼを
作用させ、（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジニルブチレー
トを残存させ、高い光学純度の光学活性３-キヌクリジ
ノールを製造する方法（US 5215918A）などが開示され
ている。

【０００６】しかし、これらの方法は、低光学純度、ま
たは合成工程の煩雑さから大量生産が容易でないなどの
問題を含むものであった。

【０００７】このような観点から、光学活性（Ｒ）-
（−）-３-キヌクリジノールおよび（Ｓ）-（＋）-３-
キヌクリジノールを極めて高い光学純度で効率よく製造
する方法が強く要望されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解消するものであり、その目的とするところは、光学選
択性の高い酵素を利用し、高い光学純度を有する光学活
性（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジノールおよび（Ｓ）-
（＋）-３-キヌクリジノールを効率よく製造する方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、光学活性３-
キヌクリジノールまたは光学活性３-キヌクリジノール
エステルの製造方法であって、以下の一般式：

【００１０】

【化２】

【００１１】（ここで、Ｒは、炭素数１〜２０の、直
鎖、分枝、あるいは環状の置換または非置換の飽和また
は不飽和炭化水素基を表す。）で表される（Ｒ，Ｓ）-
３-キヌクリジノールエステルと、該脂肪酸エステルを
光学選択的に分解し得るアスペルギルス（Aspergillu
s）属またはシュードモナス（Pseudomonas）属に属する
微生物に由来する酵素とを反応させる工程；および、生
成した光学活性３-キヌクリジノールと光学活性３-キヌ
クリジノールエステルとを分離する工程；を包含する、
方法に関する。

【００１２】好ましい実施態様においては、前記酵素
は、（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリジノールエステルの（Ｓ）
-（＋）-３-キヌクリジノールエステルを加水分解し
て、（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジノールおよび（Ｒ）-
（−）-３-キヌクリジノールエステルを生成する。

【００１３】好ましい実施態様においては、さらに、前
記分離した（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジノールエステ
ルを加水分解して、（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジノー
ルを生成する。

【００１４】好ましい実施態様においては、前記酵素
は、精製酵素、微生物菌体、微生物菌体培養液、および
微生物菌体の処理物からなる群から選択される。

【００１５】好ましい実施態様においては、前記微生物
は、Aspergillus oryzaeおよびAspergillus melleusか
らなる群から選択される微生物である。

【００１６】好ましい実施態様においては、前記一般式
のＲは、炭素数１〜９の炭化水素基である。

【００１７】好ましい実施態様においては、前記一般式
のＲは、炭素数３〜７のアルキル基である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。

【００１９】本明細書中において「（Ｒ，Ｓ）-３-キヌ
クリジノール」とは、および（Ｒ）-（−）-３-キヌク
リジノールおよび（Ｓ）-（＋）-キヌクリジノールのラ
セミ混合物を意味する。ラセミ混合物は、必ずしも
（Ｒ）体と（Ｓ）体の混合比が１：１でなくてもよい。

【００２０】本発明の方法は、（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリ
ジノールエステルに、微生物由来のエステル加水分解活
性を有する酵素を作用させて、（Ｒ）または（Ｓ）-３-
キヌクリジノールエステルのいずれか一方を光学選択的
に加水分解することにより、（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリジ
ノールエステルを３-キヌクリジノールエステルと３-キ
ヌクリジノールとの混合物に変換し、これらの化合物の
化学的特性または物理的特性の差異を利用してそれぞれ
を分取することに基づく。

【００２１】本発明に用いられる酵素反応基質は、式：

【００２２】

【化３】

【００２３】により示される３-キヌクリジノールのエ
ステルである。ここでＲは、直鎖、分枝、あるいは環状
の置換または非置換の飽和または不飽和炭化水素基であ
り、その炭素数は、１〜２０、好ましくは１〜９、より
好ましくは３〜７である。

【００２４】本発明の酵素反応基質となる３-キヌクリ
ジノールエステルは、用いる酵素の基質特異性、酵素反
応溶媒への溶解性、酵素反応後の分離の容易性などから
適宜選択される。本発明では、３-キヌクリジノール脂
肪酸エステルを用いることが好ましいが、これに限定さ
れるものではない。

【００２５】３-キヌクリジノール脂肪酸エステルは、
３ーキヌクリジノールと、例えば、酢酸、プロピオン
酸、酪酸、吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン
酸、オクチル酸、デカン酸のエステルなどが用いられ
得、これらは公知のエステル化の方法により容易に合成
することができる。例えば、３-キヌクリジノールのラ
セミ混合物に、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪
酸、無水吉草酸、無水ヘキサン酸、無水ヘプタン酸、無
水オクタン酸、無水オクチル酸、無水デカン酸あるいは
脂肪酸ハライドを、ピリジンあるいはトリエチルアミ
ン、トリブチルアミン、ジメチルアミノピリジンなどの
アミン存在下で反応させることにより得られる。

【００２６】本発明に用いられる微生物由来の酵素は、
（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリジノールエステルの一方の光学
異性体を光学選択的に加水分解する酵素であれば、いず
れの酵素でも用いることができる。好ましくは、Asperg
illus属またはPseudomonas属に属する微生物由来のエス
テル分解酵素である。好ましくは、（Ｓ）-（＋）-３-
キヌクリジノールエステルを光学選択的に加水分解する
酵素である。さらに、前記の酵素の活性を含有する精製
酵素、微生物菌体、微生物菌体培養液、および微生物菌
体の処理物なども使用され得る。酵素としては、例え
ば、Ｄ-１５０（Aspergillus oryzae由来、ナガセ生化
学工業社製）、ＸＰ-４８８（Aspergillusmelleus由
来、ナガセ生化学工業社製）、スミチームＭＰ（Asperg
illus melleus由来、新日本化学社製）、またはリパー
ゼ２Ｇ（Pseudomonas sp.由来、ナガセ生化学工業社
製）などが好適に使用され得る。微生物菌体は、当業者
に周知の方法で培養し得る。３-キヌクリジノールエス
テルを基質とし、酵素が誘導され得る。この培養で得ら
れた微生物菌体、その培養液、菌体を破砕等の処理をし
た処理物、およびこの処理物から当業者に公知の方法で
粗精製した酵素もまた用いられ得る。

【００２７】本発明の反応は、３-キヌクリジノールエ
ステルのラセミ混合物を含有する水、緩衝液、または含
水有機溶媒中に、前記の酵素剤、微生物および培養物よ
り採取したエステル分解酵素を添加し、撹拌することに
より行う。

【００２８】酵素反応は、ｐＨを調節して行い得る。酵
素反応のための至適なｐＨを保持するために、例えばリ
ン酸緩衝液などの緩衝液が使用される。反応液のｐＨ
は、５〜９、好ましくは６〜８である。

【００２９】用いる酵素の量は特に限定されないが、基
質（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリジノールエステルに対し、
０.１〜１０ｇ／基質ｍｏｌ程度が好ましい範囲であ
る。

【００３０】反応温度は１０℃〜５０℃、好ましくは２
０℃〜４０℃である。反応時間は、用いる酵素の量、反
応温度、反応ｐＨなどに依存して変動するが、通常１〜
２４時間程度で完了する。

【００３１】反応終了後、生成した３-キヌクリジノー
ルと未反応の３-キヌクリジノールエステルを溶媒抽出
法、結晶析出法、カラムクロマトグラフ法など通常用い
られる分離操作で分取する。溶媒抽出法では、塩基の存
在下でｎ-ヘキサンやヘプタン、トルエン、シクロヘキ
サン、イソオクタン、イソプロピルエーテル、ｔ-ブチ
ルメチルエーテルを用いる場合、３-キヌクリジノール
エステルを反応液から９５％以上の回収率で回収するこ
とが可能である。

【００３２】分取した３-キヌクリジノールエステルを
酸、塩基等を用いる化学的加水分解法、過剰のメタノー
ル中でのエステル交換反応、または任意の加水分解酵素
を用いる酵素法により、容易に光学活性３-キヌクリジ
ノールを得ることができる。

【００３３】一方、加水分解反応によって生成した他方
の光学異性体である３-キヌクリジノールは、反応液か
ら、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等
の溶媒を用い、９５％以上の回収率で回収することが可
能である。

【００３４】本発明では、（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリ
ジノールエステルを光学選択的に加水分解する酵素を用
いて、（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジノールと（Ｒ）-
（−）-３-キヌクリジノールエステルとの混合物を生成
し、それぞれを上記の方法を用いて分離することが好ま
しい。

【００３５】

【実施例】以下の実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００３６】なお、実施例における反応液中の３-キヌ
クリジノールと３-キヌクリジノールエステルの定量及
び光学純度の測定は、以下の分析条件を用いて、高速液
体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により行った。

【００３７】（高速液体クロマトグラフィー分析条件）カラム：キラルセルＯＤ０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ
（ウオーターズ社製）移動相：ヘキサン・イソプロパノール・トリフルオロ酢
酸（９０：１０：０.１）流速１ｍＬ／分検出ＵＶ２１０ｎｍ（実施例１）蒸留水１０００ｍｌに、（Ｒ，Ｓ）-３-キ
ヌクリジニルブチレート１９７ｇ（１ｍｏｌ）を添加
し、塩酸で反応液のｐＨを７.５に調整した。反応液に
５ｇのＸＰ-４８８（Aspergillus melleus由来、ナガセ
生化学工業社製）を加え、５-ＮＫＯＨで反応液のｐＨ
を７.５に調整しながら、３０℃で２４時間撹拌した。
反応終了後、反応液をロータリーエバポレーターで５０
０ｍｌまで濃縮し、この濃縮液に１０Ｎ-水酸化ナトリ
ウムを加えてｐＨを９.７に調整した。次いで３-キヌク
リジニルブチレートを５００ｍｌのヘプタンを用いて３
回抽出し、高速液体クロマトグラフィーで分析した。得
られた（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジニルブチレートの
光学純度は９９％ e.e. 以上であり、収率は４５％であ
った。この抽出液を、ロータリーエバポレーターで３０
０ｍｌまで濃縮した後、１０００ｍｌのメタノールと１
０ｇの炭酸ナトリウムとを加え、６５℃でエステル交換
を行い、光学純度９９％ e.e. の（Ｒ）-（−）-３-キ
ヌクリジノールを収率４２％で得た。

【００３８】次に、３-キヌクリジニルブチレートを抽
出した後の残渣の濃縮液から（Ｓ）-（＋）-３-キヌク
リジノールを、５００ｍｌのクロロホルムを用いて３回
抽出し、高速液体クロマトグラフィーで分析した。得ら
れた（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジノールの光学純度は
９７％ e.e.であり、収率は４５％であった。

【００３９】（実施例２）種々の（Ｒ，Ｓ）-３-キヌク
リジノール脂肪酸エステル１ｍｏｌを、表１に示す各種
エステル分解酵素により、実施例１に準じた方法により
反応させ、光学活性な（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジノ
ールおよび（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジノールを得
た。その結果を、それぞれ（Ｒ）-（−）-３-キヌクリ
ジノールについては表１に、そして（Ｓ）-（＋）-３-
キヌクリジノールについては表２に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、動脈硬化、気管支喘
息、または胃腸運動抑制などの治療剤を製造するための
光学活性な合成中間体である光学活性（Ｒ）-（−）-３
-キヌクリジノールおよび（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジ
ノールを、高い光学純度で効率よく製造することができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学活性３-キヌクリジノールまたは光
学活性３-キヌクリジノールエステルの製造方法であっ
て、該方法は、以下の一般式：【化１】（ここで、Ｒは、炭素数１〜２０の、直鎖、分枝、ある
いは環状の置換または非置換の飽和または不飽和炭化水
素基を表す。）で表される（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリジノ
ールエステルと、該（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリジノールエ
ステルを光学選択的に加水分解し得るアスペルギルス
（Aspergillus）属またはシュードモナス（Pseudomona
s）属に属する微生物に由来する酵素とを反応させる工
程；および生成した光学活性３-キヌクリジノールと光
学活性３-キヌクリジノールエステルとを分離する工
程；を包含する、方法。
【請求項２】前記酵素が、（Ｒ，Ｓ）-３-キヌクリジ
ノールエステルの（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリジノール
エステルを加水分解して、（Ｓ）-（＋）-３-キヌクリ
ジノールおよび（Ｒ）-（−）-３-キヌクリジノールエ
ステルを生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】さらに、分離した（Ｒ）-（−）-３-キ
ヌクリジノールエステルを加水分解して、（Ｒ）-
（−）-３-キヌクリジノールを生成する、請求項１また
は２に記載の方法。
【請求項４】前記酵素が、精製酵素、微生物菌体、微
生物菌体培養液、および微生物菌体の処理物からなる群
から選択される、請求項１から３のいずれかに記載の方
法。
【請求項５】前記微生物が、Aspergillus oryzaeおよ
びAspergillus melleusからなる群から選択される微生
物である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】前記一般式のＲが、炭素数１〜９の炭化
水素基である、請求項１から５のいずれかに記載の方
法。
【請求項７】前記一般式のＲが、炭素数３〜７のアル
キル基である、請求項１から６のいずれかに記載の方
法。