JPH072118B2

JPH072118B2 - エステル交換による酵素的ラセミ分割法

Info

Publication number: JPH072118B2
Application number: JP63322246A
Authority: JP
Inventors: ラインホルト・ケラー; ヴオルフガング・ホラー; ゲルト・フユリング; マンフレート・シュナイダー
Original assignee: ヘキスト・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: EP0321918A3; EP0321918A2; DE3743824A1; DE3888650D1; US4963492A; JPH01202296A; EP0321918B2; DE3743824C2; EP0321918B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明はビニルエステルを用いてまたはビニルエステル
中でラセミアルコールをエステル交換により酵素的にラ
セミ分割する方法に関するものであり、その場合ビニル
エステルはケトンまたはアルデヒドおよび「酸残基」に
分解され、残留する酸残基が添加されたラセミアルコー
ルと鏡像異性体選択的にエステルを形成しそしてアルコ
ールの鏡像異性体の一方のみが未変化のまま残る。エス
テルおよび未反応アルコール、従つて２種の鏡像異性体
アルコールが相互に容易に分離されうる。アルコールの
第二の鏡像異性体は場合によりエステルの分解により取
得することもできる。

多くの光学活性アルコールが生物学的に活性な物質（医
薬、天然物質、植物保護剤）の重要なキラール前駆体で
あり、それゆえそれらの経済的な製法が大へん重要であ
る。本発明方法により容易に調製されうるいくつかの薬
理活性物質の例をあげれば、イブプロフエンおよびナプ
ロクサンのようなNSAID（非ステロイド系抗炎症薬
物）、ニフエナロール（nifenalol）およびペンブトロ
ール（penbutolol）のようなβ−遮断剤、トルブテロー
ル（tolubuterol）およびビトルテロール（bitoltero
l）のような気管支痙攣鎮痙剤、チオコナゾール（tioco
nazole）のような抗真菌剤、アレスリンのようなピレス
ロイド、それらに加えテトラミソール（tetramisol
e）、テトラヒドロゾリン（tetrahydrozoline）、
（Ｒ）−（−）−トモキセチン（tomoxetine）および
（Ｓ）−（＋）−フルオキセチン（fluoxetine）ならび
にプロスタグランジンおよび炭水化物である。

テトラヒドロフランのような溶媒の存在下にアルコール
を添加して酵素触媒の下ビニルエステルをエステル交換
できることは知られている（M.Degueil−Castaing他、T
etrahedron Letters、28、（９）、953〜954頁、（198
7））。酵素としてはPPL（豚膵臓リパーゼ）が用いられ
た。この反応においては立体選択性は何ら観察されなか
つた。

Atushi Makita他は、Tetrahedron Letters、28、No7、8
05〜808頁、（1987）においてシクロヘキサン、クロロ
ホルム、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエンまた
はジメチルスルホキシドのような有機溶媒中におけるω
−ヒドロキシカルボン酸メチルエステルの「ラクトン
化」へのリパーゼＰの使用を記載している。

西ドイツ特許出願P 36 24 703.0においては、プロキラ
ールジオールからヒドロラーゼの存在下にビニルアセテ
ートと反応させることによる光学的に純粋なキラール化
合物の調製が提案されている。この反応は２種のエナン
チオトロピー第一OH基のうちの一方のみが選択的にエス
テル化される。

今、驚くべきことに、ラセミアルコールを酵素により触
媒されたビニルエステルとの選択的なエステル交換反応
にかけるとラセミアルコールが酵素的に分割されうるこ
とが見出された。その際溶媒は使用しなくてもよい。酵
素としては豚の肝臓および豚の膵臓からのリパーゼ、な
らびに微生物例えばカンジダ、ムコール、リゾプス、ペ
ニシリウムからのリパーゼそして特にシュードモナス種
からのリパーゼ例えばリパーゼＰおよびリパーゼFP（Am
ano、Japan）が使用されうる。

これまで、遊離されたカルボニル化合物（アルデヒドま
たはケトン）がリパーゼと反応してこれを不活性化する
と考えられていたので、前記のことはなおさら驚くべき
ことであつた。

それゆえ本発明はラセミアルコールを酵素的にラセミ分
割するに当り下記のことからなる方法に関する、すなわ
ち式Ｉ（式中、 R¹は場合によりハロゲンで置換されていてもよいC₁〜C
₁₈−アルキルであるか、またはフェニルであるか、また
はC₁〜C₃−アルコキシ−C₁〜C₄−アルキルであり、そし
て R²は水素またはメチルである）を有するビニルエステルを、豚の肝臓からのリパーゼ、
豚の膵臓からのリパーゼ、または例えばカンジダ、ムコ
ール、リゾプス、ペニシリウム、アスペルギルスおよび
シュードモナスのような微生物からのリパーゼの存在下
に式II 〔式中、 R³はハロゲンにより置換されていてもよいC₁〜C₁₈−ア
ルキルまたはC₃〜C₁₀−シクロアルキルであり、そして R⁴はエポキシ−C₁〜C₅−アルキルであつて、このエポキ
シ基は式IIを有する残基中のOH基に対してβ−位に存在
するものであるか、または R⁴は場合によりCOOH、ハロゲン、NO₂、CN、C₁〜C₄−ア
ルコキシカルボニルまたはフェニル（このフェニルはま
たハロゲン、NO₂、CNまたはC₁〜C₄−アルコキシで置換
されていることができる）で置換されていてもよいC₁〜
C₁₀−アルキル、C₂〜C₁₀−アルケニル、C₂〜C₁₀−アル
キニルまたはC₃〜C₈−シクロアルケニルであるか、また
は R⁴は場合によりC₁〜C₄−アルキル、C₁〜C₄−アルコキ
シ、ハロゲン、NO₂、CNまたはNPg（ここでPgはアミノ保
護基を表わす）で置換されていてもよいアリールまたは
ヘテロアリール基であるか、または R³とR⁴は一緒になつて式IIIaまたはIIIb （式中、ｎは１、２または３であり、そして R⁵およびR⁶は同一または相異なつて水素、C₂〜C₄−アル
ケニルまたはC₁〜C₄−アルキルであるか、または R⁵とR⁶は一緒になつて場合によりC₁〜C₄−アルキル、C₁
〜C₄−アルコキシ、NO₂、CNまたはハロゲンにより置換
されていてもよい縮合されたフェニルまたは縮合された
ナフチルを表わし、ここでアルケニレン鎖中の１個のメチレン単位がカルボ
ニル基によつて置換されていてもよいものとする）を有
するアルキレンまたはアルケニレン基を表わす〕を有す
るアルコールと反応させ、そして次に生成した光学的に
純粋な式IIのアルコールを単離し、そして所望の場合は
もう一方の鏡像異性体を残留するエステルから取得す
る。

ハロゲンとはＦ、Cl、BrおよびＩ、特にClおよびBrを意
味する。「アリール」とは例えばフエニル、ナフチル、
フエナントリル、アントリルおよびフルオレニル、特に
フエニル、ナフチルおよびフエナントリルを意味する。
「ヘテロアリール」とは例えばフリル、チエニル、ピロ
リル、ピリジル、ピリミジル、ピラジニル、テミダゾリ
ル、オキサゾリル、チアゾリルおよびインドリル、特に
フリル、チエニル、ピロリルおよびピリジルを意味す
る。アミノ保護基「Pg」はペプチド化学に慣用に用いら
れるアミノ保護基、例えばベンジルオキシカルボニル
（Cbz＝Ｚ）、ベンゾイル、ベンジル、ブチルオキシカ
ルボニル（Boc）、９−フルオレニルメトキシカルボニ
ル（Fmoc）、ベンズヒドリル、アリルオキシカルボニル
（Aloc）、トシル、メトキシメチル（MOM）、テトラヒ
ドロピラニル（THP）、アセチル、ならびにアルキルま
たはシクロアルキル基例えばＮ−メチル、N,N−ジメチ
ルまたはピペリジンまたはモルホリンを意味する。「縮
合されたフエニル」および「縮合されたナフチル」は式
IIIを有する残基のＣ−Ｃ二重結合がフエニルまたはナ
フチル基の一部分を構成するフエニルまたはナフチル基
を意味する。場合により置換されていてもよい基R¹、
R³、R⁴、R⁵およびR⁶はモノ置換が好ましい。

３個またはそれ以上の炭素原子を有するアルキルおよび
アルケニル基、および４個またはそれ以上の炭素原子を
有するアルキニル基は直鎖でも分枝状でもよい。式IIの
ラセミアルコールとして第１表に示される化合物が使用
されるのが特に好ましい。

本発明による方法は慣用のアルコールのラセミ分割法に
比較して以下の長所を有する。

ａ）少くとも一方の鏡像異性体が常に（光学的に）高度
に純粋であり、大抵の場合は両方共がそうである。

ｂ）使用された酵素の回収が容易である。

ｃ）分割に際して生成する「エステル」から「アルコー
ル」を非常に簡単に分離でき、理想的な場合は両者共蒸
留により分離されうる。

ｄ）溶媒の添加を省ける。

ｅ）比較的少ない酵素量の添加で高度にかつ迅速に変換
が起る。

本発明方法においては式Ｉのビニルエステルはカルボン
酸および対応するビニルアルコールに分解される。この
ビニルアルコールは直ちにケトンまたはアルデヒドに転
位する。従つて逆反応は完全に抑制される。前記したリ
パーゼの触媒作用の下に、この方法でラセミアルコール
から一方の鏡像異性体のみが迅速かつ高収率で選択的に
エステル化され、もう一方の鏡像異性体は未変化のまま
反応混合物中に残存する。

本発明による方法はOH基に対してβ−位にＣ−Ｃ二重結
合または三重結合を有するアルコール、またはその位置
にエポキシドまたは二重結合等価物例えばC₃環を有する
アルコールの分割に特に適する。

本発明による方法にとつて最善の操作は、式Ｉのビニル
エステル、好ましくはビニルアセテートまたはビニルク
ロロアセテートの溶液を調製し、そしてこの溶液に酵素
ならびに分割すべきアルコールを加えるものである。酵
素としてはシュードモナス種からのリポタンパク質リパ
ーゼ、特に商業的に入手しうるリパーゼＰまたはリパー
ゼFP（Amano Pharmaceuticals,名古屋）が用いられるの
が好ましい。さらに、酵素はまた固定された形態で使用
することもでき、この目的にはすべての慣用の固定化法
および担体が適する。固定化された酵素および遊離の酵
素はカラム法においても使用されうる。酵素量は反応バ
ツチの寸法、アルコールの反応性、要望される反応時間
および酵素の種類（遊離または固定）の如何により自由
に選択できそして個個の場合に簡単な予備試験により容
易に判定されうる。分割すべきアルコールは用いられる
ビニルエステルまたはメチルビニルエステルの量に基づ
き１％〜200％、好ましくは10％〜40％の濃度で用いら
れる。いくつかの場合にはビニルエステルを鏡像異性体
の一方に対し化学量論的量でのみ使用することすらもで
きる。

反応温度は−10℃〜＋100℃、好ましくは15℃〜50℃で
ある。溶液を反応期間中攪拌するのが好都合である。反
応時間は用いられるラセミアルコールおよび酵素量の如
何により２〜３時間〜４週間まで変動する。しかしなが
ら大多数の場合３時間〜３日間である。

式Ｉを有するビニルエステルまたはメチルビニルエステ
ルはそれを購入できない場合は、例えばビニルアセテー
トを適当なカルボン酸を用いてエステル交換することに
より簡単な方法で調製されうる。

式IIのラセミアルコールは、それを購入できない場合は
例えば大部分が購入できる相当するケトンからの還元に
よるか、または相当するケトンをα−プロム化し続いて
アルコールに還元することにより得られる。購入できな
い他のアルコールまたはケトンは文献上知られた方法に
従い、例えばグリニヤール反応または他の慣用の付加反
応により簡単に調製されうる。

本発明による方法において生ずる生成物であるアセトア
ルデヒドまたはアセトン、カルボン酸エステルおよびア
ルコールは知られた方法で分離されうる。理想的には、
未反応のアルコールを蒸留により分離することにより取
得する。蒸留による分離が不可能な場合は、クロマトグ
ラフイーによるかまたは抽出または結晶化により分離さ
れる。酵素的に生成された低級エステルと未反応アルコ
ールとの間の沸点の差を大きくするには、ビニルエステ
ルの代りに適当なα−ハロゲノ−カルボン酸ビニルエス
テルを用いる（例えばビニルα−クロロアセテート）。

もう一方の鏡像異性体をも純粋に調製する必要がある場
合は、はじめにそのエステルを単離しそしてこれを知ら
れた方法で酸およびアルコールに分解させる。

かくしてアルコールが95％をこえる鏡像異性体純度（ee
値）で得られる。

反応に使用される酵素は過により容易に回収されう
る。

以下の実施例により本発明を詳細に説明する。

実施例一般的操作ラセミアルコールをビニルエステル中に溶解または懸濁
させる。これにリパーゼＰ（またはリパーゼFP）を遊離
または固定化された形態で加えてこの混合物を第１表に
示される温度で攪拌する。反応終了後酵素を去し（遊
離の酵素も固定化酵素も再使用できる）、残留する溶液
を真空下に濃縮乾固し、そして残留するアルコール／エ
ステル混合物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフイ
ーによるかまたは抽出、結晶化または残留により分離す
る。

第１表には、得られる生成物、操作パラメーター変数
（酵素量、アルコール量、ビニルエステル量、反応温
度、反応時間）ならびに生成物特性および化学的収率が
示される。

フロントページの続き (72)発明者マンフレート・シュナイダードイツ連邦共和国デー5600 ヴッパタールトリベルスハイダウェーク47

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】式Ｉ（式中、 R¹は場合によりハロゲンで置換されていてもよいC₁〜C
₁₈−アルキルであるか、またはフェニルであるか、また
はC₁〜C₃−アルコキシ−C₁〜C₄−アルキルであり、そし
て R²は水素またはメチルである）を有するビニルエステルを、豚の肝臓からのリパーゼ、
豚の膵臓からのリパーゼ、またはカンジダ、ムコール、
リゾプス、ペニシリウム、アスペルギルスおよびシュー
ドモナスのような微生物からのリパーゼの存在下に式II 〔式中、 R³はハロゲンにより置換されていてもよいC₁〜C₁₈−ア
ルキルまたはC₃〜C₁₀−シクロアルキルであり、そして R⁴はエポキシ−C₁〜C₅−アルキルであって、このエポキ
シ基は式IIを有する残基中のOH基に対してβ−位に存在
するものであるか、または R⁴は場合によりCOOH、ハロゲン、NO₂、CN、C₁〜C₄−ア
ルコキシカルボニルまたはフェニル（このフェニルはま
たハロゲン、NO₂、CNまたはC₁〜C₄−アルコキシで置換
されていることができる）で置換されていてもよいC₁〜
C₁₀−アルキル、C₂〜C₁₀−アルケニル、C₂〜C₁₀−アル
キニルまたはC₃〜C₈−シクロアルケニルでるか、または R⁴は場合によりC₁〜C₄−アルキル、C₁〜C₄−アルコキ
シ、ハロゲン、NO₂、CNまたはNPg（ここでPgはアミノ保
護基を表わす）で置換されていてもよいアリールまたは
ヘテロアリール基であるか、または R³とR⁴は一緒になって式IIIaまたはIIIb （式中、ｎは１、２または３であり、そして R⁵およびR⁶は同一または相異なって水素、C₂〜C₄−アル
ケニルまたはC₁〜C₄−アルキルであるか、または R⁵とびR⁶は一緒になって場合によりC₁〜C₄−アルキル、
C₁〜C₄−アルコキシ、NO₂、CNまたはハロゲンにより置
換されていてもよい縮合されたフェニルまたは縮合され
たナフチルを表わし、ここで式IIIを有するアルケニレ
ン基はさらに１個のケト基を有することもできるものと
する）を有するアルキレンまたはアルケニレン基を表わ
す〕を有するアルコールと反応させ、そして次に生成した光
学的に純粋な式IIのアルコールを単離し、そして場合に
よりもう一方の鏡像異性体を残留するエステルから取得
することからなる、ラセミアルコールの酵素的ラセミ分
離法。