JPH0530979A - イタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方法 - Google Patents
イタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方法Info
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- JPH0530979A JPH0530979A JP20872091A JP20872091A JPH0530979A JP H0530979 A JPH0530979 A JP H0530979A JP 20872091 A JP20872091 A JP 20872091A JP 20872091 A JP20872091 A JP 20872091A JP H0530979 A JPH0530979 A JP H0530979A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 操作が簡単で、しかも高収率で選択的にイタ
コン酸４−モノエステルを製造する方法を提供すること
にある。 【構成】 本発明は、イタコン酸の４位カルボキシル基
を位置選択的にエステル化する能力を有する酵素を用い
て、イタコン酸をエステル化して一般式（１）で表わさ
れるイタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方
法である。 【化３】
コン酸４−モノエステルを製造する方法を提供すること
にある。 【構成】 本発明は、イタコン酸の４位カルボキシル基
を位置選択的にエステル化する能力を有する酵素を用い
て、イタコン酸をエステル化して一般式（１）で表わさ
れるイタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方
法である。 【化３】
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイタコン酸をエステル化
してイタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方
法に関し、イタコン酸４−モノエステルは化学合成の原
料としてまた、ビニル系の高分子モノマーとして極めて
有用な化合物である。
してイタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方
法に関し、イタコン酸４−モノエステルは化学合成の原
料としてまた、ビニル系の高分子モノマーとして極めて
有用な化合物である。
【０００２】
【従来の技術】イタコン酸４−モノエステルは従来、無
水イタコン酸とアルコールを酸触媒の存在下また場合に
よっては触媒不在下、室温ないし加温を行なうことによ
り選択的に製造できることが知られている［Ｂ．Ｒ．Ｂ
ａｋｅｒ ｅｔ ａｌ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １７，１１６（１９５
２）］。またこの方法は工業的にも用いられている。
水イタコン酸とアルコールを酸触媒の存在下また場合に
よっては触媒不在下、室温ないし加温を行なうことによ
り選択的に製造できることが知られている［Ｂ．Ｒ．Ｂ
ａｋｅｒ ｅｔ ａｌ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １７，１１６（１９５
２）］。またこの方法は工業的にも用いられている。
【０００３】他にイタコン酸を７５〜１７５℃の温度範
囲で炭素数１〜４のアルコールでエステル化する際に、
アルコール１モルに対し水を０．１〜１．０モル加えて
反応を開始し、エステル化の反応期間中水の濃度をこの
範囲（高くてもせいぜい１．５モル）に抑えて反応を行
ない、高収率でイタコン酸β−モノエステル（本明細書
の記載方法に従えばイタコン酸４−モノエステル）を得
る、という方法が開示されている（米国特許第１０９４
８４６号）が、実際の操作は容易ではないと考えられ
る。またイタコン酸に対し２％以下のハロゲン化水素を
触媒とし、７０〜１００℃でイタコン酸と脂肪族アルコ
ールを反応させイタコン酸モノアルキルエステルの生成
量が最高になった時、アルカリ−アルコール溶液を加え
て中和し、反応を止めることによりイタコン酸モノアル
キルエステルを高収率で得るとする特許も公開になって
いる（特開昭４８−２３７２１号公報）。これらの特許
の方法と比較し、本願の特徴は、エステル化反応が室温
前後で行なえる点、また、ジエステルが副生し難い点に
ある。
囲で炭素数１〜４のアルコールでエステル化する際に、
アルコール１モルに対し水を０．１〜１．０モル加えて
反応を開始し、エステル化の反応期間中水の濃度をこの
範囲（高くてもせいぜい１．５モル）に抑えて反応を行
ない、高収率でイタコン酸β−モノエステル（本明細書
の記載方法に従えばイタコン酸４−モノエステル）を得
る、という方法が開示されている（米国特許第１０９４
８４６号）が、実際の操作は容易ではないと考えられ
る。またイタコン酸に対し２％以下のハロゲン化水素を
触媒とし、７０〜１００℃でイタコン酸と脂肪族アルコ
ールを反応させイタコン酸モノアルキルエステルの生成
量が最高になった時、アルカリ−アルコール溶液を加え
て中和し、反応を止めることによりイタコン酸モノアル
キルエステルを高収率で得るとする特許も公開になって
いる（特開昭４８−２３７２１号公報）。これらの特許
の方法と比較し、本願の特徴は、エステル化反応が室温
前後で行なえる点、また、ジエステルが副生し難い点に
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の様にイタコン酸
４−モノエステルはイタコン酸を脱水して得た無水イタ
コン酸を原料として、これとアルコールの反応によって
製造されてきているが、本発明者らは無水イタコン酸を
経ずにイタコン酸から直接、イタコン酸４−モノエステ
ルが高収率で選択的に出来たならばその工業的意義は大
きいのではないかと考え、鋭意研究を進めた。その結果
特定の酵素の存在下にイタコン酸とアルコールの間のエ
ステル化反応を行なわせると所期の目的が達成されるこ
とを知り本発明を完成するに至った。
４−モノエステルはイタコン酸を脱水して得た無水イタ
コン酸を原料として、これとアルコールの反応によって
製造されてきているが、本発明者らは無水イタコン酸を
経ずにイタコン酸から直接、イタコン酸４−モノエステ
ルが高収率で選択的に出来たならばその工業的意義は大
きいのではないかと考え、鋭意研究を進めた。その結果
特定の酵素の存在下にイタコン酸とアルコールの間のエ
ステル化反応を行なわせると所期の目的が達成されるこ
とを知り本発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の如く、イ
タコン酸の４位カルボキシル基を位置選択的にエステル
化する能力を有する酵素を用いてイタコン酸のエステル
化行ない、一般式（１）で表わされるイタコン酸４−モ
ノエステルを選択的に製造する方法に関する。
タコン酸の４位カルボキシル基を位置選択的にエステル
化する能力を有する酵素を用いてイタコン酸のエステル
化行ない、一般式（１）で表わされるイタコン酸４−モ
ノエステルを選択的に製造する方法に関する。
【０００６】
【化２】
（式中、Ｒはアルコール残基を示す。）式中のＲで表わ
されるアルコール残基は炭素数１〜１８のアルキル基、
アラルキル基で、メチル、エチル、１−プロピル、２−
プロピル、１−ブチル、２−エチルヘキシル、１−ドデ
シルなどが例示できる。アラルキル基としては炭素数７
〜１８のものが用いられ、例えばベンジル基を具体例と
して挙げることが出来る。
されるアルコール残基は炭素数１〜１８のアルキル基、
アラルキル基で、メチル、エチル、１−プロピル、２−
プロピル、１−ブチル、２−エチルヘキシル、１−ドデ
シルなどが例示できる。アラルキル基としては炭素数７
〜１８のものが用いられ、例えばベンジル基を具体例と
して挙げることが出来る。
【０００７】次に本発明で用いる酵素はイタコン酸の４
位カルボキシル基を位置選択的にエステル化する能力を
有するものであれば種類、起源など問わないが、具体的
にはリパーゼ、エステラーゼ、プロテアーゼが挙げられ
る。更に具体的に例示すれば、酵母カンジダ シリンド
ラセア（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）の
生産するリパーゼ就中、リパーゼＯＦ（名糖産業製）が
好適である。なお、この具体例ではリパーゼの他にエス
テラーゼを含んでおり、リパーゼやエステラーゼは酸性
プロテアーゼという説もある。
位カルボキシル基を位置選択的にエステル化する能力を
有するものであれば種類、起源など問わないが、具体的
にはリパーゼ、エステラーゼ、プロテアーゼが挙げられ
る。更に具体的に例示すれば、酵母カンジダ シリンド
ラセア（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）の
生産するリパーゼ就中、リパーゼＯＦ（名糖産業製）が
好適である。なお、この具体例ではリパーゼの他にエス
テラーゼを含んでおり、リパーゼやエステラーゼは酸性
プロテアーゼという説もある。
【０００８】本発明におけるイタコン酸とアルコールの
間におけるエステル化反応は反応媒体を用いない系でも
進行するが、液状媒体中で行なうのが好ましい。反応媒
体としては基質のイタコン酸とアルコールを溶かし、反
応に関与するカルボキシル基、水酸基、エステル結合な
どを持たないものが使用でき、ｎ−ヘキサン、オクタ
ン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、リグロイン、
石油エーテル、ジイソプロピルエーテル、１，１，１−
トリクロロエチレン、四塩化炭素などが例示できる。水
性媒体中での反応と異なり、本発明では有機溶媒中で反
応が行なわれるため、反応系のｐＨが途中で変動するこ
とがなく、したがってその補正を行なう必要がないとい
う特徴がある。
間におけるエステル化反応は反応媒体を用いない系でも
進行するが、液状媒体中で行なうのが好ましい。反応媒
体としては基質のイタコン酸とアルコールを溶かし、反
応に関与するカルボキシル基、水酸基、エステル結合な
どを持たないものが使用でき、ｎ−ヘキサン、オクタ
ン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、リグロイン、
石油エーテル、ジイソプロピルエーテル、１，１，１−
トリクロロエチレン、四塩化炭素などが例示できる。水
性媒体中での反応と異なり、本発明では有機溶媒中で反
応が行なわれるため、反応系のｐＨが途中で変動するこ
とがなく、したがってその補正を行なう必要がないとい
う特徴がある。
【０００９】次に反応媒体中への基質の添加量である
が、イタコン酸、アルコール共に仕込濃度に特に制限は
ないが、一般的にはそれぞれ反応媒体１リットルあたり
０．１〜３０００ｇ、好ましくは１〜１０００ｇの範囲
で用いられる。また基質のモル比はイタコン酸１モルに
対し、アルコールを等モルないし少し過剰（１．５〜
３．５モル）加えて反応を行なうとイタコン酸４−モノ
エステルが高収率で得られる。酵素の添加量は酵素の由
来，種類，力価などによって異なるが、要するに反応混
合液が所定の酵素活性を含んでいればよい。
が、イタコン酸、アルコール共に仕込濃度に特に制限は
ないが、一般的にはそれぞれ反応媒体１リットルあたり
０．１〜３０００ｇ、好ましくは１〜１０００ｇの範囲
で用いられる。また基質のモル比はイタコン酸１モルに
対し、アルコールを等モルないし少し過剰（１．５〜
３．５モル）加えて反応を行なうとイタコン酸４−モノ
エステルが高収率で得られる。酵素の添加量は酵素の由
来，種類，力価などによって異なるが、要するに反応混
合液が所定の酵素活性を含んでいればよい。
【００１０】また本発明の方法では酵素は反応媒体に溶
けないので、１回反応毎に回収して再使用することが出
来、また、酵素をカラム等に充填してこれに基質溶液を
連続的に供給しながら反応を行なうこともできる。これ
も本発明の方法の大きな特徴のひとつである。
けないので、１回反応毎に回収して再使用することが出
来、また、酵素をカラム等に充填してこれに基質溶液を
連続的に供給しながら反応を行なうこともできる。これ
も本発明の方法の大きな特徴のひとつである。
【００１１】次に反応の温度であるが通常、酵素の作用
する最適温度１５〜６０℃、好ましくは２５〜４０℃の
範囲に設定される。以上の諸条件下で反応を行ない、反
応液から生成物たるイタコン酸４−モノエステルを分離
採取するには例えば、酵素を濾別し、濾液の溶媒を留去
し、次いで蒸留ないし再結晶、クロマトグラフィーなど
の操作を行なえば、イタコン酸４−モノエステルがほぼ
純粋な形態で得られる。
する最適温度１５〜６０℃、好ましくは２５〜４０℃の
範囲に設定される。以上の諸条件下で反応を行ない、反
応液から生成物たるイタコン酸４−モノエステルを分離
採取するには例えば、酵素を濾別し、濾液の溶媒を留去
し、次いで蒸留ないし再結晶、クロマトグラフィーなど
の操作を行なえば、イタコン酸４−モノエステルがほぼ
純粋な形態で得られる。
【００１２】以下に実施例を挙げて本発明の内容を更に
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。
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。
【００１３】
【実施例】実施例１
内径１８ｍｍ，長さ１５０ｍｍの試験管中ののイソオク
タン５ｍｌにイタコン酸３２．５ｍｇ（０．２５ｍｍｏ
ｌ）、１−ブタノール３７．４ｍｇ（０．５ｍｍｏ
ｌ）、リパーゼＯＦ（名糖産業製）１０ｍｇを加え、試
験管にゴム栓を施し、２８℃で４時間、振盪しながら反
応を行なった。反応終了後、濾紙を用いて酵素を濾別
し、少量のイソオクタンで洗浄し、濾液と溶液を合せ、
減圧下でイソオクタンを留去し、得られた残留物４６ｍ
ｇについて下記の条件で高速液体クロマトグラフィーを
用いた分析を行なった。
タン５ｍｌにイタコン酸３２．５ｍｇ（０．２５ｍｍｏ
ｌ）、１−ブタノール３７．４ｍｇ（０．５ｍｍｏ
ｌ）、リパーゼＯＦ（名糖産業製）１０ｍｇを加え、試
験管にゴム栓を施し、２８℃で４時間、振盪しながら反
応を行なった。反応終了後、濾紙を用いて酵素を濾別
し、少量のイソオクタンで洗浄し、濾液と溶液を合せ、
減圧下でイソオクタンを留去し、得られた残留物４６ｍ
ｇについて下記の条件で高速液体クロマトグラフィーを
用いた分析を行なった。
【００１４】高速液体クロマトグラフィーの分析条件
プレカラム：ＳＨＯＤＥＸ ＳＵＧＡＲ ＳＨ−１０１
１Ｐ ６ｍｍφ×５０ｍｍＬ カラム ：ＳＨＯＤＥＸ ＳＵＧＡＲ ＳＨ−１０１
１ ８ｍｍφ×３０ｍｍＬ カラム温度：５０℃ 溶出溶媒 ：Ｎ／１００ Ｈ2 ＳＯ4 溶媒の流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ． 検 出 ：ＵＶ検出器（２１０ｎｍ） その結果、反応生成物たる前記残留物の構成比はイタコ
ン酸４−モノブチルエステル：７７％、イタコン酸１−
モノブチルエステル：１５％、イタコン酸：８％であっ
た。
１Ｐ ６ｍｍφ×５０ｍｍＬ カラム ：ＳＨＯＤＥＸ ＳＵＧＡＲ ＳＨ−１０１
１ ８ｍｍφ×３０ｍｍＬ カラム温度：５０℃ 溶出溶媒 ：Ｎ／１００ Ｈ2 ＳＯ4 溶媒の流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ． 検 出 ：ＵＶ検出器（２１０ｎｍ） その結果、反応生成物たる前記残留物の構成比はイタコ
ン酸４−モノブチルエステル：７７％、イタコン酸１−
モノブチルエステル：１５％、イタコン酸：８％であっ
た。
【００１５】実施例２
実施例１における１−ブタノールをメタノール、エタノ
ール、１−プロパノール、２−プロパノールのいずれか
に変え各０．５０ｍｍｏｌ加えた他すべての条件を実施
例１と同様にして反応を行なった。その結果は表１に
示す如くであった。
ール、１−プロパノール、２−プロパノールのいずれか
に変え各０．５０ｍｍｏｌ加えた他すべての条件を実施
例１と同様にして反応を行なった。その結果は表１に
示す如くであった。
【００１６】
【表１】
【００１７】参考例１〜５
実施例１〜５の対照例としてリパーゼＯＦを加えないで
反応を行なった。アルコールがメタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ールのいずれであってもイタコン酸のエステル化は行な
われなかった。
反応を行なった。アルコールがメタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ールのいずれであってもイタコン酸のエステル化は行な
われなかった。
【００１８】実施例６〜１０
実施例１における溶媒のイソオクタンをｎ−ヘキサン、
リグロイン、トルエン、四塩化炭素の中から選ばれた１
種類のものに変えた以外まったく同様に操作し、得られ
た残留物（反応生成物）について分析を行なったとこ
ろ、表２に示す如き結果が得られた。トルエン中での反
応ではエステル化の位置選択性はほとんどないが、ｎ−
ヘキサン、リグロイン、四塩化炭素中では反応の選択性
が高いことがわかる。
リグロイン、トルエン、四塩化炭素の中から選ばれた１
種類のものに変えた以外まったく同様に操作し、得られ
た残留物（反応生成物）について分析を行なったとこ
ろ、表２に示す如き結果が得られた。トルエン中での反
応ではエステル化の位置選択性はほとんどないが、ｎ−
ヘキサン、リグロイン、四塩化炭素中では反応の選択性
が高いことがわかる。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】本発明の方法によれば、イタコン酸から
直接イタコン酸４−モノエステルが選択的に製造でき、
その工業的意義は大きい。
直接イタコン酸４−モノエステルが選択的に製造でき、
その工業的意義は大きい。
Claims (2)
- 【請求項１】 イタコン酸の４位カルボキシル基を位置
選択的にエステル化する能力を有する酵素を用いて、イ
タコン酸をエステル化して一般式（１）で表わされるイ
タコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方法。 【化１】 （式中、Ｒはアルコール残基を示す。） - 【請求項２】 イタコン酸の４位カルボキシル基を位置
選択的にエステル化する能力を有する酵素がリパーゼ、
エステラーゼおよびプロテアーゼから選ばれてなる請求
項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20872091A JPH0530979A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | イタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20872091A JPH0530979A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | イタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530979A true JPH0530979A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16560970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20872091A Withdrawn JPH0530979A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | イタコン酸４−モノエステルを選択的に製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0530979A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210017554A1 (en) * | 2020-03-11 | 2021-01-21 | Shanghai Xiaoran Cosmetics Co., Ltd. | Enzymatic Method for Selective Catalytic Preparation of 4-Octyl Itaconate |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP20872091A patent/JPH0530979A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210017554A1 (en) * | 2020-03-11 | 2021-01-21 | Shanghai Xiaoran Cosmetics Co., Ltd. | Enzymatic Method for Selective Catalytic Preparation of 4-Octyl Itaconate |
| WO2021179503A1 (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | 北京化工大学 | 一种酶法选择性催化制备4-衣康酸单辛酯的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |