(57)【要約】単一の所望の立体異性体を、下記式（ＩＩＩ）（ここで、Ｒ１は、イソプロパノール基、イソプロピル基またはイソプロピレン基を表す。）の化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物から分離する方法は、ラセミ混合物を好適な有機溶媒中で、エステル化剤、および所望の立体異性体の−ＯＨ基を立体選択的にエステル化する立体特異性酵素と、所望の立体異性体の所望の割合（％）を下記式（ＩＶ）（ここで、Ｒ１は、前記と同じ意味を表し、およびＲ４は、アルキル基またはアリール基である。）で表される化合物に転化して、式（ＩＶ）の化合物、有機溶媒、下記式（ＩＩＩ）の化合物の非転化立体異性体、過剰なエステル化剤および前記反応の副生物を包含する第１反応生成物を得るのに十分な時間接触させる工程、および下記式（ＩＶ）の化合物を第１反応生成物から分離する工程を含む。前記方法は、特に（−）メントールの製造に利用される。【化１】2004502744.tif 000010
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の所望の立体異性体を、式ＩＩＩ：
【化１】
2004502744.tif 000006
（ここで、Ｒ１は、イソプロパノール基、イソプロピル基またはイソプロピレン基を表す。）
の化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物から分離する方法であって、
（１）ラセミ混合物を好適な有機溶媒中、エステル化剤、および所望の立体異性体の−ＯＨ基を立体選択的にエステル化する立体特異性酵素と、所望の立体異性体の所望の割合（％）を式ＩＶ：
【化２】
2004502744.tif 000007
（ここで、Ｒ１は、前記と同じ意味を表し、およびＲ４は、アルキル基またはアリール基である。）
の化合物に転化するのに十分な時間接触させて、式ＩＶの化合物、有機溶媒、式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体、過剰なエステル化剤および前記反応の副生物を包含する第１反応生成物を得る工程、および
（２）式ＩＶの化合物を第１反応生成物から分離する工程
を含む方法。
【請求項２】
前記工程（２）が、以降の副工程：
（２）（ａ）第１反応生成物を酵素から分離する工程、
（２）（ｂ）第１反応生成物から有機溶媒、過剰のエステル化剤および前記反応の副生物を除去して、式ＩＶの化合物と式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体とを包含する第２反応生成物を得る工程、および
（２）（ｃ）式ＩＶの化合物を第２反応生成物から分離して、式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体を含む第３反応生成物を残す工程
を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
工程（２）の後で、
（３）第３反応生成物中の式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体をラセミ化して、式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体の混合物を含有する第４反応生成物を生成し、そして該第４反応生成物を工程（１）に再循環させる工程
を含む請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
工程（３）の後で、
（４）式ＩＶの化合物を加水分解して、式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体を得る工程
を含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
Ｒ１がイソプロパノール基またはイソプロピレン基である場合に、工程（４）の前にまたは後で、式ＩＶの化合物または式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体を還元工程に付してＲ１をイソプロピル基に転化する請求項４記載の方法。
【請求項６】
工程（１）の前に、以下の工程：
（ａ）式Ｉ：
【化３】
2004502744.tif 000008
（ここで、Ｒ２は、メチル基またはヒドロキシメチル基を表し、そしてＲ３はＨ、塩基性金属、ベンジル基またはアリル基を表す。）
の化合物を触媒存在下でアルキル化剤と反応させて式ＩＩ：
【化４】
2004502744.tif 000009
（ここで、Ｒ１は請求項１で定義したものとおなじであり、そしてＲ２およびＲ３は前記と同じ意味を表す。）
の化合物を生成する工程、および
（ｂ）式ＩＩの化合物を触媒存在下で水素化して、式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物を生成する工程
を含む請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
工程（１）において、溶媒が、イソオクタン、ｎ−ヘプタン、デカン、メチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルメチルエーテル、キシレン、灯油、ペンタン、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、ブタノール、トルエン、イソプロパノール、乳酸エチルおよびアセトンから成る群より選択される請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
工程（１）において、溶媒がｎ−ヘプタンである請求項７記載の方法。
【請求項９】
工程（１）において、エステル化剤が、酢酸ビニル、酢酸ブチル、オクタン酸、酢酸イソプルペニル、酪酸ビニル、乳酸エチルおよび酢酸エチルから成る群より選択される請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
工程（１）において、エステル化剤が酢酸ビニルである請求項９記載の方法。
【請求項１１】
工程（１）において、エステル化剤が、式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体とのモル比０．５：１〜３０：１（両端を含む）で使用される請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
工程（１）において、立体特異性酵素が、Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａリパーゼ、ブタ膵臓リパーゼ、蛍光菌リパーゼ、コウジカビリパーゼ、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｖｅｕｓリパーゼ、Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａリパーゼ、Ｍｕｃｏｒ ｊａｖａｎｉｃｕｓリパーゼ、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ａｒｒｈｉｚｕｓリパーゼ、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ． Ｂ型リポタンパク質リパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａリポタンパク質リパーゼ、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍリポタンパク質リパーゼ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｅｒｍｏｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｉｕｓエステラーゼ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓエステラーゼ、Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉエステラーゼ、ブタ肝臓エステラーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａリパーゼ、Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｉｔｉｃａ Ｂリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａ Ａリパーゼ、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＣＲ、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＣＲ（スラリー）、ブタ肝臓エステラーゼ、ペニシリンアシラーゼ、サブチリシンＣａｒｌｓｂｅｒｇ、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＢＬ（スラリー）、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＰＣ（スラリー）、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＥＣ（スラリー）、コウジカビプロテアーゼ、ＰｅｐｔｉＣＬＥＣ−ＴＲ（スラリー）、ＥＳＬ−００１−０１、安定化剤含有ＥＳＬ−００１−０１、ＥＳＬ−００１−０２、ＥＳＬ−００１−０３、ＥＳＬ−００１−０５、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ４（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ５（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａフラクションＡ）、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ１（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ）、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ６（ブタ膵臓）、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ７、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ８、Ｎａｐｒｏｘｅｎエステラーゼ、Ｌｉｐｏｍａｘ、Ｇｅｎｚｙｍｅ、リポタンパク質リパーゼ、Ｎｏｖｏｚｙｍｅ８６８、Ｎｏｖｏｚｙｍｅ４３５、固定化Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａリパーゼ、Ｎａｇａｓｅ酵素、リパーゼＡ−１０ＦＧ（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｊａｖａｎｉｃｕｓ）、ＡｍａｎｏＡＹＳ、ＡｍａｎｏＰＳ、ＡｍａｎｏＰＳＤ、ＡｍａｎｏＡＫＤ１１およびＡｍａｎｏＡＫＤ１１１から成る群より選択される請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
工程（１）において、酵素がＡｍａｏｎｏＡＫリパーゼ酵素である請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
工程（１）において、立体特異性酵素が、式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物と、好適な有機溶媒とエステル化剤との混合物１の１ｇ／Ｌ〜６０ｇ／Ｌ（両端を含む）の量で使用される請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
工程（１）が２０℃〜１００℃（両端を含む）までの温度において、大気圧下またはそれより高い圧力下で行われる請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
工程（２）（ａ）の後で、立体特異性酵素が工程（１）に再循環される請求項２〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
工程（１）において、立体特異性酵素が、該立体特異性酵素を反応容器内に保持する連続システムで使用され、および工程（２）（ａ）において、第１反応生成物が、酵素を残したまま反応容器から出ていく請求項２〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
工程（４）において、加水分解が、塩基の存在下、好適溶媒中で、溶媒の沸点より低い温度または反応が行われる圧力下での反応混合物の還元温度よりも低い温度において行われる請求項４〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
式ＩＩＩの化合物において、Ｒ１がイソプロピル基を表す請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、（−）メントールおよびその類似化合物の製造方法に関する。
【０００２】
（−）メントールは、世界中で最もよく売れている香料化合物の一つであり、年間約１１８００トン生産されている。そのペパーミントの香りと冷たい感覚は、多くの製品、主にメントール系タバコや、練り歯磨き粉、マウスウォッシュおよびチューインガムなどの口腔衛生製品に使用されている。医薬品およびヘルスケア製品は、咳止めトローチ、シェービングクリームおよび局所鎮痛剤（ｔｏｐｉｃａｌ ａｎａｌｇｅｓｉｃｓ）などの種々の製品類にメントールを使用している。
【０００３】
季節の変化や乏しい農業経験のために、最も供給量の多い国であるインドと中国からの天然メントールの性能は、時々不安定である。これに加えて、限られた量のペパーミントだけを植えて、天然メントールの供給を制限していることがある。メントールの残りの需要は、合成メントールに当たる。
【０００４】
感覚刺激性の（ｏｒｇａｎｏｌｅｐｔｉｃａｌｌｙ）天然および合成メントールは、完全に交換可能であり、僅かな違いは大抵、製品開発中に排除されている。さらに、合成メントールは、天然メントールに含まれる不純物を含まないため、より純粋で、しかもより一貫性のある味および香気プロフィールを有する。
【０００５】
（−）−メントールおよびその類似化合物の製造では、新しい方法が常に必要とされている。
【０００６】
発明の要旨
本発明によれば、単一の所望の立体異性体を、式ＩＩＩ：
【化５】
2004502744.tif 000002
（ここで、Ｒ１は、イソプロパノール基、イソプロピル基またはイソプロピレン基を表す。）
の化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物から分離する方法であって、
（１）ラセミ混合物を、好適な有機溶媒中、エステル化剤および所望の立体異性体の−ＯＨ基を立体選択的にエステル化する立体特異性酵素と、所望の立体異性体の所望の割合（％）を式ＩＶ ：
【化６】
2004502744.tif 000003
（ここで、Ｒ１は、前記と同じ意味を表し、およびＲ４は、アルキル基またはアリール基である。）
の化合物に転化するのに十分な時間接触させて、式ＩＶの化合物、有機溶媒、式ＩＩＩの化合物の非転化立体異性体、過剰なエステル化剤および前記反応の副生物を包含する第１反応生成物を得る工程、および
（２）式ＩＶの化合物を第１反応生成物から分離する工程
を含む方法が提供される。
【０００７】
工程（２）は、好ましくは以降の副工程を含む。
（２）（ａ）第１反応生成物を酵素から分離する工程、
（２）（ｂ）第１反応生成物から有機溶媒、過剰のエステル化剤および反応副生物を除去して、式ＩＶの化合物と式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体とを包含する第２反応生成物を得る工程、および
（２）（ｃ）式ＩＶの化合物を第２反応生成物から分離して、式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体を含む第３反応生成物を残す工程。
【０００８】
本発明の方法は、好ましくは、
（３）第３反応生成物中の式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体をラセミ化して、式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体の混合物を含有する第４反応生成物を生成し、そして第４反応生成物を工程（１）に再循環させる工程
を更に含む。
【０００９】
本発明の方法は、好ましくは、
（４）式ＩＶの化合物を加水分解して、式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体を得る工程
を更に含む。
【００１０】
本発明の方法では、Ｒ１がイソプロパノール基またはイソプロピレン基である場合、工程（４）の前にまたは後で、式ＩＶの化合物または式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体を還元工程に付してＲ１をイソプロピル基に転化してもよい。
【００１１】
本発明の方法は、好ましくは、工程（１）の前に以降の工程を包含する。
（ａ）式Ｉ：
【化７】
2004502744.tif 000004
（ここで、Ｒ２は、メチル基またはヒドロキシメチル基を表し、そしてＲ３はＨ、塩基性金属、ベンジル基またはアリル基を表す。）
の化合物を触媒存在下でアルキル化剤と反応させて式ＩＩ：
【化８】
2004502744.tif 000005
（ここで、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は前記と同じ意味を表す。）
の化合物を生成する工程、および
（ｂ）式ＩＩの化合物を触媒存在下で水素化して、式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物を生成する工程。
【００１２】
態様の説明
発明の要点は、式ＩＩＩの化合物の単一の所望の立体異性体を、式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物から、立体特異性酵素を用いたエステル化によって分離する方法である。
【００１３】
本発明の方法は、以降に説明するようなより大規模なプロセスの一部を構成し得る。
【００１４】
第１の工程である前記方法の工程（ａ）は、式Ｉの化合物を、プロピレン、イソプロパノールまたはアセトンなどのアルキル化剤を用いて触媒存在下でアルキル化して式ＩＩの化合物を生成することである。
【００１５】
前記触媒は、ＡｌＣｌ３、ＳｎＣｌ４、ＢＦ３、ＺｎＣｌ２またはＦｅＣｌ３などのルイス酸触媒、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈ２ＳＯ４またはＨ３ＰＯ４などのブレンステッド酸、担体上のポリリン酸であるＥｎｖｉｒｏｃａｔＥＰＩＣまたは担体上の塩化鉄（ＩＩＩ）であるＥｎｖｉｒｏｃａｔＥＰＺ１０などの好適な担持触媒、または固体のリン酸、あるいは好ましい触媒である好適なゼオライト触媒であってよい。
【００１６】
工程（ａ）は、塩素化溶媒（例えば、ジクロロメタン、クロロホルムまたはジクロロエタン）などの溶媒の存在下で行われてよいが、溶媒の存在は必須ではない。
【００１７】
工程（ａ）は、バッチ反応として、または連続気相もしくは液相反応として行われてよい。
【００１８】
工程（ａ）において、反応中および反応後の反応温度は４５０℃以下であってよい。　　【００１９】
工程（ａ）は、空気中、あるいはアルゴンまたは窒素などの不活性雰囲気下で行われてよい。
【００２０】
式Ｉの化合物は、好ましくはｍ−クレゾールであり、そのため、式ＩＩの化合物は好ましくはチモールである。
【００２１】
工程（ａ）の終点で、触媒を除去するかまたは不活性化し、そして含まれている溶媒を除去する。式ＩＩの必要とされる化合物を、反応混合物から蒸留等によって単離する。非反応のアルキル化剤および反応副生物は、工程（ａ）に再循環させてよい。
【００２２】
第２の工程である前記方法の工程（ｂ）は、式ＩＩの化合物を、好適な触媒と水素ガスを用いた水素化によって式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物に還元することである。
【００２３】
前記触媒は、一般に、均質反応水素化で使用されるＰｄ（ＯＡｃ）２など、または均質触媒水素化で使用される担持パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、ニッケル、スポンジニッケルおよび２ＣｕＯ・Ｃｒ２Ｏ３などであってよい。
【００２４】
好ましい触媒はニッケル触媒である。
【００２５】
触媒添加量は、０．０１〜２０％、好ましくは０．５〜５％であってよい。
【００２６】
工程（ｂ）は、溶媒を用いてまたは用いずに行われてよい。溶媒を使用する場合、それは、触媒的な水素化に用いられる溶媒であればよく、例えば、炭化水素または水性苛性アルカリが挙げられる。
【００２７】
工程（ｂ）は、好ましくは、８０℃〜３００℃まで（両端を含む）の高温、好ましくは１６０℃〜２００℃（両端を含む）で行われる。
【００２８】
工程（ｂ）は、５０ｂａｒ以下、好ましくは５〜３５ｂａｒ（両端を含む）の間の水素圧を用いて行われる。
【００２９】
式ＩＩの化合物がチモールであれば、メントールの４対のジアステレオ異性体のラセミ混合物、すなわち、（±）−メントール、（±）−イソメントール、（±）−ネオメントールおよび（±）−ネオイソメントール、そして２種の中間体（±）−メントンおよび（±）−イソメントンが形成される。
【００３０】
工程（ｂ）の終点において、触媒を、蒸留などによって除去するか、または不活性化し、そして溶媒を除去する。
【００３１】
本発明の次の工程、工程（１）は、本発明の方法の鍵工程である。
【００３２】
水素化工程（構成（ｂ））からの式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物を、好適な有機溶媒中でエステル化剤、および式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体の−ＯＨ基を立体選択的にエステル化する立体特異性酵素と、所望の立体異性体の所望の割合を式ＩＶの化合物に転化するのに十分な時間接触させて、式ＩＶの化合物、有機溶媒、式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体、過剰のエステル化剤および前記反応の副生物を包含する第１反応生成物を生成する。
【００３３】
前記反応は、式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体と、実質上未反応のまま残存する式ＩＩＩの他の立体異性体との立体選択的なエステル化であるが、少量の他の立体異性体も酵素によってエステル化され得る。
【００３４】
式ＩＩＩの化合物のＲ１がイソプロピル基であれば、前記化合物は、８種の立体異性体から成るメントールに相当する。メントールの所望の立体異性体は、（−）−異性体であって、これは、好適な酵素を用いて（−）−メンチルエステルに選択的にエステル化され得る。
【００３５】
好適な有機溶媒は、酵素触媒作用されたエステル化反応に一般に使用される溶媒であってよく、イソオクタン、ｎ−ヘプタン、デカン、メチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルメチルエーテル、キシレン、灯油（Ｃ５−Ｃ６パラフィン、ｋｅｒａｓｏｌ　６０／１１５）、（Ｃ７−Ｃ８パラフィン、ｋｅｒａｓｏｌ　９４／１２５）、ペンタン、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、ブタノール、トルエン、イソプロパノール、乳酸エチルおよびアセトンを包含する。
【００３６】
好ましい有機溶媒はｎ−ヘプタンである。
【００３７】
式ＩＩＩの化合物のラセミ混合物に対して用いられる有機溶媒の量は、好ましくは、体積基準で、５％〜８０％ラセミ混合物　対　有機溶媒９５％〜２０％の範囲である。
【００３８】
有機溶媒がｎ−ヘプタンであるとき、ラセミ混合物は、ｎ−ヘプタン中、２０％の量で好ましく使用される。
【００３９】
エステル化剤は、例えば、酢酸ビニル、酢酸ブチル、オクタン酸、酢酸イソプルペニル、酪酸ビニル、乳酸エチルおよび酢酸エチルのような好適なエステル化剤であってよい。
【００４０】
好ましいエステル化剤は酢酸ビニルである。
【００４１】
エステル化剤は、式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体とのモル比０．５：１〜３０：１で使用されてよい。エステル化剤と式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体との好ましいモル比は、酢酸ビニルをエステル化剤として使用する場合、約２：１である。
【００４２】
酵素は、式ＩＩＩの化合物の−ＯＨ基を立体選択的にエステル化する立体特異性酵素である。
【００４３】
酵素は、微生物に含まれているか、または微生物の成長に必要な媒体中に分泌され、あるいは半精製または精製された形態で市販されていることもある。微生物は、微生物の遺伝子工学のプロセスを通じて好適な酵素を生成する能力を備えていてもよい。
【００４４】
前記エステル化プロセスを行うことができる酵素および微生物の例は、リパーゼ、エステラーゼまたはプロテアーゼ様の活性を示すものを包含する。
【００４５】
好適な酵素としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。
フルカ（Ｆｌｕｋａ）製の酵素：Ｃａｎｄｉｄａ ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａリパーゼ、ブタ膵臓リパーゼ、蛍光菌リパーゼ、コウジカビリパーゼ、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｖｅｕｓリパーゼ、Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａリパーゼ、Ｍｕｃｏｒ ｊａｖａｎｉｃｕｓリパーゼ、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ａｒｒｈｉｚｕｓリパーゼ、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｒｏｑｕｅｆｏｒｔｉリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ． Ｂ型リポタンパク質リパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａリポタンパク質リパーゼ、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍリポタンパク質リパーゼ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｅｒｍｏｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｉｕｓエステラーゼ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓエステラーゼ、Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉエステラーゼ、ブタ肝臓エステラーゼ、
アルタス（Ａｌｔｕｓ）製の酵素：Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａリパーゼ、Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｉｔｉｃａ Ｂリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａ Ａリパーゼ、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＣＲ、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＣＲ（スラリー）、ブタ肝臓エステラーゼ、ペニシリンアシラーゼ（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｎ ａｃｙｌａｓｅ）、サブチリシン（Ｓｕｂｔｉｌｉｓｉｎ） Ｃａｒｌｓｂｅｒｇ、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＢＬ（スラリー）、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＰＣ（スラリー）、Ｃｈｉｒｏ−ＣＬＥＣ−ＥＣ（スラリー）、コウジカビプロテアーゼ、ＰｅｐｔｉＣＬＥＣ−ＴＲ（スラリー）、
リコンビナント・バイオカタリシス（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ Ｂｉｏｃａｔａｌｙｓｉｓ）製の酵素：ＥＳＬ−００１−０７、ＥＳＬ−００１−０１、安定化剤含有ＥＳＬ−００１−０１、ＥＳＬ−００１−０２、ＥＳＬ−００１−０３、ＥＳＬ−００１−０５、
ベーリンガー−マンハイム（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ−Ｍａｎｎｈｅｉｍ）製の酵素：Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ４（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ５（Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａフラクションＡ）、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ１（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ）、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ６（ブタ膵臓）、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ７、Ｃｈｉｒａｚｙｍｅ Ｌ８、
ヒスト−ブロカデス社（Ｇｉｓｔ−Ｂｒｏｃａｄｅｓ）製の酵素：Ｎａｐｒｏｘｅｎエステラーゼ、Ｌｉｐｏｍａｘ、Ｇｅｎｚｙｍｅ、リポタンパク質リパーゼ、
ノヴォ（Ｎｏｖｏ）製の酵素：Ｎｏｖｏｚｙｍｅ８６８、Ｎｏｖｏｚｙｍｅ４３５、固定化Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａリパーゼ、Ｎａｇａｓｅ酵素、リパーゼＡ−１０ＦＧ（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｊａｖａｎｉｃｕｓ）、
天野（Ａｍａｎｏ）製の酵素：ＡｍａｎｏＡＹＳ、ＡｍａｎｏＰＳ、ＡｍａｎｏＰＳＤ、ＡｍａｎｏＡＫＤ１１、ＡｍａｎｏＡＫＤ１１１。
【００４６】
好ましい酵素は、日本国天野社製のＡｍａｏｎｏＡＫリパーゼ酵素である。
【００４７】
酵素は、遊離形態で使用されても、または珪藻土などの好適な担体に固体されていてもよい。
【００４８】
酵素は、好ましくは、反応混合物（すなわち、式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体のラセミ混合物、好適な有機溶媒およびエステル化剤を含むもの）の１ｇ／Ｌ〜６０ｇ／Ｌの量で使用する。
【００４９】
前記分解（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）工程は、好ましくは、２０℃〜１００℃までの温度において、大気圧下またはそれより高い圧力下で行われる。酵素がＡｍａｏｎｏＡＫであるとき、好ましい反応温度は約５０℃である。
【００５０】
前記分解反応は、式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体の所望の割合を式ＩＶの化合物に転化するのに十分な時間継続する。一般には、ラセミ混合物に含まれる他の立体異性体のエステル化に進行する反応を伴わずに、できるだけ多くの所望の立体異性体を式ＩＶの化合物に転化することが望ましい。
【００５１】
反応時間は、反応をバッチモードで行う場合、好ましくは約２４時間以内である。
【００５２】
本発明の方法の次の工程、工程（２）（ａ）は、第１反応生成物を酵素から分離することであるので、酵素は再循環され得る。この工程は、遠心分離または濾過などによって達成できる。
【００５３】
本発明の方法の主な利点は、酵素を前記分解工程へ何回も再循環でき、それによって本発明の方法の経済性を向上できることである。
【００５４】
酵素再循環の必要性は、酵素を反応容器内に保持する連続システムでの酵素の使用によって排除されてもよい。前記の式ＩＩＩの化合物のラセミ混合物、有機溶媒およびエステル化剤を反応容器に供給し、ここで、式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体を式ＩＶの化合物にエステル化して、第１反応生成物を形成する。第１反応生成物は、一般に、導入供給速度と同じ速度で、更なる加工のために、反応容器から出ていく。酵素は、一般には、メンブランの使用によって、または担体材料上に固定することにより、あるいは架橋による安定化によって反応容器内に保持され得る。
【００５５】
本発明の方法の次の工程、工程（２）（ｂ）は、有機溶媒、過剰のエステル化剤および反応副生物を除去して、式ＩＶの化合物と式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体を包含する第２反応生成物を得ることである。この工程は蒸留により行われてよい。蒸留では、ｎ−ヘプタンなどのなどの有機溶媒や酢酸ビニルなどの過剰のエステル化剤をカラムの上部で単一流として取り除き、そして後続での再使用のために好適な貯蔵タンクに戻して再循環させる。
【００５６】
本発明の方法の次の工程（２）（ｃ）は、式ＩＶの化合物を第２反応生成物から分離して、式ＩＩＩの化合物の非転化の立体異性体を含む第３反応生成物を残すことである。前記分離は、蒸留により達成され得る。
【００５７】
式ＩＶの化合物において、Ｒ１がイソプロピル基でない場合、Ｒ１基は、この段階かまたは以降に説明するその後のエステル基の加水分解において、還元プロセスを通じてイソプロピル基に転化され得る。このことは、メンチルエステルの所望の立体異性体の製造、または後続の加水分解をもたらし、メントールの所望の立体異性体を製造する。
【００５８】
本発明の方法の次の工程である工程（３）は、第３反応生成物中の非転化の立体異性体をラセミ化して、式ＩＩＩの化合物の８種の立体異性体の混合物を含有する第４反応生成物を生成して、これを本発明の方法の前記分解工程に再循環させることである。
【００５９】
ラセミ化は、好適な触媒により、水素ガスを用いてまたは用いずに、溶媒を用いてまたは用いずに、そして大気圧またはそれ以上の圧力で達成され得る。
【００６０】
この工程は、溶媒を用いて行っても、または溶媒を用いずに行われてもよい。溶媒を使用する場合、溶媒は、触媒作用的水素化に通常使用される溶媒であればよく、大抵は炭化水素または水性苛性アルカリである。
【００６１】
使用される触媒は、均質触媒作用的水素化に通常用いられるＰｄ（ＯＡｃ）２およびＲｕ（ＰＰｈ３）３Ｃｌ２などの触媒、または均質触媒的水素化に通常用いられる担持パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、ニッケル、スポンジニッケルおよび２ＣｕＯ・Ｃｒ２Ｏ３などの触媒、あるいはセライト、ＣｕＯ、ＣｒＯ３、ＣｏＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂａ（ＯＨ）２、ＭｎＯ、Ａｌ（ｉＯＰｒ）３、ＬｎＯ２、ＺｒＯおよびゼオライトなどの固体酸化物であってよい。
【００６２】
反応は、８０℃〜３００℃までの温度（両端を含む）、好ましくは１８０℃〜２２０℃までの温度で行われてよい（両端を含む）。
【００６３】
水素圧は、５０ｂａｒ以下の圧力、好ましくは５〜３５ｂａｒの間（両端を含む）であってよい。
【００６４】
触媒添加量は、０．０１〜２０％の間、好ましくは０．０５〜５％の間であってよい。
【００６５】
工程の終点で、触媒を除去または不活性化し、そして含まれている溶媒を除去する。
【００６６】
このラセミ化工程は、適当な工程（ｂ）（すなわち、水素化工程）と合わせて行われてよい。
【００６７】
本発明の方法の次の工程、工程（４）は、式ＩＶの化合物を式ＩＩＩの化合物の所望の立体異性体へ加水分解することである。この反応は、塩基の存在下で行われてよく、前記塩基は、ナトリウムメトキシドまたはナトリウムエトキシドなどの低級脂肪族アルコールの塩、ＫＯＨ、ＮａＯＨまたはＭｇ（ＯＨ）２などの金属水酸化物、あるいはＮＨ４ＯＨなどのアミン塩基であってよい。
【００６８】
反応は、加水分解反応で一般に使用される溶媒中で行われてよく、溶媒としては、例えば、低級脂肪族アルコールまたは水が挙げられる。前記溶媒の組み合わせを使用してもよい。
【００６９】
反応温度は、選択される溶媒の沸点以下、または反応が行われる圧力下での混合物の還元温度よりも低い温度であってよい。
【００７０】
式ＩＶの化合物において、Ｒ１がイソプロピル基であれば、この化合物（（−）−メンチルエステル）の加水分解によって（−）−メントールが生成される。
【００７１】
最終工程として、式ＩＩＩの化合物の所望の異性体を所望の純度まで蒸留または再結晶などにより精製してよい。
【００７２】
実験作業
本発明の方法に関連して行った種々の実験結果を以下に示す。
【００７３】
実施例１
ｍ−クレゾール（２．０ｇ）およびｏ−リン酸（４モル、例えば、８．５ｇ）を、丸底フラスコに入れて８５℃に加熱した。イソプロパノール（１．１１ｇ）を３０分かけて滴下した。次いで、反応を２５℃まで冷却し、有機相をトルエン（２０ｍＬ）に抽出した。濃厚な有機フラクションのＮＭＲ分析は、ｍ−クレゾールのチモールへの１０％転化を示した。
【００７４】
実施例２
チモール（４．２０ｇ）、シクロヘキサン（５０ｍＬ）および５％Ｐｔ／Ｃ（０．４０ｇ）を３００ｍＬパール（Ｐａｒｒ）オートクレーブ反応室に入れた。密封した後、Ｈ２（気体）（２０ｂａｒ）で満たす前に、この室にＮ２（気体）を一気に流した。反応を１８０℃に加熱し、反応を２時間進行させた。次に、反応を室温まで冷却させて、反応容器内部の圧力を開放し、反応混合物を濾過してメントール立体異性体の混合物を得た（１００％転化チモール、メントールへの８０％選択性）。
【００７５】
実施例３
２ｍＬバイアルに、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａリパーゼ（フルカ製）、蛍光菌リパーゼ（フルカ製）、ペニシリンアシラーゼ（アルタス製）、サブチリシンＣａｒｌｓｂｅｒｇ（アルタス製）、コウジカビプロテアーゼおよびＰｅｐｔｉＣＬＥＣ−ＴＲスラリー（アルタス）を１０または１０ｍｇ秤量した。これに、シクロヘキサン、ヘキサン、ペンタンまたはヘプタン（９６２．７２μＬ）を加えた。異性体メントール（２３μＬ）および酢酸ビニル（１４．２８μＬ）も加えた。これらのバイアルを３０℃または３７℃で２または４８時間インキュベートした。次いで、酵素を遠心分離によって混合物から除去した。試料をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）で分析した。各クロマトグラムについての個々のピークは、（−）−メンチルアセテートの標準試料の対応する保持時間との比較により、（−）−メンチルアセテートであると同定された。
【００７６】
実施例４
凍結乾燥したＡｍａｎｏＡＫ（蛍光菌リパーゼ酵素）は、天野製薬株式会社（Ａｍａｎｏ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏ．（日本））から入手した。濃厚な液体メントールをチモールの水素化によって製造した。このメントールは、メントールの４対のジアステレオ異性体、すなわち（±）−メントール（５１％）、（±）−イソメントール（１４％）、（±）−ネオメントール（２９％）および（±）−ネオイソメントール（２％）を含有していた。１ｍＬの体積を密閉したバッチ反応容器に加えた。酢酸ビニル（５４μＬ）を（−）−メントールとのモル比２：１で加えた。ヘプタンを溶媒として最終反応体積５ｍＬに加えた。この反応容器をシリコンオイル浴中、５０℃でインキュベートし、撹拌式ホットプレートで撹拌した。バッチ時間は、特に断りのない限り２４時間であった。次いで、反応混合物を遠心分離して酵素から生成物を分離した。上澄みをＧＣで分析した（％ｍ／ｍ分析）。得られた（−）−メントールのうち、１００％が、約９８％で、（−）−メンチルアセテートに転化された。酵素は、ヘプタンで洗浄して、新しい基質（液体メントール、酢酸ビニルおよびヘプタン）を再循環後毎に加えることにより、合計１５０回再循環させた。（−）−メントール１８５ｇに相当するメンチルアセテートの量がこの方法で製造された。
【００７７】
実施例５
ＡｍａｎｏＡＫリパーゼ酵素は、Ｃｅｌｉｔｅ５３５を（比１：２で）添加する前に、リン酸塩（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）緩衝液（５ｍＭ、ｐＨ７）に溶解した。混合物を−８０℃で５分間凍結させ、次いで２４時間凍結乾燥させて、固定化酵素を生成した。液体メントール１５．５％（ｖ／ｖ）および酢酸ビニル５．５％（ｖ／ｖ）とｎ−ヘプタン７９％（ｖ／ｖ）を含有する基質混合物を調製した。この混合物を、固定化酵素で充填して直列に配置した５本のカラムを介して供給した。反応温度は５０℃に維持した。最終生成物は、（−）−メンチルアセテートの形成についてＧＣ分析によって分析した。得られた（−）−メントールのうち、１００％が、約９８％で、（−）−メンチルアセテートに転化された。２０６日以内に、固定化酵素１ｇにつき（−）−メントール１０１ｇに相当する（−）−メンチルアセテートの量がこの固定化酵素系で製造された。
【００７８】
実施例６
メタノール（５０．１ｇ）、水（５０．２１ｇ）およびＮａＯＨ（６．０３ｇ、０．１５モル）の溶液を反応容器に入れて６０℃に加熱した。次に、（−）−メンチルアセテート（３０．５３ｇ、１５モル）を反応容器に加えて、反応を３０分間激しく撹拌した。定性ＧＣ分析は、メンチルアセテート５３面積％とメントール４７面積％を示した。
【００７９】
実施例７
（−）−メントール（１００ｇ）およびＮｉ（１％）を丸底フラスコに入れて、還流温度で２時間加熱した。２５℃まで冷却した後、反応混合物をサンプリングした。定性ｍ／ｍ分析は、チモール１７％、メントール２３％およびメントン５４％と共に（＋）−メントール／（±）−メントール２２％を示した。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004502744.tif 000037
【国際調査報告】
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