JP3683129B2

JP3683129B2 - 光学活性アルコールの製造方法

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Publication number: JP3683129B2
Application number: JP19273199A
Authority: JP
Inventors: 宏行永岡
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Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2005-08-17
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、卵白又は卵白から分離されたオボアルブミンを固定化したものを触媒として基質から光学活性アルコールを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学活性アルコールは医薬品や農薬等の原料又は中間原料、強誘電性液晶等のファインケミカル分野における合成中間体として極めて重要な物質である。
このような光学活性アルコール等の光学活性物質を生合成するために、従来から１）微生物菌体、２）微生物菌体由来酵素、３）動物組織由来酵素、４）植物培養細胞等を基質と反応させて光学活性アルコールを製造する方法が知られている。
前記１）の微生物菌体を用いる方法としては、培養した菌体を基質と反応させて光学活性アルコールを得る方法があり、例えば特許第２７８４５７８号公報（光学活性１，２−ジオール類の製造方法）が公知である。
また、２）の微生物菌体由来酵素を用いる方法としては遺伝子を導入して培養した菌体の粉砕液を基質と反応させて光学活性アルコールを得る方法があり、例えば特公開１０−２１０９８１号公報（ハロヒドリンより光学活性ジオールへの変換を触媒する新規なタンパク質）が公知である。
【０００３】
また、３）の動物組織由来酵素を用いる方法としては動物組織から分離された蛋白質と基質とを反応させて光学活性アルコールを得る手法があり、例えば特許第２７５６７９０号公報（光学活性なシクロペンテノール誘導体の製造方法）が公知である。
また、４）の植物培養細胞を用いる反応には植物細胞を基質と反応させて光学活性アルコールを得る方法があり、例えば特開平４−２２２５９２（植物培養細胞を用いる光学活性イナベンフイドの製造方法）が公知である。
【０００４】
１）「微生物菌体」を用いる方法は、特許第２７８４５７８号公報（光学活性１，２−ジオール類の製造方法）、特許第２７７４３４１号公報（光学活性２−ヒドロキシ酸誘導体の製造法）で公知のように、微生物菌体を培養条件を適切に設定することにより培養溶液中で増殖させ、この培養液から遠心分離又は濾過により菌体を回収し、該菌体を０．１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ６．５）又は蒸留水等に懸濁した液中で基質のケトン体を不斉還元させて光学活性アルコールを合成するものである。しかしながら、菌体含有酵素の種類が多様であることが原因で、基質変換反応以外の副反応が同時に起こるため、目的とする光学活性アルコールの収率が低く、又、反応生成物を含む溶媒中から単離精製作業を行っても、得られる光学活性アルコールの純度が低いので、ファインケミカル分野での合成中間体として利用しにくい点がある。
【０００５】
２）「微生物由来酵素」を用いる方法は、例えば、特開平１０−２１０９８１号公報（ハロヒドリンより光学活性ジオールへの変換を触媒する新規なタンパク質）に開示されているように、遺伝子組替えの方法でクローン化された遺伝子を菌体内に多数存在する形質転換微生物を用いて光学活性エピハロヒドリン及び光学活性ジオールを製造する方法であるが、これも微生物菌体を用いる方法と反応工程自体に大きな違いはないために基質反応の際に生じる副反応を制御できず、したがって、「微生物菌体」を用いる方法と同様の問題点を有している。更に、遺伝子導入菌株は自然界では異品種であり、ヒトをはじめとする生態系に悪影響を与える危険性があるため、外部環境から隔離する設備や反応残査等の焼却処分等の経費負担が必要である。
【０００６】
また、３）「動物組織由来酵素」は、特許第２７５６７９０号公報（光学活性なシクロペンテノール誘導体の製造方法）等で公知のように、豚の膵臓リパーゼの不斉加水分解反応を用いた光学活性シクロペンテノール誘導体の製造方法があるが、佐竹一夫著「生物学のための有機化学３タンパク質」第１１４−１７２項（朝倉書店発行）に記載されているように動物組織由来酵素は粗酵素であるので、前述の１）、２）と同様に副反応が生じて収率の低下を生ずることは否めない。
【０００７】
また、４）「植物培養細胞」は、特開平４−２２２５９２号公報（植物培養細胞を用いる光学活性イナベンフイドの製造方法）及び特開平８−１０３２８９号公報（植物細胞による立体選択的なα−アルキル−β−ヒドロキシカルボン酸エステルの製造方法）で公知のように、植物含有酵素の種類が多様であることが原因で生ずる基質変換反応以外の副反応により、得られる光学活性アルコールの収率が低いという問題がある。又、植物細胞の培養は全行程において無菌操作の必要性である等の点で育種が難しく、更に１年から２年間の継体培養を繰り返す期間が必要であることや基質と反応させる反応栄養培地液（ＭＳ培地、ＭＳＫ−ＩＩ培地、Ｂ−５培地等）の作製が必要であること等、反応操作が煩雑である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の問題点を解消するために、卵、特に、世界各国で生産され、かつ、消費されている安価な鶏卵由来の卵白、特にオボアルブミンを光学分割触媒として有機合成化学に応用することにより、生態系に優しく、しかも、反応コストの大幅低減化が可能となり、更には光学純度の高い光学活性アルコールの製造法を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明において、前記光学分割触媒を用いて、高光学純度の光学活性アルコールを得る製造法は、概略、次のような方法を含有するものである。
（１）基質としてのラセミ体アルコールの一方の鏡像体を選択的に酸化してケトンとし、他方の鏡像体を未反応のまま残留させ、光学活性アルコールとして分離する光学活性アルコールを製造する方法。
（２）基質としてケトン分子の不斉還元により光学活性アルコールを製造する方法。
（３）基質としてのラセミ体アルコールのアシル化体の不斉加水分解により光学活性アルコールを製造する方法。
（４）有機溶媒中でラセミ体アルコールの一方の鏡像体を立体選択的にアシル化し、得られたそのアシル化された鏡像体を加水分解して、光学活性アルコールとして分離する光学活性アルコールを製造する方法。
【００１０】
本発明者は上記問題点を解決し、安全かつ平易な方法で高純度の光学活性アルコールを得る方法について鋭意研究を行った結果、卵白及び卵白から分離されたアルブミンから選択された蛋白質を粉末化する第１の工程と、前記蛋白質を固定化する第２の工程と、前記固定化された蛋白質を触媒としてラセミ体アルコール、ケトン及びラセミ体アルコールのアシル化体から選ばれる基質の酵素変換反応を行う第３の工程と、第３の工程により変換した前記反応基質及び反応生成物の混合物を有機溶媒により抽出する第４の工程と、第４の工程の抽出物から光学活性アルコール又は光学活性アルコールのアシル化体を単離精製する第５の工程を組み合わせ、必要によりさらに加水分解することにより、ファインケミカル分野における合成中間体を合成する原料として充分に利用可能な高純度のＲ体又はＳ体の光学活性アルコールが安全かつ平易に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の光学活性アルコールとして適切なものは、１−（４−ブロモフェニル）エタノール、１−（４−クロロフェニル）エタノール、１−フェニルエタノール、１−フェニルプロパノール、１−フェニルブタノール、１−（４−メチルフェニル）エタノール、１−（４−メトキシフェニル）エタノール、１−（４−ニトロフェニル）エタノール、１−（２−ナフチル）エタノール等があげられるが、これに限定されるものではない。
【００１１】
本発明において用い得る卵白又はオボアルブミンとしては、鶏卵由来のものが挙げられるが、鳥類、両生類、魚類の卵アルブミンも同様に用いることができ、鶏卵由来のものに限定するものではない。本発明の触媒は、オボアルブミンを含有する成分であればよく、したがって、卵白そのものも用い得るが、効率的には、卵白から分離されたオボアルブミンを用いることが望ましい。
本発明の第１の工程における粉末化工程においては、卵白から硫酸アンモニウム法、硫酸ナトリウム法などの公知の方法によって分離されたオボアルブミンを、０．１〜５（容量）％のオボアルブミン濃度になるように水に溶解させるか、又は、卵白そのものを用いてオボアルブミン濃度が上記範囲になるように水溶液を調製する。これらの液体を硬質合金製の直径０．３〜４ｍｍの穴から３０〜７０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で、直径約５００μｍの液滴として、１３０〜１５０℃の熱風中に非常に微粒子の状態で噴霧し、瞬間的に水分を蒸発させて乾燥を行う噴霧乾燥法を用いて粉末体の卵白又はオボアルブミンを得る。
【００１２】
第２の工程において、該蛋白質を固定化する方法は１）該蛋白質を水不溶性の担体、例えば、セルロース、デキストラン、アガロース等の多糖類の誘導体又はポリアクリルアミドゲル等に結合させる担体結合法、２）該抽出蛋白質を２以上の官能基を有する試薬を用いて該蛋白質間に架橋結合を形成させて固定する架橋法、３）該蛋白質を、ゲル、例えば、アルギン酸塩、デンプン、コンニャク、ポリアクリルアミドゲル及びポリビニルアルコール等のゲルの細かい格子の中に取り入れる（格子型）か、半透膜性の皮膜によって被覆する（マイクロカプセル型）包括法があり、いずれの固定化法も本発明において用いることができる。しかしながら、海草より抽出するアルギン酸の塩を用いた包括固定化法が環境に優しく、かつ、固定化操作が平易な点で最も好ましい。
【００１３】
第３の工程において、原料である基質から光学活性アルコール又は光学活性アルコールのアシル化体を得るための酵素変換方法は、
（１）基質としてのラセミ体アルコールの一方の鏡像体を選択的に酸化してケトンとし、他方の鏡像体を未反応のままの光学活性アルコールとして残留させる方法、
（２）基質としてのケトン分子の不斉還元により光学活性アルコールを得る方法、
（３）基質としてのラセミ体アルコールのアシル化体の不斉加水分解により光学活性アルコールを得る方法、
（４）有機溶媒中で基質としてのラセミ体アルコールの一方の鏡像体をハロゲン化アシル又は酢酸ビニルにより立体選択的アシル化する方法を含有する。
【００１４】
（２）のケトン分子を基質として用いる不斉還元反応では、酵素変換反応の不斉変換反応は１００％に至らず途中で止まってしまうので、反応が止まった時点あるいは止まる前に反応溶液を抽出処理しないと時間の経過に伴い光学純度が低下する。したがって、卵白の種類により適切な反応停止時間を決定する必要があるが、一般に変換率７％以下で反応を終了させると、その生成光学活性アルコールの立体配置と光学純度は、（１）の基質にラセミアルコールを用いた場合と同様であり、
（３）の基質としてのラセミアルコールのアシル化体を用いる反応においては、不斉加水分解反応は、一般に変換率７％を越えると光学純度が低下する。したがって、卵白の種類により適切な反応停止時間を決定する必要があるが、収率は低いけれども、変換率７％以下で反応を終了させた場合、その生成光学活性アルコールの立体配置と光学純度は、（１）の基質にラセミアルコールを用いた場合と同様である。
【００１５】
また、（４）の有機溶媒中のラセミ体アルコールの不斉アシル化を用いる反応は、不斉アシル化反応により得られたアシル化体を、さらに加水分解することにより、光学活性アルコールを得るものである。しかしながら、不斉アシル化反応は変換率５％を越えると光学純度が低下するので、卵白の種類により反応停止時間を決定する必要があるが、一般に変換率５％以下でアシル化反応を終了させたとき、その後の加水分解により得られた生成光学活性アルコールの立体配置と光学純度は、（１）の基質にラセミアルコールを用いた場合と同様である。
【００１６】
本発明においては、（１）のラセミ体アルコールを基質とする一方の鏡像体を選択的に酸化して光学活性アルコールを得る方法が収率などの点から最も好ましい。上記（１）〜（４）の反応温度は、約２５〜４５℃、好ましくは３０〜４０℃が適当であって、約３５℃で行うことが最も好ましい。
また、上記（１）〜（３）の反応においては、極性溶媒として水、非極性溶媒としてはアセトン、メタノール、エタノール等を用いることができるが、極性溶媒の水が最も好ましい。（４）の反応においては、ベンゼン、トルエン、イソプロピルアルコール（ドライ）などの有機溶媒を用い得るが、ベンゼンを用いることが好ましい。
また、反応により得られる光学活性アルコールは、基質の置換基の影響により、Ｓ体又はＲ体となる。
【００１７】
第４の工程において抽出有機溶媒は非反応性溶媒の酢酸エチル、ジエチルエーテル、ジクロロメタン等を用いることができる。
第５の工程において、単離精製を行う操作としてはシリカゲルクロマトグラフ又はシリカゲル薄層クロマトグラフを用いるのが最も好ましいが、特許第２８０４２４７号公報（固定化生体触媒を用いる反応）に記載されているような、反応槽から生成物に富む反応液の一部を抜き出し、生成物の析出温度に設定した晶析槽に移送して生成物を析出させ、濾過により分離後、その母液に基質を添加し、反応槽に戻して反応させる一連の操作を繰り返し、晶析槽に懸濁状の生成物を蓄積させる単離精製方法などの本出願前公知の単離精製方法を用い得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、これは説明のためのものであって、これにより、本発明を限定して解すべきでない。
（１）の基質としてのラセミ体アルコールの一方の鏡像体を選択的に酸化して、光学活性アルコールを製造する方法
実施例１（オボアルブミン）
先ず第１の工程として、鶏卵より卵白を分離し、硫酸アンモニウム法にてオボアルブミンを分離し、０．１〜５％のオボアルブミン濃度になるように水に溶解し、噴霧乾燥処理を行い、粉体のオボアルブミンを調製した。また、アルギン酸ナトリウム水溶液はオートクレーブの条件、温度１２１℃、時間２０分で、アルギン酸ナトリウムを水溶液中に溶解して調製した。
【００１９】
次に、第２の工程において、オボアルブミン粉２０ｇに１０倍等量の蒸留水２００ｍｌを加え、更に、５％のアルギン酸ナトリウム水溶液を１．２５倍等量の２５０ｍｌ加えて均一になるまで攪拌し、オボアルブミン・アルギン酸ナトリウム混合溶液を得た。得られたオボアルブミン・アルギン酸ナトリウム混合溶液を、注射器等を用いて０．６％の塩化カルシウム水溶液中に滴下して固定化状態のオボアルブミン含有アルギン酸カルシウムゲルビーズを作製した。更に０．６％塩化カルシウム水溶液中で５時間以上放置してビーズ膜を強固にした。
【００２０】
続いて、第３の工程において、オボアルブミン含有アルギン酸カルシウムゲルビーズを蒸留水にて十分に洗浄し、塩化カルシウム水溶液を除去した後に、用いたオボアルブミン粉の２０倍等量の蒸留水（４００ｍｌ）を反応溶液として添加し、恒温振とう培養器を用いて蒸留水の温度を３５℃にした後、基質ラセミアルコールとして、１−（４−ブロモフェニル）エタノール、１−（４−クロロフェニル）エタノール、１−フェニルエタノール、１−フェニルプロパノール、１−フェニルブタノール、１−（４−メトキシフェニル）エタノール、１−（４−ニトロフェニル）エタノール、１−（２−ナフチル）エタノールを添加し、それぞれ振とう培養器５５ｒｐｍの条件に設定し、基質変換させた。
【００２１】
反応終了後に第４の工程において、ビーズと反応溶媒部分を概略分離し、ビーズを十分に蒸留水等の溶媒で洗浄した後、その洗浄溶媒液と反応基質及び反応生成物を含む反応溶媒部分をジエチルエーテルで抽出した。更に、そのエーテル層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウムにより脱水乾燥して放置した。
最後に第５の工程において、ジエチルエーテル層をエバポレーターを用いて除去し、反応基質及び反応生成物を７０〜２３０メッシュのシリカゲルクロマトグラフを用いて、ヘキサン対酢酸エチル９対１の展開溶媒で目的物の光学活性アルコールを単離精製した。
【００２２】
単離した光学活性アルコールは、文献値としてJ. CHEM. SOC. PERKIN TRANS 1 1995 pp. 1295-1298 とPhytochemistry, Vol. 30, No.11, pp. 3595-3597 を参照して得られる（＋又は−）値と得られる光学活性アルコールの旋光度との比較から立体配置が決定でき、高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）の分析条件、キラルセルＯＢ０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ（ダイセル化学株式会社製）：３０°、ＵＶ２５４ｎｍ、溶離液：ヘキサン：２−プロパノール＝９：１、流速０．５ｍｌ/ 分によって、基質（±）−１−（４−ブロモフェニル）エタノール、（±）−１−（４−クロロフェニル）エタノール、（±）−１−フェニルエタノール、（±）−１−フェニルプロパノール、（±）−１−フェニルブタノール、（±）−１−（２−ナフチル）エタノールの、又、キラルセルＯＢ０．４６ｃｍφ×２５ｃｍ（ダイセル化学株式会社製）：３０°、ＵＶ２５４ｎｍ、溶媒液：ヘキサン：２−プロパノール＝９：１、流速１．０ｍｌ/ 分によって基質（±）−１−（４−メトキシフェニル）エタノール、（±）−１−（４−ニトロフェニル）エタノールの立体配置Ｓ体とＲ体のリテンションタイムが確認でき、ＨＰＬＣに現れる立体配置Ｓ体とＲ体両鏡像体の積分比率の差を光学純度（e.e.＝enantiomer excess ）として求めた。
【００２３】
以上の機器分析にて、（±）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールのリテンションタイム、Ｓ体；１０．４４７、Ｒ体；１１．０３１、（±）−１−（４−クロロフェニル）エタノールのリテンションタイム、Ｓ体；９．９３６、Ｒ体；１０．３５５、（±）−１−フェニルエタノールのリテンションタイム、Ｓ体；１１．９５８、Ｒ体；１３．１３３、（±）−１−フェニルプロパノールのリテンションタイム、Ｓ体８．１９０，Ｒ体８．９１５，（±）−１−フェニルブタノール、（±）−１−（２−ナフチル）エタノールのリテンションタイム、Ｓ体；１５．６９３、Ｒ体；１７．０４９、（±）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールのリテンションタイム、Ｓ体；９．１６５、Ｒ体；１０．７８１、（±）−１−（４−ニトロフェニル）エタノールのリテンションタイム、Ｒ体；１８．９２３、Ｓ体；１９．５６２をそれぞれ確認した。また、各基質の酸化にて生じる生成４−ブロモアセトフェノン、４−クロロアセトフェノン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ブチロフェノン、４−メトキシアセトフェノン、４−ニトロアセトフェノンのリテンションタイム、１３．１１２、１０．３０４、１６．７６３、１６．８４５、１０．７０９、１７．１６９、３７．２０８も同様に確認した。
【００２４】
Ａ．（R ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールの合成
固定化オボアルブミンの（±）−１−（４−ブロモフェニル）エタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（S ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールの立体選択的な酸化に伴う４−ブロモアセトフェノンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収率５４ｍｇで、２７％の収率にて（Ｒ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールが得られた。光学純度は８６％ｅ．ｅ．であった。ＧＣ条件はＨＩＴＡＣＨＩＧ−３５００ガスクロマトグラフ、キャリアーガス、Ｈｅ０．４８ｍｌ/ 分；スピリット比；１/ ５５、オーブン温度；１５０℃、入口温度；２５０℃、出口温度；２５０℃、圧力．１３６ｋＰａ、流量値．４２ｍｌ／分、分析カラム：ＴＣ−５ＨＴ０．２５ｍｍＩ．Ｄ×３０Ｍｄｆ（ジーエルサイエンス株式会社製）で反応追跡と反応終了時の時間を決定した。
【００２５】
Ｂ．（Ｒ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−（４−クロロフェニル）エタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールの立体選択的な酸化に伴う４−クロロアセトフェノンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収量５２ｍｇで、２６％の収率にて（Ｒ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールが得られた。光学純度は９６％ｅ．ｅ．であった。
【００２６】
Ｃ．（Ｒ）−１−フェニルエタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−フェニルエタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−フェニルエタノールの立体選択的な酸化に伴うアセトフェノンへの生変換を経由して、４８時間を要し、収量８２ｍｇで、４１％の収率にて（Ｒ）−１−フェニルエタノールが得られた。光学純度は９３．２％ｅ．ｅ．であった。
【００２７】
Ｄ．（Ｒ）−１−フェニルプロパノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−フェニルプロパノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−フェニルプロパノールの立体選択的な酸化に伴うプロピオフェノンへの生変換を経由して、１５０時間を要し、収量９０ｍｇで、４５％の収率にて（Ｒ）−１−フェニルプロパノールが得られた。光学純度は９０．２％ｅ．ｅ．であった。
【００２８】
Ｅ．（Ｒ）−１−フェニルブタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−フェニルブタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−フェニルブタノールの立体選択的な酸化に伴うブチロフェノンへの生変換を経由して、１７８時間を要し、収量９６ｍｇで、４８％の収率にて（Ｒ）−１−フェニルブタノールが得られた。光学純度は９０．４％ｅ．ｅ．であった。
【００２９】
Ｆ．（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−（４−メトキシフェニル）エタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールの立体選択的な酸化に伴う４−メトキシアセトフェノンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収量５２ｍｇで、２６％の収率にて（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールが得られた。光学純度は１００％ｅ．ｅ．であった。なお、ＨＰＬＣ条件は流速１．０ｍｌ/ 分、ＧＣ条件はオーブン温度を１９０℃に設定した。
【００３０】
Ｇ．（Ｓ）−１−（４−ニトロフェニル）エタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−（４−ニトロフェニル）エタノール（２００ｍｌ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｒ）−１−（４−ニトロフェニル）エタノールの立体選択的酸化に伴う４−ニトロアセトフェノンへの生変換を経由して、３日を要し、収率５０ｍｇで、２５％の収率にて（Ｓ）−１−（４−ニトロフェニル）エタノールが得られた。光学純度は７９％ｅ．ｅ．であった。ＨＰＬＣ条件は流速０．５ｍｌ/ 分、ＧＣ条件はオーブン温度１９０℃に設定した。
【００３１】
Ｈ．（Ｒ）−１−（２−ナフチル）エタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質１−（２−ナフチル）エタノール（２０１ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−（２−ナフチル）エタノールの立体選択的酸化に伴う２−アセトナフトンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収量４８ｍｇで、２４％の収率にて、（Ｒ）−１−（２−ナフチル）エタノールが８５％ｅ．ｅ．の光学純度で得られた。
【００３２】
次に、固定化オボアルブミンを光学分割触媒として用いた上記の光学活性アルコールの合成結果を以下の表に示す。
【表１】

【００３３】
以上から、オボアルブミンがファインケミカル分野における合成中間体を合成する光学分割触媒として有効であり、高純度のR 体又はＳ体の光学活性アルコールが安全かつ平易に得られることを見出した。
【００３４】
実施例２（固定化オボアルブミンの連続再利用の有効性）
実施例１のように第１の工程で調製したオボアルブミン粉を用いた第２〜第５の工程における１回目の有効性については、ファインケミカル分野における合成中間体として充分に利用可能な光学分割触媒として有効であり、高純度のＲ体又はＳ体の光学活性アルコールが安全かつ平易に得られたことを見出した。実施例２は、固定化オボアルブミンの連続再利用の有効性について結果を記す。
【００３５】
Ａ．（Ｒ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−（４−ブロモフェニル）エタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールの立体選択的な酸化に伴う４−ブロモアセトフェノンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収量５４ｍｇ、収率２７％、光学純度、８６〜９１％ｅ．ｅ．で（Ｒ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールが得られた。更に、第４の工程で使用済みの固定化オボアルブミンを基質（±）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールを用いて、再度第３の工程から同様の反応を検討した結果、２２時間の反応時間で光学純度、８６〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールを生合成した。更に、３回目の同様の反応を試みた結果、２０時間の反応時間で８６〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールを生合成した。更に、４回目の同様の反応を試みた結果、１８時間の反応時間で８６〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールを生合成した。
【００３６】
【表２】

【００３７】
Ｂ．（Ｒ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−（４−クロロフェニル）エタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールの立体選択的な酸化に伴う４−クロロアセトフェノンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収量５４ｍｇ、収率２７％、光学純度９３〜９６％ｅ．ｅ．で（Ｒ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールが得られた。更に、第４の工程で使用済みの固定化オボアルブミンを基質（±）−１−（４−クロロフェニル）エタノールを用いて、再度第３の工程から同様の反応を検討した結果、２２時間の反応時間で光学純度、９３〜９６％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールを生合成した。更に、３回目の同様の反応を試みた結果、２０時間の反応時間で、光学純度９３〜９６％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールを生合成した。更に、４回目の同様の反応を試みた結果、１８時間の反応時間で、光学純度９３〜９６％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールを生合成した。
【００３８】
【表３】

【００３９】
Ｃ．（Ｒ）−１−フェニルエタノールの合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−フェニルエタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−フェニルエタノールの立体選択的な酸化に伴うアセトフェノンへの生変換を経由して、４８時間を要し、収量８２ｍｇ、収率４１％、光学純度９３〜９５％ｅ．ｅ．で（Ｒ）−１−フェニルエタノールが得られた。更に、第４の工程で使用済みの固定化オボアルブミンを基質（±）−１−フェニルエタノールを用いて、再度第３の工程から同様の反応を検討した結果、２４時間の反応時間で光学純度９３〜９５％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルエタノールを生合成した。更に、３回目の同様の反応を試みた結果、２２時間の反応時間で光学純度９３〜９５％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルエタノールを生合成した。更に、４回目の同様の反応を試みた結果、２０時間の反応時間で光学純度９３〜９５％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルエタノールを生合成した。
【００４０】
【表４】

【００４１】
Ｄ．（Ｒ）−１−フェニルプロパノールの生合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−フェニルプロパノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−フェニルプロパノールの立体選択的な酸化に伴う４−プロピオフェノンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収量５４ｍｇ、収率２７％、光学純度８６〜９１％ｅ．ｅ．で（Ｒ）−１−フェニルプロパノールが得られた。更に、第４の工程で使用済みの固定化オボアルブミンを基質（±）−１−フェニルプロパノールを用いて、再度第３の工程から同様の反応を検討した結果、２２時間の反応時間で光学純度８６〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルプロパノールを生合成した。更に、３回目の同様の反応を試みた結果、２０時間の反応時間で光学純度８６〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルプロパノールを生合成した。更に、４回目の同様の反応を試みた結果、１８時間の反応時間で光学純度８６〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルプロパノールを生合成した。
【００４２】
【表５】

【００４３】
Ｅ．（Ｒ）−１−フェニルブタノールの生合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−フェニルブタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−フェニルブタノールの立体選択的な酸化に伴う４−ブチロフェノンへの生変換を経由して、１７８時間を要し、収量９６ｍｇ、収率４８％、光学純度８８〜９１％ｅ．ｅ．で（Ｒ）−１−フェニルブタノールが得られた。更に、第４の工程で使用済みの固定化オボアルブミンを基質（±）−１−フェニルブタノールを用いて、再度第３の工程から同様の反応を検討した結果、１５０時間の反応時間で光学純度８８〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルブタノールを生合成した。更に、３回目の同様の反応を試みた結果、１２０時間の反応時間で光学純度８８〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルブタノールを生合成した。更に、４回目の同様の反応を試みた結果、９６時間の反応時間で光学純度８８〜９１％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−フェニルブタノールを生合成した。
【００４４】
【表６】

【００４５】
Ｆ．（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールの生合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−（４−メトキシフェニル）エタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールの立体選択的な酸化に伴う４−メトキシアセトフェノンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収量５２ｍｇ、収率２６％、光学純度１００％ｅ．ｅ．で（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールが得られた。更に、第４の工程で使用済みの固定化オボアルブミンを基質（±）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールを用いて、再度第３の工程から同様の反応を検討した結果、２２時間の反応時間で光学純度１００％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールを生合成した。更に、３回目の同様の反応を試みた結果、２０時間の反応時間で光学純度１００％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールを生合成した。更に、４回目の同様の反応を試みた結果、１８時間の反応時間で光学純度１００％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールを生合成した。
【００４６】
【表７】

【００４７】
Ｇ．（Ｒ）−１−（２−ナフチル）エタノールの生合成
固定化オボアルブミンの基質（±）−１−（２−ナフチル）エタノール（２００ｍｇ）に対する生化学変換反応は以下の通り、（Ｓ）−１−（２−ナフチル）エタノールの立体選択的な酸化に伴う２−アセトナフトンへの生変換を経由して、２４時間を要し、収量４８ｍｇ、収率２４％、光学純度８５％ｅ．ｅ．で（Ｒ）−１−（２−ナフチル）エタノールが得られた。更に、第４の工程で使用済みの固定化オボアルブミンを基質（±）−１−（２−ナフチル）エタノールを用いて、再度第３の工程から同様の反応を検討した結果、２２時間の反応時間で光学純度８５％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（２−ナフチル）エタノールを生合成した。更に、３回目の同様の反応を試みた結果、２０時間の反応時間で光学純度８５％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（２−ナフチル）エタノールを生合成した。更に、４回目の同様の反応を試みた結果、１８時間の反応時間で光学純度８５％ｅ．ｅ．の（Ｒ）−１−（２−ナフチル）エタノールを生合成した。
【００４８】
【表８】

【００４９】
実施例３
４−メトキシアセトフェノンからの不斉還元による（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールの合成
実施例１と同様にして得られたオボアルブミン粉を用い、実施例１と同様な反応条件で４−メトキシアセトフェノンを基質転換させた。８日間反応させた。収率５％、光学純度９０％ｅ．ｅ．で、（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールが得られた。
【００５０】
実施例４
ベンゼン溶媒中の１−（４−メトキシフェニル）エタノールのアセチル化体の不斉加水分解による（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールの合成
実施例１と同様にして得られたオボアルブミン粉を用い、実施例１と同様な反応条件で、１−（４−メトキシフェニル）エタノールのアセチル化体を４日間不斉加水分解させた。（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールが収率３％、光学純度９３％ｅ．ｅ．で得られた。
実施例５
ベンゼン溶媒中での１−（４−メトキシフェニル）エタノールと酢酸ビニルの不斉エステル化を用い、引き続き生成１−（４−メトキシフェニル）エタノールのアセテート体を酸処理して加水分解させる（Ｓ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールの合成
実施例１と同様にして得られたオボアルブミン粉を用い、実施例１と同様な反応条件で１−（４−メトキシフェニル）エタノールを基質転換させ、ドライベンゼン中にて、酢酸ビニルと４日間反応させた。得られた１−（４−メトキシフェニル）エタノールのアセテート体の加水分解化合物は、（Ｓ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールであり、収率は３％で、光学純度は９３％ｅ．ｅ．であった。
【００５１】
【発明の効果】
本発明により、卵白又は卵白由来のオボアルブミンを触媒として原料である基質の酵素変換反応を行うことによりファインケミカル分野における合成中間体を合成するための原料として充分に利用可能な高純度のＲ体又はＳ体の光学活性アルコールを安全かつ平易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固定化オボアルブミンを用いた、基質ラセミ体１−（２−ナフチル）エタノールの（Ｓ）−１−（２−ナフチル）エタノール（Ｓ−１）の立体選択的酸化に伴う２−アセトナフトンへの生変換を経由する（Ｒ）−１−（２−ナフチル）エタノール（Ｒ−１）の生成に係る反応時間と生成変換率の関係を示すグラフ図である。
【図２】本発明の固定化オボアルブミンを連続使用したときの有効性を示すものであって、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、下記の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の反応を行ったときの１〜３回目のそれぞれの反応時間と生成変換率の関係を示すグラフ図である。
（ａ）基質ラセミ体１−（４−ブロモフェニル）エタノールの（Ｓ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノールの立体選択的酸化に伴う４−ブロモアセトフェノンへの生変換を経由する（Ｒ）−１−（４−ブロモフェニル）エタノール〔（Ｒ）−１ａ〕の生成反応
（ｂ）基質ラセミ体１−（４−クロロフェニル）エタノールの（Ｓ）−１−（４−クロロフェニル）エタノールの立体選択的酸化に伴う４−クロロアセトフェノンへの生変換を経由する（Ｒ）−１−（４−クロロフェニル）エタノール〔（Ｒ）−２ａ〕の生成反応
（ｃ）基質ラセミ体１−（４−メトキシフェニル）エタノールの（Ｓ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノールの立体選択的酸化に伴う４−メトキシアセトフェノンへの生変換を経由する（Ｒ）−１−（４−メトキシフェニル）エタノール〔（Ｒ）−３ａ〕の生成反応

Claims

卵白及び卵白から分離されたオボアルブミンから選択された蛋白質を粉末化する第１の工程と、該蛋白質を固定化する第２の工程と、該蛋白質を触媒としてラセミ体アルコール、ケトン及びラセミ体アルコールのアシル化体から選ばれる基質の酵素変換を非極性溶媒又は極性溶媒で行う第３の工程と、該第３の工程により変換した反応混合物を有機溶媒を用いて抽出する第４の工程、該第４の工程における抽出物から光学活性アルコール又は光学活性アルコールのアシル化体を単離精製する第５の工程及び必要により加水分解工程とからなることを特徴とする光学活性アルコールの製造方法。
該蛋白質がオボアルブミンである請求項１に記載の光学活性アルコールの製造方法。
第３工程における酵素変換の基質がラセミ体アルコールであって、その一方の鏡像体を選択的に酸化することを特徴とする請求項１に記載の光学活性アルコールの製造方法。
第３工程における酵素変換の基質がケトンであって、不斉還元反応によることを特徴とする請求項１に記載の光学活性アルコールの製造方法。
第３工程における酵素変換の基質がラセミ体アルコールのアシル化体であって、不斉加水分解反応によることを特徴とする請求項１に記載の光学活性アルコールの製造方法。
第３工程における酵素変換が基質ラセミ体アルコールのハロゲン化アシル又は酢酸ビニルによる不斉アシル化反応であり、第４の工程における抽出物が光学活性アルコールのアシル化体であり、第５工程の後に加水分解工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学活性アルコールの製造方法。