JPH0191789A - 光学活性β−置換グルタル酸モノエステルの製造法 - Google Patents

光学活性β−置換グルタル酸モノエステルの製造法

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JPH0191789A
JPH0191789A JP24876387A JP24876387A JPH0191789A JP H0191789 A JPH0191789 A JP H0191789A JP 24876387 A JP24876387 A JP 24876387A JP 24876387 A JP24876387 A JP 24876387A JP H0191789 A JPH0191789 A JP H0191789A
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JP
Japan
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glutaric acid
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JP24876387A
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Junichi Oda
小田 順一
Masaki Amano
天野 雅貴
Haruhiko Toda
戸田 晴彦
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生理活性を有する光学活性物質の合成に際し
、その合成経路を短縮化させる光学活性合成中間体、と
して有用な光学活性β−置換グルタル酸モノエステルの
製造法に関する。
〔従来技術〕
従来、光学活性β−置換グルタル酸モノエステルの合成
例としては、コーエンとケトオリ−(S。
G、 Cohan、 E、にnedohri、 Nat
ure、 186.75(1960)と大野(日本特許
公開昭57−713!34)の提案が知られている。前
者はβ−アセドア≦トグルタル酸ジエチルエステルから
、スイ臓プロテアーゼの一種であるα−キモトリプシン
を用いて光学活性なモノエステルを得ている。一方、後
者は、β−ベンジルオキシカルボニルアミノグルタル酸
ジメチルエステルから、エステラーゼを用いて、光学活
性なモノエステルを得ている。
しかしながら、これらの研究は、酵素の水中での反応の
研究の枠を脱しておらず、近年、第四世代抗生物質と注
目を浴びているチェナマイシン等のβ−ラクタム系抗生
物質を合成的に生産するという目的にはほど遠いもので
あった。すなわち■高価な酵素は水中に溶解しているた
め、固定化しない限り回収できない。■固定化処理を行
った場合、処理の過程で、酵素の活性は減少する。■水
系での酵素は、固定化の有無にかかわらず、無水条件の
有機溶媒中より不安定である。■更に、使用〃x料は一
般に親油性で、水には難溶である為、アセI〜ンやDM
Fなどの可溶化剤を用いなければならず、このため酵素
が一段と不安定になる等の多くの欠点を有している。
〔目 、的〕 本発明は、前記従来技術の欠点を克服し、光学純度の高
いβ−置換グルタル酸モノエステルを工業的に有利に製
造する方法を提供することを目的とする。
〔構  成〕
本発明によれば、 一般式(1) %式% 〔式中Rは、水素、ハロゲン、置換もしくはM置換の脂
肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素
基、又は酸素、窒素、硫黄などのへテロ原子を含む少く
とも1種の置換基である。〕 で示されるβ−置換グルタル酸無水物をZ−011(式
中、2は炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝鎖アルキル
基を表わす〕の存在下、酵素懸濁有機溶媒中で、加アル
コール分解する事を特徴とする、一般式(U) 〔式中R及び2は前記のとおりである〕で示される光学
活性β−置換グルタル酸モノエステルを製造する方法が
提供される。 。
すなわち、本発明は、酵素の安定性5回収性。
再利用性を向上させる為に、反応溶媒として酵素が溶解
しない非水系有機溶媒を選択し、不斉合成がより効率良
く行なわれる反応として、加アルコール分解反応を選択
した事を特徴とする。
本発明の反応式を図式すれば以下のとおりである。
〔本発明の反応式〕
β−置換グルタ/La’1llt!水物    光学活
性β−置換グルタ/14mモノエステル 本発明における。β−置換グルタル酸無水物の酵素的加
アルコール分解による光学活性β−置換グルタル酸モノ
エステルの不斉合成に関する作用機構は以下の様に考え
られる。
まず1本反応系に酵素を加えない場合、β−置換グルタ
ル酸無水物はアルコールとエステル化反応を起こさず、
反応はガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラ
フィーで確認する限り反応は進行しない。この事から、
酵素が反応を進行させる触媒となっている事は明らかで
ある。更に、P−ニトロフエニルジエチルフォスフェー
トによって酵素活性を完全に失ったリパーゼを用いた場
合、エステル化反応が全く進行しないことから、酵素タ
ンパクの求核性で反応が進行しているのではない事が推
定できる。この事から、反応は酵素の活性化部位で進行
している事が推定できる。
本発明において、用いられるβ−置換グルタル酸無水物
は、前記したように下記一般式(りで示される。
一般式 〔式中Rは、水素、ハロゲン、置換もしくは無置換の脂
肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素
基、又は酸素、窒素、硫黄などのへテロ原子を含む少く
とも1種の置換基である。〕 式中Rは、特にメチル、エチル、イソプロピルなどの炭
素数1〜6の直鎖または分枝鎖のアルキル基、又はクロ
ルなどのハロゲン等が望ましい。
本発明で用いられるアルコール(Z−011)は脂肪族
アルコールを示す。
よりJL体的には、不斉炭素を有しないアルコールとし
ては、炭素数1−10の直鎖もしくは分枝鎖脂肪族アル
コールであり、その中で、特に、炭素数3〜6の直鎖又
は分枝鎖脂肪族アルコールが望ましい。
本発明における有機溶媒としては、先に示したアルコー
ルが用いられる他次のような非水系有機溶媒である。非
水県有n溶媒を具体的に例示すると、n−ペンタン、n
−ヘキサン、n−へブタン等の直鎖型脂肪族炭化水素、
イソブタン、イソペンタン。
2−メチルペンタン等の分枝鎖型脂肪族炭化水素、シク
ロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素、二塩
化メチレン、クロロホルム、四塩化エチレン、ジクロロ
エタン、トリクロロエタン等の含ハロゲン化炭化水素、
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳呑族炭化水素、ジ
エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、n−ジブチ
ルエーテル等の脂肪族エーテル、テ!へラヒドロフラン
、テトラヒドロピラン等の脂環式エーテル等が挙げられ
るが、その中でn−ヘキサン、トルエン、ジエチルエー
テル、n−ジブチルエーテルがより適当である。
有機溶媒の使用量に特別な制約はないが通常、原料であ
るβ−置換グルタル酸無水物1重量部に対して5〜20
0重量部、好ましくは20〜100重量部使用すること
が望ましい。
本発明における酵素は加水分解酵素を示し、より具体的
に例示すると、豚すい臓リパーゼ、キャンディダ属由来
の酵母リパーゼ、アスペルギルス属、ムコール属、シュ
ードモナス属由来の菌体リパーゼ等のリパーゼ類、又は
豚肝臓由来のエステラーゼ、又は1−リプシン、キモト
リプシン、サブチリシン等のタンパク分解酵素が挙げら
れる。酵素の量は触媒量でよいが、反応速度を考慮して
原料であるβ−置換グルタル酸無水物1重量部に対して
0.1〜30重量部、好ましくは0.5〜17重量部と
するのがよい。
本発明においては、反応系の水分含量を極めて低くし反
応を実質的に非水系で行なう。具体的には、前記β−置
換グルタル酸無水物、アルコール、有機溶媒中に含まれ
る全水分含量は2%(V/V)以下であり、更に、0.
5%(W/V)以下が望ましい。
〔効  果〕
本発明方法に従うと、比較的安価なβ−置換グルタル酸
無水物より、光学純度の高い光学活性β−置換グルタル
酸モノエステルを非常に高い収率で得ることができる。
また、従来の水系酵素反応を、有機溶媒系に置き換えた
ことにより、高価な酵素を不溶の状態で反応させる事が
できるため酵素の回収性、再利用性に優れたものである
。更に、原料の溶解性に関する問題点も除かれるので、
工業的な光学活性β−置換グルタル酸モノエステルの製
造法として好適である。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 3−クロログルタル酸無水物(1,49a)をトルエン
100m1に溶解し、酵素粉(アマノP、天野製薬)1
7g及び、n−ブチルアルコール(4,5g)を加え、
30℃で160分間撹はんする。反応終了後、酵素粉を
濾別し、濾液より溶媒を減圧留去後、シリカゲルカラム
クロマトグラフィーで精製を行い(−)−3−クロログ
ルタル酸モノブチルエステルを80%の収率で得た0次
いで、このモノエステルを光学活な2−ナフチルエチル
アミンと縮合させ、液体クロマトグラフィーを測定した
ところ、この光学純度は89%aeであった。
実施例2 酵素の再利用の可能性を検討するため、実施例1で使用
した酵素粉を繰り返し使用した。繰り返し実験の内容は
実施例1と全く同じ条件で行い、酵素粉は反応終了後、
トルエンで洗浄し再利用した。2回目の反応において、
薄層クロマトグラフィーより1反応を追跡した結果、2
00分間で完結し、実施例1と同じ操作で精製を行い3
−クロログルタル酸モノブチルエステルを光学純度89
%eeで得た。更に、同じ酵素粉を用いて3回目の反応
を行ったところ、反応時間は200分間で3−クロログ
ルタル酸モノブチルエステルを光学純度89%eeで得
た。
実施例3 3−メチルグルタル酸無水物(1,28g)をベンゼン
100m1に溶解し、1g、素粉(アマノCES、大野
製薬)17g及び、n−ブチルアルコール(4,5g)
を加え、30℃で24時時間法んする。反応終了後、r
LIl素粉を濾別し、濾液より溶媒を減圧留去後、シリ
カゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い(−)−
3−メチルグルタル酸モノブチルエステルを75%の収
率で得た。このモノエステルを2段階を経て旋光度既知
の591〜2体に導いたところ光学純度は76%eeで
立体配置はRであった。
実施例4 3−エチルグルタル酸無水物1.42gをエチルエーテ
ル100m1に溶解し、酵素粉(アマノP、大野製薬)
17g及び、n−プロピルアルコール(3,7g)を加
え、30℃で5時間撹はんする。反応終了後、酵素粉を
濾別し、濾液より溶媒を減圧留去後、シリカゲルカラム
クロマトグラフィーで精製を行い(−)−3−二チルグ
ルタル酸モノプロピルエステルを95%の収率で得た。
このモノエステルを旋光度既知のラクトン体に導いたと
ころ光学純度は70%eeで立体配置はRであった。
実施例5 3−クロログルタル酸無水物(1,49g)をエチルエ
ーテル100m1に溶解し、酵素粉(アマノP、大野製
薬)17g及び、n−プロピルアルコール(3,7g)
を加え、30℃で200分間撹はんする。反応終了後、
酵素粉を濾別し、濾液より溶媒を減圧留去後、シリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーで精製を行い(−)−3−
クロログルタル酸モノプロピルエステルを80%の収率
で得た。次いで、このモノエステルを光学活性な2−ナ
フチルアミンと縮合させ、液体クロマトグラフィーで8
11定したところこの光学純度は80%eeであった。
実施例6 3−エチルグルタル酸無水物1.42gをトルエン10
0m1に溶解し、酵素粉(PPL、シグマ社製)17g
及び、n−ブチルアルコール(4,5g)を加え、30
℃で5時間撹はんする。反応終了後、酵素粉を濾別し、
濾液より溶媒を減圧留去後、シリカゲルカラムクロマト
グラフィーで精製を行い(−)−3−エチルグルタル酸
モノブチルエステルを得た。収率及び光学純度は実施例
4と同様であった。
実施例7 3−アセ1−アミドグルタル酸無水物を、実施例1と同
様の条件で反応させたところ、良好な結果を得ることが
出来た。
実施例8 3−ベンジルチオグルタル酸無水物を、実施例1と同様
の条件で反応させたところ、良好な結果を得ることが出
来た。
実施例9 酵素の精製 アマノP(50g)を101011Iリン酸バツフアー
(pH7)200mlに溶解する。0℃で1時間30分
撹拌した後、遠心分離機にて沈澱を分離(1500G、
 15分)した後、上清を集め硫安分画する(硫安′a
度35%)。0℃で1時間撹拌した後、遠心分離にて沈
澱を集め35%硫安溶液で洗浄する。遠心分離後、沈澱
を20m1の18mMリン酸バッファー(pH7)に溶
解し一晩透析する。
この蛋白溶液にハイフロス−パーセルを16g加え撹拌
しなから0℃でアセトンを75%(W/V)になるまで
加える。その後、粉体を濾過し減圧下3時間乾燥する。
3−メチルグルタル酸無水物(t、zgg)をトルエン
100m1に溶解し、上記ハイフロス−パーセル吸着酵
素3g及び、メタノール(0,3g)を加え、30℃で
23時間撹拌する。反応終了後、酵素粉を濾別し、濾液
より溶媒を減圧留去後、シリカゲルカラムクロマトグラ
フィーで精製を行い3−メチルグルタル酸モノメチルエ
ステルを定量的に得た。次いで、このモノエステル体を
光学活性な2−ナフチルエチルアミンと縮合させ、ジア
ステレオマーとした後、200 M 11 zのNMR
で光学純度を測定したところ、モノメチル体の絶対配置
はRで光学純度は92%eaであった。
実施例10 3−メチルグルタル酸無水物(1,28g)をジイソプ
ロピルエーテル100m Qを溶解し、酵素粉(アマノ
P。
人好製ffi)2g及び、n−ブチルアルコール(1,
5g)を加え、25℃で6時間撹拌する。
反応終了後、酵素粉を濾別し、濾液より溶媒を減圧留去
後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い
、(−)−3−メチルグルタル酸モノブチルエステルを
定量的に得た。このモノエステルを2段階を経て、jM
光度既知のラクトン体に導いたところ、この光学純度は
90.8%であった。
比較例 アマノP(人好製薬)200mgを、リン酸ナトリウt
1緩衝液(20+nM、pl+7)LomQに溶解後、
3−メチルグルタル酸ジメチルエステル(174B、]
、Ommol)を加え、37℃で65時間振盪する。
反応終了後、反応液を3規定塩酸で酸性とし、酢酸エチ
ル(10ml)で3回抽出する。抽出液を、飽和重炭酸
ナトリウム水溶液(10ml)で3回洗浄後、洗浄液を
濃塩酸で酸性とし、酢酸エチル(10ml)で3回抽出
する。抽出液を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥、濃縮し、(+)−3−メチルグルタル酸モノ
メチルエステル80mg(50%収率)を得た。このモ
ノエステルの光学純度は、74%eeであった。本比較
例に示す様に、水溶液中の反応では、収率が低く、また
酵素が水に溶解している為。
酵素の回収及び再使用が困難であるという欠点を有して
いる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式中Rは、水素、ハロゲン、置換もしくは無置換の脂
    肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素
    基、又は酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子を含む少く
    とも1種の置換基である。〕 で示されるβ−置換グルタル酸無水物をZ−OH〔式中
    、Zは炭素数1〜10の直鎖もしくは分枝鎖アルキル基
    を表わす〕の存在下、酵素懸濁有機溶媒中で、加アルコ
    ール分解する事を特徴とする、 一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、化学式
    、表等があります▼(II) 〔式中R及びZは前記のとおりである〕 で示される光学活性β−置換グルタル酸モノエステルを
    製造する方法。
  2. (2)酵素が加水分解酵素である特許請求の範囲第(1
    )項記載の製造方法
JP24876387A 1987-09-30 1987-09-30 光学活性β−置換グルタル酸モノエステルの製造法 Pending JPH0191789A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6758336B2 (en) 2000-01-25 2004-07-06 Norio Kohana Storage case
CN115595340A (zh) * 2022-11-28 2023-01-13 凯莱英生命科学技术(天津)有限公司(Cn) 合成亚烷基二元酸单酯的方法
WO2023126397A1 (en) 2021-12-31 2023-07-06 L'oreal Kit for customizing a cosmetic composition

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