JPH1169992A - アシル化されたアミノ酸エステルおよび光学活性アミノ酸エステルの製造法、ならびに光学活性アミノ酸エステルおよびn−アシルアミノ酸エステル - Google Patents
アシル化されたアミノ酸エステルおよび光学活性アミノ酸エステルの製造法、ならびに光学活性アミノ酸エステルおよびn−アシルアミノ酸エステルInfo
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Abstract
の広い範囲で使用されることができかつこの際できるだ
け少量の触媒で十分である酵素触媒反応によるアミノ酸
エステルのラセミ体分割の方法。 【解決手段】 アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラー
ゼおよびリパーゼの群から選択される加水分解酵素の存
在で、アシル化剤として酸成分がカルボニル炭素原子に
隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子または硫黄
原子を有するカルボン酸エステルを用いてラセミアミノ
酸エステルから光学活性アミノ酸エステルを製造し、お
よび引き続き他のエナンチオマーからエナンチオ選択的
にアシル化されたアミノ酸エステルのアシル化されてい
ないアミノ酸エステルを分離する。
Description
アシル化されたアミノ酸エステルの製造方法ならびに、
アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパー
ゼの群から選択される加水分解酵素の存在で、アシル化
剤として酸成分がカルボニル炭素原子に隣接したハロゲ
ン原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を有するカ
ルボン酸エステルを用いてラセミアミノ酸エステルから
光学活性アミノ酸エステルを製造する方法、および引き
続きアミノ酸エステルのアシル化されていない他のエナ
ンチオマーからエナンチオ選択的にアシル化されたアミ
ノ酸エステルの分離ならびに光学活性アミノ酸エステル
およびN−アシルアミノ酸エステルに関する。
ルと反応させることによる第一アミンおよび第二アミン
のラセミ体分割は、国際特許公開番号WO95/086
36およびWO96/23894ならびにBalkenhohl他
によるJ. prakt. Chem., 第339巻, (1997) 381〜384で
の評論記事に記載されている。好ましいアミンとして
は、上記刊行物において第一アリールアルキルアミンお
よびヘテロ原子置換されたアミンが記述されている。し
かしながら、この3つの刊行物全てにおいて、アミノ酸
エステルの使用可能性についての指摘は見出されない。
37〜40)により、カンジダ・アンタルクチカ(Antarctic
a)・リパーゼ(SP 435)の触媒反応下での3−ア
ミノ酪酸エチルエステルと酢酸エチルとのエナンチオ選
択的アシル化が記載されている。しかしながら、この
際、このアシル化は、触媒反応のために莫大な酵素量
(基質に対して50重量%)を必要とするので、これに
基づく方法は経済的ではない。加えて、この方法は、ほ
とんどエナンチオ選択的にならない。達成される選択率
は、E=70〜90の範囲にあるだけである。
題は、高いエナンチオ選択率を確実にし、反応条件の広
い範囲で使用されることができかつこの際できるだけ少
量の触媒で十分である酵素触媒反応によるアミノ酸エス
テルのラセミ体分割の方法を提供することである。
エステルのラセミ体分割のための方法は、アミダーゼ、
プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選
択される加水分解酵素での特殊な触媒反応下で、アシル
化剤としてカルボン酸エステルと反応させ、引き続き、
アシル化剤として使用されるカルボン酸エステルの酸成
分がカルボニル炭素原子に隣接したハロゲン原子、窒素
原子、酸素原子および硫黄原子から形成される群から選
択された電子過剰のヘテロ原子を有する場合には、一方
のエナンチオ選択的にアシル化されたアミノ酸エステル
をアシル化されていないアミノ酸エステルの他方のエナ
ンチオマーから分離することによって、特に良好に機能
することが見出された。
製造方法は、エステルの酸成分がカルボニル炭素原子に
隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子または硫黄
原子を有することを特徴とする、アミダーゼ、プロテア
ーゼ、エステラーゼおよびリパーゼの群から選択された
加水分解酵素での特殊な触媒反応下で、アミノ酸エステ
ルと、アシル化剤として使用されるカルボン酸エステル
とを反応させることによって見出された。
なカルボン酸エステルは、エステルの酸成分中にカルボ
ニル炭素原子に隣接した電子過剰のヘテロ原子を有する
ものである。
つを有していなければならない。このヘテロ原子は、ハ
ロゲン、殊に塩素原子またはフッ素原子、窒素原子、酸
素原子または硫黄原子であってよい。
して存在すべきである。このことは、ヘテロ原子がカル
ボニル炭素に対してα−、β−またはγ−位で炭素原子
上に結合していることを意味している。好ましくは、ヘ
テロ原子がα−C原子上に結合されているエステルの酸
成分である。ヘテロ原子としては、酸素が好ましい。
えばアルキル基またはアリール基、有利にアルキル基と
結合していてよい。ヘテロ原子が、例えば酸素である場
合には、エーテル基が存在する。
ール成分として、場合によっては置換されていてよい分
枝鎖状および非分枝鎖状のC1〜C10−アルコール、有
利にC1〜C6−アルコール、殊にC2〜C5−アルコール
が使用されることができる。
I [式中、R2は、HまたはC1〜C10−アルキルであり、
Xは、ハロゲン、OR3、SR3またはNR3R4であり、
R3は、HまたはC1〜C10−アルキルであるか、または
場合によってはNH2、OH、C1〜C4−アルキル、C1
〜C4−アルコキシもしくはハロゲンによって置換され
たアリールであり、R4は、HまたはC1〜C10−アルキ
ルであるか、または場合によってはNH2、OH、C1〜
C4−アルキル、C1〜C4−アルコキシもしくはハロゲ
ンによって置換されたアリールであり、R6は、C1〜C
10−アルキルであり、mは0、1または2である]で示
されるものである。これらの中では、C1〜C4−アルコ
キシ酢酸のC1〜C4−アルキルエステル、例えばメトキ
シ酢酸エチルエステルまたはメトキシ酢酸イソプロピル
エステルが特に好ましい。
として、多数の酵素が使用されることができる。好まし
くは、アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよび
リパーゼ、殊にリパーゼが使用される。リパーゼとし
て、例えば酵母または細菌から単離可能な微生物のリパ
ーゼが殊に好適である。特に好適なのは、プソイドモナ
ス(Pseudomonas)、例えばアマノ(Amano)Pからのリパー
ゼまたはプソイドモナス(Pseudomonas) spec. DSM
8246からのリパーゼである。更に特に好適な加水
分解酵素は、ノボ・ノルディスク(Novo Nordisk)(エン
ザイム・ツールボックス(Enzyme Toolbox))から商業的
に入手可能な酵素、殊にリパーゼSP 523、SP
524、SP 525、SP 526およびノボジム(N
ovozym)(登録商標) 435である。これらの酵素は、
酵母、例えばカンジダ・アンタルクチカ(Candida Antar
ctica)から製造可能な微生物のリパーゼである。
れた形で使用されることができる。特に、固定された酵
素ノボジム(Novozym(登録商標)) 435が好適であ
る。
たは液体アミノ酸エステルの場合には溶剤不含で実施さ
れることができる。
る。特に、反応は、エーテル中、例えばMTBE(=メ
チル−第三ブチルエーテル)もしくはTHF(=テトラ
ヒドロキシフラン)中、または炭化水素、例えばヘキサ
ン、シクロヘキサン、トルエンもしくはハロゲン化炭化
水素、例えば塩化メチレン中で良好に進行する。難溶性
前駆物質の場合には、さらにプロピレンカルボネート、
アセトニトリルまたはジオキサンが添加されることがで
きる。
ラセミアミノ酸エステルとの反応は、通常、20〜50
℃、殊に25〜35℃の温度で行われる。このための反
応時間は、アミノ酸エステルに応じて1〜48時間、有
利に4〜24時間である。第二アミノ酸エステルは、一
般に第一アミノ酸エステルよりも反応時間を長く必要と
する。また、第二アミノ酸エステルのより少ない反応率
は、第一アミノ酸エステルに対して高められた量の触媒
によって補償されることができる。
応混合物の全量に対して5〜50重量%、有利に10〜
30重量%の範囲内にある。
カルボン酸エステル1〜3モル、有利に1〜2モル、殊
に1〜1.5モルが添加される。
質および酵素調製物の活性に依存する。反応に最適な酵
素量は、簡単な前試験によって容易に決定されることが
できる。
グラフィーを用いて簡単に追跡されることができる。ラ
セミ体分割の場合には、反応は、有利にラセミアミノ酸
エステル50%の変換率で終了する。このことは、一般
に、反応空間から触媒を取り除くことによって、例えば
酵素を濾別することによって行われる。
て使用されるカルボン酸エステルとをエナンチオ選択的
に反応させることにより、一方のエナンチオマーから相
当するアシル化生成物(アミド)が生成されるのに対
し、他方別のエナンチオマーは不変のままである。次
に、アミノ酸エステルおよびN−アシル化誘導体からな
る存在する混合物を、常法で容易に分離させることがで
きる。混合物の分離に好適なのは、例えば抽出法または
蒸留法である。
ル、β−アミノ酸エステルおよびγ−アミノ酸エステル
のアシル化ならびにラセミ体分割に適当である。特に、
ラセミ体分割は、β−アミノ酸エステル、殊に次の式I
V
1〜C6−アルキル、殊にC2〜C5−アルキルを表し、な
らびに場合によってはNH2、OH、C1〜C4−アルキ
ル、C1〜C4−アルコキシまたはハロゲンによって置換
されたアリール、有利にフェニルまたはベンジルを表
し、かつnの値は、1〜3とみなすことができる]で示
される環状β−アミノ酸エステルの場合に良好に進行す
る。
置換されていてよく、この場合にはR1は、C1〜C10−
アルキル、有利にC1〜C6−アルキル、殊にC2〜C5−
アルキル、C1〜C4−アルコキシ、OH、NH2、ハロ
ゲン、有利にClであることができ、ならびにさらに場
合によってはNH2、OH、C1〜C4−アルキル、C1〜
C4−アルコキシまたはハロゲンによって置換されたア
リール、有利にフェニルまたはベンジルを表わす。置換
基R1の数は、指数iにより決定されかつ0〜4であっ
てよい。
学活性アミノ酸エステルを製造するのに適当であり、こ
の場合には a)ラセミアミノ酸エステルを、アシル化剤として酸成
分がカルボニル炭素原子に隣接したフッ素原子、窒素原
子、酸素原子および硫黄原子を有するカルボン酸エステ
ルで加水分解酵素の存在でエナンチオ選択的にアシル化
し、 b)光学活性アミノ酸エステルおよび光学活性N−アシ
ルアミノ酸エステルからなる混合物を分離し、こうして
アミノ酸エステルの一方のエナンチオマーを得、 c)所望の場合には、N−アシルアミノ酸エステルか
ら、アミノ酸エステルの他方のエナンチオマーをアミド
開裂によって得る。
る望ましくないエナンチオマーをラセミ化しかつ改めて
この方法において使用する場合には、本発明による方法
は、更に経済的にすることができる。こうして、例えば
望ましくないアシル化されたアミノ酸エステルは、非求
核塩基、例えばカリウム−第三ブチラートの存在でラセ
ミ化され、かつ強酸(鉱酸)によって、遊離ラセミアミ
ノ酸エステルに変換されうる。この返送により、ラセミ
アミンから所望のエナンチオマーを全部で50%より多
く得ることも可能である。
ステルの生産のための製造方法として適当であるばかり
ではなく、例えば医薬品または植物保護剤の製造の場合
における複雑な化学的多段階合成の構成要素となること
ができる。
ル基は、互いにシスの位置またはトランスの位置にある
ことができる]で示される光学活性アミノ酸エステルで
ある。好ましくは、双方の置換基は互いについてトラン
スの位置にある。
C1〜C10−アルキル、C1〜C4−アルコキシ、OH、
NH2またはハロゲンであるか、または場合によっては
NH2、OH、C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコ
キシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであ
り、R2は、HまたはC1〜C10−アルキルであり、X
は、ハロゲン、OR3、SR3またはNR3R4であり、R
3は、H、C1〜C10−アルキルであるか、または場合に
よってはNH2、OH、C1〜C4−アルキル、C1〜C4
−アルコキシもしくはハロゲンによって置換されたアリ
ールであり、R4は、HまたはC1〜C10−アルキルであ
るか、または場合によってはNH2、OH、C1〜C4−
アルキル、C1〜C4−アルコキシもしくはハロゲンによ
って置換されたアリールであり、R5は、C1〜C10−ア
ルキルであるか、または場合によってはNH2、OH、
C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコキシもしくはハ
ロゲンによって置換されたアリールであり、iは、0〜
4であり、mは、0、1または2であり、nは、1〜3
であり、かつアシルアミノ基およびCOOR5基は、互
いについてシスの位置またはトランスの位置にあること
ができる]で示される光学活性N−アシルアミノ酸エス
テルである。
3であり、この場合にはR3はC1〜C4−アルキルを表
す。R5は、有利にC2〜C5−アルキル、ならびに場合
によってはNH2、OH、C1〜C4−アルコキシまたは
ハロゲンによって置換されたフェニルまたはベンジルを
表す。
ルエステルのラセミ体分割 トランス−2−アミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチ
ルエステル50g(0.32モル)をMTBE 200
ml中に溶解させ、メトキシ酢酸イソプロピルエステル
0.16モルおよびノボジム(Novozym)435 0.5
g(Novo Nordisk)を添加し、室温で8時間振盪した。酵
素を濾別した後に、溶剤を除去し、残留物を真空で蒸留
した。
サンカルボン酸メチルエステル23.5gおよび(1
R,2R)−(N−2−メトキシ−アセチル)−2−ア
ミノ−シクロヘキサンカルボン酸メチルエステル35.
2gをそれぞれee値99.8%で得た。アミンのee
値測定を、無水酢酸でN−アシル化した後に、B−PH
−GCカラム(アステク社(Fa. Astec), NJ, USA)上の
ガスクロマトグラフィーによって行い、N−2−メトキ
シアセトアミドを、このカラムから誘導体にされること
なく分離した。
(0.5モル)をMTBE500ml中に溶解させ、メ
トキシ酢酸エチルエステル0.51モルおよびノボジム
435 0.8g(Novo Nordisk)を添加し、室温で8時
間振盪した。酵素を濾別した後に、アシル化されていな
い(S)−フェニルアラニンメチルエステルを2M H
Cl 150mlでの抽出によって除去し、引き続き2
M NaOH 160mlで処理し、その後酢酸エチル
1lで抽出することによって酸性水相から単離した。ア
シル化エナンチオマーを直接に反応溶液から溶剤を蒸発
させることによって単離した。
37.12g(0.21モル)をee値99%で、およ
び(R)−フェニルアラニンメチルエステルの相当する
(N)−メトキシアセトアミド57.78g(0.23
モル)をee値97.5%で得た。
1モル)をMTBE60ml中に溶解させ、メトキシ酢
酸イソプロピルエステル0.05モルおよびノボジム4
35 130mg(Novo Nordisk)を添加し、室温で12
時間振盪した。酵素を濾別した後に、溶剤を除去し、残
留物を真空で蒸留した。
酪酸エチルエステル5.37g(0.041モル)およ
び99%より大きいee値で(3R)−3−アミノ酪酸
エチルエステルの相当する(N)−メトキシアセトアミ
ド9.10g(0.045モル)を得た。
Claims (6)
- 【請求項1】 アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラー
ゼおよびリパーゼの群から選択される加水分解酵素の存
在で、アミノ酸エステルとアシル化剤とを反応させるこ
とによってアシル化されたアミノ酸エステルを製造する
方法において、アシル化剤は、酸成分がカルボニル炭素
原子に隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸素原子また
は硫黄原子を有するカルボン酸エステルであることを特
徴とする、アシル化されたアミノ酸エステルの製造法。 - 【請求項2】 ラセミアミノ酸エステルから光学活性ア
ミノ酸エステルを製造する方法において、 a)アミダーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリ
パーゼの群から選択される加水分解酵素の存在で、ラセ
ミアミノ酸エステルを、アシル化剤として酸成分がカル
ボニル炭素原子に隣接したハロゲン原子、窒素原子、酸
素原子または硫黄原子を有するカルボン酸エステルでエ
ナンチオ選択的にアシル化し、 b)光学活性アミノ酸エステルおよび光学活性N−アシ
ルアミノ酸エステルからなる混合物を分離し、こうして
アミノ酸エステルの一方のエナンチオマーを得、 c)場合によってはN−アシルアミノ酸エステルからア
ミノ酸エステルの他方のエナンチオマーをアミド開裂に
よって得る ことを特徴とする、光学活性アミノ酸エステルの製造
法。 - 【請求項3】 工程b)またはc)に引き続き、望まし
くないエナンチオマーを別の工程においてラセミ化し、
このラセミ混合物を請求項2記載の方法に戻す、請求項
2記載の方法。 - 【請求項4】 光学活性アミノ酸エステルの製造法にお
いて、一部の工程として請求項2または3記載の方法の
少なくとも1工程を含むことを特徴とする、光学活性ア
ミノ酸エステルの製造法。 - 【請求項5】 式I 【化1】 [式中、NH2基およびメトキシカルボニル基は、互い
についてシスの位置またはトランスの位置にあることが
できる]で示される光学活性アミノ酸エステル。 - 【請求項6】 式II 【化2】 [式中、基は次の意味を有する:R1は、C1〜C10−ア
ルキル、C1〜C4−アルコキシ、OH、NH2またはハ
ロゲンであるか、または場合によってはNH2、OH、
C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコキシもしくはハ
ロゲンによって置換されたアリールであり、R2は、H
またはC1〜C10−アルキルであり、Xは、ハロゲン、
OR3、SR3またはNR3R4であり、R3は、Hまたは
C1〜C10−アルキルであるか、または場合によっては
NH2、OH、C1〜C4−アルキル、C1〜C4−アルコ
キシもしくはハロゲンによって置換されたアリールであ
り、R4は、HまたはC1〜C10−アルキルであるか、ま
たは場合によってはNH2、OH、C1〜C4−アルキ
ル、C1〜C4−アルコキシもしくはハロゲンによって置
換されたアリールであり、R5は、C1〜C10−アルキル
であるか、または場合によってはNH2、OH、C1〜C
4−アルキル、C1〜C4−アルコキシもしくはハロゲン
によって置換されたアリールであり、iは、0〜4であ
り、mは、0、1または2であり、nは、1〜3であ
り、かつアシルアミノ基およびCOOR5基は互いにつ
いてシスの位置またはトランスの位置にあることができ
る]で示される光学活性N−アシルアミノ酸エステル。
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