JP2002000295A

JP2002000295A - 光学活性グリセロールα−モノカルボン酸エステルの製造方法

Info

Publication number: JP2002000295A
Application number: JP2000187783A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Asano; 泰久浅野
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】医薬品等の有用な製造中間体である光学活性
グリセロールα−モノカルボン酸エステルの効率的な製
造方法を提供する。【解決手段】光学活性グリセロールα−モノカルボン
酸エステルの合成活性を有する酵素の存在下、グリセロ
ールをアシル供与体でエステル化することを特徴とす
る、光学活性グリセロールα−モノカルボン酸エステル
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬品等の原料ま
たは中間体として有用な光学活性グリセロールα−モノ
カルボン酸エステルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学活性なグリセロール誘導体の化学的
合成法としては、D-マンニトールからS-体のグリセロー
ルアセトナイドを得る方法（J. Org. Chem., 43, 4876,
(1978) ）、L-アスコルビン酸から得る方法（J. Am. S
oc. Chem., 102, 6304, (1980)）等が知られている。し
かし、これらの方法は、工程数が多く、操作が煩雑で実
用的ではない。また、多糖誘導体を有効成分とする分割
剤により、ラセミ体のグリセロールアセトナイドやグリ
セロール環状炭酸エステル等を光学分割する方法（特開
昭61-122283 号公報）が知られているが、この方法では
溶剤を多量に消費するため、経済的な方法とはなり難
い。

【０００３】生物学的合成法としては、リパーゼ等の酵
素の利用によりラセミ体のグリセロールケタールのカル
ボン酸エステルを立体選択的に加水分解する方法（EP55
6909、USP4931339 等）、あるいは立体選択的にエステ
ル化する方法（特開平2-227097号公報、特開平5-192186
号公報等）が知られているが、ラセミ体基質の半分だけ
を利用するものであり、経済的ではない。

【０００４】一方、リパーゼのエステル転移反応を利用
してプロキラルな2-O-置換グリセロールを光学活性モノ
カルボン酸エステルに変換する方法（Tetrahedron. Let
t.,29, 5173 (1988)）も知られているが、グリセロール
を2-O-置換体に変換する工程が煩雑であり、経済的な課
題を有する。

【０００５】光学活性グリセロールアセトナイドを取得
する方法としては、ラセミ体のグリセロールアセトナイ
ドの片方の光学異性体のみを微生物によって酸化する方
法（EP244912、USP4956285 、EP412585等）が知られて
いるが、補酵素の再生等が必要であり、工業的製法とは
なり難い。

【０００６】リパーゼの存在下、グリセロールとアシル
供与体からモノアシルグリセロールを合成する方法につ
いては多くの報告があるが、収率・光学純度共に低いも
ので、工業的製法とはなり難い（Enzyme. Microb. Tech
nol., 17, 578 (1995)、特開平11-113590号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、光学活性グリセロールα−モノカルボン酸エス
テルの効率的な製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明者は、光学活性グリセロールα−モノカルボン酸
エステルの製造方法について鋭意研究を重ねた結果、特
定の酵素の存在下において、グリセロールとアシル供与
体として酸無水物を反応させると、効率よく光学活性グ
リセロールα−モノカルボン酸エステルが生成すること
を見い出し、本発明を完成させた。

【０００９】すなわち、本発明は、光学活性グリセロー
ルα−モノカルボン酸エステルの合成活性能を有する酵
素の存在下、グリセロールをアシル供与体でエステル化
を行うことによる光学活性グリセロールα−モノカルボ
ン酸エステルの製造方法において、アシル供与体に、一
般式（ＩＩ）で示される化合物を使用するを特徴とする
光学活性グリセロールα−モノカルボン酸エステルの製
造方法、である。

【化２】（式中、Ｒは置換又は非置換の脂肪族炭化水素基又は芳
香族炭化水素基である。）

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において用いるアシル供与体としては、活性アシ
ル供与体が好ましく、例えば、一般式（ＩＩＩ）で表さ
れる脂肪族又は芳香族カルボン酸の酸無水物が挙げられ
る。

【化３】（式中、Ｒは置換又は非置換の脂肪族炭化水素基又は芳
香族炭化水素基である。）

【００１１】上記一般式（ＩＩＩ）において、Ｒで示さ
れる脂肪族炭化水素基は、飽和、不飽和のいずれでもよ
く、炭素原子数１〜17のものが好ましい。また、Ｒで示
される芳香族炭化水素基としては、フェニル、t-ブチル
フェニル等のアリール基、アリールアルキル基、フェニ
ルアリル等のアリールアルケニル基等が挙げられる。ま
た、Ｒで示される脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素
基は、その炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部
が適当な置換基で置換されていてもよい。脂肪族炭化水
素基の置換基としては、例えば、塩素等のハロゲンが挙
げられる。芳香族炭化水素基の置換基としては、例え
ば、アルキル、塩素等のハロゲン、ニトロ等が挙げられ
る。具体的には、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水n-
酪酸、無水iso-酪酸、無水n-吉草酸、無水iso-吉草酸、
無水ピバル酸、無水マイレン酸、無水安息香酸、無水フ
タル酸等の酸無水物が例示できる。

【００１２】本発明において用いる酵素は、光学活性な
グリセロールα−モノカルボン酸エステルの合成活性を
有するものであれば特に限定されるものではない。例え
ば、アスペルギルス（Aspergillus) 属、リゾプス（Rhi
zopus）属、ペニシリウム（Penicillium) 属、ゲオトリ
カム（Geotrichum）属、ムコール（Mucor) 属、リゾム
コール（Rhizomucor）属、フミコラ（Humicola）属、シ
ュードモナス（Pseudomonas)属、バークホーデリア（Bu
rkholderia）属、キャンディダ（Candida)属、ブレビバ
クテリウム（Brevibacterium）属、コリネバクテリウム
（Corynebacterium)属、ノカルディア（Nocardia）属、
セデセア（Cedecea) 属、バチルス（Bacillus）属、プ
ロテウス（Proteus) 属、メチロバクテリウム（Methylo
bacterium）属等に属し、光学活性グリセロールα−モ
ノカルボン酸エステル生産能を有する微生物が産生する
酵素を用いることができる。

【００１３】また、市販酵素として入手することができ
るリパーゼAK〔シュードモナス・フルオレセンス(Pseud
omonas fluorescens) 由来〕、リパーゼD 〔リゾプス・
デレマ(Rhizopus delemar) 由来〕、リパーゼPS〔シュ
ードモナス・セパシア(Pseudomonas cepacia) 由来〕、
リパーゼF-AP〔リゾプス(Rhizopus sp.) 属由来〕、リ
パーゼG〔ペニシリウム・カメンバーティ(Penicillium
camembertii) 由来〕、リパーゼGC-20〔ゲオトリカム・
キャンジジューム(Geotricum candidum) 由来〕、リパ
ーゼPZ-6〔アスペルギルス(Aspergillus sp.) 属由
来〕、リパーゼM-AP〔ムコール(Mucor sp.) 属由来、天
野製薬社製〕、ノボザイム435〔キャンディダ・アンタ
クチカ(Candida antarctica) 由来、Novo社製〕、キラ
ザイムc-f、キラザイムC2、キラザイムL-1〔バークホー
デリア(Burkholderia) 属由来〕、キラザイムL-2〔キャ
ンディダ (Candida)属由来〕、キラザイムL-6〔シュー
ドモナス(Pseudomonas sp.) 属由来〕、キラザイムL-8
〔フミコラ(Humicola) 属由来、Roche Diagnostics 社
製〕、リポザイム〔リゾムコール・ミハイ(Rhizomucor
miehei) 由来、Fulka 社製〕等を使用することができ
る。

【００１４】また、本発明においては、上記の光学活性
グリセロールα−モノカルボン酸エステル生産能を有す
る上記微生物の培養物、菌体又は菌体処理物をそのまま
利用することも可能である。そのような微生物として
は、分譲菌株として入手することができるセデセア・ダ
ビセ（Cedecea davisae) JCM1685、ブレビバクテリウム
・プロトホミエ（Brevibacterium protophomiae) IFO12
128、コリネバクテリウム・アクアティカム（Corynebac
terium aquaticum) IFO12154、ノカルディア・コラリナ
（Nocardia corallina) IFO3338 、シュードモナス・
マルトフィラ（Pseudomonas maltophila）IFO12690、シ
ュードモナス・クロロラフィス（Pseudomonas chlorora
phis）IFO3523、バチルス・ステアロサーモフィラス（B
acillus stearothermophillus）IAM1035、バチルス・サ
チルス（Bacillus subtilis) JCM1465T、メチロバクテ
リウム・ラジオトレランス（Methylobacterium radioto
lerans）IAM12099、プロテウス・ブルガリス（Proteus
vulgaris）IAM12003等を利用することができる。

【００１５】酵素として市販酵素を用いる場合、酵素を
そのまま、あるいは適当な担体に常法により固定化して
用いることができる。また、微生物を用いる場合、微生
物を培地中で培養して得られる培養物をそのままか、又
は該培養物から遠心分離などの集菌操作によって得られ
る菌体若しくはその処理物を用いることもできる。菌体
処理物としては、凍結乾燥菌体、菌体破砕物、無細胞抽
出物、無細胞抽出物からゲル濾過、イオン交換クロマト
グラフィー等の分離操作により得られる粗酵素又は精製
酵素等が挙げられる。また、菌体又は菌体処理物を常法
により固定化して利用することも可能である。酵素が菌
体外に出る性質のものである場合には、培養液上清から
凍結乾燥あるいは有機溶媒を用いる方法等、常法により
回収したものを用いることができる。

【００１６】本発明では、反応のために特に溶媒は必要
としないが、有機溶媒を添加して反応系を均一にするこ
ともできる。用いる有機溶媒は特に限定されるものでは
ないが、具体的には、例えば、テトラヒドロフラン、ア
セトニトリル、1,4-ジオキサン、アセトン、トリエチル
アミン等を単独または混合して利用することができる。

【００１７】本発明で使用するアシル供与体の量は、光
学活性なグリセロールα−モノカルボン酸エステルを合
成しうる限り特に限定されるものではないが、通常は、
グリセロール１molに対して 0.1〜5molが好ましい。反
応温度は、用いる酵素の安定性等により異なるが、通
常、0〜80℃である。

【００１８】生成した光学活性グリセロールα−モノカ
ルボン酸エステルの反応液からの単離は、常法に従えば
よく、例えば、抽出、蒸留、カラムクロマトグラフィー
などの公知の方法により行うことができる。

【００１９】酵素反応で生成したグリセロールα−モノ
カルボン酸エステルの光学純度が十分でない場合には、
再結晶により光学純度を高めることもできる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
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。

【００２１】〔実施例1〕固定化キラザイムL-2、c-f、C
2（ロッシュ・ダイアグノスティックス社製）10mg、無
水硫酸ナトリウム0.2gを、50mMのグリセロールおよび無
水安息香酸を含む1,4-ジオキサン溶液2mlに加え、30℃
にて振とうして48時間反応した。生成したグリセロール
α-モノ安息香酸エステルの光学純度および定量は、キ
ラルパックAD-RHカラム（ダイセル化学工業社製）を用
いる高速液体クロマトグラフィー分析をすることにより
行った。尚、キャリアーとしてメタノールと5mMリン酸
水溶液の混合液（60:40）を用い、流速は1ml/min、検出
はUV254nmで分析を行った。その結果、グリセロールα-
モノ安息香酸エステルの生成は35.9mM、光学純度は47.6
%ee（Ｒ−体）であった。

【００２２】〔実施例2〕100mMのグリセロールおよび20
0mMの無水安息香酸を含む1,4-ジオキサン溶液2mlに実施
例1と同様に固定化キラザイムL-2、c-f、C2を10mg、無
水硫酸ナトリウム0.2gを加えて30℃にて30時間振とうし
て反応を行った。グリセロールα-モノ安息香酸エステ
ルの生成は53.5mM、光学純度は75.4%ee（Ｒ−体）であ
った。

【００２３】〔実施例3〕500ml容三角フラスコに10mmol
のグリセロールおよび表1に示した酸無水物10mmolを加
え、1,4-ジオキサン100mlに溶解させた。この溶液に固
定化キラザイムL-2、c-f、C2を500mg加えて、30℃で48
時間振とうして反応を行った。反応溶液に10mmolの(+)-
カンファースルホン酸と20mmolのアセトンジメチルアセ
タールを加えて室温で16時間反応して、ジオール部分を
アセトナイドで保護した。この反応溶液を減圧下に濃縮
した後、残渣を50mlの酢酸エチルに溶解させ、その酢酸
エチル溶液を飽和重炭酸ナトリウム水（50ml×3）、飽
和食塩水（50ｍl×1）で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥し、減圧下に濃縮を行った。この残渣をさらに
シリカゲルクロマトグラフにより目的化合物の単離、精
製を行い、¹H-NMR、¹³C-NMRにより構造決定を行った。
各α-モノアシルグリセロールアセトナイドの単離収率
を表1に示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】NMRの分析結果は、以下の通りである。〈アセチルソルケタール〉¹ H-NMR(CDCl₃, 400MHz) δppm 4.36-4.30 (m, 1H), 4.15 (dd,1H, J= 4.5, 11.6
Hz), 4.09 (dd, 1H,J= 4.5, 10.6 Hz), 4.07 (dd, 1H,
J = 6.1, 12.1 Hz), 3.74 (dd, 1H J= 6.1,6.1 Hz), 2.
10 (s, 3H), 1.44 (s, 3H), 1.38 (s, 3H).¹³ C-NMR (CDCl₃, 90 MHz) δppm 171.0, 109.9, 73.6, 66.3, 64.8, 26.6, 25.3,
20.8.

【００２６】〈プロピオニルソルケタール〉¹ H-NMR(CDCl₃, 400MHz) δppm = 4.36-4.29 (m, 1H), 4.18 (dd,1H, J= 4.5, 1
5.5Hz), 4.12-4.07 (m2H), 3.75(dd, 1H J= 6.2,8.4),
2.38 (q, 2H, J= 7.6 Hz), 1.44 (s, 3H),1.37 (s, 3
H), 1.15 (t, 3H, J= 7.6 Hz)¹³ C-NMR (CDCl₃, 90 MHz) δppm 174.2, 109.8, 73.6, 66.2, 64.6, 27.3, 26.6,
25.3, 9.0

【００２７】〈n-ブチロイルソルケタール〉¹ H-NMR(CDCl₃, 400MHz) δppm 4.35-4.29 (m, 1H), 4.20-4.06 (m, 2H), 3.74
(dd, 1H, J = 6.1,8.5 Hz), 2.35-2.29 (m, 2H), 1.69-
1.62 (m, 2H), 1.44 (s, 3H), 1.37 (s,3H), 0.95 (t,
3H, J= 7.5 Hz).¹³ C-NMR (CDCl₃, 90 MHz) δppm 173.4, 109.8, 73.6, 66.2, 64.4, 35.9, 26.6,
25.3, 18.3, 13.5.

【００２８】〈iso-ブチロイルソルケタール〉¹ H-NMR(CDCl₃, 400MHz) δppm 4.32 (5th, 1H, 6.9 Hz), 4.18-4.05 (m, 2H),
3.76 (dd, 1H, 6.3,8.4 Hz), 2.60 (7 th, 1H, J= 7.0
Hz), 1.44 (s, 3H), 1.37 (s, 3H),1.18 (d, 6H, J= 9.
2 Hz).¹³ C-NMR (CDCl₃, 90 MHz) δppm 176.9, 109.7, 73.6, 66.3, 64.3, 33.9, 26.6,
25.3, 18.9.

【００２９】〈n-ペンタノイルソルケタール〉¹ H-NMR(CDCl₃, 400MHz) δppm 4.37-4.28 (m, 1H), 4.16 (dd, 1H, J= 4.8, 11.
6), 4.11-4.06 (m,2H), 3.74 (dd, 1H, J= 6.2, 8.4
H), 2.35 (t, 2H, J= 7.3 Hz),1.67-1.58 (m, 2H), 1.4
4 (s, 3H), 1.37 (s, 3H), 0.92 (t, 3H, J= 4.3Hz).¹³ C-NMR (CDCl₃, 90 MHz) δppm 173.6, 10.8, 73.6, 66.3, 64.5, 33.8, 26.9, 2
6.7, 254, 22.2,13.7.

【００３０】〈iso-ペンタノイルソルケタール〉¹ H-NMR(CDCl₃, 400MHz) δppm 4.32 (5th, 1H, J= 5.0 Hz), 4.16 (dd, 1H, J=
4.6, 11.5 Hz),4.12-4.03 (m, 2H), 3.75 (dd, 1H, J=
6.2, 8.4 Hz), 2.23 (d, 2H,J= 6.8 Hz), 2.11 (7th, 1
H, J= 6.8 Hz), 1.44 (s, 3H), 1.37 (s, 3H),0.91 (d,
6 H, J= 6.6Hz).¹³ C-NMR (CDCl₃, 90 MHz) δppm 172.9, 10.8, 73.6, 66.3, 64.4, 43.1, 26.7, 2
5.6, 25.4, 22.3.

【００３１】〈ピバロイルソルケタール〉¹ H-NMR(CDCl₃, 400MHz) δppm 4.30 (5th, 1H, J= 5.7 Hz), 4.13 (dd, 1H, J=
5.0, 29.5 Hz), 4.11 (dd, J= 5.0, 6.5 Hz), 4.07
(dd, 1H, J= 6.4, 8.3 Hz), 3.73 (dd, 1H,J= 6.1, 8.3
Hz), 1.44 (s, 3H), 1.36 (s, 3H), 1.22 (s, 9H).¹³ C-NMR (CDCl₃, 90 MHz) δppm 178.2, 109.6, 73.6, 66.3, 64.1, 38.8, 27.1,
26.6, 25.4.

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、医薬品等の原料または
中間体として有用な光学活性グリセロールα−モノカル
ボン酸エステルを経済的に提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学活性グリセロールα−モノカルボン
酸エステルの合成活性能を有する酵素の存在下、グリセ
ロールをアシル供与体でエステル化を行うことによる光
学活性グリセロールα−モノカルボン酸エステルの製造
方法において、アシル供与体に、一般式（Ｉ）で示され
る化合物を使用するを特徴とする光学活性グリセロール
α−モノカルボン酸エステルの製造方法。【化１】（式中、Ｒは、置換又は非置換の脂肪族炭化水素基又は
芳香族炭化水素基である。）
【請求項２】アシル供与体が、無水酢酸、無水n-プロ
ピオン酸、無水n-酪酸、無水iso-酪酸、無水n-吉草酸、
無水iso-吉草酸、無水ピバル酸又は安息香酸である請求
項１に記載の光学活性グリセロールα−モノカルボン酸
エステルの製造方法。
【請求項３】光学活性グリセロールα−モノカルボン
酸エステルの合成活性を有する酵素が微生物由来のもの
である請求項１又は２に記載の光学活性グリセロールα
−モノカルボン酸エステルの製造方法。
【請求項４】微生物がアスペルギルス（Aspergillus)
属、リゾプス（Rhizopus）属、ペニシリウム（Penicil
lium) 属、ゲオトリカム（Geotrichum）属、ムコール
（Mucor) 属、リゾムコール（Rhizomucor）属、フミコ
ラ（Humicola）属、シュードモナス（Pseudomonas)
属、バークホーデリア（Burkholderia）属、キャンディ
ダ（Candida) 属、ブレビバクテリウム（Brevibacteriu
m）属、コリネバクテリウム（Corynebacterium) 属、ノ
カルディア（Nocardia）属、セデセア（Cedecea) 属、
バチルス（Bacillus）属、プロテウス（Proteus) 属又
はメチロバクテリウム（Methylobacterium）属の群から
選ばれる少なくとも１種である請求項３に記載の光学活
性グリセロールα−モノカルボン酸エステルの製造方
法。