JP3217301B2 - 光学活性グリシド酸エステル及び光学活性グリセリン酸エステルの製造方法 - Google Patents
光学活性グリシド酸エステル及び光学活性グリセリン酸エステルの製造方法Info
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原料または中間体として有用な光学活性グリシド酸エス
テル及び光学活性グリセリン酸エステルの製造方法に関
する。
としては、光学活性3-ハロ乳酸を経由して合成する方法
がある。例えば、クロロピルビン酸を酵素で立体選択的
に還元して得られる光学活性3-クロロ乳酸をアルカリで
閉環して合成する方法がある(J. Am.Chem. Soc.,104, 4
458-4460(1982))。
特開昭61-268197 号公報に示されるように微生物を用い
てラセミ体3-ハロ乳酸の一方の対掌体のみを代謝して合
成する方法や、特開平2-113890号公報に示されるよう
に、α, β−ジハロプロピオン酸に2-ハロ酸デハロゲナ
ーゼを作用させて合成する方法が知られている。しかし
ながら、上記のような酵素を用いる反応は、生産性が極
めて低いという欠点がある。
して、セリンを原料としてα−ハロゲノ化した後閉環し
て合成する方法も知られている(特開平6-6539号公報、
FR2609032)が、この方法においては強酸を用いるので特
殊な装置を必要とするという不都合がある。また、この
方法は、有害な一酸化窒素ガスに対する対策が必要であ
るという問題もある。
エステル不斉加水分解酵素を用いて不斉分割することに
より光学活性グリシド酸エステルを合成する方法が知ら
れている(特開平5-276966号公報)。しかしながら、こ
の方法では、収率、光学純度とも満足のいく値が得られ
ていない。
成法としては、セリンを亜硝酸と反応させて合成する方
法が知られている(Chem. Phys. Lipids, 16, 115-122(1
976)) が、この方法も、上記の光学活性グリシド酸エス
テルの合成の場合と同様の問題がある。また、マンニト
ールから多段階で光学活性グリセリン酸エステルを合成
する方法(Tetrahedron Lett., 37(3), 355-356(1996))
なども知られているが、収率が極めて低い。
課題は、医薬品や農薬などの有効な製造中間体である光
学活性グリシド酸エステル及び光学活性グリセリン酸エ
ステルの有効な製造方法を提供することにある。
発明者らは光学活性グリシド酸エステル及び光学活性グ
リセリン酸エステルの製造方法について鋭意研究を重ね
た結果、ラセミ体グリシド酸エステルに特定の微生物の
菌体またはその処理物を作用させて一方の対掌体のみを
水和開環する方法を見い出し、本発明を完成させた。本
発明は、一般式(1) :
基またはアリール基を示す)で表されるラセミ体グリシ
ド酸エステルを、コリネバクテリウム(Corynebacteriu
m) 属、アグロバクテリウム(Agrobacterium) 属または
オウレオバクテリウム(Aureobacterium)属に属し、グリ
シド酸エステルを立体選択的に水和開環する能力を有す
る微生物の培養物、菌体または菌体処理物の存在下で立
体選択的に水和開環することを特徴とする、一般式(2)
:
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(R体)グリシド酸エステル及び/又は一般式
(3) :
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(S体)グリセリン酸エステルの製造方法であ
る。以下に、本発明を詳細に説明する。
Rで表されるアルキル基は、通常、炭素原子数1〜18の
アルキル基であり、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-ブチル、iso-ブ
チル、tert- ブチル、n-ヘキシル、n-オクチル、ステア
リル等が例示される。
れるシクロアルキル基としては、シクロヘキシル基等が
例示される。上記一般式(1) 〜(3) において、Rで表さ
れるアリール基としては、例えば、フェニル、ベンジル
等が例示される。
テルはいかなる方法で合成されたものでもよいが、例え
ば、汎用的な工業原料であるアクリル酸エステルをエポ
キシ化することにより容易に合成することができる。
リネバクテリウム(Corynebacterium) 属、アグロバクテ
リウム(Agrobacterium) 属またはオウレオバクテリウム
(Aureobacterium)属に属し、グリシド酸エステルを立体
選択的に水和開環する能力を有する微生物であればいず
れのものも使用することができる。具体的には、コリネ
バクテリウム sp. N-1074 株(FERM BP-2643)、アグロバ
クテリウム sp. DH079 株(FERMP-11651) 、オウレオバ
クテリウム sp. DH095株(FERM P-12360)等が例示され
る。上記のコリネバクテリウム sp. N-1074株、アグロ
バクテリウム sp.DH079株、オウレオバクテリウム sp.
DH095株の菌学的性質は、それぞれ、特開平2-291280号
公報、特開平4-94689 号公報、特開平5-219965号公報に
記載されている。
ては、通常これらの微生物が生育しうるものであれば何
れのものでも使用できる。炭素源としては、例えば、グ
ルコース、シュークロース、マルトース等の糖類;酢
酸、クエン酸等の有機酸類あるいはその塩;エタノー
ル、グリセロール等のアルコール類等を使用できる。窒
素源としては、例えば、ペプトン、肉エキス、酵母エキ
ス、アミノ酸等の一般天然窒素源の他、各種無機、有機
酸アンモニウム塩等が使用できる。その他、無機塩、微
量金属塩、ビタミン等が必要に応じて適宜使用される。
上記微生物の培養は常法によればよく、例えば、pH4〜
10、温度20〜40℃の範囲にて好気的に10〜96時間培養す
る。
培地中で培養して得られる培養物をそのままか、または
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
菌体もしくはその処理物を用いることができる。菌体処
理物としては、菌体破砕物、粗酵素、精製酵素等の菌体
抽出物等が挙げられる。また、常法により担体に固定化
した菌体または菌体処理物を用いることもできる。
に水和開環するには、上記培養物または菌体もしくは菌
体処理物の懸濁液に、基質となるラセミ体グリシド酸エ
ステルを添加することにより行う。基質の添加方法は特
に制限されるものではないが、反応時に一括添加あるい
は分割して添加することができる。また、基質を適当な
有機溶媒に溶解させて添加することもできる。有機溶媒
としては、例えば、メタノール、エタノール、アセトン
等が挙げられる。反応は、通常、培養液または緩衝液等
の水溶媒中で基質を溶解乃至分散した状態で行われる
が、水と相溶性のメタノール、エタノール、tert- ブチ
ルアルコール、アセトン等の適当な有機溶媒を添加して
基質の溶解度を高めることや、トルエンやエーテル等の
有機溶媒を用いて2相系で反応を行うこともできる。
く、通常、0.01〜30重量%である。また、反応温度は、
通常、1〜60℃であり、好ましくは10〜40℃である。さ
らに、反応液のpHは、通常、4〜10であり、好ましくは
6〜8である。ラセミ体グリシド酸エステルの立体選択
的な水和開環反応により、光学活性(S体)グリセリン
酸エステルが生成する。また、残存基質は光学活性(R
体)グリシド酸エステルとなる。
ステル及び残存基質である光学活性(R体)グリシド酸
エステルの反応液からの単離は、常法に従えばよく、例
えば、抽出、蒸留あるいはカラムクロマトグラフィー等
などの公知の方法により行うことができる。
光学活性グリセリン酸エステルは常法により、容易に各
々対応するカルボン酸に加水分解することができ、ま
た、グリシド酸およびグリセリン酸もまた各々対応する
エステルに変換することができるので、これらの化合物
の利用目的に従った応用が可能である。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 〔実施例1〕グリセロール1%、ペプトン 0.5%、肉エ
キス 0.3%、酵母エキス 0.3%、KH2PO4 0.15 %および
K2HPO4 0.3%からなる培地(pH7.2)を 100mlずつ 500ml
容三角フラスコに分注した。これらを、 121℃で15分間
オートクレーブで滅菌した後、表1に示す微生物を各々
接種し、30℃で2日間振盪培養した。この培養液から遠
心分離により菌体を集め、培養液と同量の50mMのKH2PO4
-Na2HPO4緩衝液(pH7.7)で2回菌体を洗浄した後、10ml
の同緩衝液に懸濁した。この菌懸濁液2mlに上記緩衝液
2mlおよびラセミ体グリシド酸エチルエステル20μl を
添加して20℃で攪拌し、反応を行った。ラセミ体グリシ
ド酸エチルエステルとしては、アクリル酸エステルを有
機相/水相の二相系媒体中で次亜塩素酸ナトリウム水溶
液を作用させる常法にて合成したものを用いた。反応
後、遠心分離で菌体を除き、反応液をガスクロマトグラ
フィーで分析した。反応液中のグリシド酸エチルエステ
ルの残存率および光学純度を表1に示す。
バクテリウムsp. DH079 株を培養し、菌懸濁液を調製し
た。この菌懸濁液15mlに10%(w/v) グリシド酸エチルエ
ステル/トルエン溶液15mlを添加し、20℃、攪拌下で24
時間反応を行った。反応後、トルエン相を分取して無水
硫酸ナトリウムで乾燥した後、トルエンをエバポレータ
ーで留去した。このようにしてグリシド酸エチルエステ
ル0.41gを得た。また、水相からグリセリン酸エチルエ
ステルを酢酸エチル (15ml×7回)で抽出し、次いで無
水硫酸ナトリウムで乾燥した後、酢酸エチルをエバポレ
ーターで留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー
で精製した。このようにしてグリセリン酸エチルエステ
ル0.56gを得た。
リセリン酸エチルエステルの旋光度を測定した。結果を
下記に示す。グリシド酸エチルエステル [α] D 24:+12.4°(neat) (R体;文献値 [α] D 20:+12.3°(c=5.0, MeOH) Bu
ll. Soc. Chim. Fr.,1, 130-139(1989))グリセリン酸エチルエステル [α] D 24:−10.05 °(neat)
セリン酸エチルエステルのその他の機器分析の結果は以
下のとおりである。グリシド酸エチルエステル IR(cm -1) :2987, 1750, 1412, 1294, 1253, 1205,
10321 H−NMR(270MHz, DMSO-d6)(δ ppm) :1.23(t, 3H,
CH3-CH2-O), 2.90(dd, 2H, CH2-O), 3.50(dd, 1H, CH-
O), 4.17(q, 2H, O-CH2-CH3)13 C−NMR(270MHz, DMSO-d6)(δ ppm) :14.0(CH3),
45.8(CH2-O), 46.9(CH-O), 61.1(O-CH2-CH3), 169.0(C
=O) MS(EI)m/z 101 [M-CH3] +
CH3-CH2-O), 3.57(m,2H, CH2-O), 4.07(m, 1H, CH-O),
4.10(q, 2H, O-CH2-CH3), 4.78(t, 1H, CH2-O), 5.28
(d, 1H, CH-O)13 C−NMR(270MHz, DMSO-d6)(δ ppm) :14.1(CH3),
60.1(O-CH2-CH3), 63.7(CH2-OH), 72.0(CH-OH), 172.7
(C=O) MS(EI)m/z 116 [M-H2O]+
グロバクテリウムsp. DH079 株の菌懸濁液1mlに50mMの
KH2PO4-Na2HPO4緩衝液(pH7.7)1ml及びグリシド酸メチ
ルエステル10μlを添加して、20℃で 2.5時間反応を行
った。グリシド酸メチルエステルの残存率は47.6%であ
り、その光学純度は93.0%e.e.(R体)であった。
グロバクテリウムsp. DH079 株の菌懸濁液1mlに50mMの
KH2PO4-Na2HPO4緩衝液(pH7.7)3ml及びグリシド酸ノル
マルブチルエステル20μl を添加して、20℃で 4.5時間
反応を行った。グリシド酸ノルマルブチルエステルの残
存率は49.1%であり、その光学純度は97.8%e.e.(R
体)であった。
グロバクテリウムsp. DH079 株の菌懸濁液2mlに50mMの
KH2PO4-Na2HPO4緩衝液(pH7.7)6ml及びグリシド酸シク
ロヘキシルエステル10μl を添加して、20℃で 2.5時間
反応を行った。グリシド酸シクロヘキシルエステルの残
存率は50.4%であり、その光学純度は93.4%e.e.(R
体)であった。
グロバクテリウムsp. DH079 株の菌懸濁液1mlに10重量
%グリシル酸ベンジルエステルを含むトルエン100μl
添加し、30℃で1時間振とうした。ガスクロマトグラフ
ィーで分析した結果、グリシド酸ベンジルエステルの残
存率は64.3%であり、生成したグリセリン酸ベンジルエ
ステルの光学純度は100 %e.e.(S体)であった。
に有効な光学活性中間体である光学活性(R体)グリシ
ド酸エステル及び/又は光学活性(S体)グリセリン酸
エステルを高収率、また高い光学純度で製造することが
できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 一般式(1) : 【化1】 (式中、Rはアルキル基、シクロアルキル基またはアリ
ール基を示す)で表されるラセミ体グリシド酸エステル
を、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、アグ
ロバクテリウム(Agrobacterium)属またはオウレオバ
クテリウム(Aureobacterium)属に属し、グリシド酸エ
ステルを立体選択的に水和開環する能力を有する微生物
の培養物、菌体または菌体処理物の存在下で立体選択的
に水和開環することを特徴とする、一般式(2) : 【化2】 (式中、R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(R
体)グリシド酸エステル及び/又は一般式(3) : 【化3】 (式中、R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(S
体)グリセリン酸エステルの製造方法。
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