(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）
【化１】
0003704731.tif 000009
（但し、上式において、Ｒはアラルキル基を示す。）で表されるラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エステルを豚膵臓リパーゼを用いて不斉加水分解し、次式（２）
【化２】
0003704731.tif 000010
で表される（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸および次式（３）
【化３】
0003704731.tif 000011
（但し、上式において、Ｒは上記と同じである。）で表される（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルの混合物とした後、これらをそのまま単離するか、あるいは（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸をカルボン酸誘導体とした後、両対掌体を単離することを特徴とする光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類の製造方法。
【請求項２】
前記（３）式で表される（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルをさらに酸性条件下または塩基性条件下で加水分解し次式（４）
【化４】
0003704731.tif 000012
で表される（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸とすることを特徴とする製造方法。
【請求項３】
上記不斉加水分解を転換率５０％を超えない範囲内で行い、（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸を高光学純度で得ることを特徴とする請求項１に記載の光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類の製造法。
【請求項４】
上記不斉加水分解を転換率５０％を超える範囲内で行い、（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルを高光学純度で得ることを特徴とする請求項１に記載の光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、医農薬等の合成中間体として有用な光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医農薬等の生理活性物質を光学活性体として合成することの必要性が高まってきている。これらの物質に複数の光学異性体が存在する場合、各異性体間でその活性に差異が認められることが多いが、通常強い活性を示すのは一異性体であり、それ以外の異性体は活性が弱いか、しばしば望ましくない毒性を示すことが認められている。従って、生理活性物質を合成する場合には、望ましい立体配置を持つ光学異性体を選択的に合成することが、十分な生理活性を発現させるという要請に加え、安全面からも強く望まれる。
【０００３】
従来、光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類を得る方法としては、（i）光学活性なアシルチアゾリジンチオンまたはアシルオキサゾリジンチオンから誘導されるエノレ−トをアルドール反応により立体選択的に増炭し、次いでメタノリシスする方法（Hsiaoら、J.Org.Chem., 52,2201(1987))、（ii）光学活性なα−アミノ酸から誘導される光学活性エポキシドを開環することにより得る方法（Moriら、Tetrahedron,45,1639(1989))、（iii）光学活性なヘミアミダールを水銀を触媒として環化し、生成するジアステレオマ−混合物を分離した後加水分解する方法(Cardilloら、J.Chem.Soc. Perkin Trans.1,1487(1990))、（iv）Candida cylindraceaを起源とするリパーゼを用いて、加水分解反応やエステル合成反応等によりラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸類を光学分割する方法(Engelら、Enzyme Microb.Technol.,13,655(1991))、（v）Candida rugosaにより、ヘキサン酸、２−ヘキセン酸、ヘキサノール等の基質を不斉酸化する方法(Hasegawaら、EP0089039A2)、（vi）Geotrichum candidumによりβ−ケトエステルを不斉還元する方法(Buissonら、Biocatalysis,5,249(1992))等が報告されている。
【０００４】
しかしながら、（i）の方法は、出発物質として不斉誘起源となるアミノ酸を用いているため、天然型であるＳ体の入手は比較的容易であるが、その対掌体であるＲ体の入手は困難である。このためこの方法では実質上一方の光学異性体（Ｓ体）のみしか大量には得られない。（ii）の方法は、原料の光学活性なα−アミノ酸の入手が困難である。また目的物を得るまでに５工程を必要とするため煩雑であり、さらに合成経路の途中でラセミ化が起こるために光学純度が低下する（９４％ee→７６％ee）といった問題がある。（iii）の方法は、水銀化合物の使用が廃棄物処理上問題となることに加え、ジアステレオ選択性が低いためにジアステレオマ−混合物の分離にカラムクロマトグラフィ−が必要となり、実用的でない。
【０００５】
（iv）の方法は、加水分解反応またはエステル合成反応のいずれの反応によっても、光学純度の低いものしか得られない。すなわち、ラセミ体の３−アセトキシヘキサン酸エチルの加水分解反応によって得られる（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エチルの光学純度は２０％eeと低い。また有機溶媒中のラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エチルとオクタン酸との反応においては、水酸基のエステル化とエチルエステルのアシドリシスが競合するため反応が煩雑となるうえ、主生成物である（Ｓ）−３−オクタノイルオキシヘキサン酸エチルの光学純度が低く（１４％ｅｅ）、好ましくない。
【０００６】
（v）および（vi）の方法は、基質濃度が１％以下と低いため大量生産のためには大がかりな反応や処理装置を必要とする。また、この方法で得られる３−ヒドロキシヘキサン酸類はＲ体のみであり、Ｓ体は得られない。
【０００７】
以上のように、従来の方法は何れも工業的レベルで実用化するには満足のいくものではなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、医農薬等の合成中間体として有用な光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類を高光学純度で効率よく、大量かつ簡便に得ることができる製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明で特許請求される発明は以下の通りである。（１）式（１）
【００１０】
【化５】
0003704731.tif 000002
（但し、上式において、Ｒはアラルキル基を示す。）で表されるラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エステルを豚膵臓リパーゼを用いて不斉加水分解し、次式（２）
【００１１】
【化６】
0003704731.tif 000003
で表される（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸および次式（３）
【００１２】
【化７】
0003704731.tif 000004
（但し、上式において、Ｒは上記と同じである。）で表される（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルの混合物とした後、これらをそのまま単離するか、あるいは（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸をカルボン酸誘導体とした後両対掌体を単離することを特徴とする光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類の製造方法。
（２）前記（３）式で表される（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルをさらに酸性条件下または塩基性条件下で加水分解し次式（４）
【００１３】
【化８】
0003704731.tif 000005
で表される（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸とすることを特徴とする製造方法。
（３）上記不斉加水分解を転換率５０％を超えない範囲内で行い、（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸を高光学純度で得ることを特徴とする第１項に記載の光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類の製造法。
（４）上記不斉加水分解を転換率５０％を超える範囲内で行い、（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルを高光学純度で得ることを特徴とする第１項に記載の光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類の製造法。
【００１４】
本発明の製造方法は、出発原料として（１）式に示すラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エステルを用いるが、該（１）式中のＲは炭素数が１〜２２個の直鎖または分岐アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基もしくはアラルキル基から選ばれる。
【００１５】
特に好ましくは、直鎖アルキル基として、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチルおよびｎ−ペンチルの各基を、分岐アルキル基として、ｉ−プロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基およびネオペンチル基を、アルケニル基として、ビニル基および２−メチルビニル基を、シクロアルキル基として、シクロヘキシル基を、アリール基として、フェニル基を、アラルキル基として、ベンジル基をそれぞれ挙げることができる。
【００１６】
（１）式に示すラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エステルは、入手容易な３−ケトヘキサン酸メチルや３−ケトヘキサン酸エチル等の３−ケトヘキサン酸エステルを公知の方法で還元し、さらに必要によりエステルのアルコキシ部分を公知の方法で望ましいアルコキシ基に変換することによって得られる。
【００１７】
上記の還元の方法としては、例えば接触水素添加や水素化金属化合物による還元等が挙げられる。接触水素添加に用いる触媒としては、例えばラネーニッケル、パラジウムカーボン、および白金黒等を挙げることができる。また水素化金属化合物としては、水素化硼素ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム等を挙げることができる。
【００１８】
また、エステルのアルコキシ部分を望ましいアルコキシ基に変換する方法としては、望むアルコ−ル中で酸触媒を用いてエステル交換反応させる方法や、エステルを加水分解して一旦カルボン酸とした後、これを塩基の存在下、ハロゲン化アルキルと反応させて再エステル化する方法等を挙げることができる。
【００１９】
本発明の製造方法は、（１）式に示すラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エステルを、豚膵臓を起源とするリパーゼと溶媒の混合下に攪拌し、加水分解反応させることを要旨とする。
加水分解反応時の温度は一般に０℃ないし１００℃が適するが、好ましくは１０℃ないし５０℃である。
【００２０】
反応時間は一般に１時間ないし１０００時間が適するが、好ましくは１時間ないし２００時間である。すなわち、反応時間は出発原料となるラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エステルの種類により一様ではないが、一般に上記好適反応時間内で転換率２０〜８０％が達成されるからである。なお、その際、転換率が５０％を超えない反応下では、（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸が９０％ｅｅを超える高い光学純度で得られ、一方転換率が５０％を超える反応下では、（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルが同様に９０％ｅｅを超える高い光学純度で得られる。
【００２１】
豚膵臓を起源とするリパーゼの種類の具体例としては、リパーゼ  タイプII（商品名、シグマ社製）、リパーゼ（パンクレアス）（商品名、東京化成社製）などを挙げることができる。
使用するリパーゼの量は、一般に基質の０．１ないし１０００重量％が適するが、好ましくは１ないし２００重量％である。
【００２２】
使用溶媒としては、イオン交換水、蒸留水または緩衝液が適している。またこれらの溶媒と混合性が良好な有機溶媒、例えばアセトン、Ｎ，Ｎ，−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アルコール類等を共溶媒として用いることもできる。溶媒の量は、基質であるラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エステル（１）の０．１ないし１００重量倍であるが、好ましくは１ないし１０重量倍である。
【００２３】
加水分解反応終了後、（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸と（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルの混合物が得られる。これらをそのまま分離することもできるが、分離をより簡単に行わせるために（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸を一旦カルボン酸エステル等の誘導体とした後、両対掌体を分離することもできる。該カルボン酸誘導体へ導く具体的な方法としては、例えばジアゾメタンによるメチルエステル化等のエステル化法を挙げることができる。分離は、Ｓ体とＲ体のこれらの混合物を蒸留やカラムクロマトグラフィー等の分離操作に付すことにより行いうる。
【００２４】
かくして（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸またはそのカルボン酸誘導体と（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エステルがそれぞれ単離されるが、後者はさらに酸性条件下あるいは塩基性条件下での加水分解反応に付すことにより、（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸となる。なお、前者のうち（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸誘導体は、これをさらに酸性条件下あるいは塩基性条件下の加水分解反応に付し、（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸とすればよい。
【００２５】
本発明により得られる光学活性な３−ヒドロキシヘキサン酸類は、医農薬等の合成中間体として有用である。
例えば、（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸（４）から、下記に示すように（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸エチル（５）を経て、殺虫剤や抗菌剤として有用なモノセリン（６）を合成することができる(Mori等,Tetrahedron,45,1639(1989))。
【００２６】
【化９】
0003704731.tif 000006
【００２７】
【発明の効果】
本発明の利点を述べると次の通りである。
（１）光学活性３−ヒドロキシヘキサン酸類を両対掌体とも高い光学純度（Ｒ体：９１％ee、Ｓ体：９７％ee）で得ることができる。
（２）加水分解反応に基づいているため、反応を水分の混入を気にすることなく、解放系で実施できる。
（３）反応を温和な条件下、すなわち室温付近で実施できる。
（４）工程数が少ないため、目的物の量産化が容易である。
（５）転換率を調整することにより、Ｒ体とＳ体のうちどちらか望ましい方の対掌体をより高い光学純度で得ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳しく説明する。尚、本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。
なお、実施例中における光学活性な３−ヒドロキシヘキサン酸エステルの光学純度は、以下のようにして測定した。すなわち、３−ヒドロキシヘキサン酸エステルをジクロロメタン中、２、４ージニトロフェニルイソシアネートと反応させ、対応するウレタン誘導体へと変換した。この誘導体をＨＰＬＣ（使用カラム：商品名  スミキラルＯＡ３０００、住化分析センター社製；  展開溶媒：ヘキサン／ジクロロエタン／エタノール＝１００／２０／１）により分析して算出した。
【００２９】
参考例１  ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エチルの合成
３−ケトヘキサン酸エチル５０ｇ（０．３２ｍｏｌ）、ラネーニッケル１０ｇおよびテトラヒドロフラン５００ｍｌを混合し、オートクレーブ中、水素圧５Kg/cm2、温度５０℃の条件下に攪拌しながら３０時間反応させた。反応液からラネーニッケルを濾去し、濾液を濃縮後減圧蒸留に付し、ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エチル（４２ｇ，０．２６ｍｏｌ，８５％）を得た。
【００３０】
参考例２  ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ブチルの合成
参考例１で得たラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エチル４０ｇ（０．２５ｍｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸１水和物２．４ｇおよびｎ−ブタノール１９０ｍｌを混合し、窒素気流下７５℃で１５時間攪拌しながら反応させた。反応液を冷却後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて中和した。酢酸エチルで抽出し、有機相を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥、次いで溶媒を減圧留去した。残さを減圧蒸留に付し、ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ブチル（４２ｇ，０．２２ｍｏｌ，９３％）を得た。
【００３１】
参考例３  ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ベンジルの合成
参考例１で得たラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸エチル３．４６ｇ（２１．６ｍｍｏｌ）をメタノ−ル２４ｍｌに溶解し、これに冷却下、水２４ｍｌに溶解した水酸化ナトリウム０．９５ｇを滴下し、次いで窒素気流下、室温で２時間攪拌しながら反応させた。反応液よりメタノ−ルを減圧下に留去し、残さに１Ｎ−ＨＣｌを加えて中和した。塩化ナトリウムを加えて飽和させた後酢酸エチルで抽出し、抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥、次いで溶媒を減圧留去し、ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸（２．５０ｇ，１８．９ｍｍｏｌ，８７％）を得た。このものと臭化ベンジル６．４７ｇ（３７．８ｍｍｏｌ）、炭酸水素ナトリウム３．８１ｇ（４５．４ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２０ｍｌを窒素気流下室温で２７時間攪拌しながら反応させた。反応液を酢酸エチルで抽出し、抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥、次いで溶媒を減圧留去した。残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ベンジル（２．１１ｇ，９．５ｍｍｏｌ，５０％）を得た。
【００３２】
参考例４
参考例２で得たラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ブチル１．０ｇ（５．３ｍｍｏｌ）、リパーゼ（リパーゼ  タイプII、シグマ社製）０．２ｇおよび０．７Ｍ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）１０ｍｌを混合し、室温で２２時間撹拌しながら反応させた。反応停止時の上記ラセミ体化合物の転換率は３８％であった。反応液からリパーゼを濾去した後、濾液をジエチルエーテルで抽出し、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥した。
【００３３】
上記の加水分解で生じた（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸をメチルエステルに変換するため、抽出液をジアゾメタンで処理した後、減圧下溶媒を留去した。残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸メチル（０．２３ｇ，１．２ｍｍｏｌ，２３％）および（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸ブチル（０．５６ｇ，３．０ｍｍｏｌ，５６％）を得た。これらのものを前述のＨＰＬＣに付して光学純度を測定したところ、Ｒ体が９１％ee、Ｓ体が５６％eeであった。
【００３４】
参考例５
リパーゼの量を１．０ｇとし、また撹拌時間を２５時間とする以外は参考例４と同様にして混合物を調整し、撹拌した。反応停止時の転換率は５８％であった。次いでリパーゼの濾去からシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付すまでの工程を参考例４と同様に行い、（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸メチル（０．２５ｇ，１．７ｍｍｏｌ，３２％）および（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸ブチル（０．２９ｇ，１．５ｍｍｏｌ，２９％）を得た。これらのものを前述のＨＰＬＣに付して光学純度を測定したところ、Ｒ体が７０％ee、Ｓ体が９７％eeであった。
【００３５】
比較例１〜６
表１に示す各種のリパーゼをそれぞれ所定量、ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ブチル１．０ｇ（５．３ｍｍｏｌ）および０．７Ｍ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）１０ｍｌと混合し、所定時間、室温で攪拌した。その結果（転換率、光学純度）を表１に示す。
【００３６】
【表１】
0003704731.tif 000007
*1)起源/Candida antarctica、ノボ・ノルディスク社製
*2)起源/Mucor miehei、ノボ・ノルディスク社製
*3)起源/Candida cylindracea、シグマ社製
*4)起源/Chromobacterium viscosum、旭化成社製
*5)起源/Pseudomonas sp.、東洋紡社製
【００３７】
参考例４、５に示されるように、豚膵臓リパ−ゼを用いた場合には、転換率を調整することによりＲ体とＳ体のうちどちらか望ましい方の異性体を高い光学純度（９１−９７％ｅｅ）で得ることができる。これに対して比較例１〜６では、いずれのリパ−ゼを用いた場合でも３−ヒドロキシヘキサン酸類をＲ体：１２〜７２％ｅｅ、Ｓ体：７〜８２％ｅｅの光学純度でしか得ることができず、実施例に比べて劣っていることは明かである。
【００３８】
実施例３
ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ブチルに代えて、参考例３で得たラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ベンジル１．０ｇ（４．５ｍｍｏｌ）を用い、撹拌時間を９時間とする以外は参考例４と同様にして混合物を調整して撹拌した。反応停止時の転換率は５２％であった。次いでリパーゼの濾去からシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付すまでの工程を参考例４と同様に行い、（Ｒ）−３−ヒドロキシヘキサン酸メチル（０．２４ｇ，１．６ｍｍｏｌ，３６％）および（Ｓ）−３−ヒドロキシヘキサン酸ベンジル（０．４０ｇ，１．８ｍｍｏｌ，４０％）を得た。これらのものを前述のＨＰＬＣに付して光学純度を測定したところ、Ｒ体が８８％ee、Ｓ体が９６％eeであった。
【００３９】
比較例７、８
表２に示す各種のリパーゼ０．２ｇ、ラセミ体の３−ヒドロキシヘキサン酸ベンジル１．０ｇ（４．５ｍｍｏｌ）および０．７Ｍ燐酸緩衝液（ｐＨ７．０）１０ｍｌを混合し、所定時間、室温で攪拌した。その結果（転換率、光学純度）を表２に示す。
【００４０】
【表２】
0003704731.tif 000008
*1)起源/Candida antarctica、ノボ・ノルディスク社製
*2)起源/Chromobacterium viscosum、旭化成社製
【００４１】
実施例３に示されるように、豚膵臓リパ−ゼを用いた場合には光学異性体を高い光学純度（Ｒ体：８８％ｅｅ 、Ｓ体：９６％ｅｅ）で得ることができる。これに対して、比較例７および８では、反応速度は高いが立体選択性が低く、得られる３−ヒドロキシヘキサン酸類の光学純度はＲ体：９〜６３％ｅｅ、Ｓ体：３７〜７２％ｅｅと実施例に比べて劣ることが知られる。