(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式［（３）−１］
【化１】
0003673603.tif 000007
［式中、Ｒはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数が１〜１０個の直鎖または分岐アルキル基、アルケニル基を示す］
で表されるラセミ体の２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−イルエステルをペニシリウム・クリソゲヌムの生産するリパーゼを用いて不斉加水分解することを特徴とする、下記式（１）
【化２】
0003673603.tif 000008
で表される（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール及び下記式（２）−１
【化３】
0003673603.tif 000009
［式中、Ｒは式［（３）−１］と同義］
で表される（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−イルエステルの製造方法。
【請求項２】
下記式（３）
【化４】
0003673603.tif 000010
で表されるラセミ体の２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オールをペニシリウム・クリソゲヌムの生産するリパーゼを用いて不斉エステル化することを特徴とする、下記式（２）で表される（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール、
【化５】
0003673603.tif 000011
及び下記式［（１）−１］
【化６】
0003673603.tif 000012
［式中、Ｒはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数が１〜１０個の直鎖または分岐アルキル基、アルケニル基を示す］
で表される（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−イルエステルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、香料化合物、農薬などの合成中間体として有用な（Ｒ）−（＋）あるいは（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール及びそのエステル類の酵素による新規製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微生物またはエステル分解酵素を利用する不斉加水分解は知られており、例えば豚の肝臓エステラーゼを用いた不斉加水分解によって光学活性なメバロン酸を合成する方法が報告されている［J.Am.Chem.Soc.,97,4144(1975)］。一方、本願出願人は、２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテートのラセミ体をエステル分解酵素（ブタ肝臓エステラーゼ又はブタ膵臓リパーゼ）を用いて不斉加水分解することによって、新規な化合物である高純度の光学活性な（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール及び（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オールの製法を提案した（特開平４−２７８０９７号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテートのラセミ体を不斉加水分解するのに使用したエステル分解酵素は、ブタ肝臓エステラーゼ又はブタ膵臓リパーゼであり、非常に高価な上に分解反応も適温が５℃以下の低温であるなどの制約があり、必ずしも満足できるものではなく、更に工業的に有利に高純度な光学活性２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール及びそれらのエステル類を得るための製造方法が求められていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、本願出願人がすでに特許出願（特開平６−１４１８５８号公報）した、ペニシリウム・クリソゲヌムに属する微生物が生産するリパーゼ（以下、新規リパーゼという）が、ブタ肝臓エステラーゼにもまして優れた不斉加水分解能及び不斉エステル化能を有し、しかも酵素反応を室温の条件下で、高い光学純度かつ好収率で光学活性２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール及びそのエステル類を製造できることを見出し、本発明を完成した。
従って、本発明の目的は、例えば、光学活性α−ダマスコン、α−イオノンの如き香料化合物及び農薬の合成中間体として有用な２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール及びそのエステル類の両鏡像体を、高い光学純度かつ好収率で工業的に有利に製造する方法を提供するにある。以下、本発明の態様を具体的に説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において利用するラセミ体の２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−イルエステル［前記式（３）−１の化合物］はそれ自体既知の方法により、例えばエチルビニルケトンとイソブチルアルデヒドから２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オンを合成し、これを還元してアルコールに導き、次いでハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜１０の直鎖又は分岐飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸とエステル化することによって容易に合成することができる。以下反応工程に沿って順を追って説明する。
【０００６】
２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オンを得るには、例えば市場で容易に入手できるエチルビニルケトン１モルとイソブチルアルデヒド約１．５モルの混合物を約５０℃以下の温度に保ちつつ、これらの混合物に対して例えば、約０．１〜約１０重量％の硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸、塩酸などの強酸を少量づつ加え、室温にて約１〜約２４時間かきまぜた後、Dean-Stark trapを装着し、還流条件下に約１〜約４８時間反応を行う。反応終了後残渣を減圧蒸留することにより２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オンを得ることができる。
【０００７】
次いで上記の如くして得られるケトン体をそれ自体既知の方法、例えば、水素化リチウムアルミニウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化アルミニウムなどの如き還元剤を用いて還元することによりラセミ体の２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オールに導くことができる。
【０００８】
該ラセミ体アルコールのアルキルエステル又はアルケニルエステルは、例えば、該ラセミ体アルコールに対し１〜１．５モル当量のアルキル又はアルケニルカルボン酸クロライドもしくはカルボン酸無水物とピリジン、トリエチルアミン等の塩基中でエステル化する従来既知のエステル化反応を採用することにより、式［（３）−１］で表されるラセミ体化合物２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキン−１−イルエステルに容易に導くことができる。
これらエステル類の例としては、例えば、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、イソプロピオン酸エステル、酪酸エステル、イソ酪酸エステル、吉草酸エステル、イソ吉草酸エステル、カプロン酸エステル、カプリル酸エステル、カプリン酸エステル、モノクロロ酢酸エステル、トリクロロ酢酸エステル
メタクリル酸エステル等を例示することができる。
【０００９】
本発明のラセミ体２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−イルエステル［式（３）−１の化合物］の不斉加水分解は下記反応式Ａによって行うことができる。
【００１０】
【化７】
0003673603.tif 000002
【００１１】
反応は、例えば、式［（３）−１］の化合物１重量部を０．１モル燐酸バッファー水溶液（ｐＨ約７）約５〜約５０重量部に分散させ、そこへ新規リパーゼを約５００〜約１０，０００ｕｎｉｔ添加し、室温で約５〜約２５０時間激しくかき混ぜて加水分解反応を行う。
【００１２】
かかる新規リパーゼは、上記したように本願出願人が特許出願したリパーゼであり、ペニシリウム・クリソゲヌム(Penicillium chrysogenum)に属する微生物の生産する酵素である。
【００１３】
反応後は、反応液をセライトで濾過し、固形物をエーテル等で数回抽出する。抽出液を常法により洗浄し、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム等の脱水剤を加えて乾燥後、溶媒を回収除去し、式（１）及び式［（２）−１］の化合物を容易に得ることができる。
【００１４】
上記式［（３）−１］化合物のＲがメチル基である場合のこの反応の１例として、下記反応式Ａ′
【化８】
0003673603.tif 000003
で表される、ラセミ体２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート［式（３）−２の化合物］の場合には、８０〜９０％ｅ．ｅ．(enantiomeric excess：鏡像体過剰率）の（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール［式（１）の化合物］と６０〜７５％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート［式（２）−２の化合物］が１：約１．５〜約２の割合で生成する。この混合物は例えば、シリカゲルクロマトグラフィー等によりそれぞれの成分に容易に分離精製することができる。
【００１５】
さらに、上記で得られた光学純度６０〜７５％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート［式（２）−２の化合物］を前記と同様に新規リパーゼで再処理することにより、光学純度を７０〜８０％に上げることができる。
【００１６】
次に、本発明のラセミ体２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール［下記式（３）の化合物］の不斉エステル化は、一般式で表される、ＲＣＯＯＲ′（Ｒは、前記と同義であり、Ｒ′はアルケニル基を示す）及び新規リパーゼの存在下に、下記反応式Ｂによって行うことができる。
【００１７】
【化９】
0003673603.tif 000004
【００１８】
この反応に使用されるＲＣＯＯＲ′の具体例としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、メタクリル酸ビニル、安息香酸ビニルなどを好ましく例示することができる。
【００１９】
反応は、例えば、式（３）の化合物１重量部を、上記エステル類約１０〜２０重量部に溶解し、これに新規リパーゼを５００〜１０，０００ｕｎｉｔ分散させて室温で約１０〜約２００時間激しく撹拌して行われる。
反応後は、反応液をセライトで濾過し固形物をエーテル等で数回抽出する。抽出液を常法により洗浄し、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム等の脱水剤を加えて乾燥後、溶媒を回収除去し、式（２）及び［式（１）−１］の化合物を容易に得ることができる。
【００２０】
次に、ラセミ体２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール［下記式（３）の化合物］の不斉エステル化の１例として、例えば、酢酸エステルの場合、下記反応式Ｂ′のように行うことができる。
【００２１】
【化１０】
0003673603.tif 000005
【００２２】
この反応により、８０〜９０％ｅ.ｅ.（enantiomeric excess）の（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート［式（１）−２の化合物］と約４０〜５０％ｅ．ｅ．の（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール［式（２）の化合物］が１：約１．５〜約２の割合で生成する。この混合物は例えば、シリカゲルクロマトグラフィー等によりそれぞれの成分に容易に分離精製することができる。
【００２３】
また、上記反応式Ａ′で得られた式（１）化合物を、下記反応式Ｃに従って、３，５ジニトロベンゾイル化、再結晶、加水分解、を順次行うことにより、高純度の式（１）化合物を製造することもできる。
【化１１】
0003673603.tif 000006
【００２４】
式（１）の化合物１重量部を例えばピリジン、トリエチルアミン等の溶媒約１０〜約２０倍重量部に溶解し、ＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）等の触媒を約０．０５〜０．２重量部加え、そこへ３，５−ジニトロベンゾイルクロライド、３，５，−ジニトロベンゾイルブロマイド等の３，５−ジニトロベンゾイルハライド約１〜約２重量部を少しづつ加える。さらに室温で約１〜約２４時間かき混ぜ反応を行った後、反応液を氷水中に注ぎ、エーテル等で抽出する。抽出液を常法により洗浄、乾燥した後溶媒を回収除去し、式（４）の化合物の粗結晶を得ることができる。この粗結晶を例えばイソプロピルエーテル等から再結晶することにより、純粋な式（４）の化合物を得ることができる。
【００２５】
この式（４）の化合物を、例えばメタノール：ジクロロメタン＝約１：１の溶媒に溶解し、炭酸カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリで処理することにより式（１）化合物を得ることができる、更に所望により式（１）化合物をシリカゲルクロマトグラフィー等の精製手段により光学純度１００％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール［式（１）化合物］を得ることができる。
以下、参考例、実施例により本発明の態様をさらに具体的に説明する。
【００２６】
参考例１
２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オンの合成
エチルビニルケトン７５．０ｇ（８９２mmol）とイソブチルアルデヒド９６．４ｇ（１．３４ mol）の混合物を５０℃以下に保ち、かき混ぜながら濃硫酸２．２５ｍｌを少しづつ加えた。混合液を室温で５時間かき混ぜた後、Dean-Stark trapを装着し、還流条件下に１６時間反応を行った。残渣を減圧蒸留し、ｂ.ｐ.５４〜５５℃／５Torrの２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オン８６．２ｇを得た。
【００２７】
参考例２
（±）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール［式（３）の化合物］の合成
エーテル８００ｍｌに水素化リチウムアルミニウム１８．５ｇ（４８６mmol）を溶解し、この溶液をかき混ぜながら０℃に冷却して参考例１で得られたケトン体６７．１ｇ（４８６mmol）をエーテル３００ｍｌに溶解した溶液を滴下した。０℃で１時間かき混ぜた後、水を少しづつ加えて水素化リチウムアルミニウムを分解した。固形物を濾過し洗浄後、濾液を濃縮して残渣を減圧蒸留してｂ．ｐ．８９〜９０℃／１９Torrの（±）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール６２．８ｇを得た。
【００２８】
参考例３
（±）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート[式（３）−２の化合物］の合成
参考例２で得られたラセミ体アルコール６１．５ｇ（４３９mmol）、無水酢酸６７．３ｇ（６５９mmol）及びピリジン６００ｍｌの混合物をかき混ぜながら０℃に冷却し、そこへＤＭＡＰ４．３ｇ（３５．２mmol）を少しづつ加えた。さらに０℃で１時間かき混ぜた後、反応液を氷水中に注ぎエーテルで抽出した。抽出物を硫酸銅水溶液、炭酸ナトリウム水溶液及び食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後エーテルを回収し、残渣を減圧蒸留してｂ．ｐ．８２〜８４℃／１０.５Torrの式［（３）−２］の化合物７５．７ｇを得た。
【００２９】
実施例１
（±）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート[式（３）−２の化合物］の不斉加水分解
式［（３）−２］の化合物１４．６ｇ（８０．２mmol）を０．１モル燐酸バッファー（ｐＨ７．０）３００ｍｌ中に分散させ、新規リパーゼ（８，０００ｕｎｉｔｓ)１４．６ｇを加えて室温下で１１４時間撹拌して酵素分解を行った。反応終了後、反応液に酢酸エチルとセライトを加えてしばらく撹拌した後濾過し、固形物を酢酸エチルで洗浄して先の濾液と洗液を合わせ、これを濃縮して、式（１）化合物及び式［（２）−２］化合物の混合物からなる粗製物１４．０ｇを得た。ついで、この粗製物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。その結果、式（１）化合物（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール３．４４ｇ［ｂ．ｐ．６３〜６４℃／３Torr；８６．９％ｅ.ｅ．］及び式［（２）−２］化合物（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート７．８８ｇ［ｂ．ｐ．５７〜５７．５℃／２．５Torr；７３．３％ｅ.ｅ.］が得られた。なお、光学純度は、シクロデキストリン誘導体をキラルフェーズとしたＧＬＣにより測定した。
【００３０】
実施例２
（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート［式（２）−２の化合物］の光学純度の向上
式［（２）−２の化合物］７．８ｇ（７３．３％ｅ．ｅ．）を実施例１と同様に新規リパーゼで処理し、高光学純度の（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート［式（２）−２の化合物］５．０ｇ（８０．５％ｅ．ｅ．）及び式（１）の化合物０．８ｇを得た。
【００３１】
実施例３
（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール［式（１）の化合物］の光学純度の向上
実施例１で得られた式（１）の化合物５０．８ｇ（０．３６ｍｏｌ，８９．４％ｅ.ｅ.）にピリジン８６ｇ（１．１ｍｏｌ）、塩化メチレン４００ｍｌ及びＤＭＡＰ１．０ｇを加え、かき混ぜながら３，５−ジニトロベンゾイルクロライド１００ｇ（０．４４ｍｏｌ）を少しづつ加えた。室温で３時間かき混ぜ反応を行った後、反応液を氷水中に注ぎ、エーテルで数回抽出した。抽出液を稀塩酸水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、食塩水で洗浄後硫酸マグネシウムで乾燥し、エーテルを回収して式（４）の化合物の粗結晶９８ｇを得た。これをイソプロピルエーテルから再結晶し、純粋な式（４）の化合物９０ｇ［ｍ.ｐ.１３０〜１３１℃、［α］D＝−１１８.５°（２１℃）、（Ｃ＝１．０４；ＣＨＣｌ3）；９７％ｅ．ｅ．］を得た。
【００３２】
この式（４）の化合物７６．５ｇ（２２９mmol）をメタノールとジクロロメタンの混合溶媒（１：１）１０５０ｍｌに溶解し、炭酸カリウム６．０ｇ（４３mmol）を加え、室温で３時間かき混ぜた後、溶媒を除去して残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。その結果、光学純度９７％ｅ.ｅ.の（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール［式（１）の化合物］；ｂ.ｐ.８３〜８５℃／１３．５Ｔｏｒｒ；［α］D＝−９５.０°(２１℃），（Ｃ＝１．０２，ＭｅＯＨ）］３０．０ｇを得た。
【００３３】
実施例４
（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート［式（１）−２の化合物］の合成
参考例２で得られたラセミ体アルコール１０ｇ、酢酸ビニル１００ｍｌ及び新規リパーゼ（６，４００ｕｎｉｔｓ）１０ｇを加え、室温下に１３７時間撹拌した。反応終了後、反応液を濾過し、濾液を濃縮して式［（１）−２］の化合物及び式（２）化合物の混合物からなる粗製物１１ｇを得た。ついで、この粗製物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。その結果、高光学純度の［式（１）−２の化合物］（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルアセテート３．５ｇ［ｂ．ｐ．６１〜６３℃／３Torr；８７．２％ｅ．ｅ．］、及び［式（２）化合物］（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール６．５ｇ［ｂ．ｐ．６２〜６４℃／３Torr；３９％ｅ.ｅ．］が得られた。
【００３４】
実施例５
実施例４で用いた酢酸ビニルの代わりに酪酸ビニルを用いて室温下に５０時間撹拌した。実施例４と同様の処理を行い、（Ｒ）−（＋）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセニルブチレート３．８ｇ（８５．５％ｅ．ｅ．）を得た。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ラセミ体の２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−イルエステルをペニシリウム・クリソゲヌムの生産するリパーゼを用いて不斉加水分解することにより光学的に極めて高純度の（Ｒ）−（＋）−及び（Ｓ）−（−）−２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール及びそれらのエステル類を容易に合成することができる。すなわち本発明によれば、２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オールの両鏡像体を工業的に極めて有利な方法によって簡便で且つ高純度、高収率しかも高光学純度をもって合成することができる。本発明方法によって得られる光学活性な２，４，４−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オール及びそのエステル類は、例えば、香料化合物、農薬などの合成中間体として極めて有用な化合物である。