(57)【要約】【課題】2-ピロン-4,6-ジカルボン酸、そのエステル又はその塩から、6-ヒドロキシルチジン酸を短段階で収率良く製造する。【解決手段】2-ピロン-4,6-ジカルボン酸、そのエステルもしくは又はその塩に、一級、二級もしくは三級の非環状アミン又はアンモニアと、水とを反応させて、対応するラクタムを得、次いで、当該ラクタムを加水分解することを特徴とする、6-ヒドロキシルチジン酸の製造法；並びにその製造中間体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
2-ピロン-4,6-ジカルボン酸(2-pyron-4,6-dicarboxylic acid)、そのエステル又はその塩に、一級、二級もしくは三級の非環状アミン又はアンモニアと、水とを反応させて、対応するラクタムを得、次いで、当該ラクタムをアルカリ加水分解することを特徴とする、6-ヒドロキシルチジン酸の製造法。
【請求項２】
前記の2-ピロン-4,6-ジカルボン酸のエステル又はその塩が、それぞれ、下記式（Ｉ）：
【化１】
2010043005.tif 000005
[式中、R1及びR2は各々独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は-O-金属元素を示す。]
で表される化合物又はその塩である、請求項１記載の製造法。
【請求項３】
アンモニア水を反応させる、請求項１又は２記載の製造法。
【請求項４】
前記アルカリ加水分解が、アルカリ金属水酸化物の水溶液で処理するものである、請求項１〜３のいずれか１項記載の製造法。
【請求項５】
前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムからなる群より選ばれる、請求項１〜４のいずれか１項記載の製造法。
【請求項６】
前記のアルカリ加水分解後の溶液に酸性化合物を加え、6-ヒドロキシルチジン酸を塩として単離する工程を更に含む、請求項１〜５のいずれか１項記載の製造法。
【請求項７】
下記式：
【化２】
2010043005.tif 000006
[式中、R1及びR2は各々独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は-O-金属元素を示す。]
で表される化合物又はその塩。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、6-ヒドロキシルチジン酸の製造法に関する。本発明は、特に、2-ピロン-4,6-ジカルボン酸、そのエステル又はその塩を出発物質とする6-ヒドロキシルチジン酸の製造法、並びにその製造法中間体に関する。
【背景技術】
【０００２】
6-ヒドロキシルチジン酸は、医薬・農薬の中間体、合成樹脂の原料等として使用されている産業上有用な化合物である。
【０００３】
現在、6-ヒドロキシルチジン酸の工業的に有用な生産法としては、細菌や放線菌を利用してルチジン酸から製造する方法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、微生物を利用する当該方法では、目的物を単離するために複数の精製工程を必要とし、その結果、6-ヒドロキシルチジン酸の回収率が低くなる。
【０００４】
一方、6-ヒドロキシルチジン酸に構造的に近似した化合物を合成的に得る方法として、水溶液中で1,3-ジカルボニル化合物とヘキサメチレンテトラミンとを反応させて1,4-ジヒドロピリジン誘導体を得、次いでこれを空気酸化することにより、ピリジン誘導体を得る方法が知られている（非特許文献１参照）。しかしながら、これまで、6-ヒドロキシルチジン酸そのものの合成法は報告されていない。
【０００５】
【特許文献１】特開2001-231559号公報
【非特許文献１】日本化学会誌，2002，No.2，p.141〜145
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、野生種バクテリアによるリグニンの生分解過程の中間生成物である2-ピロン-4,6-ジカルボン酸(2-pyron-4,6-dicarboxylic acid)（以下、「ＰＤＣ」と略すことがある）、そのエステル又はその塩から、6-ヒドロキシルチジン酸を短段階で収率良く製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、斯かる現状に鑑み鋭意検討した結果、ＰＤＣ、そのエステル又はその塩に、特定のアミン又はアンモニアと、水とを反応させて対応するラクタムを得、次いで当該ラクタムをアルカリ加水分解することにより、6-ヒドロキシルチジン酸が簡便にかつ収率良く製造できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、（１）本発明は、2-ピロン-4,6-ジカルボン酸、そのエステル又はその塩に、一級、二級もしくは三級の非環状アミン又はアンモニアと、水とを反応させて、対応するラクタムを得、次いで、当該ラクタムをアルカリ加水分解することを特徴とする、6-ヒドロキシルチジン酸の製造法を提供する。
（２）本発明は、前記の2-ピロン-4,6-ジカルボン酸のエステル又はその塩が、それぞれ、下記式（Ｉ）：
【０００９】
【化１】
2010043005.tif 000002
【００１０】
[式中、R1及びR2は各々独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は-O-金属元素を示す。]
で表される化合物又はその塩である、（１）記載の製造法を提供する。
（３）本発明は、アンモニア水を反応させる、（１）又は（２）記載の製造法を提供する。
（４）本発明は、前記アルカリ加水分解が、アルカリ金属水酸化物の水溶液で処理するものである、（１）〜（３）のいずれか１記載の製造法を提供する。
（５）本発明は、前記アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムからなる群より選ばれる、（１）〜（４）のいずれか１記載の製造法を提供する。
（６）本発明は、前記のアルカリ加水分解後の溶液に酸性化合物を加え、6-ヒドロキシルチジン酸を塩として単離する工程を更に含む、（１）〜（５）のいずれか１記載の製造法を提供する。
（７）本発明は、下記式：
【００１１】
【化２】
2010043005.tif 000003
【００１２】
[式中、R1及びR2は各々独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は-O-金属元素を示す。]
で表される化合物又はその塩を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、6-ヒドロキシルチジン酸を簡便かつ収率良く製造でき、本発明の製造法は工業的に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の6-ヒドロキシルチジン酸の製造法は、［ａ］下記一般式（Ｉ）で表されるPDC、そのエステル又はその塩に、一級、二級もしくは三級の非環状アミン又はアンモニアと、水とを反応させて、対応するラクタム（ＩＩ）を得る工程、次いで、[ｂ] ラクタム（ＩＩ）をアルカリ加水分解して、6-ヒドロキシルチジン酸（ＩＩＩ）に変換する工程、を含む。
【００１５】
【化３】
2010043005.tif 000004
【００１６】
[式中、R1及びR2は各々独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は-O-金属元素を示す。]
【００１７】
各工程について、以下に詳述する。
工程［ａ］：
出発物質であるＰＤＣの製造方法は特に限定されないが、例えば、特開2005-278549号公報に記載の発酵法により、バニリン、シリンガアルデヒド、バニリン酸、シリンガ酸もしくはプロトカテク酸のようなリグニン等の植物由来の低分子化合物、又はその混合物から容易に得ることができる。具体的には、PDCを生産するための多段階反応を触媒する4種類の酵素（ベンズアルデヒドデヒドロゲナーゼ、ディメチラーゼ、プロトカテク酸4,5-ジオキシゲナーゼ、4-カルボキシ-2-ヒドロキシムコン酸-6-セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ）をコードする遺伝子を含む組換えベクターを、微生物（例えば、シュードモナス属細菌（Pseudomonas putida PpY1100））などの宿主に導入して形質転換体を作製し、次いで、該形質転換体を上記の化合物又は混合物の存在下に培養することにより、高収率でＰＤＣを得ることができる。
【００１８】
ＰＤＣのエステルとしては、上記式（Ｉ）において、R1及びR2が各々独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基を示すものが好ましく、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、n-ブトキシ等を示すものがより好ましい。ＰＤＣのエステルとしては、例えば、PDCのビス-メチルエステル、ビス-エチルエステル、ビス-n-プロピルエステル等が挙げられる。
【００１９】
ＰＤＣのエステルは、例えば、WO 99/54376に記載されているように、塩酸、硫酸、p-トルエンスルホン酸等の酸の存在下に、ＰＤＣと、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール）、ポリアルキレングリコール（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール）、ポリアルキレンオキシド（例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド）等とを必要に応じて加温しながら反応させることによって得られる。
【００２０】
ＰＤＣの塩としては、上記式（Ｉ）において、R1及びR2が各々独立に-O-金属元素を示すものが好ましい。この金属元素には、アルカリ金属、アルカリ土類金属などの金属類の他に、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンなどの金属イオン類が含まれる。金属類としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、銅、亜鉛、バリウム、コバルト、ニッケル、マンガン、クロム、アルミニウム、ガリウム、スズ等が挙げられ、金属イオン類としては、例えば、これらの金属類に対応するイオンが挙げられる。ＰＤＣの塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩又は銀塩が特に好ましい。
ＰＤＣの塩には、ＰＤＣ １分子中の１つのカルボキシルイオンと上記の金属イオン類から選ばれる１つの金属イオンとで形成されるカルボン酸塩（単塩）の他に、２つ以上のＰＤＣの2H-ピラン-2-オン環のカルボニル基と１つ以上の金属イオンとで形成される複塩が含まれる。このような複塩としては、例えば、ＰＤＣ ２分子それぞれの該カルボニル基が１つの金属イオンに配位した八面体６配位構造をとるものが挙げられる。
【００２１】
ＰＤＣの塩は、例えば、特開2008-79603号公報に記載されているように、ＰＤＣを含む微生物発酵液に、上記の金属塩を過剰量（例えば、少なくとも２倍モル）添加し、場合により、塩析効果を高めるために金属塩を添加した発酵液を冷却するか又は濃縮し、対応する塩を析出させることにより得られる。
【００２２】
一級の非環状アミンとしては、NH2R3（ここで、R3は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基を示す）で表される非環状アミンが好ましく、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n-プロピルアミン、1-メチルペンチルアミン、ヘキシルアミン、アニリン等が挙げられる。二級の非環状アミンとしては、NHR3R4（ここで、R3及びR4は各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基を示す）で表される非環状アミンが好ましく、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミンが挙げられる。三級の非環状アミンとしては、NR3R4R5（ここで、R3、R4及びR5は各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基を示す）で表される非環状アミンが好ましく、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。一級、二級又は三級の非環状アミンと、アミン及び水との割合（アミン/［アミン＋水]）は、通常、0.01％〜20％であり、好ましくは0.1％〜10％、より好ましくは1％〜3％である。また、アンモニア水を使用する場合には、例えば、14 w/v%のアンモニア水を使用できる。
【００２３】
ＰＤＣ、そのエステル又はその塩に対する、上記の非環状アミン又はアンモニアと水との混合物の添加量は、化合物（Ｉ）１モルに対して、0.1〜5当量、好ましくは１〜３当量、より好ましくは1.5当量である。
【００２４】
反応温度は、通常、室温以下、好ましくは20℃以下である。反応は、約１時間〜数時間、好ましくは約１時間程度行う。
【００２５】
工程［ｂ］：
工程［ａ］で得られたラクタム（ＩＩ）は加水分解することによって、目的とする6-ヒドロキシルチジン酸（ＩＩＩ）に変換できる。加水分解は、当該ラクタムをアルカリ金属水酸化物の水溶液で処理することにより行うことができる。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が挙げられる。
【００２６】
反応は、通常、20℃〜120℃、好ましくは100℃〜120℃の反応温度で、約１分間〜15分間、好ましくは３分間〜５分間行う。
【００２７】
工程［ａ］及び［ｂ］において、出発物質の溶解性に応じて、必要ならば溶媒を添加してもよい。溶媒としては反応に不活性なものであれば特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール等のアルコール系溶媒が使用できる。
【００２８】
目的の6-ヒドロキシルチジン酸は、工程［ｂ］で得られた反応溶液から直接、クロマトグラフィー等により単離することもできるが、反応溶液に酸性化合物を加えることにより、塩として単離することが好ましい。本明細書において酸性化合物とは、そのままで又はその水溶液が酸性を示す化合物を意味する。酸性化合物としては、シュウ酸、酢酸、安息香酸、p-ニトロ安息香酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸等の有機カルボン酸；p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の有機スルホン酸；塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸等の無機酸などを用いることができる。これらの酸性化合物のうち、無機酸が好ましく、塩酸がより好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下、製造例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら製造例に限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
特開2005-278549号公報に記載の方法によってＰＤＣを製造し、得られたＰＤＣをWO 99/54376に記載の方法によりエステル化して、ビス-メチルエステル-2-ピロン-4,6-ジカルボン酸を得た。次に、ビス-メチルエステル-2-ピロン-4,6-ジカルボン酸（0.71g、3.3mmol）を、14%アンモニア水（1.8 mL）に攪拌しながら少量ずつ添加した。その際、液温は20℃以下に維持した。45分後、14%沸騰NaOH水溶液（10 mL）に滴下し、5分後に氷水浴で急冷した。この溶液を大過剰の1N HCl水溶液中に滴下し、結晶を析出させた。結晶を濾過し、純粋で2回洗浄し、真空下、60℃にて一晩乾燥させた（収率50%）。得られた結晶は、1H-NMR、13C-NMR、GC/MS、融点の分析により、6-ヒドロキシルチジン酸と同定された。