JPH10287620A

JPH10287620A - 光学活性メチルコハク酸エステル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10287620A
Application number: JP9240097A
Authority: JP
Inventors: Eiji Ozaki; 英司尾崎; Toshitaka Uragaki; 俊孝浦垣; Kanehiko Enomoto; 兼彦榎本
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-10-27
Also published as: WO1998045244A1

Abstract

(57)【要約】【課題】光学活性医薬品や光学活性農薬などの有効な
製造中間体である光学活性メチルコハク酸ジエステルで
あってその二つのエステル残基が異なるもの、及びその
製造方法を提供する。【解決手段】Ｒ¹ＯＯＣＣＨ₂Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）ＣＯＯＲ
²（式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜６のアルキル基であり、
Ｒ²はＲ¹とは異なる炭素原子数１〜６のアルキル基であ
る。＊が付された炭素原子は不斉炭素原子である。）で
表される光学活性メチルコハク酸ジエステル。Ｒ¹ＯＯ
ＣＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＯＯＲ²（式中、Ｒ¹及びＲ²は
前記のとおりである。）で表されるラセミ体メチルコハ
ク酸ジエステルを、エステル不斉加水分解能を有する微
生物の培養物、菌体又は菌体処理物の存在下で不斉加水
分解することを特徴とする、光学活性メチルコハク酸エ
ステルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学活性医薬品、
光学活性農薬などの製造中間体として有用な、新規光学
活性メチルコハク酸エステル及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光学活性メチルコハク酸ジエステルの製
造方法としては、特開平８−２８５号公報に記載される
方法のように、ラセミ体メチルコハク酸ジエステルを酵
素により不斉加水分解する方法が公知である。しかしな
がら、この公報に記載の光学活性メチルコハク酸ジエス
テルは１位と４位のエステル残基が同一のものであり、
二つのエステル残基が互いに異なる光学活性メチルコハ
ク酸ジエステル及びその製造方法は知られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光学
活性医薬品や光学活性農薬などの有効な製造中間体であ
る光学活性メチルコハク酸ジエステルであってその二つ
のエステル残基が異なるもの、及びその製造方法を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ラセミ体メチルコ
ハク酸ジエステルを光学選択的に加水分解する能力のあ
る微生物を見い出し、本発明を完成した。

【０００５】即ち、本発明は、一般式(1) ：Ｒ¹ＯＯＣＣＨ₂Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）ＣＯＯＲ² (1) （式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜６のアルキル基であり、
Ｒ²はＲ¹とは異なる炭素原子数１〜６のアルキル基であ
る。＊が付された炭素原子は不斉炭素原子である。）で
表される光学活性メチルコハク酸ジエステルである。

【０００６】また、本発明は、一般式(2) ：Ｒ¹ＯＯＣＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＯＯＲ²
（２）（式中、Ｒ^１及びＲ²は前記のとおりである。）で表さ
れるラセミ体メチルコハク酸ジエステルを、エステル不
斉加水分解能を有する微生物の培養物、菌体又は菌体処
理物の存在下で不斉加水分解することを特徴とする、上
記一般式(1) で表される光学活性メチルコハク酸ジエス
テル及びその対掌体である一般式(3) ：Ｒ¹ＯＯＣＣＨ₂Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）ＣＯＯＨ (3) （式中、Ｒ¹は前記のとおりである。＊が付された炭素
原子は不斉炭素原子である。）で表される光学活性メチ
ルコハク酸モノエステルの製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
一般式(1) 〜(3) において、Ｒ¹又はＲ²で表される炭素
原子数１〜６のアルキル基は、それぞれ直鎖状、分岐状
のいずれの構造でもよい。具体的には、メチル、エチ
ル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチ
ル、tert−ブチル、イソブチル、n-ペンチル等が例示さ
れる。但し、一般式(1) 又は(2) のそれぞれにおいて、
Ｒ¹とＲ²は互いに異なる基である。

【０００８】上記一般式(1) で表される光学活性メチル
コハク酸ジエステルにおいて、Ｒ¹がtert−ブチル基で
あり、Ｒ²がメチル基である光学活性メチルコハク酸-4-
tert−ブチル-1- メチルエステル、及び上記一般式(3)
で表される光学活性メチルコハク酸モノエステルにお
いて、Ｒ¹がtert−ブチル基である光学活性メチルコハ
ク酸-4- tert−ブチルエステルは、４位と１位のエステ
ル基の反応性の差を利用することにより種々の光学活性
化合物に誘導することが可能であるのできわめて有用な
化合物である。

【０００９】本発明の光学活性化合物は以下の方法で製
造することができる。原料としては、上記一般式(2) で
表されるラセミ体メチルコハク酸ジエステルを用いる。
このラセミ体メチルコハク酸ジエステルは、イタコン酸
-1- モノエステルを任意の無水アルコールと適当な脱水
剤を作用させることにより得られるジエステルを接触還
元することにより製造することができる。

【００１０】本発明において使用する微生物は、一般式
(2) で表されるラセミ体メチルコハク酸ジエステルのエ
ステル結合を不斉加水分解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。そのような微生物
のその代表的なものとしては、シュードモナス(Pseudom
onasu)属又はエシェリキア(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(Pseudomonas putida)FERM BP 3846、エシェリキア・
コリ(Escherichia coli)FERM BP 3835等が挙げられる。
尚、エシェリキア・コリ FERM BP 3835 は、シュードモ
ナス・プチダ 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。

【００１１】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
ラルなど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
養条件で行えばよい。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。

【００１２】本発明においては、上記微生物を培地中で
培養して得られる培養物をそのままか、又は該培養物か
ら遠心分離などの集菌操作によって得られる菌体若しく
はその処理物を用いることもできる。菌体処理物として
は、アセトン、トルエン等で処理した菌体、凍結乾燥菌
体、菌体破砕物、無細胞抽出物、無細胞抽出物からゲル
濾過、イオン交換クロマトグラフィー等の分離操作によ
り得られる粗酵素又は精製酵素等が挙げられる。上記微
生物から分離される酵素は、リパーゼ、プロテアーゼ、
エステラーゼ等である。また、微生物菌体又は酵素は、
架橋したアクリルアミドゲルなどに包括固定化したり、
イオン交換樹脂、ケーソー土などの固体担体に物理的、
化学的に固定化して用いることができ、これにより反応
を行った後に回収再利用することができる。

【００１３】一般式(2) で表されるラセミ体メチルコハ
ク酸ジエステルの光学選択的な加水分解は、以下のよう
にして行うことができる。反応媒体に基質であるラセミ
体メチルコハク酸ジエステルを添加して溶解乃至懸濁す
る。また、基質を反応媒体に添加する前に又は添加した
後に触媒となる微生物の培養物等を加える。そして、反
応温度、必要により反応液のpHを制御しながらメチルコ
ハク酸ジエステルの半量が加水分解されるまで反応を行
う。反応媒体としては、例えば、イオン交換水、緩衝液
等が用いられる。また、反応液の基質濃度は 0.1〜70重
量％の間で特に制限はないが、基質となるラセミ体メチ
ルコハク酸ジエステルの溶解度、生産性などを考慮する
と５〜40重量％で行うのが好ましい。反応温度は、好ま
しくは５〜70℃であり、より好ましくは20〜60℃であ
る。反応液のpHは用いる微生物の不斉加水分解能の至適
pHに依存するが、一般的にはpH６〜８の範囲内で実施す
ると化学的加水分解反応による光学純度の低下を抑える
ことができるので好ましい。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に維持することが望ま
しい。

【００１４】反応終了後、触媒として使用した微生物の
菌体等を遠心分離、濾過などの操作により除去してか
ら、ヘキサン、酢酸エチルなどの溶剤で抽出することに
より、本発明の化合物である未反応の光学活性メチルコ
ハク酸ジエステルを得ることができる。一方、抽出残液
を硫酸、塩酸などの酸でpH１〜２とした後に、ヘキサ
ン、酢酸エチルなどの溶剤で抽出することによりその対
掌体である光学活性メチルコハク酸モノエステルを得る
ことができる。メチルコハク酸-4-tert-ブチルエステル
のようなメチルコハク酸モノエステルの光学純度をさら
に向上させるには、炭素原子数５〜10の脂肪族炭化水素
溶媒を用いて再結晶させる方法が有効である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明の範囲はこれらの実施例の範囲に限定され
るものではない。

【００１６】〔参考例１〕ラセミ体メチルコハク酸-4-tert-ブチル-1- メチルエス
テルの合成イタコン酸-1- メチルエステル（磐田化学）50ｇをトル
エン 100mlに溶解し、得られた溶液をガラス製オートク
レーブに仕込み、イオン交換樹脂（RCP-160H、三菱化
学）20ｇを添加した。次いでイソブチレン29ｇを冷却下
で添加し、室温にて５時間反応させた。その後、反応混
合液からイオン交換樹脂を濾別し、残った溶液を等量の
10％炭酸ナトリウム水溶液で２回洗浄した。有機層を無
水硫酸ナトリウムで乾燥した後、濃縮した。このように
して、イタコン酸-4-tert-ブチル-1- メチルエステル4
8.9ｇを得た。

【００１７】得られたイタコン酸-4-tert-ブチル-1- メ
チルエステル全量をメタノール50mlに溶解し、次いで５
％パラジウム／カーボン（和光純薬）0.25ｇを添加し
た。これに１kg／cm²となるように水素を添加し、２時
間反応させた。反応終了後、触媒を濾別し、残った溶液
を減圧濃縮した。このようにして、ラセミ体メチルコハ
ク酸-4-tert-ブチル-1- メチルエステル44.2ｇを得た。

【００１８】〔実施例１〕光学活性メチルコハク酸誘導体の合成エシェリキア・コリ(Escherichia coli)FERM BP 3835
を、アンピシリン50μg/mlを含むＬＢ培地（１％ポリペ
プトン、 0.5％酵母エキス、 0.5％NaCl）50mlに植菌
し、37℃で24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
したのち、50mMリン酸緩衝液（pH7.0)50mlに懸濁した。
この菌体懸濁液にラセミ体メチルコハク酸-4-tert-ブチ
ル-1- メチルエステルを５ｇ添加し、30℃で20時間反応
させた。この間、反応液のpHを、１ＮNaOH 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、未反応のメチルコハク酸-4-tert-ブチル-1- メ
チルエステ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、溶媒を蒸発留去し、 2.2
ｇの光学活性メチルコハク酸-4-tert-ブチル-1- メチル
エステルをトリフルオロ酢酸で処理したのち、３倍モル
の水酸化ナトリウム水溶液で加水分解し、光学活性メチ
ルコハク酸とし、高速液体クロマトグラフィー｛カラ
ム：Chiralcel OD（ダイセル社製）、移動層：ヘキサン
／イソプロパノール／ＴＦＡ＝90/10/0.1 、流速： 0.5
ml/min｝で光学純度を測定したところ、（Ｓ）体95.5％
e.e.であった。抽残水層に２Ｎ塩酸を添加し、pHを 2.0
に調整し、反応生成物である光学活性メチルコハク酸-4
-tert-ブチルエステ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、溶媒を蒸発留去
し、 1.9ｇの光学活性メチルコハク酸-4-tert-ブチルエ
ステルを得た。このものを上記と同様に光学純度を測定
したところ、（Ｒ）体99.5％e.e.であった。

【００１９】以下に得られた化合物の物性値を示す。・（Ｓ）−メチルコハク酸-4-tert-ブチル-1- メチルエ
ステル（¹Ｈ−ＮＭＲスペクトル） CDCl₃、内部標準 TMS
（図１） δ_H 1.19〜1.24 （３Ｈ, ｄ, −ＣＨ₃） δ_H 1.44 （９Ｈ, ｓ, −ｔＢｕ） δ_H 2.29〜2.38 （１Ｈ, ｍ, −ＣＨ₂−） δ_H 2.60〜2.69 （１Ｈ, ｍ, −ＣＨ₂−） δ_H 2.83〜2.91 （１Ｈ, ｍ, −ＣＨ−） δ_H 3.69 （３Ｈ, ｓ, −ＣＯＯＣＨ₃）（¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトル） CDCl₃、内部標準 TMS
（図２） δ_C 16.90 （−ＣＨ₃） δ_C 28.05 （−ｔＢｕ） δ_C 35.76 （−ＣＨ₂−） δ_C 39.06 （−ＣＨ−） δ_C 51.77 （−ＣＯＯＣＨ₃） δ_C 80.66 （−ｔＢｕ） δ_C 171.00 （−ＣＯＯｔＢｕ） δ_C 175.84 （−ＣＯＯＣＨ₃）

【００２０】（光学純度）液体クロマトグラフィー光学
分割カラムにより測定、実施例参照（Ｓ）体 95.5％e.e.

【００２１】（比旋光度） [α]_D ²⁵＝−2.11(neat) ・（Ｒ）−メチルコハク酸-4-tert-ブチルエステル（¹Ｈ−ＮＭＲスペクトル） CDCl₃、内部標準 TMS
（図３） δ_H 1.23〜1.25 （３Ｈ, ｄ, −ＣＨ₃） δ_H 1.44 （９Ｈ, ｓ, −ｔＢｕ） δ_H 2.32〜2.40 （１Ｈ, ｍ, −ＣＨ₂−） δ_H 2.60〜2.69 （１Ｈ, ｍ, −ＣＨ₂−） δ_H 2.86〜2.93 （１Ｈ, ｍ, −ＣＨ−） δ_H 9.80 （１Ｈ, ｓ, −ＣＯＯＨ）（¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトル） CDCl₃、内部標準 TMS
（図４） δ_C 16.69 （−ＣＨ₃） δ_C 28.02 （−ｔＢｕ） δ_C 35.91 （−ＣＨ₂−） δ_C 38.75 （−ＣＨ−） δ_C 81.01 （−ｔＢｕ） δ_C 170.98 （−ＣＯＯｔＢｕ） δ_C 181.53 （−ＣＯＯＨ）

【００２２】（光学純度）液体クロマトグラフィー光学
分割カラムにより測定、実施例参照（Ｒ）体 99.5％e.e.

【００２３】（比旋光度） [α]_D ²⁵＝＋4.74 （ｃ＝2.30, EtOH)

【００２４】

【発明の効果】本発明により、各種光学活性医薬品、光
学活性農薬などの製造中間体として有用な、二つのエス
テル残基が異なる光学活性メチルコハク酸ジエステルが
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られた（Ｓ）−メチルコハク酸-4
-tert-ブチル-1- メチルエステルの¹Ｈ−ＮＭＲスペク
トル図である。

【図２】実施例１で得られた（Ｓ）−メチルコハク酸-4
-tert-ブチル-1- メチルエステルの¹³Ｃ−ＮＭＲスペク
トル図である。

【図３】実施例１で得られた（Ｒ）−メチルコハク酸-4
-tert-ブチルエステルの¹Ｈ−ＮＭＲスペクトル図であ
る。

【図４】実施例１で得られた（Ｒ）−メチルコハク酸-4
-tert-ブチルエステルの¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトル図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式(1) ：Ｒ¹ＯＯＣＣＨ₂Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）ＣＯＯＲ² (1) （式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜６のアルキル基であり、
Ｒ²はＲ¹とは異なる炭素原子数１〜６のアルキル基であ
る。＊が付された炭素原子は不斉炭素原子である。）で
表される光学活性メチルコハク酸ジエステル。
【請求項２】一般式(2) ：Ｒ¹ＯＯＣＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＯＯＲ² (2) （式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜６のアルキル基であり、
Ｒ²はＲ¹とは異なる炭素原子数１〜６のアルキル基であ
る。）で表されるラセミ体メチルコハク酸ジエステル
を、エステル不斉加水分解能を有する微生物の培養物、
菌体又は菌体処理物の存在下で不斉加水分解することを
特徴とする、一般式(1) ：Ｒ¹ＯＯＣＣＨ₂Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）ＣＯＯＲ² (1) （式中、Ｒ¹及びＲ²は前記のとおりである。＊が付され
た炭素原子は不斉炭素原子である。）で表される光学活
性メチルコハク酸ジエステル及びその対掌体である一般
式(3)：Ｒ¹ＯＯＣＣＨ₂Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）ＣＯＯＨ (3) （式中、Ｒ¹は前記のとおりである。＊が付された炭素
原子は不斉炭素原子である。）で表される光学活性メチ
ルコハク酸モノエステルの製造方法。