JPH0965891A - 光学活性α−メチルアルカン酸誘導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の液晶原料又は光学活性医農薬の合成中
間体としての用途が期待される一般式（II）で表される
光学活性α−メチルアルカン酸及び一般式（III）で表
される光学活性α−メチルアルカン酸の対掌体エステル
の製造方法を提供すること。 【解決手段】 一般式（Ｉ）で表されるラセミ体α−メ
チルアルカン酸エステルに、エステル結合を不斉加水分
解する能力を有する微生物の培養物、菌体又は菌体処理
物を作用させて一般式（II）で表される光学活性α−メ
チルアルカン酸、及び／又は一般式（III）で表される
光学活性α−メチルアルカン酸の対掌体エステルを製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の液晶原料又
は光学活性医農薬の合成中間体として有用な下記の一般
式（II）で表される光学活性α−メチルアルカン酸、及
び／又は下記の一般式（III）で表される光学活性α−
メチルアルカン酸の対掌体エステルの製造方法に関す
る。

【０００２】

【化４】

【０００３】

【化５】

【０００４】

【従来の技術】一般式（II）：

【０００５】

【化６】

【０００６】又は一般式（III）：

【０００７】

【化７】

【０００８】で表される光学活性α−メチルアルカン酸
誘導体のなかで例えば光学活性α−メチルヘキサン酸エ
ステルについて、α−メチルヘキサン酸をリパーゼを用
いて立体選択的にエステル化する方法が報告されている
（E.K.Heinz, Tetrahedron:Asymmetry, 2(3), 165-168
(1991)）。 しかしながら、工業生産を考えた場合、収
率、光学純度共に満足できるものではない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、種々
の液晶原料又は光学活性医農薬の合成中間体としての用
途が期待される光学純度の高い前記一般式（II）で表さ
れる光学活性α−メチルアルカン酸及び一般式（III）
で表される光学活性α−メチルアルカン酸の対掌体エス
テルを高い光学純度で位置選択的に効率よく製造する方
法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、下記の
一般式（Ｉ）：

【００１１】

【化８】

【００１２】（式中、Ｒは炭素数１〜６のアルキル基を
示し、ｎは１〜３の整数を示す。）で表されるラセミ体
α−メチルアルカン酸エステルに、エステル結合を不斉
加水分解する能力を有する微生物の培養物、菌体又は菌
体処理物を作用させて下記の一般式（II）：

【００１３】

【化９】

【００１４】で表される光学活性α−メチルアルカン
酸、及び／又は下記の一般式（III）：

【００１５】

【化１０】

【００１６】で表される、前記光学活性α−メチルアル
カン酸の対掌体エステルを製造する方法にある。

【００１７】本発明において、前記式中、Ｒは酵素反応
の基質となるようなものであればどのようなものでもよ
いが、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基、ブチル基、イソブチル基等が例示できる。

【００１８】本発明で用いる微生物は、前記一般式
（Ｉ）で表されるラセミ体α−メチルアルカン酸エステ
ルのエステル結合を不斉加水分解し、光学活性α−メチ
ルアルカン酸及びその対掌体エステルを生産する能力を
有するものであればどのようなものも使用可能である。
代表的なものとして、シュードモナス(Pseudomonas)
属、エセリキア(Escherichia)属に属する微生物が挙げ
られる。具体的にはシュードモナス・プチダ(Pseudomon
as putida)MR-2068(FERM BP-3846)、エセリキア・コリ
(Escherichia coli)MR-2103(FERM BP-3835)が挙げられ
る。エセリキア・コリ(Escherichia coli)MR-2103(FERM
BP-3835)は、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas pu
tida)MR-2068(FERM BP-3846)由来のエステラーゼ遺伝子
で形質転換された株である。

【００１９】本発明で用いる微生物の培養は、液体培地
でも固体培地でも行うことができる。培地としては、微
生物が通常資化しうる炭素源、窒素源、ビタミン、ミネ
ラル等の成分を適宜配合したものが用いられる。微生物
の加水分解能を向上させるため、培地にエステルを少量
添加することも可能である。培養は微生物が生育可能で
ある温度、ｐＨで行われるが、使用する菌株の最適培養
条件で行うことが好ましい。微生物の生育を促進させる
ため、通気攪拌を行ってもよい。

【００２０】加水分解反応を行うに際しては、培養の開
始時又は途中で培地にエステルを添加してもよく、予め
微生物を培養した後、培養液にエステルを添加してもよ
い。また増殖した微生物の菌体を遠心分離等により採取
し、これをエステルを含む反応媒体に加えてもよい。菌
体としては、アセトン、トルエン等で処理した菌体を用
いてもよい。

【００２１】また、菌体の代わりに、培養液等の培養
物、菌体破砕物、菌体抽出物、粗酵素、精製酵素等の菌
体処理物を用いてもよく、更に、酵素又は微生物を適当
な担体に固定化し、反応を行った後に回収再利用するこ
とも可能である。ここで、酵素としては微生物由来の各
種リパーゼ、プロアテーゼ及びエステラーゼが使用可能
である。

【００２２】反応媒体としては、例えばイオン交換水、
緩衝液が用いられる。反応媒体又は培養液中のエステル
濃度としては、０．１〜７０重量％が好ましいが、更に
好ましくは５〜４０％である。メタノール、アセトン、
界面活性剤等を反応系に添加することも可能である。反
応液のｐＨは、２〜１１、好ましくは５〜８の範囲であ
る。反応が進行するに従い生成したカルボン酸により反
応液のｐＨが低下してくるが、この場合は適当な中和剤
で最適ｐＨに維持することが好ましい。反応温度は５〜
７０℃が好ましく、１０〜６０℃が更に好ましい。

【００２３】反応終了液からの生産物の分離精製は、酢
酸エチル、クロロホルム、ジエチルエーテル等の有機溶
媒による抽出を行い、次いで蒸留あるいはカラムクロマ
トグラフィー等の通常の精製法を適用することにより、
光学活性α−メチルアルカン酸エステルを精製、取得す
ることができる。抽出後の水層のｐＨを２以下に下げる
ことにより、その対掌体である光学活性α−メチルアル
カン酸を遊離酸とした後、有機溶媒、例えば酢酸エチル
で抽出すれば光学活性α−メチルアルカン酸を回収でき
る。

【００２４】以上のようにして得られる光学活性α−メ
チルアルカン酸エステルは、常法に従ってラセミ化しな
いような条件下で加水分解することにより、立体配置を
保持したまま光学活性α−メチルアルカン酸に変換する
ことができ、また光学活性α−メチルアルカン酸は、常
法に従ってラセミ化しないような条件下でエステル化す
ることにより、立体配置を保持したまま光学活性α−メ
チルアルカン酸エステルに変換することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
するが、これらに限定されるものではない。

【００２６】［実施例１］光学活性α−メチルヘキサン
酸及びその対掌体エステルの製造 エセリキア・コリ(Escherichia coli)MR-2103(FERM BP-
3835)を５０μｇ／ｍｌのアンピシリンを含むＬＢ培地
（１％ポリペプトン、０．５％酵母エキス、０．５％Ｎ
ａＣｌ）５０ｍｌに植菌し、３７℃、２０時間振盪培養
した。培養終了後、培養液を遠心分離し、得られた菌体
の全量をイオン交換水で洗浄した後、５０ｍＭ燐酸緩衝
液（ｐＨ７．０）５０ｍｌに懸濁した。この菌体懸濁液
に、ラセミ体−α−メチルヘキサン酸メチル５ｇを加
え、３０℃で２０時間反応させた。この間、反応液のｐ
Ｈは、１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を用いて７．０に調整し
た。反応終了後、遠心分離により菌体を除き、未反応の
α−メチルヘキサン酸メチルを酢酸エチルで抽出した。
有機層に無水硫酸ナトリウムを加えて脱水し、溶媒を蒸
発除去し、更に蒸留精製し、１．９ｇの光学活性α−メ
チルヘキサン酸メチルを得た。 この光学活性α−メチ
ルヘキサン酸メチルの比旋光度を測定したところ、
［α］²⁵ _D＝＋１６．３であった。

【００２７】次いで水相のｐＨを希硫酸で２．０に下げ
た後、水相中の酸分を酢酸エチルで抽出した。有機層に
無水硫酸ナトリウムを加えて脱水し、溶媒を蒸発除去
し、更に蒸留精製し、１．３ｇの光学活性α−メチルヘ
キサン酸を得た。このサンプルの比旋光度を測定したと
ころ、［α］²⁵ _D＝−１６．３であった。

【００２８】［実施例２］光学活性α−メチルペンタン
酸及びその対掌体エステルの製造 実施例１で得た菌体懸濁液に、ラセミ体−α−メチルペ
ンタン酸メチル５ｇを加え、３０℃で２０時間反応させ
た。この間、反応液のｐＨは、１Ｎ ＮａＯＨ水溶液を
用いて７．０に調整した。反応終了後、遠心分離により
菌体を除き、未反応のα−メチルペンタン酸メチルをヘ
キサンで抽出した。有機層に無水硫酸ナトリウムを加え
て脱水し、溶媒を蒸発除去し、更に蒸留精製し、１．９
ｇの光学活性α−メチルペンタン酸メチルを得た。

【００２９】この光学活性α−メチルペンタン酸メチル
の比旋光度を測定したところ、［α］²⁵ _D＝＋１９．５
であった。

【００３０】次いで水相のｐＨを希硫酸で２．０に下げ
た後、水相中の酸分を酢酸エチルで抽出した。有機層に
無水硫酸ナトリウムを加えて脱水し、溶媒を蒸発除去
し、更に蒸留精製し、１．３ｇの光学活性α−メチルペ
ンタン酸を得た。このサンプルの比旋光度を測定したと
ころ、［α］²⁵ _D＝−１６．８であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、種々の液晶原料又は光
学活性医農薬の合成中間体としての用途が期待される光
学純度の高い前記一般式（II）で表される光学活性α−
メチルアルカン酸及び一般式（III）で表される光学活
性α−メチルアルカン酸の対掌体エステルを高い光学純
度で位置選択的に効率よく製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 (Ｃ１２Ｐ 41/00 Ｃ１２Ｒ 1:19） (Ｃ１２Ｐ 7/24 Ｃ１２Ｒ 1:19） (Ｃ１２Ｐ 7/24 Ｃ１２Ｒ 1:38） (Ｃ１２Ｐ 7/40 Ｃ１２Ｒ 1:38） (Ｃ１２Ｐ 7/40 Ｃ１２Ｒ 1:19）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の一般式（Ｉ）： 【化１】 で表されるラセミ体α−メチルアルカン酸エステルに、
   エステル結合を不斉加水分解する能力を有する微生物の
   培養物、菌体又は菌体処理物を作用させて下記の一般式
   （II）： 【化２】 で表される光学活性α−メチルアルカン酸、及び／又は
   下記の一般式（III）： 【化３】 で表される、前記光学活性α−メチルアルカン酸の対掌
   体エステルを製造する方法。
2. 【請求項２】 エステル結合を不斉加水分解する能力を
   有する微生物がリパーゼ、プロテアーゼ又はエステラー
   ゼを生産する能力を有する微生物であることを特徴とす
   る請求項１の光学活性α−メチルアルカン酸、及び／又
   はその対掌体エステルを製造する方法。
3. 【請求項３】 エステル結合を不斉加水分解する能力を
   有する微生物がシュードモナス(Pseudomonas)属又はエ
   セリキア(Escherichia)属に属する微生物であることを
   特徴とする請求項１の光学活性α−メチルアルカン酸、
   及び／又はその対掌体エステルを製造する方法。
4. 【請求項４】 エステル結合を不斉加水分解する能力を
   有する微生物が、エステル結合を不斉加水分解する酵素
   をコードする遺伝子により形質転換された遺伝子操作微
   生物であることを特徴とする請求項１の光学活性α−メ
   チルアルカン酸、及び／又はその対掌体エステルを製造
   する方法。