生体触媒の人為的制御による新規キラルシントンの効率的調製と光学活性医薬品の開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09555288
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 酒井 貴志 岡山大学, 工学部, 助教授 (00170556)
• 研究分担者: 南井 正好 住友化学工業(株), 有機合成研究所, 主席研究員 ; 依馬 正 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (20263626) ; 宇高 正徳 岡山大学, 工学部, 教授 (30033153)
• キーワード: リパーゼ / 光学分割 / 不斉合成 / 光学活性 / フッ素 / アルコール / キラル / パン酵母

研究概要

有機合成のための光学活性ビルディングブロックを、加水分解酵素リパーゼを使った光学分割やパン酵母によるケトン類の不斉還元により調製する方法論について、“酵素機能の人為的コントロール"という観点から検討し以下の成果を上げている。1,リパーゼ光学分割を有機溶媒中で、-40℃という極低温下で行うことができ、選択性を大幅に改善出来ること、その温度効果によるエナンチオ選択性の向上を物理化学的に予測できることなどを見出しているが、この方法が種々のアルコールに広く適用できることを明らかにした。また、2,低温での反応速度の低下を最小限に押さえるために、多孔性セラミックスに固定化したリパーゼが極めて有効であることを明らかにした。この手法を用いて、高光学純度の含フッ素シアノヒドリンの調製にも成功している。さらに、3,これらの低温反応の特徴を熱力学的パラメータの見地からも考察した。一方、4,含フッ素ケトン類のパン酵母還元についても検討し、含フッ素クロロケトンの還元をへて、高光学純度の(R)一ぺンタフルオロスチレンオキシドの合成に成功した。この化合物は種々の機能性化合物の合成中間体として有用であると思われる。その他、5,種々の官能基を有する含フッ素ケトン類のパン酵母還元についても検討し、フッ素を含まないものの還元と比較検討した。それにより、フッ素化フェニル基を酵素が強く認識していることが判明した。この様に酵素が、自然界に全く存在しない基質を強く認識して、還元反応をする事は興味深い。

研究成果

• [文献書誌] Tadashi Ema: "Highly Enantioselective Reduction of Carbonyl Compounds Using a Reductase Purified from Bakers'Yeast" The Journal of Organic Chemistry. 63・15. 4996-5000 (1998)
• [文献書誌] Takashi Sakai: "Lipase-Catalyzed Kinetic Resolution of 2-Acyloxy-2-(pentafluorophenyl)acetonitrile" Tetrahedron Letters. 39・29. 5233-5236 (1998)
• [文献書誌] Jing-Nan Cui: "Control of Enantioselectivity in the Baker's Yeast Asymmetric Reduction of γ-Chloro β-Diketones to γ-Chloro(S)-β-Hydroxy Ketones" Tetrahedron:Asymmetry. 9・15. 2681-2692 (1998)
• [文献書誌] Tadashi Ema: "Lipase-Catalyzed Kinetic Resolution of Large Secondary Alcohols Having Tetraphenylporphyrin" Tetrahedron Letters. 39・35. 6311-6314 (1998)
• [文献書誌] Takashi Sakai: "Low-Temperature Method for Enhancement of Enantioselectivity in the Lipase-Catalyzed Kinetic Resolutions of Solketal and Some Chiral Alcohols" Tetrahedron Letters. 39・43. 7881-7884 (1998)
• [文献書誌] T.Sakai: "Enhancement of the Enantioselectivity in Lipase-Catalyzed Kinetic Resolutions of 2H-Azirine-2-methanol by Lowering the Temperature to -40℃." Journal of Organic Chemistry. 62・15. 4906-4907 (1997)
• [文献書誌] T.Sakai: "Lipase-Catalyzed Efficient Kinetic Resolution of 3-Hydroxy-3-(pentafluoro-phenyl)propionitrile and Related Compounds." Tetrahedron Letters. 38・11. 1987-1990 (1997)
• [文献書誌] J.-N.Cui: "Highly Regio- and Enantioselective Reduction of 1-Chloro-2,4-alkanediones Using Bakers' Yeast:Effects of Organic Solvents as Additives." Tetrahedron Letters. 38・17. 3021-3024 (1997)
• [文献書誌] T.Ema: "New Optically Active Diporphyrin having a Chiral Cyclophane as a Spacer" Chemistry Letters. 487-488 (1997)
• [文献書誌] T.Ema: "Origin of the Enantioselectivity of Lipases Explained by a Stereo-Sensing Mechanism Operative at the Transition State" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 71・2. 443-453 (1998)