JPS5847495A - シクロペンテノロン誘導体の生化学的光学分割法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は下記式（１）で示される（ホ）一グーヒドロキ
シー３ーメチルーコーー′−ブロビニルーーーシクロベ
シテノンの生化学的光学分割法に関する。更に詳しくは
微生物が生産するエステラーゼあるいは動物膵臓エステ
ラーゼを（ホ）一ダーヒドロキシー３ーメチル−２−！
ーブロビニルーーーシクロベンテノンの有機カルボン酸
（［＃ｊ／〜／ε個の飽和または不飽和のカルボン酸）
エステルに作用させて不斉加水分解して、光学純度の高
い光学活性グーヒドロキシ−３−メチル−，ｌ！　−　
、２／−ブロピニルーコーシクロペンテノンとその対掌
体のエステルを得る工業的に有利なｑ−ヒドロキシ−３
−メチルーーー！ープロビニルーーーシクロペンテノン
の生化学的光学本発明の対象であるグーヒドロキシ−３
−メチル−Ｊ−．２’−プロピニルーコーシクロペンテ
ＪンＣ以ｋ、これをプロピニルシクロペンテノロンと略
称する。）は、優れた殺虫活性を有するいわゆる合成ピ
レスロイドと呼ばれる一群のエステル化合物の重要表ア
ルコール成分の７つとして仲られている。

例えば該プロピニルシクロペンテノロンの、２．Ｊ、Ｊ
、３−テトラメチルシクロプロパンカルボン酸とのエス
テルである下記式（Ｄ）で示される化合物は極めて強い
ノックダウン効力および致死効力を布する優れた殺虫剤
である（特公昭、５６−　／ｊにｌ１３号公報）。

プロピニルシクロペンテノロンは＋位に不斉炭素を有す
るために一種の光学異性体が存在し通常これらのエステ
ルとしての活性は大きく異なる。例えば上記式（Ｉｔ）
で示されるエステルにおいては（＋）−プロピニルシク
ロペンテノロンのエステルは対応する（−）−プロピニ
ルシクロペンテノロンのエステルに比し、その殺虫効、
力は数倍優れている＠従りて通常の製造法により得られ
る（ホ）−プロピニルシクロペンテノロンを工業的にも
有利に光学分割する技術が望まれている。

光学活性プロピニルシクロペンテノロンを製造する方法
としては、（ホ）−プロピニルシクロペンテノロンをフ
タル酸の半エステルとし、次いでくれに光学活性アミン
を反応させ、光学活性プロピニルシクロペンテノロンの
ジアステレオマー塩を生成させ、これを分離し、使用し
たアミンと半エステルとして回収し、得られた半エステ
ルを加水分解することにより光学活性プロピニルシクロ
ペンテノロンを得る方法が知られている（特開昭Ｊ６−
．２？、２９号公報）ｏＬかし、この方法は通算収率が
低いこと、被雑な工程を必要とすること、および高価な
光学活性試薬を必要とすることなどの点で、必ずしも充
分な方法とは芭い難い。

本発明者らはこれらの諸問題点を克服し工業的にもよシ
有利な（ホ）−プロピニルシクロペンテノロンの光学分
割法を確立すべく研究を重ねた結果、微生物エステラー
ゼあるいは動物膵臓エステラーゼを（ホ）−プロピニル
シクロペンテノロンの有機カルボン酸（炭素数／〜／を
個の飽和または不飽和の有機カルボン酸）エステｌしに
作用させることにより光学純度の高い光学活性プロピニ
ルシクロペンテノロンとその対掌体のエステルが得られ
ることを見い出し、これに種々の検討を加え本発明を完
成するに至った０次に本発明の詳細な説明する０本発明
方法において原料として使用される（ホ）−プロピニル
シクロペンテノロンの有機カルボン酸（炭素数／〜／１
個の飽和の有機カルボン酸）エステルの製造線、エステ
ル製造の常法、例えば（ホ）−プロピニルシクロペンテ
ノロンに有機カルボン酸の無水物を反応させる方法ある
いは有機カルボン酸クロライドを有機塩基の存在下で反
応させることなどによシ容易に製造することができる。

本発明で使用されるエステラーゼを生産する微生物とし
ては、（ホ）−プロピニルシクロペンテノロンの有機カ
ルボン酸エステルを不斉加水分鱗スる能力を有するエス
テラーゼを生産する微生物であればよく、特に限定され
るものではない（本明細書においてはエステラーゼとは
りｌ＜−ゼを含む広義のエステラーゼを意味する。）。

このような微生物の具体例としては、エンテロバクタ−
属、アルスロバクタ−云、ブレビバクテリウム属、シ瓢
−ドモナス鵬、アルカリ土類金属、フラボバクテリウム
Ｍ、郭−ｉ傘Ｉ李３ミクロコツカス属、クロモバクテリ
ウム属、ミコバクテリウム属、コリネバクテリウム属、
Ｉ＜クス属、トルロプシス篇、ビヒア属、ペニシリウム
属、アスペルギルス属、リゾプス属、ムコール属、オー
レオバシデイウム属、アクチノムコール属、ノ傘ルディ
ア属、ストレプトミセス属に属する微生物が挙げられる
。

これらの６属に属する代表的な菌株名を下記に例示する
が、本発明の微生物はこれらの例示限定されるもので杜
力い。

Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　　ｖｉｓｃｏａｕｍ
（り）　ミコバクテリウム嗜フレイ　　　　　　　　　
　ＩＦＣ）　３人情Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｐｈ
ｌｅｉ（／のフリネバクテリウム・エクイ　　　　　　
　　ＡＴＣＣ７６タタＣｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ
　ｅｑｕｉ（／／）バシルズ・ズブチリス　　　　　　
　ＩＦｏ　、３＆ＪＢａｃｉｌｌｕｓ　　５ｕｂｔｉｌ
ｉｓ（／、２）ラクトバシルス・カゼイ　　　　　　Ｉ
ＦＯ３３２２Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｇ　　ｃａｓｅ
ｉ（／３）　）リロデルマ・ビリデ　　　　　　　ｘｐ
ｏ＜箒ｇＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ　　ｖｉｒｉｄｅ（／
１１ｔ）サツカロミセス・ルーキシイ　　　　ＩＦＯＯ
！；０６Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ　ｒｏｕｘｉｉ（
７５）キャンヂイダ・ユチリス　　　　　　ＩＦＯθ３
９６Ｃａｎｄｉｄａ　　ｕｔｉｌｉｓ （／６）ロドトルラ・ミヌータ　　　　　　　　エ■θ
Ｊ７Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ　　ｍ１ｎｕｔａ（／７）
クリプトコツカス・アルビダス　　　ＩＦＯθ３７すＣ
ｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ａｌｂｉｄｕｓ（１ｇ）　）
ルロプシス・キャンディダ　　　　エＦＯｃｒｙｕＴｏ
ｒｕｌｏｐｓｉｓ　ｃａｎｄｉｄａ（／９）ピヒア・ポ
リモルファ　　　　　　　ｘｐ’ｏ　１ｉ６６Ｐｉｈｉ
ａ　ｐｏｌｉｍｏｒｐｈａ （Ｊ）ペニシリウム・フレクエンタンス　　ＩＦＯ見９
２Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ　ｆｒｅｑｕｅｎｔａｎｓ（
，２／）アスペルギルス・バール・アスペル　　　　Ｉ
Ｐｏ　、５３２１Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｖａｒ　ａ
ｓｐｅｒ（〃）リゾプス・チネンシス　　　　　　　　
　　ＩＰＩＯ’ｆ７３７Ｒｈｉｚｏｐｕｓ　ｃｈｉｎｅ
ｎ＋５ｉｓ１Ｇυ）オーレオバシディウム・ブルラシス
　　　　ＩＦＣ）　Ｑ９ＡＱＡｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕ
ｍ　ｐｕｌｌｕｌａｎｓ（Ｊ）アクチノムコール−エレ
ガンス　　　　　　ＩＦＯ４ｔＯ，２２Ａｃｔｉｎｏｍ
ｕｃｏｒ　ｅｌｅｇａｎｓ＜２＞ノカルディア・アステ
ロイデス　　　　　　ＩＦＯ＃Ｎｏｃａｒｄｉａ　　ａ
ｓｔｅｒｏｉｄｅｓ（））ストレプトミセス・グリセウ
ス　　　　　　ＩＦＯ３３！；ｌ。

Ｓｔｒｅｐｔｍｙｃｅｓ　ｇｒｉｓｅｕｓ＜２＞ムコー
ルージャバアニクス　　　　　　　　ＩＦＯ４ｉｎ、２
Ｍｕｃｏｒ　ｊａｖａｎｉｃｕｓ これらの菌株はいずれもＡｍ＊ｒｌｃａｎ　Ｔｙｐｅ　
Ｃｕ１ｔｕｒｅＣｏｌｌ＠ｅｔｌｏｎ　（ＡＴＣＣ）　
ｔたは大阪大学工学部醗酵工学科（ＯＵＴ）あるいは大
阪市の財団法人醗酵研究所（ｌ７０）に保存され、これ
らの保存機関より入手することができる。

上記微生物の培養は、通常常法に従って液体培養を行な
うことにより培養液を得る。例えば滅菌した液体培地〔
かび類、酵母類用には麦芽エキス・酵母エキス培地（水
／！にペプトンｓ、Ｏｙ、グルコースｉｏ、　ｏり、麦
芽エキス３．θり酵母エキス３．θりを溶解し、ｐＨ＆
ｊとする）、細菌類用には加糖ブイヨン培地（水７石に
グルコース１０．θり、ペプトンｊ、θり、陶工＄　Ｘ
　ｊ、θ！、Ｎａ（ｕ　Ｊ、θ〕を溶解しＰＨ７，２と
する）〕に微生物を接種し、通常−０〜９０°Ｃで７〜
３日間往復振盪培養を行なう。また必要に応じて固体培
養を行なってもよい０ 本発明においては、上記微生物のうちエンテロバクタ−
属、アルスロバクタ−属、ブレビバクテリウム属、シ為
−ドモナス属、アルカリ土類金属、りｑモバクテリウム
属、ミコバクテリウム楓、バシルス属、トリコデルマ属
、キャンディダ属、ロドトルラ属、トルロプシス属、ア
スペルギルス属、リゾプス属、ムコール属、ノカルディ
ア属、ストレプトミセス属に属する微生物がエステラー
ゼ活性および不斉収率の点で％に好適である。

また、これらの微生物起源のエステラーゼの表かには市
販されているものかあね、容易に入手することができる
。市販エステラーゼの具体例として社シェードモナス属
の６リパーゼ（大野製薬製）、アスペルギルス属のリパ
ーゼ（リパーゼＡＰ（大野製＊製））、ムコール属のり
パアルカリ土類金属のリパーゼ（リパーゼＰＬ（名糖産
業製））、アクロモバクタ−属のリパーゼ（リパーゼＡ
Ｌ（名糖産業製））、アルスロバクタ−属のリパーゼ（
リパーゼ合同ＢＳＬ（合同酒精製））、クロモバクテリ
ウム属のリパーゼ（東洋醸造製）、リゾプス−デレマー
のリパーゼ（タリパーゼ（田辺糾薬製））、リゾプス属
のリパーゼ（リパーゼサイケン（大阪細菌研究所））な
どが挙げられる。

また、動物膵臓エステラーゼとしてはステアプシンやバ
ンクレアチンを用いることができる。

本発明方法を実施するに際し、（ホ）−プロピニルシク
ロペンテノロンの有機カルボン酸（炭素数７〜７１１個
の飽和または不飽和のカルボン酸）エステルの不斉加水
分解け、上記微生物を培養した培養液、培養液から分離
した菌体、エステラーゼを含有する培養Ｆ液、あるいは
各種酵素分離法によって菌体または培養Ｆ液から分離し
た粗製エステラーゼ、精製エステラーゼおよびエステラ
ーゼ含有抽出ａｔたは濃縮液、あるいは動物膵臓エステ
ラーゼを含有する水溶液と（ホ）−プロピニルシクロペ
ンテノロンの有機カルボン酸エステルを混合し、攪拌ま
たは振帰することによシ行なわれる。また、固定化菌体
あるいは固定化エステラーゼも使用することもできる。

（ホ）−プロピニルシクロペンテノロンの有機カルボン
酸エステルの不斉加水分解を行なう条件としては、反応
温度は７０〜７θ°Ｃが適当であシ、好熱菌の培養液ま
たは好熱菌の培養によｐ得られた耐熱性エステラーゼで
はＳθ〜Ａｊ’Ｃ中温菌の培養液また社特に耐熱性を有
しないエステラーゼでは２０〜５０℃が好ましい。

反応時間は通常３〜グざ時間であるが、反応温度を高め
たシ酵素量を増加させるなどにより反応時間の短縮も可
能である。

反応中のｐＨｒ！、好アルカリ性菌の培養液やアルカリ
性エステラーゼではｐＨｇ〜／／、好アルカリ性でない
微生物の培養液や耐アルカリ性を有しないエステラーゼ
ではｐＨ，５〜ｔが好ましい。

また、加水分解によって生成する有機カルボン酸を中和
し、反応中のｐＨを一定に保つために緩衝液の使用が好
ましく、リン酸ナトリウム、リン酸力Ｕウムなどの無機
酸塩の緩衝液、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムな
どの有機酸塩の緩衝液を使用することができる。

基質である（ホ）−プロピニルシクロペンテノロンの有
機カルボン酸エステルの使用濃度は反応液に対し／〜ｊ
　Ｏｗｔ−であシ、好ましくは５〜Ｊｊｖｔ−である、
。

次に、このようにして不斉加水分解反応を行う九後、遊
離した光学活性プロビニルシクロベ収する。この分離回
収に際しては水蒸気蒸留、溶媒抽出、分別蒸留、カラム
クロマトグラフィーなどの操作を適宜採用することがで
きる。

例えば反応液を水蒸気蒸留し留出物をエーテル抽出する
かあるいは直接反応液をエーテル、酢酸エチル、ベンゼ
ンなどの有機溶媒で抽出し、この抽出物を分別蒸留し光
学活性プロピニルシクロペンテノロンとその対掌体のエ
ステルを分離取得するか、または抽出物をシリカゲルの
カラムクロマトグラフィーにかけ、例えばトルエン−酢
酸エチル（Ｊ：／）溶液で溶出することによシ、先ず光
学活性プロピニルシクロペンテノロンの有機カルボン酸
エステルが分離され、次いでトルエン−酢酸エチル（２
：／）溶液で溶出を行なうことによシその対掌体の遊離
のプロピニルシクロペンテノロンが分離される。

また、以上のようにして分離された光学活性プロピニル
シクロペンテノロンのエステルは、さらに脱アシル化す
ることによりｅ易に光学活性プロピニルシクロペンテノ
ロンに導くことができる。脱アシル化の方法としては例
えばプロピニルシクロペンテノロンの有機カルボン酸二
後、を時間攪拌下に還流を行なうと容易にプロピニルシ
クロペンテノロンが分離される。

以上、詳細に説明したように本発明方法による（ホ）−
プロピニルシクロペンテノロンの先生分割は従来知られ
ている有機合成化学的光学分割法に比ベニ程が簡略であ
り、また高価な光学活性試薬を必要とし々いので経済的
に有利である。

さらに得られる光学活性プロピニルシクロペンテノロン
の収率、光学純度が高く工業的に極めて有利である。

実施例／〜ｔ （ホ）−プロピニルシクロペンテノロンの酢酸エステル
／、θりと表／に記載した各エステラーゼ２０９を緩衝
液（ｐＨ７，θ、Ｍｅ１１ｖａｌｎｓ緩衝液またはｐＨ
？、ｊ、０．２Ｍ濃度のＮａ２Ｃ０３−ＮａＨＣＯ３緩
衝液）／θｄに加え、３θ°Ｃで攪拌子を用いて激しく
攪拌しつつ反応させ九。

、２グ時間反応を行なった後、反応物を酢酸エチルで抽
出した。抽出液をガスクロマトグラフィー（ｊチＤ田ｓ
、　ｉ、ｉｍ、　／ざ０℃）で分析し、プロピニルシク
ロペンテノロンの酢酸エステルとプロピニルシクロペン
テノロンのピーク面積比より加水分解率を算出し下記の
結果を得た。抽出液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマ
トグラフィーにかケ、トルエン−酢酸エチル（ｊ：／）
溶液で溶出を行ない未反応のプロピニルシクロペンテノ
ロンの酢酸エステルを分離取得し、さらにトルエン−酢
酸エチル（，２：／）溶液で溶出し、遊離プロピニルシ
クロペンテノロンを取得した。

ここで得られた遊離プロピニルシクロペンテノロンのう
ち／θ岬をトルエン／ｄに溶解し、ピリジンθ−２’ｓ
　（−）−α−メトキシ−α−トリフルオロメチルフェ
ニル酢酸クロライド（（−）　−ＭＴＰＡクロライド）
ｌｊｇＩｇを加え、一時間加熱遺留しプロピニルシクロ
ペンテノロンの（−）　−ＭＴＰＡジアステレオマーと
し、ガスクロマトグラフィー（シリコンＤＣＱＦ　−／
、３０ｍキャピラリーカラム、／ざ０℃）で光学異性体
分析を行ない、（＋）−プロピニルシクロペンテノロン
のジアステレオマーと（−）−プロピニルシクロペンテ
ノロンのジアステレオマーのピーク面積比より遊離プロ
ピニルシクロペンテノロンの光学異性体型および光学純
度を求めた。

一方、カラムクロマトグラ′フィーの操作により得られ
た未反応エステルに水ｊｄ１エステルと尚量の炭酸水素
ナトリウムを加え、Ｓうに／θチＨＣＪＩ水を加えｐＩ
（ｔに調整した後、５時間攪拌下に遺留し脱アシル化を
行なった。

反応液を冷却後酢酸エチル、水および食塩を加え抽出し
、溶媒を留去後得られた油状物をシリカゲルカラムクロ
マトグラフィーにかけトルエン−酢酸エチル（，２：／
）溶液で溶出し、光学活性プロピニルシクロペンテノロ
ンを分離取得した。

このプロピニルシクロペンテノロンを上記屋および光学
純度を求めた。結果を表７に示す０ 表　　　／ 実施例り〜／！； （ホ）−プロピニルシクロペンテノロンのカプリン酸エ
ステルｏ、ｕｐと表コに記載した各エステラーゼ１０岬
を緩価糖ｊｓ／３．加え一３０°Ｃで攪袢子を用いて激
しく攪拌しつつコｑ時間反応させた０以後、゛実施例／
〜ｇと同様の操作を行ない表コの結果を得た０ 表　　　コ 実施例７６〜λ／ ３００　＠Ｚ肩付フラスコに液体培地〔かび類、酵母類
用（実施例−〇、２／）には麦芽エキス、酵母エキス培
地（水／１にペプトンｊ、θり、グルコース／戊θり、
麦芽エキス３．θり、酵母エキスｓ、ｏｐを溶解し、ｐ
Ｈ＆ｊとする。）細菌類用（実施例７６〜／？）Ｋは加
糖ブイヨン培地（水／Ｊにグルコース１０．θり、ペプ
トンｓ、’ｏｙ、肉エキスＳ、θり、ＮａＣ４ふθりを
溶解し、ｐＨ７，、，２どする。）〕／θθｄを入れて
殺菌し丸後、ｔ’ｅ　’ｉに記載した各微生物を斜面培
養から一白金耳接種し、３θ°Ｃでダざ時間往復振盪培
養した。次いでこの培養液に（ホ）−プロピニルシクロ
ペンテノロンの酢酸エステル７りを加え、３０″Ｃで、
２１Ｉ時間往復振盪した後、反応液を水蒸気蒸留し、留
出物をエーテル抽出した。抽出物を濃縮し、実施例／〜
ざと同様のカラムクロマトグラフィー操作によシ遊離プ
ロピニルシクロペンテノロンを取得した。この遊”離プ
ロビニルシクロペンテノロンを実施例／〜ざと同様の操
作により光学異性体分析した。その結果を表３に示す。

表　　３ 実施例−２ 実施例−／と同様の方法で調製したトリコデルマ・ビリ
デＩＦＯＱｔ４ｔ７の培養液／　−１ａ　ｔＦｉして培
養Ｐ液を得喪。この培養Ｆ液３θ耐を３倍に濃縮し、（
ホ）−プロピニルシクロペンテノロンのギ酸エステル／
、３ｆを加え、３ａ°Ｃで攪拌子を用いて激しく攪拌し
つつ３０時間反応させた。以後実施例／〜とと同様の操
作を行ない表ダの結果を得た。

表　　　り 実施例２３ 実施例−〇と同様の方法で調製したロドトルラ・ミヌー
タＩＦＯθｇ７９　　の培養液／Ｊから遠心分離によっ
て集画し、蒸留水で２回洗浄した後凍結乾燥した。この
凍結乾燥画体ｊθθ■と（ホ）−プロピニルシクロペン
テノロンのギ酸エステル／ＰをｐＨ７，０ＭｃＩｌａｉ
ｎｓ緩衝液／θｄに加え、３ａ°Ｃで攪拌子を用いて激
しく攪拌しつつ３０時間反応させ、以後実施例／〜ｇと
同様の掃作を行い、表Ｓの結果を得喪。

表　　　ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微生物が生産するエステラーゼあるいは動物膵臓エステ
   ラーゼを（ホ）−クーヒドロキシ−３−メチルーーーコ
   ′−プロピニル−２−シクロベンテノンの有機カルボン
   酸（炭素数７〜／ざ個の飽和ま九は不飽和のカルボン酸
   ）エステルに作用させて、これを不斉加水分解して、光
   学活性なグーヒドロキシ−３−メチル−，２−２−プロ
   ビニル−一−シクロベンテノンとその対掌体のエステル
   に分割することを特徴とする（ホ）−＋−ヒドロキシ−
   ３−メチル−，２−２’−プロピニル−，２−シクロベ
   ンテノンの生化学的光学分割法。