JPH0155000B2 - - Google Patents

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JPH0155000B2
JPH0155000B2 JP19134081A JP19134081A JPH0155000B2 JP H0155000 B2 JPH0155000 B2 JP H0155000B2 JP 19134081 A JP19134081 A JP 19134081A JP 19134081 A JP19134081 A JP 19134081A JP H0155000 B2 JPH0155000 B2 JP H0155000B2
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cyano
phenoxybenzyl alcohol
ester
alcohol
acid
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Hideo Hirohara
Masaru Mitsuta
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は(S)−(−)−α−シアノ−3−フエ
ノキシベンジルアルコールの生化学的製造法に関
するものである。さらに詳しくはアルスロバクタ
ー(Arthrobacter)属またはシユードモナス
(Pseudomonas)属に属する微生物が生産するエ
ステラーゼを、PH7以下において、(R,S)−α
−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコールの
有機カルボン酸(炭素数1〜18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、(S)
−(−)−体アルコールのエステルを優先的に不斉
加水分解し、光学純度の高い(S)−(−)−α−
シアノ−3−フエノキシベンジルアルコールとそ
の対掌体のエステルを得ることによる(S)−
(−)−α−シアノ−3−フエノキシベンジルアル
コールの生化学的製造法に関する。 α−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコー
ル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新規な
アルコール成分として知られている。該アルコー
ルをアルコール成分として有するフエンバレレー
ト、サイパーメスリン、デルタメスリンなどに代
表される合成ピレスロイドは、その飛躍的な効力
の増強に加え耐陽光性を有することから、家庭用
および防疫用のみならず農業用殺虫剤としても注
目されており、それ故、該α−シアノ−3−フエ
ノキシベンジルアルコールの重要性が一層増して
きている。 該α−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコ
ールは、そのα−位に不斉炭素を有していること
から、2種の光学異性体が存在し、エステルとし
ての殺虫効力はS体アルコールの方が、対応する
R体に比し遥かに優れていることが知られている
(吉岡宏輔、有機合成化学、38巻、12号、115−
1162頁(1980))。従つて、通常の合成化学的製造
法によつて得られる(R,S)−α−シアノ−3
−フエノキシベンジルアルコールを工業的にも有
利な方法で光学分割し、S体を取得する技術の開
発が望まれてきている。 ところで該α−シアノ−3−フエノキシベンジ
ルアルコールは、不安定な化合物であり、通常の
光学活性な有機酸とのエステルまたは半エステル
を経由する従来のアルコールの光学分割法は採用
し難く、これまでに(S)−(−)−α−シアノ−
3−フエノキシベンジルアルコールの取得方法と
しては、 () 酸性試剤の存在下に(R,S)−α−シ
アノ−3−フエノキシベンジルアルコールをシ
ス−2,2−ジメチル−3S−(ジヒドロキシメ
チル)シクロプロパン−1R−カルボン酸ラク
トンと反応させエーテル化合物に導き、生じた
2つの異性体混合物を物理的手段によつて分離
し、(S)−(−)体アルコール成分を含むエー
テル化合物を酸性媒質中で加水分解し、所望の
(S)−(−)−α−シアノ−3−フエノキシベン
ジルアルコールを得る方法(特開昭54−109944
号)や () キラルなシクロプロパンカルボン酸の
(S)−(−)−α−シアノ−3−フエノキシベン
ジルアルコールエステルにハロゲン化ほう素を
作用させ、更に水を作用させて(S)−(−)−
α−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコー
ルを得る方法(特開昭56−12355号)。 が知られているに過ぎない。しかしながらこれら
の方法においても複雑な工程を必要とすること、
高価な光学活性試薬を必要とすることおよび通算
収率が低いこと、更に()の方法では、予め光
学活性なα−シアノ−3−フエノキシベンジルア
ルコールのエステルが必要であることなどの点で
必ずしも充分な方法とは言い難い。 本発明者らはこれらの諸問題点を克服し、工業
的にも有利な(S)−(−)−α−シアノ−3−フ
エノキシベンジルアルコールの製造法を見い出す
べく研究を重ねた結果、ラセミ体即ち(R,S)
−α−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコー
ルのエステルを原料とし、これを生化学的に不斉
加水分解することにより、(S)−(−)−α−シア
ノ−3−フエノキシベンジルアルコールと対応す
るR体アルコールのエステルに効率よく分割でき
ることを見出し、さらに種々の検討を加え本発明
完成するに至つた。 即ち、本発明はアルスロバクター
(Arthrobacter)属、またはシユードモナス
(Pseudomonas)属に属する微生物が生産するエ
ステラーゼを、PH7以下において、(R,S)−α
−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコールの
有機カルボン酸(炭素数1〜18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、これを
不斉加水分解して、(S)−(−)−α−シアノ−3
−フエノキシベンジルアルコールとその対象体の
エステルに分割することによる(S)−(−)−α
−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコールの
製造法を提供する。 本発明において原料として使用される(R,
S)−α−シアノ−3−フエノキシベンジルアル
コールのエステルの有機カルボン酸成分として
は、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、拮
草酸、イソ拮草酸、カプロン酸、カプリル酸、カ
プロン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチ
ン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸等
が挙げられ、取り扱いの容易さ、反応生成物の光
学純度等から炭素数2〜18個の有機カルボン酸の
エステルが好ましく、更には取り扱いの容易さ、
経済的な観点等から酢酸のエステルがより好まし
い。これらのエステルの製造はエステル製造の常
法、例えば(R,S)−α−シアノ−3−フエノ
キシベンジルアルコールに有機カルボン酸の無水
物あるいは有機カルボン酸ハライドを反応させる
ことにより容易に製造することができる。また
(R,S)−α−シアノ−3−フエノキシベンジル
アルコールのかわりに、3−フエノキシベンズア
ルデヒドと青酸ソーダおよび前記有機カルボン酸
のハライドを反応させることによつても製造でき
る。 本発明において用いることができるエステラー
ゼはアルスロバクター属またはシユードモナス属
に属する微生物の産生するリパーゼを含む広義の
エステラーゼであり、上記微生物の培養は常法に
従つて液体培養、例えば滅菌した液体培地(ブイ
ヨン培地)に微生物を接種し、通常20〜40℃で2
〜3日間往復振盪培養を行うことができる。 またこれらの微生物起源のエステラーゼのなか
には市販されているものがある。この市販酵素も
また本発明の目的に用いることが出来る。本発明
に用いることが出来る市販酵素としては下記に示
すものが挙げられる。
【表】 本発明方法を実施するに際し、(R,S)−α−
シアノ−3−フエノキシベンジルアルコールの有
機カルボン酸エステルの不斉加水分解は、前記微
生物を培養した培養液、培養濾液、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
物、あるいは粗製エステラーゼ、精製エステラー
ゼを含有する水溶液と該(R,S)−体アルコー
ルの有機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なわれる。必要に応じ、
非エステル系の界面活性剤を添加してもよい。ま
た、酵素を固定化して使用することも可能であ
る。 また、この時反応温度としては10〜65℃が適当
であり、生成した該アルコールが比較的熱に不安
定であること、およびあまり低温では反応速度が
遅いことから20〜50℃が好ましい。 反応時間は通常3〜48時間であるが反応温度を
高めたり、活性の高い酵素を用いることによつて
反応時間の短縮も可能である。また、α−シアノ
−3−フエノキシベンジルアルコールはとりわけ
塩基によつて分解されやすいから酵素反応中の水
溶液のPHのコントロールは重要である。即ち塩基
性媒質中ではエステラーゼによる不斉加水分解が
進行しても、生成した該アルコールが変性を受け
ることからPH7以下で酵素反応を行うことが肝要
である。また、あまりに低いPHでは酵素の失活が
起こることから、PH4.5〜PH6.5の範囲で行うこと
が好ましい。さらに加水分解によつて生成する酢
酸などの有機酸によるPHの低下を防ぐ為に緩衝液
を使用するなどしてPHを一定に制御することが望
ましい。緩衝液としては無機酸塩、有機酸塩いず
れの緩衝液も使用することが出来る。 基質であるエステルの使用濃度は反応液に対し
1〜80W/W%の範囲、好ましくは5〜35%の範
囲であり、高い基質濃度でも行なうことができ
る。 次に、このようにして不斉加水分解反応を行つ
た後、遊離した(S)−(−)−α−シアノ−3−
フエノキシベンジルアルコールと未反応の対掌体
のエステルを分離回収する。この分離回収に際し
ては溶媒抽出、分別蒸留、カラムクロマトグラフ
イ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、この抽出物を減圧で
分別蒸留し、(S)−(−)−α−シアノ−3−フエ
ノキシベンジルアルコールとその対掌体のエステ
ルとを分離するか、または抽出物をシリカゲル等
を用いるカラムクロマトグラフイーで分離するこ
となどして遊離の(S)−(−)−α−シアノ−3
−フエノキシベンジルアルコールを得ることがで
きる。 尚、このようにして分離除去された未反応のエ
ステルはアンモニア、ピリジン、トリエチルアミ
ン等の塩基化合物と接触させることによりエピ化
し、再び本発明方法の原料として使用することが
できる。 次に本発明を実施例によつてさらに詳細に説明
するが本発明はこれらに限定されるものではな
い。 実施例 1〜2 (R,S)−α−シアノ−3−フエノキシベン
ジルアルコールの酢酸エステル1.0gと下記表1
に記載した各エステラーゼ20mgを0.2M濃度の酢
酸塩緩衝液(PH5.0)10mlに加え、30℃で撹拌子
を用いて激しく撹拌しつつ反応させた。24時間反
応を行つた後、反応物をトルエンで抽出した。抽
出液を高速液体クロマトグラフイー(HPLC)
〔Lichrosorb RP−18,MeOH−水(6:4)、
254nm UV検出)で分析し、α−シアノ−3−
フエノキシベンジルアルコールの酢酸エステルと
α−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコール
とのピーク面積比より加水分解率を算出した。な
お上記条件での反応中に3−フエノキシベンズア
ルデヒドの副生がないことはHPLCの分析結果よ
り確認された。抽出後を濃縮し、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフイーにかけ、シクロヘキサン−
エチルエーテル(94:6)溶液で溶出し、未反応
のα−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコー
ルの酢酸エステルを分離除去した後、更に微量
(10-5%)のパラトルエンスルホン酸を含むメタ
ノールで溶出し、遊離のα−シアノ−3−フエノ
キシベンジルアルコールを取得した。その構造は
HPLC,NMRおよびIR測定により確認された。 次に、溶出溶媒を留去した後、該アルコールの
一部をとりその比旋光度をクロロホルム中で測定
した結果、ここで得られたα−シアノ−3−フエ
ノキシベンジルアルコールは(−)体、すなわち
(S)−(−)−α−シアノ−3−フエノキシベンジ
ルアルコールであることが確認された。 また得られた遊離α−シアノ−3−フエノキシ
ベンジルアルコールのうち10mgをトルエン1mlに
溶解し、等モルの(S)−(+)−2−(4−クロロ
フエニル)−イソ吉草酸のクロライドとピリジン
を加え反応させ、α−シアノ−3−フエノキシベ
ンジルアルコールの(S)−(+)−2−(4−クロ
ロフエニル)−イソ吉草酸のジアステレオマーと
し、ガスクロマトグラフイー(10%DCQF−1,
2.5m,250℃)で光学異性体比の分析を行つた。 結果を下記表1に示す。 なお酵素反応後分離取得した未反応のエステル
の比旋光度は、クロロホルム中で負の値を示すこ
とがわかつた(例えば実施例1の場合〔α〕D=−
8.5(C=1.5)。
【表】 実施例 3 実施例1においてエスエラーゼ量を20mgから40
mgにし、また緩衝液を0.2M濃度の酢酸塩緩衝液
(PH5.0)から0.1M濃度のリン酸塩緩衝液(PH6.0)
に変更すると共に、反応の進行に伴い1M濃度の
NaOH水溶液をドロツプコントローラーで微小
水滴とし注意深く添加しながらPHをコントローラ
ーでPHを一定に制御した以外は、実施例2と同様
にして酵素反応および反応物の分離を行い、取得
した(S)−(−)−α−シアノ−3−フエノキシ
ベンジルアルコールの比旋光度および加水分解率
を測定した。 結果を表2に示す。
【表】 実施例 4〜5 (R,S)−α−シアノ−3−フエノキシベン
ジルアルコールのカプリン酸エステル1.5gと下
記表3に記載した各エステラーゼ30mgを0.2M濃
度の酢酸塩緩衝液(PH5.4)10mlに加え、30℃で
激しく撹拌しつつ24時間反応させた。以後実施例
1〜2と同様の操作で分離、分析を行つた。 結果を表3に示す。
【表】 実施例 6〜9 実施例1〜2において各エステラーゼ量を20mg
から30mgに、緩衝液を0.2M濃度の酢酸塩緩衝液
(PH5.0)から0.1M濃度の酢酸塩緩衝液(PH5.3)
に変更すると共に、反応の進行に伴い1M濃度の
NaOH水溶液をドロツプコントローラーを用い
て微小水滴とし注意深く添加しながらPHコントロ
ーラーでPHを一定に制御し、かつ基質の(R,
S)−α−シアノ−3−フエノキシベンジルアル
コールの酢酸エステルの使用量を1.0gから下記
表4に示した量に変更した以外は、実施例1〜2
と全く同じ方法で酵素反応および分離、分析を行
い、加水分解率、比旋光度およびガスクロマトグ
ラフイーによる光学異性体比率を測定した。 結果を表4に示す。
【表】 実施例 10〜13 1000mlの三角フラスコにブイヨン培地(水1
にペプトン5.0g、肉エキス5.0gNaCl3.0g溶解
し、これに実施例10〜11では2gのトリプチリン
を添加し、また実施例12〜13では2gのオリーブ
油を添加し、Na2HPO4とKH2PO4でPH7.2とす
る。)200mlを入れて殺菌した後、下記表5に記載
した各微生物を斜面培養から2白金耳接種し、30
℃で48時間往復振盪培養した。次いで遠心分離を
行い、水溶液層に85%濃度になるまでアセトンを
加え、直ちに濾過を行い得られた沈澱物を水洗
後、0.2M濃度の酢酸塩緩衝液(PH5.2)15mlに溶
解し、実施例10〜11においては(R,S)−α−
シアノ−3−フエノキシベンジルアルコールの酪
酸エステル1.5gを加え、また実施例12〜13にお
いては(R,S)−α−シアノ−3−フエノキシ
ベンジルアルコールのラウリン酸エステル3.0g
を加え、いずれも33℃で激しく撹拌しつつ26時間
反応させた。以後実施例1〜2と同様の操作で分
離、分析を行い、加水分解率および比旋光度を求
めた。 結果を表5に示す。
【表】 実施例 14 (R,S)−α−シアノ−3−フエノキシベン
ジルアルコールの酢酸エステル8.0gとアルスロ
バクター属エステラーゼ(リパーゼ合計BSL)
160mgを0.1M濃度の酢酸塩緩衝液(PH4.5)2ml
に加え、40℃で撹拌子を用いて激しく撹拌しつつ
反応させた。この時、反応中1M濃度のNaOH水
溶液をドロツプコントローラーで微小水滴とし注
意深く添加しながらPHコントローラーでPHを一定
に制御した。24時間反応を行つた後、反応物をト
ルエンで抽出した。 以後、実施例1と同様の操作を行い、表6の結
果を得た。
【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アルスロバクター(Arthrobacter)属また
    はシユードモナス(Pseudomonas)属に属する
    微生物が生産するエステラーゼを、PH7以下にお
    いて、(R,S)−α−シアノ−3−フエノキシベ
    ンジルアルコールの有機カルボン酸(炭素数1〜
    18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、これを不斉加水分解して、(S)−
    (−)−α−シアノ−3−フエノキシベンジルアル
    コールとその対掌体のエステルに分割することを
    特徴とする(S)−(−)−α−シアノ−3−フエ
    ノキシベンジルアルコールの生化学的製造法。
JP19134081A 1981-11-28 1981-11-28 (S)−(−)−α−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコ−ルの生化学的製造法 Granted JPS5894389A (ja)

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JPS58212790A (ja) * 1982-06-02 1983-12-10 Sumitomo Chem Co Ltd (S)−(−)−α−シアノ−3−フエノキシベンジルアルコ−ルの生化学的製造法
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