(57)【要約】本発明は、（−）−メントールおよびその光学活性な異性体８種との混合物またはイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換されたそれらの同等物の（±）混合物を含有する出発材料から、所望の（−）−立体異性体の分離方法である。本発明の方法は、出発材料を、エステル化剤および所望の（１）−立体異性体の−ＯＨ基を立体選択的にエステル化するシュードモナス属リパーゼ酵素と、所望の割合の所望の（−）−立体異性体を所望の（−）エステル化化合物へ転化するのに十分な時間接触させて、所望の（−）エステル化化合物、有機溶媒、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含む第１の反応生成物を得る工程と、所望の（−）エステル化化合物を該第１の反応生成物から分離する工程とを包含する。
2004512838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（−）−メントールと（＋）−メントールの混合物４０〜１００ｍ／ｍ％、
（ｂ）（−）−イソメントールと（＋）−イソメントールの混合物３０ｍ／ｍ％まで、
（ｃ）（−）−ネオメントールと（＋）−ネオメントールの混合物２０ｍ／ｍ％まで、および
（ｄ）（−）−ネオイソメントールと（＋）−ネオイソメントールの混合物１０ｍ／ｍ％まで
またはそれらのイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換された同等の（±）混合物
を含有する出発材料からの、（−）−メントールまたはそのイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換された同等の（−）−立体異性体から選択される所望の（−）−立体異性体の分離方法であって、
（１）前記出発材料を、エステル化剤、および所望の（１）−立体異性体の−ＯＨ基を立体選択的にエステル化するシュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）リパーゼ酵素である立体特異性酵素と、所望の割合の所望の（−）−立体異性体を、その−ＯＨ基が−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ４基（ここで、Ｒ４は、アルキル基、アリール基あるいは水素である。）に転化された所望の（−）エステル化化合物へ転化するのに十分な時間接触させて、所望の（−）エステル化化合物、有機溶媒、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含む第１の反応生成物を得る工程、および（２）所望の（−）エステル化化合物を該第１の反応生成物から分離する工程
を含む、所望の（−）−立体異性体の分離方法。
【請求項２】
前記工程（２）が、以下の副工程：
（２）（ａ）第１の反応生成物を酵素から分離する工程、
（２）（ｂ）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第２の反応生成物を得る工程、および
（２）（ｃ）所望の（−）−エステル化化合物を前記第２の反応生成物から分離して、非転化の立体異性体を含む第３の反応生成物を得る工程
を含む請求項１記載の方法
【請求項３】
前記工程（１）の前に、以下の工程（Ｉ）を含む請求項１または２記載の方法：
（Ｉ）式ＩＩＩ：
【化１】
2004512838.tif 000005
（式中、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。）
で表される化合物の８種の立体異性体のラセミ体混合物を蒸留工程に付して、
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
またはそのイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換されたそれらの同等物
の（±）混合物のうち１種以上の少なくとも一部を、
メントール
またはイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換されたその同等物
の前記（±）混合物から分離して、工程（１）のための出発材料を得る工程。
【請求項４】
前記工程（２）の後で、
（３）非転化の所望の（−）立体異性体と、それ以外の、前記第３の反応生成物中の非転化の立体異性体、および工程（Ｉ）で得た前記式ＩＩＩで表される化合物の６種の他の立体異性体をラセミ化して、前記８種の立体異性体の熱力学的平衡にほぼ等しい混合物を含む第４の反応生成物を生成し、および該第４の反応生成物を工程（Ｉ）へリサイクルする工程
を含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記工程（３）の後に、以下の工程を含む請求項４記載の方法：
（４）前記所望の（−）−エステル化化合物を加水分解して、所望の（−）−立体異性体を得る工程。
【請求項６】
所望の立体異性体または所望の（−）エステル化化合物が、イソプロパノール基またはイソプロピレン基を有する場合、工程（４）の前または後で、所望の（−）エステル化化合物または所望の（−）立体異性体を還元工程に付して、イソプロパノール基またはイソプロピレン基をイソプロピル基に転化する
所望の立体異性体または所望の（−）エステル化化合物が、イソプロパノール基またはイソプロピル基を有する場合、工程（４）の前または後で、所望の（−）エステル化化合物または所望の（−）立体異性体を還元工程に付して、イソプロパノール基またはイソプロピレン基をイソプロピル基に転化する請求項５記載の方法。
【請求項７】
工程（１）において、出発材料が
（ａ）（−）−メントールと（＋）−メントールの混合物約８０ｍ／ｍ％、
（ｂ）（−）−イソメントールと（＋）−イソメントールの混合物約１０ｍ／ｍ％、
（ｃ）（−）−ネオメントールと（＋）−ネオメントールの混合物約６ｍ／ｍ％、および
（ｄ）（−）−ネオイソメントールと（＋）−ネオイソメントールの混合物約４ｍ／ｍ％、
またはイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換されたそれらの同等物の（±）混合物
を含有する請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
工程（１）において、酵素がＡｍａｎｏＡＫリパーゼ酵素である請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
工程（１）が、好適な有機溶媒を用いて行われる請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
工程（１）において、溶媒が、ｔ−ブチルメチルエーテル、シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタンおよびイソオクタンから成る群より選択される請求項９記載の方法。
【請求項１１】
工程（１）において、溶媒がｎ−ヘプタンである請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
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、酢酸イソプロペニル、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１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
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１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、（−）−メントールおよび類似化合物の製造方法に関する。
【０００２】
メントールは、香料産業において非常に多くの研究の主題である。メントールの分子は、３つの非対称性炭素原子を有しており、そのため、合計８種の光学活性な異性体が考えられる。この８種の異性体は、（−）−メントール、（＋）−メントール、（−）−イソメントール、（＋）−イソメントール、（−）−ネオメントール、（＋）−ネオメントール、（−）−ネオイソメントールおよび（＋）−ネオイソメントールである。前記の全ての異性体のうち、（−）−メントールのみが強いリフレッシュ特性を示し、そして香水および薬剤に広く使用されている。そのため、他の異性体からの（−）−メントールの単離は産業上重要である。
【０００３】
前述のように、ラセミ体メントールは、メントールの立体異性的な対を含む。異性体混合物からの（−）−メントールの単離は、結晶化、凍結乾燥または蒸留によって化学的に行うことができる。
【０００４】
チモールの水素化は、結果として８種のメントール異性体を形成する。これらはその後、エステル化され、得られた（−）−メンチルエステルが微生物酵素によって選択的に加水分解されて（−）−メントールをもたらす。遊離酵素または全細胞系の一部としての酵素の使用が、ラセミ体混合物からの（−）−メントールの分離（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）に関して広く研究されている。
【０００５】
広く様々なバクテリア、真菌および酵母がメンチルエステルの加水分解の実行性能を有することは、確認されている。ワイ・ミカミ（Ｙ． Ｍｉｋａｍｉ）著、バイオテクノル・ジーン・エンジニア・レヴュー（Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． Ｇｅｎ． Ｅｎｇｉｎｅｅｒ． Ｒｅｖ．）第６号、２７１〜３２０頁（１９８８年）には、酢酸メンチルを加水分解し得る微生物のうち、バクテリアと真菌が酢酸イソメンチルを更に加水分解することが報告された。
【０００６】
高砂香料（Ｔａｋａｓａｇｏ Ｐｅｒｆｕｍｅｒｙ Ｃｏ． Ｌｔｄ．）に発行された特許（米国特許第３，６０７，６５１号明細書、１９７１年９月２１日）には、カルボン酸加水分解酵素を有する以下の生物がクレームされていた：アオカビ属、グリオクラジウム属（Ｇｌｉｏｃｌａｄｉｕｍ）、トリコデルマ属、ゲオトリチューム属（Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ）、コウジカビ属、プルラリア属（Ｐｕｌｌｕｌａｒｉａ）、フザリウム属、アブシダ属（Ａｂｓｉｄａ）、カニンガメラ属（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｅｌｌａ）、リゾプス属（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）、アクリノムコール属（Ａｃｔｉｎｏｍｕｃｏｒ）、クラミドムコール属（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｕｃｏｒ）、ケカビ属、ジベレラ属（Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌａ）、（ストレプトマイセス属およびバシラス属。これらは全て、（−）−メンチルエステルのみならず、（−）−イソメンチルエステルも加水分解することが分かった。形成されたメントールの２種の異性体は、その後、精留、再結晶およびクロマトグラフィーを用いて分離される。
【０００７】
得られる収率のうちいくつかを例示する。アブシダ属ｈｙａｌｏｓｐｏｒａを用いて２４時間内の（±）−酢酸メンチルの転化率４７．５％；（−）−メントール２８．８％および（−）−イソメントール１７．４％もまた、酢酸メンチルの混合物（（±）−ネオメントール５．８％、（±）−イソメントール３０．４％、（±）−メントール６３．８％およびその他）からトリコデルマ属ｖｉｒｉｄｅを用いて１２時間内に得られた。（±）−酢酸メンチルからは、バシラス属ｓｕｂｔｉｌｕｓ ｖａｒ ｎｉｇｅｒを用いて４８時間後に５０．３％。
【０００８】
（±）−メントールのモノクロロアセテートの立体選択的な加水分解のための新しい方法は、シュードモナス属ｓｐ．ＮＯＦ−５を用いて開発された。これは、アルギノモナス属（ａｌｇｉｎｏｍｏｎａｓ） ｎｏｎｆｅｒｍｅｎｔａｎｓＮＯＦ−５として再分類されると考えられる。
【０００９】
生物は、（±）−酢酸イソメンチルを（−）−イソメントールに加水分解して、しかも（±）−酢酸ネオイソメンチルを非立体特異的に加水分解することも分かった（再度、米国特許第３，６０７，６５１号明細書参照）。
【００１０】
最も広く研究されているリパーゼは、カンジダ属ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａである（これは、カンジダ属ｒｕｇｏｓａとして再分類されている）。これは、（−）−メントールの、ハーマン−ライマー（Ｈａａｒｍａｎｎ−Ｒｅｉｍｅｒ）法から得られるメントール混合物のエステル化によって形成されたエステルからの分離について研究された。前記混合物は、（±）−メントール５５％、（±）−ネオメントール２９％、（±）−イソメントール１４％および（±）−ネオイソメントール２％から構成されていた。使用されるカンジダ属ｒｕｇｏｓａリパーゼ（リパーゼＭＹ、名糖産業株式会社製）によるメントール異性体に関する選択性の順序は、（−）−メントール（１００％）、（−）−イソメントール（４８％）、（−）−ネオイソメントール（３５％）、（−）−ネオメントール（３．３％）、（＋）−メントール（２％）、（＋）−ネオイソメントール（０．６％）および（＋）−ネオメントール（０．１％未満）であった。（−）−メントールエステルおよび（−）−イソメントールエステルが最初は転化された。これは、転化率３５％で生じた。その後、（−）−ネオメントールエステル、（＋）−メントールエステルおよび（＋）−イソメントールエステルが消費された。従って、（−）−メントールをその他の異性体から単離することはできなかった。次に、リパーゼ触媒作用されたエステル合成を用いて２段階反応を試みて、（−）−メントールエステルを多く含む混合物を得た後、リパーゼ触媒作用されたエステル加溶媒分解され、結果として（−）メントールが得られた。この方法は、（−）−イソメントールを完全に排除するには十分ではなく、そして純度が工業規模に適しているとは考えられなかった（バイオフレイヴァー（Ｂｉｏｆｌａｖｏｕｒ）１９８７年、シー・トリアンタフィリデス（Ｃ． Ｔｒｉａｎｔａｐｈｙｌｉｄｅｓ）ら著、（１９８８年）ウォルター・ディアール・グルッター・アンド・コ（Ｗａｌｔｅｒ ｄｒ Ｇｒｕｔｅｒ ＆ Ｃｏ．）ベルリン５３１〜５４２頁参照）。
【００１１】
前述の微生物および酵素はいずれも、（−）メントールが（±）−メントールおよびその他の立体異性体、すなわちイソメントール、ネオメントールおよびネオイソメントールとの混合物中に含まれているときには、高い選択度での（−）−メントールとの反応性を有しない。
【００１２】
国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ０１／０１００８号明細書には、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体混合物から、このラセミ体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、所望の割合の立体異性体を式ＩＶの化合物に転化するのに十分な時間接触させることによって分離して、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成物を包含する第１反応生成物を得て、そして次に、式ＩＶの化合物を前記第１反応生成物から分離する方法が開示されている。
【００１３】
本発明は、前記方法の改良または修正である。
【００１４】
発明の要旨
従って、本発明は、
（ａ）（−）−メントールと（＋）−メントールの混合物４０〜１００ｍ／ｍ％、
（ｂ）（−）−イソメントールと（＋）−イソメントールの混合物３０ｍ／ｍ％まで、
（ｃ）（−）−ネオメントールと（＋）−ネオメントールの混合物２０ｍ／ｍ％まで、および
（ｄ）（−）−ネオイソメントールと（＋）−ネオイソメントールの混合物１０ｍ／ｍ％までまたはそれらのイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換された同等の（±）混合物（すなわち、イソプロピル基の置換を除けば、（＋）−メントール、（−）−メントールそして（＋）−ネオメントールおよび（−）−ネオメントール、そして（＋）−ネオイソメントールおよび（−）−ネオイソメントールにそれぞれ相当する（＋）立体異性体および（−）立体異性体）
を含有する出発材料からの、（−）−メントールまたはそのイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換された同等の（−）−化合物から選択される所望の（−）−立体異性体の分離方法であって、
（１）前記出発材料を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シュードモナス属リパーゼ酵素である立体異性酵素と、所望の割合の所望の（−）−立体異性体を、−ＯＨ基が−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ４基（ここで、Ｒ４は、アルキル基、アリール基あるいは水素である。）に転化された所望の（−）エステル化化合物へ転化するのに十分な時間接触させて、所望の（−）エステル化化合物、有機溶媒、非転化の立体異性体（すなわち、メントールの（＋）−立体異性体、そしてイソメントール、ネオメントールおよびネオイソメントールの（＋）および（−）立体異性体、またはイソプロピル基がイソプロパノール基またはイソプロピレン基で置換されたその同等物）、過剰のエステル化剤および前記反応の副生物を含む第１の反応生成物を得る工程、および
（２）所望の（−）エステル化化合物を前記第１の反応生成物から分離する工程
を含む、所望の（−）−立体異性体の製造方法を提供することである。
【００１５】
前記工程（２）は、好ましくは、以下の副工程を包含する：
（２）（ａ）第１の反応生成物を酵素から分離する工程、
（２）（ｂ）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第２の反応生成物を得る工程、および
（２）（ｃ）所望の（−）−エステル化化合物を前記第２の反応生成物から分離して、非転化の立体異性体を含む第３の反応生成物を分離する工程、
を含む。
【００１６】
本発明の方法は、好ましくは、前記工程（１）の前に、以下の工程（Ｉ）を含む。
（Ｉ）式ＩＩＩ：
【化２】
2004512838.tif 000003
（式中、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。）
で表される化合物の８種の立体異性体のラセミ体混合物を蒸留工程に付して、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またはイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換されたそれらの同等物の（±）混合物のうち１種以上の少なくとも一部を、メントールまたはそのイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換された同等物の前記（±）混合物から分離して、工程（１）のための出発材料を得る工程。
【００１７】
本発明の方法は、好ましくは、以下の更なる工程（３）を含む。
（３）非転化の所望の（−）立体異性体と、それ以外の、前記第３の反応生成物中の非転化の立体異性体、および工程（Ｉ）で得た前記式ＩＩＩで表される化合物の６種の他の立体異性体をラセミ化して、前記８種の立体異性体の熱力学的平衡にほぼ等しい混合物を含む第４の反応生成物を生成し、そしてこの第４の反応生成物を工程（Ｉ）へリサイクルする工程。
【００１８】
本発明の方法は、好ましくは、以下の更なる工程（４）を含む。
（４）前記所望の（−）−エステル化化合物を加水分解して、所望の（−）−立体異性体を得る工程。
【００１９】
本発明の方法では、所望の立体異性体または所望の（−）エステル化化合物が、イソプロパノール基またはイソプロピレン基を有する場合、工程（４）の前または後で、所望の（−）エステル化化合物または所望の（−）立体異性体を還元工程に付して、イソプロパノール基またはイソプロピレン基をイソプロピル基に転化する工程。
【００２０】
前記式ＩＩＩの化合物の６種の他の立体異性体はリサイクルされてよい。
【００２１】
態様の説明
本発明の重要点は、所望の（−）−立体異性体を、立体異性体の特異性（±）混合物を含有する出発材料から、シュードモナスリパーゼ酵素である立体特異性酵素を用いて分離する方法である。
【００２２】
本発明の方法は、（−）−メントールを、（±）−メントールおよびその他の６種の立体異性体の混合物から分離するという特定の用途のものである。（−）−メントールと（＋）−メントールの構造、およびメントールの６種の他の立体異性体、そして（−）−酢酸メンチルの構造を図１に示す。
【００２３】
立体特異性酵素は、好ましくは、天野エンザイム（Ａｍａｎｏ、日本）から供給されたＡｍａｎｏＡＫリパーゼ酵素である。
【００２４】
酵素は、固定されていない形態、または好適な支持体上に固定された形態で使用されてよく、前記好適な支持体は珪藻土であってよい。
【００２５】
本発明の方法の工程（１）および（２）で使用される条件は、前記国際公開第特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ０１／０１００８号明細書に記載の方法の工程（１）および（２）における条件と実質上同じである。
【００２６】
例えば、工程（１）は、好適な有機溶媒中で行われてよい。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通常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、ケロセン（Ｃ５〜Ｃ６パラフィン、ケラソール６０／１１５）、（Ｃ７〜Ｃ８パラフィン、ケラソール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。
【００２７】
好ましい溶媒は、ｔ−ブチルメチルエーテル、シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタンおよびイソオクタンであり、最も好ましくはｎ−ヘプタンである。
【００２８】
出発材料に対して使用される有機溶媒の量は、出発材料１００体積％〜２０体積％に対して有機溶媒０体積％〜８０体積％、好ましくは出発材料９５体積％〜２０体積％に対して有機溶媒５体積％〜８０体積％である。
【００２９】
同様に、エステル化剤は、好適なエステル化剤であってよく、例えば、酢酸ビニル、酢酸ブチル、オクタン酸、酢酸イソプロペニル、酪酸ビニル、乳酸エチルおよび酢酸エチルを包含する。好ましいエステル化剤は、酢酸ビニルである。
【００３０】
エステル化剤は、所望の（−）−立体異性体に対してモル比０．５：１〜５：１までで使用されてよい。エステル化剤と所望の（−）立体異性体との好ましいモル比は、エステル化剤として酢酸ビニルを使用する場合、１：１〜２：１である。
【００３１】
酵素は、好ましくは、反応混合物（すなわち出発材料、好適な有機溶媒およびエステル化剤）の１ｇ／Ｌ〜６０ｇ／Ｌの量で使用される。
【００３２】
分離（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）工程は、好ましくは２０℃〜１００℃の温度および大気圧以上の圧力で行われる。酵素がＡｍａｎｏＡＫであるとき、好ましい反応温度は約４０℃である。
【００３３】
分離反応は、所望の割合の所望の（−）立体異性体を所望の（−）エステル化化合物に転化するのに十分な時間続ける。一般に、出発材料に含まれる他の立体異性体のエステル化反応を進行させずに、できる限り多くの所望の（−）立体異性体を所望の（−）エステル化化合物に転化することが望ましい。
【００３４】
反応時間は、反応がバッチ形態で行われるのであれば、好ましくは約２４時間以下である。
【００３５】
次の工程である、本発明の方法の工程（２）（ａ）は、第１の反応生成物を酵素から分離して、酵素をリサイクルさせることである。これは、例えば、超遠心分離または濾過によって行われてよい。
【００３６】
本発明の方法の主要な利点は、酵素を分離工程に何回もリサイクルし、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。
【００３７】
酵素リサイクルの必然性は、酵素を反応器内に保持する連続システム中での酵素の使用によって消去されることもある。前述の出発材料、有機溶媒およびエステル化剤を反応器に供給し、所望の（−）立体異性体を所望の（−）エステル化化合物にエステル化すると、第１の反応生成物が形成される。第１の反応生成物は、通常、更なる加工のために、導入口での供給速度と同じ速度で反応器から出ていく。酵素は、通常、メンブランを用いるか、支持体物質に固定するか、または架橋によって安定化することにより、反応器内に保持され得る。
【００３８】
次の工程である、本発明の方法の工程（２）（ｂ）は、有機溶媒、過剰のエステル化剤および副生物を除去して、所望の（−）エステル化化合物およびそれ以外の非転化の立体異性体を含む第２の反応生成物を得ることである。これは、蒸留によって行われてよく、有機溶媒（例えば、ｎ−ヘプタン）と過剰のエステル化剤（例えば、酢酸ビニル）をカラムの頂上で単一ストリームとして取り出して、再使用のために好適な貯蔵槽に戻す。
【００３９】
次の工程である、本発明の方法の工程（２）（ｃ）は、所望の（−）エステル化化合物を第２の反応生成物から分離して、非転化の立体異性体を含む第３の反応生成物を残すことである。この分離は、蒸留によって達成されてよい。
【００４０】
所望の（−）エステル化化合物中にイソプロピル基がない場合、当該基を、この段階または後述するその後のエステル基の加水分解時に、還元法によってイソプロピル基に転化する。この結果、メンチルエステルの所望の立体異性体が製造されるか、あるいはその後、加水分解して、メントールの所望の立体異性体が製造される。
【００４１】
次の工程である、本発明の方法の工程（３）は、前記第３の反応生成物中または工程（Ｉ）の後で得られる非転化の立体異性体をラセミ化して、全８種の立体異性体の混合物を含有する第４の反応生成物を生成し、そしてこれを本発明の方法の分離工程にリサイクルすることである。
【００４２】
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、そして大気圧以上の圧力で行われてよい。
【００４３】
前記工程は、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、溶媒は、触媒水素化に通常使用される溶媒、特に炭化水素または水性苛性アルカリ（ａｑｕｅｏｕｓ ｃａｕｓｔｉｃ）であってよい。
【００４４】
使用される触媒は、均一触媒水素化に通常使用される触媒（例えば、Ｐｄ（ＯＡｃ）２およびＲｕ（ＰＰｈ３）３Ｃｌ２）、または不均一触媒水素化に通常使用される触媒（例えば、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）、あるいは固体酸化物（例えば、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）であってもよい。好ましい触媒は、ニッケル触媒である。
【００４５】
反応は、８０℃〜３００℃の温度、好ましくは１８０℃〜２２０℃の温度で行われてよい。
【００４６】
水素圧は、５０ｂａｒ以下、好ましくは５〜３５ｂａｒであってよい。
【００４７】
触媒は、０．０１％〜２０％、好ましくは０．０５％〜５％であってよい。
【００４８】
前記工程の終点で、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。
次の工程である、本発明の方法の工程（４）は、所望の（−）−エステル化化合物を所望の（−）−立体異性体に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、塩基は、低級脂肪族アルコールの塩（例えば、ナトリウムメトキシドまたはナトリウムエトキシド）または金属酸化物（例えば、ＫＯＨ、ＮａＯＨまたはＭｇ（ＯＨ）２）、あるいはアミン塩基（例えば、ＮＨ４ＯＨ）であってよい。
【００４９】
反応は、加水分解反応に通常使用される溶媒中で行われてよく、例えば、低級脂肪族アルコールまたは水が挙げられる。溶媒の組み合わせを使用してもよい。
【００５０】
反応温度は、反応が行われる圧力において、選択された溶媒の沸点以下または混合物の還元温度以下の温度であってよい。
【００５１】
最終工程として、蒸留または結晶化等により、所望の（−）立体異性体を所望の純度まで精製してよい。
【００５２】
上述のように、出発材料は、
（ａ）（−）−メントールと（＋）−メントールの混合物４０〜１００ｍ／ｍ％、
（ｂ）（−）−イソメントールと（＋）−イソメントールの混合物３０ｍ／ｍ％まで、
（ｃ）（−）−ネオメントールと（＋）−ネオメントールの混合物２０ｍ／ｍ％まで、および
（ｄ）（−）−ネオイソメントールと（＋）−ネオイソメントールの混合物１０ｍ／ｍ％まで
またはイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換された同等の（±）混合物
を含有していなければならない。
【００５３】
（＋）および（−）異性体の混合物中、（＋）および（−）異性体は、等量で存在する必要はないことに注意すべきである。換言すると、例えば、（−）−メントールと（＋）−メントールの混合物４０〜１００ｍ／ｍ％のうち、（＋）−および（−）−メントールは等量で含まれている必要はない。
【００５４】
出発材料の好ましい組成は、
（ａ）（−）−メントールと（＋）−メントールの混合物約８０ｍ／ｍ％、
（ｂ）（−）−イソメントールと（＋）−イソメントールの混合物約１０ｍ／ｍ％、
（ｃ）（−）−ネオメントールと（＋）−ネオメントールの混合物約６ｍ／ｍ％、および
（ｄ）（−）−ネオイソメントールと（＋）−ネオイソメントールの混合物約４ｍ／ｍ％、
またはイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換された同等の（±）混合物
である。
【００５５】
出発材料は、例えば、工程（Ｉ）の方法、すなわち、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またはそのイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換されたそれらの同等物の（±）混合物のうち１種以上の少なくとも一部を、メントールまたはイソプロピル基がイソプロパノール基もしくはイソプロピレン基で置換されたその同等物の前記（±）混合物から分離するための蒸留工程によって得られてよい。
【００５６】
ネオメントールおよびネオイソメントールの、メントールおよびイソメントールからの分離は、１５０ｍｂａｒでの蒸留によって行われてよい。リボイラーおよび還流ストリームの温度は、通常、１５０℃および１２０である。メントールおよびイソメントールを含む底部ストリームは、直接供給されて分離されても、あるいは分離前に、メントール成分を濃縮するのと同じ条件で更に蒸留されてもよい。
【００５７】
実施例
（−）−メントールを（±）−メントールから分離するための本発明の方法に関して行った種々の実験の結果を以下に示す。
実施例１
凍結乾燥ＡｍａｎｏＡＫ（蛍光菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）リパーゼ酵素）は、天野製薬株式会社（日本）から入手した。５、１０、２０および４０％（ｍ／ｖ）（±）−メントールの基質濃縮物を各ガラス反応容器に入れた。酢酸ビニルを（−）−メントールに対してモル比２：１で添加した。ヘプタンを最終反応体積５ｍＬに溶媒として添加した。この反応容器をシリコン油浴中、５０℃でインキュベートし、攪拌式ホットプレート上で攪拌した。バッチ時間は、特に断りのない限り、２４時間であった。次に、反応混合物を遠心分離して、生成物を酵素から分離した。上澄みをＧＣにより分析した（％ｍ／ｍ分析）。使用した前記メントール濃縮物中の有効な（−）−メントールのうち、１００％、８６％、８４％および７８％がそれぞれ（−）−酢酸メンチルに転化した。酵素は、ヘプタンで洗浄し、新しい基質（（±）−メントール、酢酸ビニルおよびヘプタン）をリサイクル毎に加えてリサイクルさせた。
酵素ＡｍａｎｏＡＫの使用が、（±）−メントールの所望の（−）−メントール立体異性体への良好な転化をもたらすことが分かる。
【００５８】
実施例２
反応（２０ｍＬ）を、１０、２０および４０％合成（±）−メントールと、ラセミ対メントールとヘプタンに対して比率１：１の酢酸ビニルとを含有するカルーセル反応システムにおいて４０℃で行った。各反応に用いた酵素の量は、１０％基質２０ｍＬに対してはＡｍａｎｏＡＫ酵素１５１ｍｇ、そして２５％および４０の基質濃縮物に対してはそれぞれ３７７．５ｍｇおよび６０４ｍｇであった。反応を２４時間インキュベートした後、酵素を反応混合物から遠心分離によって分離した。上澄みの％ｍ／ｍおよび（＋）−メントールと（−）−メントールの比率をキラルＧＣ法を用いて分析した。使用した前記のメントール濃縮物中の（±）−メントールのうち、６、１３および１５％をそれぞれ最初のサイクルで（−）−酢酸メンチルに転化した。実験は、ヘプタンで洗浄し、そして新しい基質（（±）−メントール、酢酸ビニルおよびヘプタン）をサイクル毎に添加することによって、２サイクル行った。２０％までの添加率において、「ｅｅ」は２回目のサイクルでは９６％超であった。
【００５９】
実施例３
ＡｍａｎｏＡＫ酵素を、オーバーヘッド・インペラーを装備した２リットルのバッフル付きガラスジャケット被覆反応器に入れた。４０％ｍ／ｖ（±）−メントール、酢酸ビニル（（−）−メントールに対してモル比２：１）およびヘプタンを含有する溶液を最終反応体積１リットルに加えた。反応混合物を５００ｒｐｍで２４時間攪拌した。反応器からの試料を遠心分離して、生成物を酵素から分離した。その後、上澄みの％ｍ／ｍをＧＣ法およびキラル分析によって決定した。（−）−メントールの６２％が、９４％の「ｅｅ」で（−）−酢酸メンチルに転化した。
【００６０】
実施例４
バッチ反応（２００ｍＬ）を４０％ｍ／ｖ（±）−メントール、ＡｍａｎｏＡＫ酵素および酢酸ビニル（アシル（ａｃｙｌ）ドナー）を用いて３６℃で行った。メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）を反応中のバルク溶媒として用いた。ヘプタンを溶媒として含有する対照反応も行った。２４時間後、反応上澄み（遠心分離して酵素を分離した後）の％ｍ／ｍおよびキラル分析を行った。（有効な（±）−メントールからの）２７％（−）−酢酸メンチルの転化は、ＭＴＢＥ中およびヘプタン中の反応において生じた。ヘプタン中およびＭＴＢＥ中の反応において、「ｅｅ」はそれぞれ９６．９％および９６．７％であった。
【００６１】
実施例５
合成（±）−メントールを、メントールの立体異性体の３種の異なる対（チモールの水素化によって生成されたもの）の濃度を上げながらスパイクして（ｓｐｉｋｅｄ）、ガラス反応バイアル中のＡｍａｎｏＡＫ酵素に加えた。反応中の各メントール異性体（（±）−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）の最終濃度は０．８〜３．８％ｍ／ｖであった。酢酸ビニル（アシルドナー）とヘプタン（溶媒）を最終反応体積５ｍＬに加えた。反応バイアルを４０℃で２４時間インキュベートした。遠心分離して酵素を反応混合物から分離した後、上澄みの％ｍ／ｍおよびキラル分析をＧＣ法で行った。ネオメントール、ネオイソメントールおよびイソメントールの３．８％ｍ／ｖまでの濃縮物の存在下で、有効な合成（±）−メントールの約１８〜２０％が（−）−酢酸メンチルに転化された。鏡像異性過剰（ｅｎａｎｔｉｏｍｅｒｉｃ ｅｘｃｅｓｓ）は、９６．７〜９６．８％に留まった。
【００６２】
実施例６
ＡｍａｎｏＡＫ酵素による反応を、イソメントールとメントールの比率を最大１９．６％ｍ／ｍイソメントールまで高めて行った。酢酸ビニル（アシルドナー）とヘプタン（溶媒）を最終反応体積５ｍＬに加えた。バイアルを４０℃で２４時間インキュベートした。遠心分離して酵素を反応混合物から分離した後、上澄みの％ｍ／ｍおよびキラル分析をＧＣ法で行った。増加するイソメントール濃縮物の存在下で、有効な合成（±）−メントールの約１８〜２０％が（−）−メントールに転化された。鏡像異性過剰（ｅｎａｎｔｉｏｍｅｒｉｃ ｅｘｃｅｓｓ）は、９６．７〜９７．２％に留まった。
【００６３】
実施例７
５０％（±）−メントールおよび５０％（±）−イソメントールの供給原料を用いて、反応を１０ｍＬ規模で行った。ＡｍａｎｏＡＫ好ましくはうそ、酢酸ビニルおよびヘプタンは、反応混合物の平衡を保った。反応は４０℃で２４時間行った。酵素を（遠心分離後）ヘプタンで洗浄し、そして新しい基質（（±）−メントール、酢酸ビニルおよびヘプタン）をサイクル毎に加えて、４サイクル行った。有効な（±）−メントールの転化率は４サイクルに亙って１２〜２５％であった。イソメントールのうち１．５％が酢酸イソメンチルに転化された。鏡像異性過剰は、高いイソメンチル濃縮物の存在下で９６．４〜９７．２％に留まった。
【００６４】
実施例８
合成（＋）−メントールと合成（−）−メントールの種々の比率を用い、それ以外の変数（温度、（＋）−メントール濃度、酵素添加量および酢酸ビニルの量）は全て一定に保って、一連の実験を行った。各実験は、４０℃において、合計メントール濃度（％ｍ／ｍ）２６％、および含まれる合計メントール量に対して酢酸ビニル１当量を用いて行った。遊離（ｆｒｅｅ）ＡｍａｎｏＡＫ酵素を使用した。
【００６５】
各反応は、マルチ反応器において１５ｇ〜２０ｇ規模で行った。典型的な実験手順は、以下の通りであった。ヘプタン（１０．５２ｇ）、合成（−）−メントール（例えば、アルドリッチ製、４．４９ｇ）および酢酸ビニル（２．６５ｍＬ）を反応器に移した。温度が約２５℃になったら酵素（第１サイクル遊離ＡｍａｎｏＡＫ、３３７．５ｍｇ）を添加し、次いで反応物を攪拌しながら４０℃まで加熱した。８時間後および２４時間後に試料を採取し、定量型ＧＣで分析して、転化データを得た。（±）−メントール混合物を使用した場合は、試料の鏡像異性過剰決定をキラルＧＣで分析した。
【００６６】
転化率および鏡像異性過剰（ｅｅ）結果を以下にまとめる。
【表１】
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【００６７】
実施例９
バッチ反応（３３０ｍＬ）を、４２．６％ｍ／ｖ（±）−メントール（２．３Ｍ）、酢酸ビニル（酢酸ビニルと（−）−メントールとの比１：１）およびＡｍａｎｏＡＫ酵素を用いて３５℃で行った。ヘプタンを反応中の溶媒として使用した。２３時間後、反応から試料を濾別して、％ｍ／ｍおよびキラル分析をＧＣ法で行った。結果から、転化率は２５％、および形成された（−）−酢酸メンチルの鏡像異性過剰は９６．３％であることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】メントールの種々の立体異性体および誘導体の構造を表している。
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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