(57)【要約】【課題】  種々の化成品、化粧品、医薬品、農薬などの合成中間体となる有用な特定のジカルボン酸モノエステルを効率よく製造する方法を提供すること。【解決手段】  以下の式（１）：      Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、以下の式（２）：      ＨＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （２）（式中、Ｒ１は、前記と同じである）で表されるジカルボン酸と、以下の式（３）：      Ｒ２−ＯＨ                    （３）（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるアルコールとを、エステル化能を有する酵素の存在下、反応させる工程を包含する、方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、
以下の式（２）：
ＨＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （２）
（式中、Ｒ１は、前記と同じである）で表されるジカルボン酸と、
以下の式（３）：
Ｒ２−ＯＨ                    （３）
（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるアルコールとを、エステル化能を有する酵素の存在下、反応させる工程を包含する、方法。
【請求項２】
以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、
以下の式（４）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＲ２    （４）
（式中、Ｒ１は、前記と同じであり、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸ジエステルを、水の存在下、エステル分解能を有する酵素と反応させる工程
を包含する、方法。
【請求項３】
以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、
以下の式（２）：
ＨＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （２）
（式中、Ｒ１は、前記と同じである）で表されるジカルボン酸と、
以下の式（４）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＲ２
（４）
（式中、Ｒ１は、前記と同じであり、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸ジエステルとを、エステル交換能を有する酵素の存在下、反応させる工程
を包含する方法。
【請求項４】
以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、
以下の式（２）：
ＨＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （２）
（式中、Ｒ１は、前記と同じである）で表されるジカルボン酸と、
以下の式（５）：
Ｒ３−ＣＯＯＲ２                （５）
（式中、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１〜２３のアルキル基またはアルケニル基である）で表されるモノカルボン酸エステルとを、エステル交換能を有する酵素の存在下、反応させる工程
を包含する、方法。
【請求項５】
以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、
以下の式（４）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＲ２    （４）
（式中、Ｒ１は、前記と同じであり、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸ジエステルと、
以下の式（６）：
Ｒ４−ＣＯＯＨ                （６）
（式中、Ｒ４は炭素数が１〜２３のアルキル基またはアルケニル基である）で表されるモノカルボン酸とを、エステル交換能を有する酵素の存在下、反応させる工程
を包含する、方法。
【請求項６】
前記酵素が、キャンディダ（Candida）属、リゾムコール（Rhizomucor）属、シュードモナス（Pseudomonas）属、アルカリゲネス（Alcaligenes）属、リゾプス（Rhizopus）属、アスペルギルス（Aspergillus）属、およびバークホルデリア（Burkholderia）属からなる群より選択される少なくとも１種の微生物に由来する、請求項１から５のいずれかの項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジカルボン酸モノエステルの製造方法に関する。より詳細には、種々の化成品、化粧品、医薬品、農薬などの合成中間体となる有用なジカルボン酸モノエステルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医薬品、農薬などの生理活性物質の合成中間体としてのジカルボン酸モノエステルの需要が急速に高まっており、様々な手法を用いたジカルボン酸モノエステルの合成が試みられている。
【０００３】
例えば、非特許文献１および２には、Meldrum's酸を原料とするマロン酸モノエステルの合成方法が開示されている。しかしながら、これらの方法は、高価なMeldrum's酸を使用するため、実用的な方法とは言い難いものである。
【０００４】
特許文献１には、アルカン（主鎖）部分の炭素数が１〜４であるアルカンジカルボン酸モノエステルが効率的に得られる方法が開示されている。この方法は、アルカンジカルボン酸ジエステルに、エステルを加水分解する能力を有する微生物の培養物、菌体または菌体処理物を作用させ、さらにアルカリを添加して、ｐＨを中性に保ちながらジカルボン酸モノエステルを金属塩として水層に取り込み、これを酸分解して溶媒抽出するものである。しかしながら、この方法で得られるモノエステルは、主鎖部分の炭素数が１〜４であるものに限られる。これら以外にも、ジカルボン酸モノエステルを効率よく製造する方法が求められている。
【特許文献１】特開平８−１７３１７４号公報
【非特許文献１】Matoba Katsuhideら、Chem. Pharm. Bull.、31(8)、2955(1983)
【非特許文献２】Rigo B.ら、Tetrahedron Lett.、30(23)、3073(1989)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、種々の化成品、化粧品、医薬品、農薬などの合成中間体となる有用な特定のジカルボン酸モノエステルを効率よく製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法は、以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、以下の式（２）：
ＨＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （２）
（式中、Ｒ１は、前記と同じである）で表されるジカルボン酸と、以下の式（３）：
Ｒ２−ＯＨ                    （３）
（式中、Ｒ２は、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるアルコールとを、エステル化能を有する酵素の存在下、反応させる工程を包含する。
【０００７】
本発明の方法はまた、以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、以下の式（４）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＲ２    （４）
（式中、Ｒ１は、前記と同じであり、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸ジエステルを、水の存在下、エステル分解能を有する酵素と反応させる工程を包含する。
【０００８】
本発明の方法はまた、以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、以下の式（２）：
ＨＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （２）
（式中、Ｒ１は、前記と同じである）で表されるジカルボン酸と、以下の式（４）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＲ２    （４）
（式中、Ｒ１は、前記と同じであり、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸ジエステルとを、エステル交換能を有する酵素の存在下、反応させる工程を包含する。
【０００９】
本発明の方法はまた、以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、以下の式（２）：
ＨＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （２）
（式中、Ｒ１は、前記と同じである）で表されるジカルボン酸と、以下の式（５）：
Ｒ３−ＣＯＯＲ２                （５）
（式中、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１〜２３のアルキル基またはアルケニル基である）で表されるモノカルボン酸エステルとを、エステル交換能を有する酵素の存在下、反応させる工程を包含する。
【００１０】
本発明の方法はまた、以下の式（１）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ      （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基であり、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸モノエステルの製造方法であって、以下の式（４）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＲ２    （４）
（式中、Ｒ１は、前記と同じであり、Ｒ２はそれぞれ独立して、炭素数が１〜３０のアルキル基である）で表されるジカルボン酸ジエステルと、以下の式（６）：
Ｒ４−ＣＯＯＨ                （６）
（式中、Ｒ４は炭素数が１〜２３のアルキル基またはアルケニル基である）で表されるモノカルボン酸とを、エステル交換能を有する酵素の存在下、反応させる工程を包含する。
【００１１】
好ましい実施態様においては、上記酵素は、キャンディダ（Candida）属、リゾムコール（Rhizomucor）属、シュードモナス（Pseudomonas）属、アルカリゲネス（Alcaligenes）属、リゾプス（Rhizopus）属、アスペルギルス（Aspergillus）属、およびバークホルデリア（Burkholderia）属からなる群より選択される少なくとも１種の微生物に由来する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法によれば、純度の高いジカルボン酸モノエステルが効率よく得られる。このジカルボン酸モノエステルは、種々の化成品、化粧品、医薬品、農薬などの合成中間体として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の方法は、分岐鎖を有する非対称のジカルボン酸またはジカルボン酸ジエステルに、エステル化能、エステル分解能あるいはエステル交換能を有する酵素を作用させる点を特徴の１つとする。これによって、通常、エステル化、エステル分解、またはエステル交換によりジカルボン酸モノエステルを製造する場合に生じる副生成物（例えばジエステルまたはジカルボン酸）を抑制し、ジカルボン酸モノエステルを効率的に得ることができる。以下、それぞれの方法について、説明する。
【００１４】
（エステル化反応）
本発明の方法の１つの態様は、エステル化反応による方法である。この方法は、分岐鎖を有する非対称のジカルボン酸（以下、分岐鎖ジカルボン酸という）とアルコールとを、カルボン酸のエステル化能を有する酵素の存在下反応させる工程を含む。
【００１５】
本発明に用いる分岐鎖ジカルボン酸は、以下の式（２）：
ＨＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＨ    （２）
で表される。Ｒ１は、炭素数が３〜３８の分岐鎖を有する非対称のアルキル基である。Ｒ１の主鎖の炭素数は、好ましくは３以上、より好ましくは４以上、さらに好ましくは６以上である。Ｒ１の主鎖の炭素数は、好ましくは３８以下、より好ましくは２０以下、さらに好ましくは１２以下、最も好ましくは９以下である。分岐鎖の炭素数は８以下であることが好ましく、４以下であることが好ましい。
【００１６】
上記分岐鎖ジカルボン酸（２）の分岐の数は特に制限されない。Ｒ１の主鎖の長さおよび分岐鎖の長さ（大きさ）が酵素の選択性に影響を与えるため、これらを考慮して非対称のジカルボン酸を調製すればよい。
【００１７】
好ましい分岐鎖ジカルボン酸（２）としては、２−メチルノナン二酸、２−メチルオクタン二酸、２−ブチルオクタン二酸、３−メチルヘキサン二酸、３−メチルノナン二酸、２−メチル−３，３−ジメチルノナン二酸などが挙げられる。
【００１８】
本発明に用いるアルコールは、以下の式（３）：
Ｒ２−ＯＨ      （３）
で表される。Ｒ２は、炭素数が１〜３０のアルキル基である。炭素数が１〜１８のアルキル基が好ましい。アルキル基は分岐を有していてもよい。また、１価のアルコールでもよく、２価またはそれ以上の多価アルコールも用いられる。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｎ−ペンチルアルコール、ｓｅｃ−ペンチルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、ｓｅｃ−ヘキシルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコールなどが挙げられる。メチルアルコールが特に好適に用いられる。
【００１９】
エステル化能を有する酵素は、カルボン酸をエステル化し得る酵素であれば特に制限されない。例えば、リパーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼなどが挙げられる。好ましくはリパーゼである。これらの酵素は、粗酵素、精製酵素、あるいは固定化酵素であり得る。また、これらの酵素を産生する微生物、動物細胞、植物細胞、あるいはこれらの培養物、破砕物も酵素として用いることができる。
【００２０】
上記微生物としては、リパーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼなどを生産し得る微生物、例えば、キャンディダ（Candida）属、リゾムコール（Rhizomucor）属、シュードモナス（Pseudomonas）属、アルカリゲネス（Alcaligenes）属、リゾプス（Rhizopus）属、アスペルギルス（Aspergillus）属、バークホルデリア（Burkholderia）属などに属する微生物が挙げられる。好ましくは、キャンディダ・アンタークティカ（Candida antarctica）、キャンディダ・ルゴーサ（Candida rugosa）、リゾムコール・ミーハイ（Rhizomucor miehei）、アスペルギルス・ニガー（Aspergillus niger）、バークホルデリア・セパシア（Burkholderia cepacia）などである。これらに由来する粗酵素、精製酵素、あるいは固定化酵素が好ましく用いられる。
【００２１】
エステル化反応は、上記分岐鎖ジカルボン酸（２）と、上記アルコール（３）とを、エステル化能を有する酵素の存在下、反応させることにより行われ、分岐鎖ジカルボン酸モノエステルが得られる。
【００２２】
反応は、例えば、分岐鎖ジカルボン酸、アルコール、およびエステル化能を有する酵素を混合し、撹拌または振盪することによって行われる。あるいは、酵素を充填したバイオリアクターに、分岐鎖ジカルボン酸およびアルコール（基質）を含有する混合物を通過させることによって行ってもよい。
【００２３】
エステル化反応は、使用する分岐鎖ジカルボン酸、アルコール、および酵素の他、必要に応じて、例えば、水（イオン交換水）、緩衝液、有機溶媒、界面活性剤などを添加して行ってもよい。有機溶媒は、酵素が失活しないものであればよく特に制限されない。代表的には、炭化水素、芳香族炭化水素、エーテル類、ケトン類、ニトリル類、ハロゲン化炭化水素、３級アルコール類などが挙げられる。具体的には、ヘキサン、トルエン、イソプロピルエーテル、アセトン、アセトニトリル、クロロホルム、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、テトラヒドロフランなどが挙げられる。アセトン、クロロホルム、テトラヒドロフランなどが好適に用いられる。エステル化反応において、水（緩衝液を含む）は本来必要とされないが、酵素反応を補助するために添加してもよい。添加量は、少量でよく、例えば、反応混合物当たり、０．１質量％以下であることが好ましい。
【００２４】
上記分岐鎖ジカルボン酸（２）、アルコール（３）、および酵素の量は、特に制限されない。通常、反応液中に、基質（分岐鎖ジカルボン酸およびアルコール）の合計量が、１質量％〜８０質量％、好ましくは５質量％〜５０質量％となるように添加される。ジカルボン酸とアルコールとの割合は、分岐鎖ジカルボン酸１モルに対して、アルコールが１モル以上となるように設定することが好ましい。さらに経済性を考慮すると、分岐鎖ジカルボン酸１モルに対して、アルコールが３モル以下となるように設定することが好ましい。
【００２５】
上記反応において、反応温度および反応時間は特に制限されない。反応温度は、好ましくは０℃〜８０℃であり、より好ましくは２０℃〜５０℃である。反応時間は、反応温度に応じて適宜設定される。
【００２６】
上記反応において、反応液中のｐＨは２〜１１、好ましくは５〜８の範囲内であることが好ましい。ｐＨの調整は、当業者が通常用いる酸、アルカリなどを用いて行われる。
【００２７】
反応後、酵素を失活させる、あるいは除去して反応液を回収する。担体に固定化した酵素を用いると、除去が容易である。酵素として微生物などを用いた場合は、遠心分離、濾過などの当業者が通常用いる分離方法により除去することができる。
【００２８】
反応液からの分岐鎖ジカルボン酸モノエステルの回収は、溶媒抽出、カラムクロマトグラフィーなど、当業者が通常用いる方法に従って、回収される。このようにして、上記式（１）で示される分岐鎖ジカルボン酸モノエステルが得られる。
【００２９】
（エステル分解反応）
エステル分解反応による方法は、分岐鎖を有する非対称のジカルボン酸ジエステル（以下、分岐鎖ジカルボン酸ジエステルという）を、水の存在下、エステル分解能を有する酵素とを反応させる工程を含む。
【００３０】
エステル分解に用いられる分岐鎖ジカルボン酸ジエステルは、以下の式（４）：
Ｒ２ＯＯＣ−Ｒ１−ＣＯＯＲ２    （４）
で表される。Ｒ１は前記と同じである。また、Ｒ２は、それぞれ独立して、炭素数が１〜３０のアルキル基である。
【００３１】
Ｒ１およびＲ２の詳細については、上記分岐鎖ジカルボン酸（２）と同じ説明が適用される。
【００３２】
上記ジカルボン酸ジエステル（４）は、当業者が通常用いる方法によって得ることができる。例えば、触媒（ｐ−トルエンスルホン酸）を含むトルエン中で、ジカルボン酸１モルに対して、アルコールを３モル程度反応させることによって、純度が約９５％のジカルボン酸ジエステルが得られる。
【００３３】
このような分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）としては、２−メチルノナン二酸ジメチルエステル、２−メチルオクタン二酸ジメチルエステル、２−ブチルオクタン二酸ジメチルエステル、３−メチルヘキサン二酸ジメチルエステル、３−メチルノナン二酸ジメチルエステル、２−メチル−３，３−ジメチルノナン二酸ジメチルエステルなどが好適に用いられる。
【００３４】
エステル分解能を有する酵素は特に制限されない。通常、エステル化反応にも用いられる、リパーゼ、プロテアーゼ、エステラーゼなどが用いられる。好ましくはリパーゼである。これらの酵素は、粗酵素、精製酵素、あるいは固定化酵素であり得る。また、これらの酵素を産生する微生物、動物細胞、植物細胞、あるいはこれらの培養物、破砕物も酵素として用いることができる。
【００３５】
上記微生物としては、エステル化反応において説明した微生物が用いられる。好ましくは、リゾプス・オリザエ、アスペルギルス・ニガー、アルカリゲネス属の微生物、シュードモナス・アエルギノーサ、シュードモナス・スタッツェリ、バークホルデリア・セパシアである。これらに由来する粗酵素、精製酵素、あるいは固定化酵素が好ましく用いられる。
【００３６】
エステル分解反応は、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）を、水の存在下、エステル分解能を有する酵素と反応させることにより行われる。
【００３７】
エステル分解反応は、例えば、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）、水、およびエステル分解能を有する酵素を混合し、撹拌または振盪することによって行われる。あるいは、酵素を充填したバイオリアクターに、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）および水を含有する混合物を通過させることによって行ってもよい。
【００３８】
上記エステル分解反応は、使用する分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）、水、および酵素の他、必要に応じて、有機溶媒、界面活性剤などを添加して行ってもよい。水の代わりに緩衝液を用いてもよい。有機溶媒は、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）を溶解でき、酵素が失活しないものであれば、特に制限されない。有機溶媒としては、例えば、上記エステル化方法において記載した有機溶媒などを用いることができる。好ましくは、アセトン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン、およびアセトニトリルであり、より好ましくはアセトン、クロロホルム、およびテトラヒドロフランである。
【００３９】
上記分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）、水、および酵素の添加量は、特に制限されない。通常、反応混合物中に、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）が、１質量％〜８０質量％、好ましくは５質量％〜５０質量％となるように添加される。水の添加量は、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）の等モル以上であればよい。酵素の添加量は、基質量に応じて適宜設定される。
【００４０】
上記反応において、反応温度、反応時間、および反応液中のｐＨは、上記のエステル化法と同様に設定することができる。反応後、反応液を回収することによって、分岐鎖ジカルボン酸モノエステル（１）が得られる。分岐鎖ジカルボン酸モノエステル（１）の回収は、当業者が通常行う方法、例えば、溶媒抽出、カラムクロマトグラフィーなどを用いて行われる。未反応の分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）と分岐鎖ジカルボン酸モノエステル（１）とは、親水性溶媒に対する溶解度の差を利用して、分離することができる。
【００４１】
（エステル交換反応）
エステル交換反応による方法は、例えば、分岐鎖ジカルボン酸（２）と分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）との間のエステル交換反応（第１の方法）、分岐鎖ジカルボン酸（２）とモノカルボン酸エステル（５）との間のエステル交換反応（第２の方法）、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）とモノカルボン酸（６）との間のエステル交換反応（第３の方法）などの方法を含む。
【００４２】
（第１の方法）
第１の方法は、分岐鎖ジカルボン酸（２）と分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）とをエステル交換能を有する酵素の存在下反応させる工程を含む。エステル交換能を有する酵素としては、例えば、上記のエステル化能を有する酵素、エステル分解能を有する酵素を用いることができる。
【００４３】
反応は、非水系溶媒中で、あるいは溶媒を添加することなく行われる。例えば、分岐鎖ジカルボン酸（２）、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）、およびエステル交換能を有する酵素を混合し、撹拌または振盪することによって行われる。あるいは、酵素を充填したバイオリアクターに、分岐鎖ジカルボン酸（２）および分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）を含有する混合物を通過させることによって行ってもよい。
【００４４】
第１の方法に使用する非水系溶媒としては、上記エステル化反応に用いられる溶媒が好ましく用いられる。好ましい溶媒は、アセトンである。
【００４５】
上記分岐鎖ジカルボン酸（２）、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）、および酵素の添加量は、特に制限されない。通常、分岐鎖ジカルボン酸（２）と分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）とを等モル混合し、その合計量（基質量）が、１質量％〜８０質量％、好ましくは５質量％〜５０質量％となるように設定される。酵素の添加量は、基質量に応じて適宜設定される。
【００４６】
（第２の方法）
第２の方法は、分岐鎖ジカルボン酸（２）とモノカルボン酸エステル（５）とをエステル交換能を有する酵素の存在下反応させる工程を含む。エステル交換能を有する酵素としては、例えば、上記のエステル化能を有する酵素、エステル分解能を有する酵素を用いることができる。
【００４７】
第２の方法に用いられるモノカルボン酸エステル（５）は、以下の式：
Ｒ３−ＣＯＯＲ２                （５）
で表される。式中、Ｒ２は炭素数が１〜３０のアルキル基であり、Ｒ３は炭素数が１〜２３のアルキル基またはアルケニル基である。
【００４８】
Ｒ２の炭素数は、１〜１８が好ましい。Ｒ２としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ヘキシル基、ｓｅｃ−ヘキシル基などが挙げられる。
【００４９】
モノカルボン酸エステル（５）は、例えば、オレイン酸メチル、リノール酸エチルなどが挙げられる。炭素数が１〜２４のモノカルボン酸エステルが好適に用いられる。
【００５０】
このエステル交換反応は、第１の方法と同様に行われ、使用する溶媒も、第１の方法と同様の溶媒が用いられる。分岐鎖ジカルボン酸（２）、モノカルボン酸エステル（５）、および酵素の添加量は、特に制限されない。通常、反応液中に、基質（分岐鎖ジカルボン酸（２）およびモノカルボン酸エステル（５））の合計量が、１質量％〜８０質量％、好ましくは５質量％〜５０質量％となるように添加される。分岐鎖ジカルボン酸（２）とモノカルボン酸エステル（５）との割合は、分岐鎖ジカルボン酸（２）１モルに対して、モノカルボン酸エステル（５）が１モル以上となるように設定することが好ましい。酵素の添加量は、基質量に応じて適宜設定される。
【００５１】
（第３の方法）
第３の方法は、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）とモノカルボン酸（６）とをエステル交換能を有する酵素の存在下反応させる工程を含む。エステル交換能を有する酵素としては、例えば、上記のエステル化能を有する酵素、エステル分解能を有する酵素を用いることができる。
【００５２】
第３の方法に用いられるモノカルボン酸（６）は、以下の式：
Ｒ４−ＣＯＯＨ                 （６）
で表される。式中、Ｒ４は炭素数が１〜２３のアルキル基またはアルケニル基である。好ましいモノカルボン酸（６）としては、オレイン酸、リノール酸などが挙げられる。
【００５３】
このエステル交換反応は、第１の方法と同様に行われ、使用する溶媒も、第１の方法と同様の溶媒が用いられる。分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）、モノカルボン酸（６）、および酵素の添加量は、特に制限されない。通常、反応液中に、基質（分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）およびモノカルボン酸（６））の合計量が、１質量％〜８０質量％、好ましくは５質量％〜５０質量％となるように添加される。分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）とモノカルボン酸（６）との割合は、分岐鎖ジカルボン酸ジエステル（４）１モルに対して、モノカルボン酸（６）が１モル以上となるように設定することが好ましい。酵素の添加量は、基質量に応じて適宜設定される。
【００５４】
上記第１、第２および第３のエステル交換方法における反応条件（反応温度、反応時間、および反応液中のｐＨなど）は、エステル化反応と同様の条件が適用される。
【００５５】
分岐鎖ジカルボン酸モノエステル（１）の回収は、当業者が通常行う方法、例えば、溶媒抽出、カラムクロマトグラフィーなどを用いて行われる。
【００５６】
本発明の製造方法によって得られるジカルボン酸モノエステルは、そのままか、あるいは塩、アミン塩、アミドなどに調製されて種々の分野で利用される。例えば、ジカルボン酸モノエステルは、化粧品、医薬品、農薬などの合成中間体として用いられる。さらに、ジカルボン酸モノエステルを構成モノマーとして重合したエポキシ樹脂は、溶解性および反応性に優れている。したがって、エポキシ樹脂材料として用いられる。ジカルボン酸モノエステルの金属塩は、グリース、滑剤、キレート剤、金属イオン封止剤などとして用いられる。ジカルボン酸モノエステルのアルキルアミン塩は潤滑加工油、防錆剤として用いられる。そして、ジカルボン酸モノエステルの酸ハライドを経由して得られるジカルボン酸エステルアミドは、化粧品材料、乳化剤、エポキシ樹脂硬化剤などとして用いられる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明の分岐鎖ジカルボン酸モノエステル（１）の製造方法を実施例によりさらに詳しく説明するが、これらに限定されるものではない。
【００５８】
（実施例１：エステル化反応−１）
２−メチルノナン二酸５０６ｍｇ（２．５ｍｍｏｌ）と、メタノール２００μＬ（５．０ｍｍｏｌ）と、アセトン４．８ｍＬとを混合した。この混合液に、キャンディダ・アンタークティカ（Candida antarctica）由来の固定化リパーゼＮｏｖｏｚｙｍ４３５（ノボザイムズジャパン株式会社）５０ｍｇを添加して、１３０ｒｐｍで振盪しながら、４０℃にて５時間反応させた。反応終了後、固定化リパーゼを除き、得られた反応液について高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルが得られたことを確認した。なお、得られた２−メチルノナン二酸モノメチルエステルをＮＭＲにて分析したところ、１級のカルボン酸がメチル化されていたものがほとんどであった。
【００５９】
さらに、酵素の基質選択性について以下のようにして評価した。まず、上記ＨＰＬＣの測定結果から、反応液中に含有される２−メチルノナン二酸モノメチルエステル、２−メチルノナン二酸ジメチルエステル、および未反応の２−メチルノナン二酸の量を算出し、さらにモノエステルの含有量とジエステルの含有量との比（モノエステル／ジエステル比）を算出した。そしてモノエステル／ジエステル比が３を超える場合は、酵素の基質選択性が高いとし（○）、３以下の場合は、酵素の基質選択性が低い（×）とした。結果を表１に示す。
【００６０】
（実施例２〜４）
表１に示すジカルボン酸（２．５ｍｍｏｌ）およびメタノール（５．０ｍｍｏｌ）をそれぞれ用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ジカルボン酸モノメチルエステルを得た。ジカルボン酸を基質とした場合の酵素の選択性について実施例１と同様に評価した。結果を表１に併せて示す。
【００６１】
（比較例１〜６）
表１に示すジカルボン酸（２．５ｍｍｏｌ）およびメタノール（５．０ｍｍｏｌ）をそれぞれ用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ジカルボン酸モノメチルエステルを得た。ジカルボン酸を基質としたときの酵素の基質選択性について実施例１と同様に評価した。結果を表１に併せて示す。
【００６２】
（比較例７〜１１）
１０００ｍＬ容量の４つ口フラスコに、ドデカン二酸２３０ｇ（１．０ｍｏｌ）、メタノール３２．０ｇ（１．０ｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸１．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、およびトルエン３００ｍＬを加え、攪拌しながら３時間加熱還流させた。冷却した後、水を加えて水洗し、濃縮した（比較例７）。メタノールを表２に記載の量に変更したこと以外は上記と同様にして濃縮液を得た（比較例８〜１１）。
【００６３】
得られた各濃縮液についてＨＰＬＣを用いて、２−メチルノナン二酸モノメチルエステル、２−メチルノナン二酸ジメチルエステル、および未反応の２−メチルノナン二酸の量を算出し、さらにモノエステルの含有量とジエステルの含有量との比（モノエステル／ジエステル比）を算出した。そしてモノエステル／ジエステル比が３を超える場合は、選択性が高いとし（○）、３以下の場合は、選択性が低い（×）とした。結果を表２に示す。
【００６４】
【表１】
2008079526.tif 000002
【００６５】
【表２】
2008079526.tif 000003
【００６６】
表１の結果から、実施例１〜４の分岐鎖を有する非対称のジカルボン酸を用いる方法は、モノエステル／ジエステル比が高く、酵素の基質選択性も良好であることがわかる。他方、比較例１〜５の分岐鎖を有する非対称のジカルボン酸以外のジカルボン酸を用いた場合は、ジカルボン酸モノメチルエステルが得られるものの、モノエステル／ジエステル比は低く、酵素に基質選択性があるとはいえなかった。これらのことは本発明の方法が、ジカルボン酸モノエステルを効率的に得る方法として有効であることを示す。特にジカルボン酸として２−メチルノナン二酸を用いた場合（実施例１）および２−ブチルオクタン二酸を用いた場合（実施例３）は、副生成物（ジメチルエステル）の生成量が２％未満と低く、酵素の基質選択性が特に優れていることがわかる。
【００６７】
表２の結果から、分岐鎖を有する非対称のジカルボン酸以外のジカルボン酸を用いて化学法によって合成する方法は、モノエステル／ジエステル比が低く、ジカルボン酸モノエステルを効率的に得る方法として有効でなかった。
【００６８】
（実施例５〜１０：エステル化反応−２）
メタノールの代わりに、表３に示す各種アルコールを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ジカルボン酸モノエステルを得た（実施例５〜１０）。なお、実施例７のｓｅｃ−ブチルアルコールを用いた場合は、反応が十分に進行しなかったため、反応時間を５時間から２４時間に延長した。酵素の基質選択性について、実施例１と同様に評価した。結果を表３に示す。なお、実施例１の結果も併せて表３に示す。
【００６９】
【表３】
2008079526.tif 000004
【００７０】
表３の結果から明らかなように、実施例１および実施例５〜１０のエステル化反応の生成物は、いずれもモノエステル／ジエステル比が高く、酵素の基質選択性も良好であった。上記の方法は、いずれも副生成物（ジエステル）の量が２％未満と低く、特に酵素の基質選択性に優れていた。
【００７１】
（実施例１１：エステル化反応−３）
２−メチルノナン二酸５０６ｍｇ（２．５ｍｍｏｌ）、ラウリルアルコール１．４ｇ（７．５ｍｍｏｌ）、イオン交換水０．５ｍＬをサンプル管に入れた。さらに、固定化したリパーゼＡＰ（Aspergillus niger由来、天野エンザイム株式会社）を２００Ｕ／ｇとなるように添加し、５００ｒｐｍで振盪しながら、４０℃にて２４時間反応させた。反応終了後、リパーゼを除き、得られた反応液について高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて測定し、２−メチルノナン二酸モノラウリルエステルが得られたことを確認した。
【００７２】
さらに、２−メチルノナン二酸を基質とした場合の酵素の基質選択性について実施例１と同様にして評価した。結果を表４に示す。
【００７３】
（実施例１２〜１５）
リパーゼＡＰの代わりに、リパーゼＯＦ（Candida rugosa由来、名糖産業株式会社）、リパーゼＱＬＭ（Alcaligenes sp.由来、名糖産業株式会社）、リパーゼＰＳ（Burkholderia sp.由来、天野エンザイム株式会社）、およびリパーゼＳＬ（Burkholderia cepacia由来、名糖産業株式会社）をそれぞれ用いたこと以外は、実施例１１と同様にして、２−メチルノナン二酸モノラウリルエステルを得た。これらの酵素の基質選択性について実施例１と同様にして評価した。結果を表４に併せて示す。
【００７４】
【表４】
2008079526.tif 000005
【００７５】
表４の結果から明らかなように、実施例１１〜１５のいずれの酵素を用いた場合においても、エステル化反応の生成物は、いずれもモノエステル／ジエステル比が高く、かつ酵素の選択性も良好であった。特にCandida rugosa由来のリパーゼＯＦを用いた場合（実施例１２）は、ジカルボン酸ジラウリルエステルが生成されず、ジカルボン酸モノラウリルエステルのみが得られた。この酵素は、基質の選択性に特に優れていた。
【００７６】
（実施例１６〜２０：エステル化反応−４）
アセトンの代わりに、表５に示す各種有機溶媒を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルを得た（実施例１６〜２０）。ジカルボン酸を基質とした場合の酵素の基質選択性について、実施例１と同様に評価した。結果を表５に示す。なお、実施例１の結果も併せて表５に示す。
【００７７】
【表５】
2008079526.tif 000006
【００７８】
表５の結果から、本発明の方法は、用いる有機溶媒に制限されず、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルが高い割合で得られることがわかる。特にアセトン、クロロホルム、またはテトラヒドロフランを用いた場合は、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルが優先的に生成された。
【００７９】
（実施例２１：エステル分解反応−１）
２−メチルノナン二酸ジメチルエステル５７６ｍｇ（２．５ｍｍｏｌ）およびイオン交換水９０μＬ（５．０ｍｍｏｌ）を反応容器に入れた。さらに、固定化タリパーゼ（Rhizopus oryzae由来、天野エンザイム株式会社）を２００Ｕ／ｇとなるように添加し、１３０ｒｐｍで振盪しながら、４０℃にて２時間反応させた。反応終了後、濾過し、濾液について高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて測定し、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルが得られたことを確認した。上記ジメチルエステルを基質とした場合の酵素の基質選択性について実施例１と同様にして評価した。結果を表６に示す。
【００８０】
（実施例２２〜３０）
表６に示す各酵素を用いたこと以外は、実施例２１と同様にして、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルを得、酵素の基質選択性について評価した。結果を表６に併せて示す。
【００８１】
【表６】
2008079526.tif 000007
【００８２】
表６の結果から明らかなように、実施例２１〜３０のいずれの酵素を用いた場合においても、得られるモノエステル／ジエステル比が高く、かつ酵素の基質選択性も良好であった。特にタリパーゼ（実施例２１）、リパーゼＡＰ（実施例２３）、リパーゼＱＬＭ（実施例２６）、リパーゼＬＰＬ（東洋紡績株式会社）（実施例２７）、リパーゼＴＬ（名糖産業株式会社）（実施例２８）、リパーゼＰＳ（実施例２９）、またはリパーゼＳＬ（実施例３０）を用いた場合は、ジカルボン酸が生成されず、ジカルボン酸モノメチルエステルのみが得られ、これらの酵素の基質選択性が特に優れていることがわかる。
【００８３】
（実施例３１：エステル分解反応−２）
２−メチルノナン二酸ジメチルエステル５７６ｍｇ（２．５ｍｍｏｌ）、イオン交換水９０μＬ（５．０ｍｍｏｌ）、およびｔｅｒｔ−ブチルアルコール４．９１ｍＬをスクリュー管に入れた。さらに、Ｎｏｖｏｚｙｍ４３５を２５ｍｇ添加し、１３０ｒｐｍで振盪しながら、４０℃にて２時間反応させた。反応終了後、濾過し、濾液について高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて測定し、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルが得られたことを確認した。このジカルボン酸モノエステルの選択性について実施例１と同様にして評価した。結果を表７に示す。なお、得られた２−メチルノナン二酸モノメチルエステルをＮＭＲにて分析したところ、１級のカルボン酸のエステル結合が優先的に分解されていることがわかった。
【００８４】
（実施例３２〜３９）
ｔｅｒｔ−ブチルアルコールの代わりに、表７に示す有機溶媒を用いたこと以外は、実施例３１と同様にして、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルを得、酵素の基質選択性について評価した。結果を表７に併せて示す。
【００８５】
【表７】
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【００８６】
表７の結果から、本発明の方法は、特に用いる有機溶媒に制限されず、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルが高い割合で得られることがわかる。特にアセトンまたはクロロホルムを用いた場合は、ジカルボン酸が生成されず、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルのみが得られ、酵素の基質選択性に特に優れることがわかる。
【００８７】
上記の表６および表７の結果を併せて考慮すると、本発明の方法は、有機溶媒の有無および有機溶媒の種類に特に制限されないことがわかる。
【００８８】
（実施例４０：エステル交換反応）
２−メチルノナン二酸５０６ｍｇ（２．５ｍｍｏｌ）、オレイン酸メチル１．５ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、およびアセトン４．８ｍＬを反応容器に入れた。さらに、Ｎｏｖｏｚｙｍ４３５を５０ｍｇ添加し、撹拌しながら、４０℃にて５時間反応させた。反応終了後、固定化リパーゼを除き、得られた反応液について高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて測定し、２−メチルノナン二酸モノメチルエステルが得られたことを確認した。この２−メチルノナン二酸モノメチルエステルの割合は、４０．０％であり、酵素の基質選択性は良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の方法によれば、純度の高いジカルボン酸モノエステルが効率よく得られる。このジカルボン酸モノエステルは、種々の化成品、化粧品、医薬品、農薬などの合成中間体として有用である。