JPS63251099A - （＋）−トランス−（１□ｄｒ、３□ｄｒ）−２，２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸の製造法 - 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（＋）−１−ランス−（１Ｋ、３−尺）−２，
２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプ
ロパンカルボン酸の製造法に関する。

更に、詳しくは本発明は 一般式： （式中、ＲはＣ１〜Ｃ４のハロゲン原子で置換されてい
てもよいアルキル基を表す。本式は立体関係を表すもの
ではない）で表される２、２−ジメチル−３（２，２−
ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸エステルを
アルスロバクタ−・グロビフオルミス（Ａｒｔｈｒｏｂ
ａｃｔｅｒ　ｇｌｏｂｉｆｏｒｍｉｓ）ＩＦＯ−１２９
５８あるいはサーモミセス・ラヌギノーザス（Ｔｈｅｒ
…ｏｍｙｃＬ４ｓ　ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ）　ＩＦＯ
−９８６３、あるいは該微生物が生産するエステラーゼ
を用いて、不斉加水分Ｆｆｌ！ｕ、（十）　−１−ラ〉
・スー（１−１丈、３　、Ｂ、−）　−２。

２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビーフ・し）シク
ロプロパンカルボン酸とそのジアステレオマーのエステ
ルとに分割した後、該（→−）−トランス−（１−尺、
３Ｒ）−２，２−ジメチル−３（２゜２−ジクロロビニ
ル）シクロプロパンカルボン酸を分前、回収することを
特徴とする（＋）−１’ランス−（ＩＲ５，３其）−２
，２−ジメ千ルー３（２，２−ジクロロビニル）シクロ
プロパンカルボン酸の製造法に関する。

従来技術および問題点 ２．２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シク
ロブｒｚパンカル、ｌζン酸１ｒ−、ハーメスソン等の
いわゆる構成ピレスロイドと総称される低毒性速効性殺
虫エステルの酸成分を構成する化僑物である。２，２−
ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）ジクロプロパ
ンカルボン酸にはそのＣ１位支びＣ３位に不斉炭素が存
在し、四種のＷ性体が存在するが、「且Σ命名法」Ｇこ
おいてその絶対配置が「耽Ｋ、３）」及び「１−尺−３
兄−１のものは旋光性が特定の溶媒中で（＋）であり置
換基がそれぞれシス、トランスの関係にあることがらｒ
　（＋）−−シス体」及びｒ　（＋）−１−ランス体］
と称され、「１旦、３Ｋ」及び「１づ−、３を」ののち
のは旋光性が特定の溶媒中で（−）であり互換基がそれ
ぞれシス、１〜ランスの関係にあることからｒ　（−）
−シス体」及びｒ　（−＞−）ランス体」と称される。

これらの異性体のピレスロイドとしての殺虫効力は、（
＋）−（ＩＲ）体のみが有効であり、（−）−（１Σ）
体は無効である。

シスとトランス異性体の効力相関は対象害虫、効力の性
質によって異なり、（＋）−）ランス−（１３−５３Ｂ
−）体のピレスロイドと（→−）−シス−（ＩＲ１３−
５−）体のピレスロイドを混合して使用Ｖることも、そ
れぞれ単独で異なった目的に使用することも可能であり
、工業的に（＋）−（１旦１ｍ−２．２−ジメチルー３
　（２，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン
酸を製造するこ七は重要である。

現在知られているＤ）−（ＩＲ〜）−２，２−ジメチル
−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボ
ン酸の製造法は土として存機合成化学的な分割法による
ものであるが、比較的高価な光学活性試薬を必要とする
こと、あるいは煩雑な工程を要すること等の点から、よ
り経済的に有利な光学分割法の開発が望まれているのが
現状である。

一方、４前記の一般式で表される２、２−ジメチル−３
（２，２−ジクロロビニル）ジクロプロパンカルボン酸
エステルを酵素または微生物を用いて不斉加水分解し、
（＋ｉｌ−ランスシス１久１．３Ｒ）−２，２−ジメチ
ル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカル
ボン酸を得る方法として、豚の肝臓由来エステう−ゼを
用いる方法（例えば、Ａｎｇｅｗａｎｄｅ　ｃｌ＋ｅｍ
ｉｃ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｈｄｄｉｔｉｏｎ
　ｉｎ　Ｅｎ５＋１ｓｈ２３．６４（１９８４）記載の
方法）、及び微生物由来のエステラーゼを用いる方法（
特開昭６０−２４４２９５号）が知られている。しかし
、前者においては、使用する豚の肝臓由来エステラーゼ
が高価である上に量的な供給にも制限があるため工業的
に不利である。また、後者については、基質濃度が低く
、得られるｃ＋＞−トランス−（１区、３且）−２，２
−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプロ
パンカルボン酸の光学純度が低いなどの問題が有り、工
業的に実施するには満足できるものではない。

発明の説明 本発明者らは、このような状況の中で、工業的に有利な
（＋）　−（ＩＲ）−２，２〜ジメチル−３（２，２−
ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸の製造法を
開発すべく研究を続けた結果、アルスロバクタ−・グロ
ビフォルミス（Δｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ　ｇｌｏｈｉ
ｆｏｒｍｉｓ）ＩＦＯ−１２９５８あるいはサーモミセ
ス゛ラヌギノーザス（Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ　ｌａｎ
ｕｇｉｎＩ）ｓｕｓ）ＩＦＯ−９８６３、あるいは該微
生物が生産するエステラーゼが、Ｍｉｌ記の一般式で表
されるエステルに作用して、これを不斉加水分解し、有
利ζ１７高光学純度な（＋）〜　トランス＝　（１退、
３Ｒ）−２，１−ジメチル−，３（２，２−ジクロロビ
ニル）シクロプロパンカルボン酸を与えることを見出し
、本発明を完成した。

即ち、本発明は （式中、２　Ｒは、Ｃ１〜Ｃ４のハロゲン原子で直換さ
れていてもよいアルキル基を表す。本式は立体関係を表
すものではない６）で表される２、２−ジメチル−３（
２，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸エ
ステルをアルスロバクタ−・グロビフォルミス（Ａｒｔ
ｈｒｏｂａｃｔｅｒ　ｇｌｏｂｉｆｏｒｍｉｓ）ＩＦＯ
−１２９５８あるいはサーモミセス・ラヌギノーサス（
Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅ、ｑ　ＩａｎｕＨｉｎｏｓｕｓ）
　：！マ０−９８６３、あるいは、；ｑ微生物が住辛す
るエステラーゼを用いて、不斉加水分解し、（＋）−）
ランス−（１λ、３−尺−）−２，２−ジメチル−３（
２，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸と
そのジアステレオマーのエステルとに分割した後、該Ｃ
＋）−トランス−（ＩＲ１３Ｒ−）−２，２−ジメチル
−３（２，２−−ジクロロビニル）シクロプロパンカル
ボン酸を分離、回収することを特徴とする（＋）−トラ
ンス−（１基、３Ｒ）　−２，２−ジメチル−３（２，
２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸の製造
法に関する。

本発明の原料として用いられる前記一般式で表されるエ
ステルは、自体公知の方法で容易に製造できる。例えば
、１．１−ジクロ０−４−メチル−１，３−ペンタジェ
ンとジアゾ酢酸エステルとの反応による方法などが挙げ
１られる。原料として用いるエステルはメチルエステル
、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル
、モノクロロエチルエステル、モノクロロプロピルエス
テル、モノブロモエチルエステル、なとが都合よく使用
されるが、特にメチルエステル、エチルエステル、モノ
クロロエチルエステルが、入手の容易さや取り扱いの容
易さから好適である。

原料として用いる前記一般式で表されるエステルの立体
関係は、（＋）−（ｊＲ）体を含むものであれば様々な
組み合わせが可能であるが、、入手の容易さから（±）
−シス、トランス体の混合物が好都合である。

本発明に用いられる微生物はいずれも財団法人発酵研究
所（ＩＦＯ）に保存され容易に入手可能である。

上記微生物の培養は、常法に従い行う。

通常、液体培地を滅菌したのち、微生物を接種し、２０
〜４０°Ｃで１〜３日間、好機条件下で培養する。

培地の組成については、通常の微生物の培養に用いられ
るもので、上記微生物により利用ｉｉＪ能なものであれ
ば特に制限はなく、例えば炭素源および窒素源として、
グルコース、澱粉、デギストリン、糖蜜、油脂類、大豆
粉、コーンステイーグリカー等を用いることができる。

また、無機塩類とし、では、硫安、燐酸二カリ、硫酸マ
グネシウム、原票等を使用することができる。また、場
合Ｇごよっては培地中に脂肪酸エステル類を添加するこ
とも可能である。

本発明の方法を実施するに際して、前記一般式で表され
る２、２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シ
クロプロパンカルボン酸エステルの不斉加水分解反応は
、前記微生物を培養した培養液、培養濾液、菌体！！濁
液、菌体破砕液、エステラーゼ抽出液または濃縮液など
のエステラーゼ含有水溶液と前記一般式で表される２、
２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプ
ロパンカルボン酸エステルを混合し、撹拌または振盪す
ることにより行われるゆここで菌体？、Ｑ液、菌体破砕
液、またはエステラービ含有水）守成の調製は常法によ
って行うことができる。即ぢ、遠心分離法または限外濾
過膜による分、礫法などにより培養液から菌体を分離し
、得られた菌体を蒸留水、イオン交換水もしくはｐ、機
塩や４１機塩を含有する緩＜ｌｉ液（例えば燐酸塩緩衝
液）に懸濁すると菌体懸濁液が得られる。この菌体懸濁
液に超音波処理、ゴーリンホモジナイザー７やフレンチ
プレス７による高圧破砕処理、溶菌酵素による破砕処理
などを施すことにより菌体破砕液を得ることができる。

必要に応（二で菌体破砕液から菌体破片を除去し粗エス
テラーゼ含有水７ｇ　液として用いることも可能であり
、菌体破片除去法としては遠心分離法または限外濾過膜
による分離法などが適用できる。菌体破砕液からエステ
ラーゼを分離取得する方法としては、硫安や芒硝を用い
る塩析法もしくはエタノール、プロピルアルコールやア
セトンなどの親水性有機溶媒を用いた有機溶媒沈澱法等
の常法が採用できる。ここに得られたエステラーゼを莫
留水、イオン交換水もしくは無機塩や有機塩を含有する
緩衝液（例えば燐酸塩緩衝液）に熔解し、エステラーゼ
含有水溶液を得る。

不斉加水分解反応を実施する際、基質である２゜２−ジ
メチル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプロパン
カルボン酸エステルの４度は反応液に対し、０．１〜５
０圓ｔＸであり、好ましくは１〜２５圓ｔＸである。必
要に応じ、反応液に）’Ｉｔ−ン（Ｔ。

ｒｉｔｏｎ）Ｘ　、−１００”　、ツイーン（Ｔｗｅｅ
ｎ）８０１′、ブリイ（Ｂｒｉｊ）５８”などの界面活
性剤を０．０１〜１％程度添加してもよい。また菌体も
しくはエステラーゼを常法により無機担体や有機担体（
例えば、ゼオライト、アルミチ、多＊唐類、ポリアミド
、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリウレタン
樹脂など）に固定化して使用することも可能である。

反応温度としては２０〜６５°Ｃが適当であり、高温で
はエステラーゼの安定性が低下しやすいこと及び低温で
は反応速度が遅いことから３０〜５５°Ｃが好ましい。

反応中のｐＨはｐｌ）３〜１１、好ましくはｐｌ（６〜
１０付近であることが望ましく、反応中のｐＨをユｊ当
に維持するために、例えば燐酸塩緩衝液等の緩衝液の使
用が好ましい。

反応時間は、酵素量、反応温度、基質等により適宜法め
られるが、通常数時間〜１５０時間である。

次に、このようにして不斉加水分解反応を行った後、遊
離した２、２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル
）シクロプロパンカルボン酸と未反応のエステルとを分
離回収する。この分離回収に際しては溶媒抽出、カラム
クロマトグラフィー、分別′？、留などの操作を適宜採
用することができる。

例えば、反応液をメチルイソブチルケトン、クロロフォ
ルム、エーテル、ベンゼンあるいはトルエンなどの有機
溶媒で抽出し、抽出物を減圧下で分別蒸留し、遊離の２
．２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロ
プロパンカルボン酸と未反応のエステルとを分離する。

次に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明
はこの実施例にのみ限定されるものではなく、通常の変
更、改良を含むものである。

実施例１ 可溶性澱粉３０Ｉ８、ポリペプトン７ｇ、酵母エキス５
ｇ、燐酸二水素カリウム５ｇを蒸留水１リツトルに溶か
し、６Ｎ塩酸でｐｈを５．０に調整した。この液体培地
１０ｆｆｌ！を直径２４ｍｍの試験管に入れ、綿栓を装
着し、１２０°Ｃで１５分間高圧滅菌した後、アルスロ
バ゛クター・グロビフォルミス（Ａｒｔｈｒｎｂａｃｔ
ｃｒ　ｇｌｏｂｉｆｏｒｍｉｓ）　ＩＦＯ−１２９５８
を１白金耳接種し、３０°Ｃで２４時間振盪培養し、前
培養液とした。上記と同じ組成の培地３００ｄを２リッ
トル容、坂ロフラスコに入れ、同様にして滅菌した後、
前培養液５ｍｐを接種し、３０゛Ｃで３０時間振盪培養
した後、遠心分離して、湿重量５ｇの菌体を得た。この
菌体をｐＨＩＯの０．３Ｍ　Ｎａ０１１−　　ＮａｚＣ
Ｏ，ｌ緩衝液２０ｒｎｉ１．に懸濁し、これに（±）−
シス、トランス−２，２−ジメチル−３（２゜２−ジク
ロロビニル）シクロプロパンカルボン酸エチル（シス／
トランス比−４５１５５）　１．０ｇを加え、５０°Ｃ
で４８時間撹拌し、反応させた。この反応液に３５％塩
酸２ｙｔ１．を加え、メチルイソブチルケトン５０ｍ１
で抽出した。

抽出物をガスクロマトグラフィー（カラム：Ｓｈｉｎｅ
ｈｒｏｍ　Ｆ−５１（５χ）＋８３ＰＯ４（１χ）、２
．６ｍ、　１８５°Ｃ）で分析し、２，２−ジメチル−
３（２，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン
酸と２，２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）
シクロプロパンカルボン酸エチルのピーク面積比から収
字を算出した。原料とした２、２−ジメ蛋ルー３（２，
２−−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸エチ
ルは２，２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）
シクロプロパンカルボン酸に転換されたものを除いて、
すべて２．２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル
）シフロブし】パンカルボン酸エチルとして回収された
。更に抽出物にＩＮ水酸化ナトリウＪ、水溶液を加え、
２．２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シク
ロプロパンカルボン酸をナトリウム塩として水層に抽出
した後、水層を塩酸でｐＨ２以下として、遊離した２、
２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプ
ロパンカルボン酸をメチルイソブヂルケトンで抽出した
。抽出液を濃縮、乾固して科学的にほぼ純粋な２，２−
ジメチル−３（２，２＝ジクロロビニル）シクロプロパ
ンカルボン酸ヲ得た。

得られた２、２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニ
ル）シクロプロパンカルボン酸のうち５ｍｇをトルエン
１−に溶解し、等モルの塩化チオニル、ピリジン、３，
５−ジク［２０アニリンを加えて反応させアニリドとし
高速液体クロマトグラフィー（カラム：　ＳＵＭＩＰＡ
Ｘ　０Ａ−２１００、移動相トヘキサン／ジクロロエタ
ン−１７／３、流速１０ｍ１．７分）で異性体分析を行
った。結果を表１に示す。

表中、ス用水分Ｍ率は原料として用いた（−ｉ：）−＝
シス、トランス−，２，２−ジメチル−３（２，２−ジ
クロロビニル）シクロプロパンカルボン酸エチルに対し
、得られた２、２−ジメチル−３（２゜２−ジクロロビ
ニル）シクロプロパンカルボン酸のモル比を表す。

表１ 実施例２ グルコース２０ｇ５コーンステイープリカー５０ｇ、燐
酸二水素カリウム２ｇ、硫酸マグネシウム・七水塩１ｇ
、炭酸カルシウム５ｇ、酪酸エチル５ｇを蒸留水１リツ
トルに溶かし、６Ｎ塩酸でｐＨ６，０に調整した。この
液体培地１０ｍ１を、実施例１と同様にして、試験管に
入れて滅菌した後、サーモミセス・ラヌギノーザス（Ｔ
ｈｅｒｍｏｍｙｅｅｓ　ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ）　Ｉ
ＦＯ−９８６３を１白金耳接種し、４５′Ｃで４８時間
振盪培養し、前項ｌ液とした。上記と同じ組成の培地３
００ｍ１．を２リツトル容坂ロフラスコに入れ、同様番
こして滅菌した後、前培養液８ｄを接種し、４５゛Ｃで
４８時間振盪培養した後、遠心分離して、菌体を分離取
得した。該菌体を５Ｑｍ９の蒸留水で洗浄した後、０．
１Ｍ燐酸緩衝液（ｐＨ８，０）　５０ｍρを加え、超音
波処理により菌体を破砕した。該破砕液を遠心分離し、
Ｊ−清液を取得した後、これを限外濾過器により３倍に
濃縮しまた。この濃縮液に（±）−シス、トランス２゜
２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプ
ロパンカルボン酸エチル（シス／トランス比＝４５１５
５）　１．ｆｌ；を加え、４０°Ｃで７２時間、撹拌し
つつ反応さセた。以後、実施例１と同様の操作を行い、
表２に示す結果を得た。

表２ 実施例３ 実施例１において使用した液体培地と同組成の′液体培
地２リットルを小型発酵槽に仕込み、＋２０°Ｃで１５
分間高圧滅菌した後、実施例１と同様にして得たアルス
ロバククー・グロビフォルミス（Ａｒｔｈｒｏｂａｅｔ
ｅｒ　ｇｌｏｂｉｆｏｒｍｉｓ）ＩＦＯ−１２９５８の
前培養液１００ｍ１を接種し、３０゛Ｃで２４時間通気
撹拌培養しまた。

培養後、遠心分離して、湿重量５３ｇの菌体を得た。

この菌体をｐＨ１０の０．１ＭＮａ０Ｉｌ−Ｎａ２ＧＯ
，緩衝液２００−に懸濁し、フレンチプレス細胞破砕装
置（米アミンコ社製）を用いて、菌体破砕処理を行い、
遠心分離により菌体破片を除去し、粗酵素；夜を取得し
た。ここに得られた粗酵素液を硫安分画処理し、３０へ
・６０％画分を取得し、これを凍結乾煙１−２１．３ｇ
の粗酵素粉末を得た。この粗酵素粉末０．５ｇをｐＨ１
０の０．１ＭＮａ０Ｈ−ＮａｚＣＯｚ緩ｔＩＩ液２０ｄ
に溶解し、（±）−シス、トランス−２，２−ジメチル
−３（２，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボ
ン酸モノクロルエチル（シス／トランス比＝４５１５５
）　２゜０ｇを加え５０’Ｃで１７時間撹拌し、反応さ
せた４、この反応液に３５％塩酸２ｍＱを加え、メチル
イソブチルケトン５０−で抽出した。以後、実施例１と
同様の操作を行い、表３に示す結果を得た。

表３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ４のハロゲン原子で置換されて
   いてもよいアルキル基を表す、本式は立体関係を表わす
   ものではない）で表される２，２−ジメチル−３（２，
   ２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸エステ
   ルをアルスロバクター・グロビフォルミス（Ａｒｔｈｒ
   ｏｂａｃｔｅｒ　ｇｌｏｂｉｆｏｒｍｉｓ）ＩＦＯ−１
   ２９５８あるいはサーモミセス・ラヌギノーサス（Ｔｈ
   ｅｒｍｏｍｙｃｅｓ　ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ）ＩＦＯ
   −９８６３、あるいは該微生物が生産するエステラーゼ
   を用いて、不斉加水分解し、（＋）−トランス−（１￥
   Ｒ￥、３￥Ｒ￥）−２，２−ジメチル−３（２，２−ジ
   クロロビニル）シクロプロパンカルボン酸と、そのジア
   ステレオマーのエステルとに分割し、（＋）−トランス
   −（１￥Ｒ￥、３￥Ｒ￥）−２，２−ジメチル−３（２
   ，２−ジクロロビニル）シクロプロパンカルボン酸を分
   離、回収することを特徴とする（＋）−トランス−（１
   ￥Ｒ￥）−２，２−ジメチル−３（２，２−ジクロロビ
   ニル）シクロプロパンカルボン酸の製造法