JPH0671436B2 - 光学活性1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノ−ルの生化学的製法 - Google Patents

光学活性1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノ−ルの生化学的製法

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JPH0671436B2
JPH0671436B2 JP16955585A JP16955585A JPH0671436B2 JP H0671436 B2 JPH0671436 B2 JP H0671436B2 JP 16955585 A JP16955585 A JP 16955585A JP 16955585 A JP16955585 A JP 16955585A JP H0671436 B2 JPH0671436 B2 JP H0671436B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学活性1−エチニル−2−メチル−2−ペ
ンテノールの生化学的製法に関する。
従来技術および問題点 1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノールは、合成
ピレスロイドと呼ばれる優れた殺虫活性を有する一群の
エステル化合物のアルコール成分として知られている
(特許公昭55−42045)。この1−エチニル−2−メチ
ル−2−ペンテノールは、1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、これをエステル
とした場合の殺虫効力は(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〔Pestic. Sc
i.,11,202(1980)〕。
このため、化学合成法により製造した(R,S)−1−エ
チニル−2−メチル−2−ペンテノールを工業的に有利
な方法で光学分割し、(S)−体を取得する技術の開発
が望まれている。
(R,S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノー
ルの光学分割方としては、微生物酵素による分割法が知
られている〔Agric. Biol.Chem.,46(10),2579〜2585
(1982)〕。この方法は、バチルス・サチルス・バール
・ニガーの培養物を用いて(R,S)−1−エチニル−2
−メチル−2−ペンテノールの酢酸エステルを不斉加水
分解し、(S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペン
テノールの酢酸エステルと(R)−1−エチニル−2−
メチル−2−ペンテノールに分割し、前者を脱アシル化
して(S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノ
ールを取得するものである。この微生物酵素を用いる光
学分割法は高価な試薬や複雑な工程を必要としない点で
優れた方法であるが、 不斉加水分解操作における基
質濃度が低いこと 遊離してくる(R)−2−エチ
ニル−2−メチル−2−ペンテノールの光学純度が低い
こと、即ち、加水分解反応の光学選択性が低いこと、
得られる(S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペ
ンテノールの収率および光学純度が低いことなどの点で
必ずしも満足できるものではない。
発明の構成 本発明者らは、これらの諸問題点を解決し、工業的に有
利な(S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノ
ールの製造法を見出すべく研究を重ねた結果、アルスロ
バクター属、アルカリゲネス属、アクロモバクター属、
クロモバクテリウム属、フミコラ属(サーモミセス属)
或いはシュードモナス属に属する微生物が生産するエス
テラーゼがラセミ体、即ち(R,S)−1−エチニル−2
−メチル−2−ペンテノールの有機カルボン酸エステル
に作用して、これらを不斉加水分解し、(S)−1−エ
チニル−2−メチル−2−ペンテノールの有機カルボン
酸エステルと(R)−1−エチニル−2−メチル−2−
ペンテノールに効率良く分割できることを見出し、これ
に種々の検討を加え本発明を完成した。
即ち、本発明は、アルスロバクター属、アルカリゲネス
属、アクロモバクター属、クロモバクテリウム属、フミ
コラ属(サーモミセス属)或いはシュードモナス属に属
する微生物が生産するエステラーゼを一般式(I): 〔式中、Rは水素原子、炭素数1ないし18のアルキル
基、炭素数2ないし18のアルケニル基もしくは炭素数2
ないし18のアルキニル基を表す〕で示される(R,S)−
1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノールの有機カ
ルボン酸エステルに作用させて、これを(S)−1−エ
チニル−2−メチル−2−ペンテノールの有機カルボン
酸エステルと(R)−1−エチニル−2−メチル−2−
ペンテノールにに不斉加水分解し、これらを分離回収し
た後、(S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテ
ノールを有機カルボン酸エステルを脱アシル化し(S)
−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノールを得る
ことを特徴とする(S)及び(R)−1−エチニル−2
−メチル−2−ペンテノールの製造方法を提供する。
本発明において、使用する(R,S)−1−エチニル−2
−メチル−2−ペンテノールを有機カルボン酸エステル
は公知であり、一般のエステル製造の通常の方法、例え
ば(R,S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノ
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。
本発明において使用する微生物は、アルスロバクター
属、アルカリゲネス属、アクロモバクター属、クロモバ
クテリウム属、フミコラ属(サーモミセス属)或いはシ
ュードモナス属に属する微生物であって、リパーゼを含
む広義のエステラーゼを生産する微生物である。この微
生物の具体例としては、例えば、 アルスロバクター・シンプレックス IFO−12069 アルカリゲネス・フェーカリス IFO−13111 クロモバクテリウム,イオディウム IFO−3558 シュードモナス・フルオレッセンス IFO−3903等が挙
げられる。これらの微生物は、いずれも大阪市の財団法
人醗酵研究所(IFO)から入手することができる。
上記の微生物の培養は、醗酵学の分野で公知の通常の方
法に従い行うことができる。例えば、滅菌した液体培地
〔かび類、酵母類用には麦芽エキス・酵母エキス培地
(水1にペプトン5.0g、グルコース10.0g、麦芽エキ
ス3.0g、酵母エキス3.0gを溶解し、pH6.5とする)、細
菌類用には加糖ブイヨン培地(水1にグルコース10.0
g、ペプトン5.0g.肉エキス5.0gを溶解し、pH7.2とす
る)〕に微生物を接種し、通常20℃ないし40℃で、1な
いし3日間、往復振盪培養を行う。また、必要に応じて
固体培養を行ってもよい。また、これらの微生物起源の
エステラーゼの中には市販のものがあり、容易に入手す
ることが可能である。
市販のエステラーゼの具体例としては、シュードモナス
属のリパーゼ(天野製薬)、フミコラ属のリパーゼ(リ
パーゼCE;天野製薬)、アルカリゲネス属のリパーゼ
(リパーゼPL;名糖産業)、アクロモバクター属のリパ
ーゼ(リパーゼAL;名糖産業)、アルスロバクター属の
リパーゼ(新日本化学製)、クロモバクテリウム属のリ
パーゼ(リパーゼLP:東洋醸造製)などがあげられる。
本発明の方法を実施するに際し、(R,S)−1−エチニ
ル−2−メチル−2−ペンテノールのカルボン酸エステ
ルの不斉加水分解は、上記微生物を培養した培養液、培
養液から分離した菌体、エステラーゼを含有する培養瀘
液、或いは各種酵素分離法によって菌体または培養瀘液
から分離した粗製エステラーゼ、精製エステラーゼおよ
びエステラーゼ含有抽出液または濃縮液を含有する水溶
液と(R,S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテ
ノールの有機カルボン酸エステルを混合し、撹拌または
浸盪することにより行われる。また、固定化菌体あるい
は固定化エステラーゼも使用することができる。(R,
S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノールの
有機カルボン酸エステルの不斉加水分解を行う条件とし
ては、反応温度は10〜70℃が適当であり、好熱菌の培養
液または好熱菌の培養により得られた耐熱性エステラー
ゼでは50〜65℃、中温菌の培養液または耐熱性を有しな
いエステラーゼでは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酵素量を増
加させるなどにより反応時間の短縮も可能である。
反応中のpHは好アルカリ性菌の培養液やアルカリ性エス
テラーゼではpH8〜11、好アルカリ性でない微生物の培
養液や耐アルカリ性を有しないエステラーゼではpH5〜
8が好ましい。また、加水分解によって生成する有機カ
ルボン酸を中和し、反応中のpHを一定に保つために緩衝
液の使用が好ましく、燐酸ナトリウム、燐酸カリウムな
どの無機酸塩の緩衝液、酢酸ナトリウム、クエン酸ナト
リウムなどの有機酸塩の緩衝液を使用することができ
る。
基質である(R,S)−1−エチニル−2−メチル−2−
ペンテノールを有機カルボン酸エステルの使用濃度は反
応液にたいし1〜50重量%であり、好ましくは5〜25重
量%である。
使用するエステラーゼの濃度は、基質の重量に対して0.
1〜20重量%である。
このようにして不斉加水分解反応を行った後、遊離した
(R)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノール
と未反応の対掌体エステルを分離回収する。この分離回
収に際し水蒸気蒸留、溶媒抽出、分別蒸留、カラムクロ
マトグラフィーなどの操作を適宜採用することができ
る。例えば、反応液を水蒸気蒸留し留出物をエーテル抽
出するかあるいは直接反応液をエーテル、酢酸エチル、
ベンゼンなどの有機溶媒で抽出し、この抽出物を分別蒸
留し、(R)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテ
ノールとその対掌体のエステルを分離取得する。または
抽出物をシリカゲルのカラムクロマトグラフィーにか
け、例えば、ヘキサン−酢酸エチル(5:1)溶液で溶出
することにより、先ず、(S)−1−エチニル−2−メ
チル−2−ペンテノールの有機カルボン酸エステルが分
離され、次いでヘサン−酢酸エチル(2:1)溶液で溶出
を行うことによりその対掌体の遊離の(R)−1−エチ
ニル−2−メチル−2−ペンテノールが分離される。ま
た以上のようにして分離された(S)−1−エチニル−
2−メチル−2−ペンテノールのエステルは、さらに脱
アシル化することにより容易に(S)−1−エチニル−
2−メチル−2−ペンテノールに導くことができる。
脱アシル化は、通常の公知方法で行なうことができる。
例えば、1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノール
の有機カルボン酸エステルに水及び当量の炭酸ナトリウ
ムを加え、次いで、10%塩酸水を加え、pH5に調製した
後、8時間撹拌下に還流を行うと容易に1−エチニル−
2−メチル−2−ペンテノールが分離される。
発明の効果 本発明方法による(R,S)−1−エチニル−2−メチル
−2−ペンテノールの光学分割法は、従来知られている
有機合成化学的光学分割法に比べ工程が簡略であり、ま
た高価な光学活性試薬を必要としないので経済的にも有
利である。さらに得られる(S)−1−エチニル−2−
メチル−2−ペンテノールの収率、光学純度が高く工業
的に極めて有利である。
次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。しか
し、本発明はこれによって限定されるのもではない。
実施例1〜6 (R,S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノー
ルの酢酸エステル2.0gと表1に記載した各エステラーゼ
200mgをpH8.0の0.1MKH2PO4−K2HPO4緩衝液20mlに加え、
35℃で撹拌子を用いて1000r.p.m.で撹拌しつつ反応させ
た。22時間反応を行った後、反応物を酢酸エチルで抽出
した。抽出液をガスクロマトグラフィー(10%FFAP 2.6
m 140℃)で分析し、1−エチニル−2−メチル−2−
ペンテノールの酢酸エステルと、1−エチニル−2−メ
チル−2−ペンテノールのピーク面積比よりアルコール
生成率を算出し、表1の結果を得た。抽出液を濃縮し、
シリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけ、ヘキサ
ン:酢酸エチル(5:1)溶液で溶出を行い、未反応の1
−エチニル−2−メチル−2−ペンテノールの酢酸エス
テルを分離取得し、更にヘキサン:酢酸エチル(2:1)
で溶出し、生成した1−エチニル−2−メチル−2−ペ
ンテノールを回収した。ここで得られた生成1−エチニ
ル−2−メチル−2−ペンテノール10mgにフェニルイソ
シアナート50μlおよび脱水ピリジン50μlを加えて反
応させ、1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノール
のカーバメイト誘導体とした後、これを高速液体クロマ
トグラフィー〔カラム OA−2100カラム(4mmφx0.5m
住化分析センター(株)製)キャリアー:ヘキサン/ジ
クロロメタン/イソプロピルアルコール/アセトニトリ
ル(500/5/2/1)〕により分析した。(S)−1−エチ
ニル−2−メチル−2−ペンテノール誘導体のピークと
(R)体アルコール誘導体のピークとの面積比により光
学異性体比を求めた。一方、分離取得した未反応の1−
エチニル−2−メチル−2−ペンテノールの酢酸エステ
ルは、5%NaOH/メタノール溶液を混合し、60℃に加温
し、加水分解反応を行い、遊離した1−エチニル−2−
メチル−2−ペンテノールをジクロルメタンにて抽出し
た。ここに得られた1−エチニル−2−メチル−2−ペ
ンテノールについても同様にして光学異性体型分析を行
った。
実施例7〜9 (R,S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノー
ルのカプロン酸エステル20gと表2に記載した各エステ
ラーゼ1gを0.1MKH2PO4−K2HPO4緩衝液(pH8.0)50mlに
加え、40℃で撹拌しつつ反応させた。
24時間反応を行った後、反応物を酢酸エチルで抽出し
た。以後、実施例1〜6と同様にして未反応の1−エチ
ニル−2−メチル−2−ペンテノールのカプロン酸エス
テルと生成した1−エチニル−2−メチル−2−ペンテ
ノールを分離回収した。更に、実施例1〜6と同様の操
作を行い表2に記載した結果を得た。
実施例10〜13 500mlエルレンマイヤーフラスコに液体培地〔水1に
酵母エキス5.0g、ペプトン5.0g、可溶性デンプン10.0g
を溶解し、pH6.8とする。〕100mlを入れて滅菌した後、
表3に記載した各微生物を斜面培養から1白金耳接種
し、30℃で24時間往復振盪培養した。次いで、(R,S)
−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノールの酢酸
エステル0.5gを添加し、30℃で撹拌しつつ24時間反応さ
せた。以後、実施例1〜6と同様にして反応物の分離を
行い生成した1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノ
ールの光学異性体型比と加水分解を測定した。
結果を表3に示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:05) (C12P 41/00 C12R 1:025) (C12P 41/00 C12R 1:01) (C12P 41/00 C12R 1:38)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルスロバクター属、アルカリゲネス属、
    アクロモバクター属、クロモバクテリウム属、フミコラ
    属(サーモミセス属)或いはシュードモナス属に属する
    微生物が生産するエステラーゼを一般式 〔式中、Rは水素原子、炭素数1ないし18のアルキル
    基、炭素数2ないし18のアルケニル基もしくは炭素数2
    ないし18のアルキニル基を表す〕で示される(R,S)−
    1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノールの有機カ
    ルボン酸エステルに作用させて、これを(S)−1−エ
    チニル−2−メチル−2−ペンテノールの有機カルボン
    酸エステルと(R)−1−エチニル−2−メチル−2−
    ペンテノールに不斉加水分解し、これらを分離回収した
    後、(S)−1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノ
    ールの有機カルボン酸エステルを脱アシル化し(S)−
    1−エチニル−2−メチル−2−ペンテノールを得るこ
    とを特徴とする(S)及び(R)−1−エチニル−2−
    メチル−2−ペンテノールの製造方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726338U (ja) * 1993-10-22 1995-05-16 株式会社あくと 商品を収納する透明性のある容器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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