JP3708589B2 - 光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法 - Google Patents
光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法に関し、更に詳しくは、(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノール等の光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体は、医薬、農薬等を合成する際の重要な合成中間体として知られている。
【0003】
従来、光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法としては、▲1▼(±)−trans−2−メトキシシクロヘキサノールのカルボン酸エステルを加水分解酵素存在下でR選択的に加水分解し、(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールのカルボン酸エステルと(R,R)−2−メトキシシクロヘキサノールとを得る方法(テトラヘドロン(Tetrahedron)50巻(35)号、10521−30頁(1994年)、シンセシス(Synthesis)12巻、1137−40頁(1990年)、ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティ・ケミカル・コミュニケーションズ(J.Chem.Soc.Chem.Commun.)3巻、148−50頁(1989年))、▲2▼(±)−trans−2−メトキシシクロヘキサノールのカルボン酸エステルを加水分解酵素存在下でS選択的に加水分解し、(S,S)−2−メトキシシクロヘキサノールと(R,R)−2−アルコキシシクロヘキサノールのカルボン酸エステルとを得る方法(国際公開WO94/20634)、▲3▼1−メトキシシクロヘキセンの不斉ハイドロボレーションにより(R,R)−2−メトキシシクロヘキサノールを得る方法(ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー(J.Org.Chem.)53巻(9)号、1903−7頁(1988年))等が検討されてきた。
【0004】
しかし、▲1▼の方法は、立体選択性は高いものの、得られる光学活性2−アルコキシシクロヘキサノールの立体配置が(R,R)体であり、(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールを得るためには、生成した(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールのカルボン酸エステルを更に加水分解しなければならない。
【0005】
▲2▼の方法は、(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールを得ることができる方法であるが、立体選択性が充分でなく、また、生産効率、経済性等に問題がある。
▲3▼の方法は、立体選択性が低く、使用される試薬が高価である等の問題を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、安価であり、容易に入手することができる(±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールを用い、1ステップで(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールを効率的に製造する方法を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記一般式(1);
【0008】
【化5】
【0009】
(式中R1 は、低級アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、置換若しくは無置換のアリール基、又は、置換若しくは無置換のアラルキル基を表す。)で表される(±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールに、アシルドナーの存在下、実質的に加水分解が起こらない条件下で、R体に立体特異的なエステル化能を有する微生物由来の加水分解酵素を作用させて、下記一般式(2);
【0010】
【化6】
【0011】
(式中R1 は、前記と同じ。)で表される(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールと、下記一般式(3);
【0012】
【化7】
【0013】
(式中R1 は、前記と同じ。R2 は、水素、直鎖若しくは分岐状の炭素数1〜17のアルキル基、又は、直鎖若しくは分岐状の炭素数2〜17のアルケニル基を表す。)で表される(R,R)−2−アルコキシシクロヘキサノールのカルボン酸エステルとした後、前記(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールを得るところにある。
以下に本発明を詳細に説明する。
【0014】
本発明で使用される(±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールは、上記一般式(1)で表される化合物である。上記R1 としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、sec−ブチル基等の低級アルキル基;ビニル基、アリル基、イソブテニル基等のアルケニル基;シクロヘキシル基、シクロペンチル基等のシクロアルキル基;p−ニトロフェニル基、フェニル基等の置換又は無置換のアリール基;p−ニトロベンジル基、ベンジル基等の置換又は無置換のアラルキル基等を挙げることができ、好ましくは、メチル基である。
【0015】
上記(±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールは、例えば、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティ(J.Am.Chem.Soc.)65巻、2196頁(1943年)等に提案されている方法により、商業的に入手可能であるシクロヘキセンオキシドと対応するアルコールから容易に合成することができる。
【0016】
本発明で使用されるアシルドナーとしては、好ましくは、下記一般式(4);
(R2 CO)2 O (4)
(式中R2 は、水素、直鎖若しくは分岐状の炭素数1〜17のアルキル基、又は、直鎖若しくは分岐状の炭素数2〜17のアルケニル基を表す。)で表される化合物、下記一般式(5);
R3 OOCR2 (5)
(式中R2 は、前記と同じ。R3 は、直鎖若しくは分岐状の炭素数1〜17のアルキル基、直鎖若しくは分岐状の炭素数2〜17のアルケニル基、2,2,2−トリハロゲノエチル基、又は、置換若しくは無置換のフェニル基を表す。)で表される化合物、又は、下記一般式(6);
【0017】
【化8】
【0018】
(式中R2 は、前記と同じ。)で表される化合物等を挙げることができる。
【0019】
上記R2 としては特に限定されず、例えば、水素;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、ヘプチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、イソブテニル基等のアルケニル基等を挙げることができ、好ましくは、プロピル基等を挙げることができる。
【0020】
上記R3 としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、sec−ブチル基等のアルキル基;ビニル基、イソプロペニル基等のアルケニル基;2,2,2−トリクロロエチル基、2,2,2−トリブロモエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基等のトリハロゲノエチル基;p−ニトロフェニル基、フェニル基等の置換又は無置換のアリール基等を挙げることができ、好ましくは、ビニル基等を挙げることができる。
【0021】
上記アシルドナーとしては、好ましくは、酪酸無水物、ビニル酪酸、トリブチリン等を挙げることができる。
【0022】
本発明で使用されるR体に立体特異的なエステル化能を有する微生物由来の加水分解酵素としては特に限定されず、例えば、リパーゼ、エステラーゼ、アシラーゼ等を挙げることができる。
【0023】
好ましくは、アルカリゲネス属に属する微生物に由来するリパーゼ、キャンディダ属に属する微生物に由来するリパーゼ、シュードモナス属に属する微生物に由来するリパーゼ、ムコール属に属する微生物に由来するリパーゼ等である。
【0024】
上記アルカリゲネス属に属する微生物に由来するリパーゼとしては、「リパーゼPL」(名糖産業社製、登録商標)等を挙げることができ、上記キャンディダ属に属する微生物に由来するリパーゼとしては、「Novozym435」(ノボノルディスク社製、登録商標)、「リパーゼOF」(名糖産業社製、登録商標)、「リパーゼMY」(名糖産業社製、登録商標)等を挙げることができ、上記シュードモナス属に属する微生物に由来するリパーゼとしては、「リパーゼPSアマノ」(天野製薬社製、登録商標)等を挙げることができ、上記ムコール属に属する微生物に由来するリパーゼとしては、「Lipozyme IM」(ノボノルディスク社製、登録商標)等を挙げることができる。
【0025】
上記R体に立体特異的なエステル化能を有する微生物由来の加水分解酵素は、これらが含有される微生物菌体として使用されてもよい。上記微生物菌体としては、例えば、アルカリゲネス属、キャンディダ属、シュードモナス属、ムコール属等に属する酵母;糸状菌、細菌等の菌体等を挙げることができる。
【0026】
本発明においては、上記微生物菌体を、例えば、凍結乾燥菌体;アセトン、トルエン等で処理した菌体;菌体破壊物;菌体抽出物等の菌体処理物とし、その使用に便宜が与えられてもよい。
上記微生物菌体及び上記菌体処理物は、そのまま使用されてもよく、固定化された後に使用されてもよい。
【0027】
本発明の光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法は、例えば、以下のようにして行うことができる。
まず、原料である(±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールを溶媒濃度0.1〜70w/v%、好ましくは、1〜50w/v%の反応溶媒に溶解させ、次に、上記(±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールの0.5〜10倍当量、好ましくは、0.5〜2倍当量の上記アシルドナーと、上記(±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールに対して0.001〜10倍重量、好ましくは、0.01〜1倍重量の上記R体に立体特異的なエステル化能を有する微生物由来の加水分解酵素とを添加し、攪拌混合を行い、不斉エステル化反応をさせる。
【0028】
上記不斉エステル化反応の終了後、上記加水分解酵素を不溶物としてろ過、遠心分離等により回収する。ついで、ろ液を濃縮、蒸留することにより(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールの精製物と(R,R)−2−アルコキシシクロヘキサノールのカルボン酸エステルの精製物とが得られる。
【0029】
本発明において、上記不斉エステル化反応は、実質的に加水分解が起こらない条件下で行われる。例えば、反応系に水が存在する場合には、上記不斉エステル化反応の逆反応である加水分解反応が進行するので、上記不斉エステル化反応は、水を含まない状態か、又は、極めて微量しか含まない状態の溶媒の存在下で行うのがよい。
【0030】
本発明で使用される反応溶媒としては、上記加水分解酵素を失活させないものであれば特に限定されず、例えば、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系の溶媒;ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メチル−tert−ブチルエーテル等のエーテル系の溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系の溶媒;酪酸エチル等のエステル系の溶媒等を挙げることができる。
本発明においては、上述の基質及び反応試薬以外の上記反応溶媒を使用せずに上記不斉エステル化反応を行ってもよい。
【0031】
上記不斉エステル化反応の反応温度は、0〜80℃が好ましく、より好ましくは、10〜50℃である。
上記不斉エステル化反応の反応時間は、1〜240時間が好ましく、より好ましくは、1〜72時間である。
【0032】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0033】
実施例1〜6
15ml容スクリュー管に(±)−trans−2−メトキシシクロヘキサノール260mg、酪酸ビニル1.27ml、各種リパーゼ130mgを加え、室温で24時間攪拌反応を行った。反応液をろ過し、ろ液をGC分析することにより変換率を測定した。また、残存するtrans−2−メトキシシクロヘキサノールを誘導化(DNB化)後、HPLC分析することにより光学純度を測定した。trans−2−メトキシシクロヘキサノールの立体配置は、すべて(S,S)であった。変換率及び光学純度の結果を表1に示した。
【0034】
実施例7〜30
15ml容スクリュー管に(±)−trans−2−メトキシシクロヘキサノール130mg、酪酸ビニル127μlを加え、各種溶媒1mlに溶解した後、各種リパーゼ65mgを加え、30℃で24時間攪拌反応を行った。反応液をろ過し、ろ液をGC分析することにより変換率を測定した。また、残存するtrans−2−メトキシシクロヘキサノールを誘導化(DNB化)後、HPLC分析することにより光学純度を測定した。trans−2−メトキシシクロヘキサノールの立体配置は、すべて(S,S)であった。変換率及び光学純度の結果を表2に示した。
【0035】
実施例31〜54
15ml容スクリュー管に(±)−trans−2−メトキシシクロヘキサノール130mg、各種アシルドナー1モル当量を加え、トルエン1mlに溶解した後、各種リパーゼ65mgを加え、30℃で24〜96時間攪拌反応を行った。反応液をろ過し、ろ液をGC分析することにより変換率を測定した。また、残存するtrans−2−メトキシシクロヘキサノールを誘導化(DNB化)後、HPLC分析することにより光学純度を測定した。trans−2−メトキシシクロヘキサノールの立体配置は、すべて(S,S)であった。変換率及び光学純度の結果を表3に示した。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【発明の効果】
本発明は上述の構成よりなるので、医薬品の中間原料として有用である(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールを、効率よく簡便に製造することができる。
Claims (4)
- 下記一般式(1);
(式中R1は、低級アルキル基、又は、アルケニル基を表す。)で表される(±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールに、下記一般式(5);
R3OOCR2 (5)
(式中R2は、水素、直鎖若しくは分岐状の炭素数1〜17のアルキル基、又は、直鎖若しくは分岐状の炭素数2〜17のアルケニル基を表し、R3はビニル基を表す。)で表されるアシルドナーの存在下、実質的に加水分解が起こらない条件下で、アルカリゲネス属、キャンディダ属、シュードモナス属、又は、ムコール属に属する微生物由来のリパーゼを作用させて、下記一般式(2);
(式中R1は、前記と同じ。)で表される(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールと、下記一般式(3);
(式中R1及びR2は前記と同じ。)で表される(R,R)−2−アルコキシシクロヘキサノールのカルボン酸エステルとした後、前記(S,S)−2−アルコキシシクロヘキサノールを得ることを特徴とする光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法。 - (±)−trans−2−アルコキシシクロヘキサノールが、(±)−trans−2−メトキシシシクロヘキサノールである請求項1記載の光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法。
- 前記式(5)におけるR2が、水素、直鎖若しくは分岐状の炭素数2〜17のアルキル基、又は、直鎖若しくは分岐状の炭素数2〜17のアルケニル基である請求項1又は2記載の光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法。
- アシルドナーが、酪酸ビニル、又は、カプロン酸ビニルである請求項1、2又は3記載の光学活性2−アルコキシシクロヘキサノール誘導体の製造法。
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