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JP2003000295A - 光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロピオン酸及びその対掌体エステルの製造方法 - Google Patents

光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロピオン酸及びその対掌体エステルの製造方法

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Publication number
JP2003000295A
JP2003000295A JP2001198722A JP2001198722A JP2003000295A JP 2003000295 A JP2003000295 A JP 2003000295A JP 2001198722 A JP2001198722 A JP 2001198722A JP 2001198722 A JP2001198722 A JP 2001198722A JP 2003000295 A JP2003000295 A JP 2003000295A
Authority
JP
Japan
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genus
hydroxymethyl
enzyme
optically active
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001198722A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Kawano
茂 川野
Yoshihiko Yasohara
良彦 八十原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication of JP2003000295A publication Critical patent/JP2003000295A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリー
ルプロピオン酸及びその対掌体エステルの簡便な製造方
法を提供する。 【解決手段】 一般式(1) 【化1】 で示される2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロピ
オン酸エステルを酵素で不斉水解することにより、一般
式(2) 【化2】 で示される光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリー
ルプロピオン酸及びその対掌体エステルを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学活性2−ヒド
ロキシメチル−3−アリールプロピオン酸及びその対掌
体エステルの製造方法に関する。光学活性2−ヒドロキ
シメチル−3−アリールプロピオン酸、特に光学活性2
−ヒドロキシメチル−3−フェニルプロピオン酸は、エ
ンケファリナーゼ阻害剤、ACE阻害剤などの医薬品製
造中間体として利用されている光学活性2−アセチルチ
オメチル−3−フェニルプロピオン酸の原料として非常
に有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】光学活性2−ヒドロキシメチル−3−ア
リールプロピオン酸の一つである光学活性2−ヒドロキ
シメチル−3−フェニルプロピオン酸の製造法として
は、従来、以下に示すように種々な方法が知られてい
る。 (a)2−ベンジル−1,3−プロパンジオールを酢酸
ビニル存在下、リパーゼで不斉エステル化を行うか、あ
るいは酢酸2−(アセトキシメチル)−3−フェニルプロ
ピルをリパーゼで不斉加水分解することにより得られる
光学活性酢酸−2−ベンジル−3−ヒドロキシプロピル
をクロム酸で酸化した後、脱アセチル化を行い、光学活
性2−ヒドロキシメチル−3−フェニルプロピオン酸を
得る方法〔WO9729086、Tetrahedro
n Lett.31,1601(1990) 〕。 (b)(4S)−4−(1−メチルエチル)−2−オキ
サゾリジノンをn−ブチルリチウムおよび塩化3−フェ
ニルプロピオニルと反応させてフェニルプロピオニルア
ミドとした後、これにリチウムジイソプロピルアミドを
作用させて生成したエノラートにベンジルブロモメチル
エーテルを反応させて不斉アルキル化を行い、得られた
化合物をさらに2工程を経て光学活性2−ヒドロキシメ
チル−3−フェニルプロピオン酸を得る方法〔Chem
Lett.505(1990)〕。(c)L−フェニ
ルアラニンより3工程で得られるギ酸(S)−2−イソ
シアノ−3−フェニルプロピルを高熱転位反応を起こさ
せ、得られた(R)−2−ベンジル−3−(ホルミルオキ
シ)プロピオニトリルを加水分解等により光学活性2−
ヒドロキシメチル−3−フェニルプロピオン酸を得る方
法〔Chem Ber.123,635(199
0)〕。
【0003】しかしながら、上記(a)の方法は酵素反
応で得られたアルコールをカルボン酸に酸化する際、有
毒なクロム酸を用いるなど工業化は困難である。また、
上記(b)の方法は、工程数が多く、高価なn−ブチル
リチウムやリチウムジイソプロピルアミドを用いるこ
と、低温反応が必要であること等、工業的製法とは言い
難い。さらに、上記(c)の方法も熱転位反応で500
℃以上の高温が必要であり、工業的製法にはなり得な
い。このように、従来知られている方法は、いずれも工
業的製法としては問題を有するものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロピオン酸エス
テルから1工程で光学純度よく光学活性2−ヒドロキシ
メチル−3−アリールプロピオン酸を製造し得る方法を
開発するべく鋭意検討した結果、2−ヒドロキシメチル
−3−アリールプロピオン酸エステルを酵素を用いて不
斉加水分解することにより、容易に光学純度よく光学活
性2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロピオン酸及
びその対掌体エステルを製造できることを見い出し、本
発明に至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、一般
式(1);
【0006】
【化3】 (式中、Arは置換基を有していてもよいアリール基、
Rはアルキル基、アラルキル基またはアリール基を示
し、*は不斉炭素原子を示す。)で示される2−ヒドロ
キシメチル−3−アリールプロピオン酸エステルに対し
て、不斉加水分解能を有する酵素を作用させることを特
徴とする、一般式(2);
【0007】
【化4】 (式中、Ar、*はそれぞれ前記と同じ意味を示す。)
で示される光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリー
ルプロピオン酸及びその対掌体エステルの製造方法を提
供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】一般式(1)で示される2−ヒド
ロキシメチル−3−アリールプロピオン酸エステルにお
いて、Arはフェニル基、ナフチル基等のアリール基を
表し、置換基を有していてもよい。置換基としては、ア
ルキル基、置換アルキル基、アルコキシ基、置換アルコ
キシ基、水酸基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等
が挙げられる。Arとして、好ましくは上記置換基を有
していてもよいフェニル基であり、より好ましくはフェ
ニル基である。
【0009】一般式(1)で示される2−ヒドロキシメ
チル−3−アリールプロピオン酸エステルにおいて、R
で示されるアルキル基としては例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基などの炭素原子数1〜8の低
級アルキル基が、アラルキル基としては例えばベンジル
基やアリールエチル基などが、アリール基としては例え
ばフェニル基などが挙げられる。好ましくはメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基などの炭素原子数1〜
8の低級アルキル基が挙げられ、特に好ましくはメチル
基である。
【0010】一般式(1)で示される2−ヒドロキシメ
チル−3−アリールプロピオン酸エステルには*で示さ
れる不斉炭素原子を不斉中心とする2種類の光学活性体
が存在するが、本発明の方法に用いられる2−ヒドロキ
シメチル−3−アリールプロピオン酸エステル(1)は
これらの光学活性体をそれぞれ等量ずつ含むラセミ体で
あってもよいし、一方の光学活性体を過剰に含む光学活
性な化合物であってもよい。
【0011】2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロ
ピオン酸エステル(1)は既知のいくつかの方法によっ
て合成可能である。例えば、β−プロピオラクトンをト
リエチルアミン存在下、メタノールで開環反応させて3
−ヒドロキシプロピオン酸メチルエステルとした後、リ
チウムジイソプロピルアミド及び臭化ベンジルによりα
−ベンジル化を行い、2−ヒドロキシメチル−3−フェ
ニルプロピオン酸メチルエステルを得る方法(J.Me
d.Chem.1993,36,4015参照)などが
挙げられる。
【0012】2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロ
ピオン酸エステル(1)に対して不斉加水分解能を有す
る酵素は、微生物起源の酵素であってもよいし、動物起
源の酵素であってもよいし、植物起源の酵素であっても
よい。
【0013】微生物起源の酵素としては、例えばアクロ
モバクター(Achromobacter)属、アスペ
ルギルス(Aspergillus)属、バシラス(
acillus)属、キャンディダ(Candida
属、クロモバクテリウム(Chromobacteri
um)属、フミコーラ(Humicola)属、ムコー
ル(Mucor)属、ペニシリウム(Penicill
ium)属、シュードモナス(Pseudomona
)属及びリゾプス(Rhizopus)属の微生物を
起源とする酵素、またはこれらの微生物が有する酵素遺
伝子が導入されることによって形質転換された組み換え
微生物が産生する酵素などが挙げられ、好ましくは、ク
ロモバクテリウム(Chromobacterium
属、シュードモナス(Pseudomonas)属など
の微生物を起源とする酵素である。
【0014】これらの微生物はいずれも通常の方法、例
えば滅菌した液体培地に該微生物を接種し、20〜40
℃で往復振とう培養する方法などによって容易に液体培
養することができる。また、必要に応じて固体培養して
もよい。
【0015】動物起源の酵素としては、例えば豚や牛の
内蔵由来の酵素などが挙げられ、好ましくは豚や牛の膵
臓由来の酵素が好ましい。植物起源の酵素としては、例
えば小麦胚芽を起源とする酵素などが挙げられる。
【0016】これらの酵素は市販品の中から選択して使
用することもできる。市販品の酵素としては、例えばリ
パーゼAL(Achromobacter sp.
来、名糖産業社製)、PatalaseA(Asper
gillus niger由来、NOVO社製)、リパ
ーゼSP539(Bacillus sp.由来、NO
VO社製)、ズブチリシンA(Bacillus li
cheniformis由来、 NOVO社製)、リパ
ーゼOF(Candida cylindracea
来、名糖産業社製)、リパーゼSP398(Candi
da sp.由来、NOVO社製)、リパーゼL−05
0(Chromobacterium viscosu
由来、 Biocatalysts社製)、リパーゼ
L−053(Humicola lanuginosa
由来、 Biocatalysts社製)、リパーゼL
−166P(Mucor javanicus由来、
Biocatalysts社製)、Lipozyme
10000L(Mucormeihei由来、 NOV
O社製)、リパーゼSP388(Mucor mieh
ei由来、 NOVO社製)、リパーゼL−055P
Penicillum cyclopium由来、
Biocatalysts社製)、リパーゼPS(Ps
eudomonas cepacia由来、天野製薬社
製)、リパーゼL−056(Pseudomonas
fluorescens由来、 Biocatalys
ts社製)、リパーゼD(Rhizopus dele
mar由来、天野製薬社製)、リパーゼF−AP15
Rhizopus javanicus由来、天野製
薬社製)、リパーゼ(豚膵臓由来、東洋醸造社製)、キ
モトリプシン(牛膵臓由来、ナカライテスク社製)など
が挙げられる。
【0017】これらの酵素の純度あるいは形態について
は特に制限されるものではなく、精製酵素、粗酵素、酵
素含有物、微生物培養液、培養物、菌体、培養液および
それらの処理物などの種々の形態で用いることができ
る。ここで処理物とは、例えば、凍結乾燥菌体、アセト
ン乾燥菌体、菌体摩擦物、菌体の自己消化物、菌体の超
音波破砕物、菌体抽出物またはアルカリ処理物などを言
う。更に上記のような種々の純度あるいは形態の酵素
を、例えばシリカゲルやセラミックスなどの無機担体、
セルロース、イオン交換樹脂などへの吸着法、ポリアク
リルアミド法、含硫多糖ゲル法(例えばカラギーナンゲ
ル法)、アルギン酸ゲル法、寒天ゲル法などの公知の方
法により固定化して用いてもよい。
【0018】かかる酵素は目的とする光学活性2−ヒド
ロキシメチル−3−アリールプロピオン酸(2)に応じ
て適宜選択される。
【0019】不斉加水分解は、例えば水、2−ヒドロキ
シメチル−3−アリールプロピオン酸エステル及び上記
酵素を混合する方法により行われる。
【0020】酵素の使用量は反応時間の遅延や選択性の
低下が起こらないように適宜選択され、例えば市販品を
用いる場合、その使用量は2−ヒドロキシメチル−3−
アリールプロピオン酸エステル(1)に対して通常は
0.001〜2.0重量倍、好ましくは0.01〜1.
0重量倍である。
【0021】不斉加水分解に用いられる水は、緩衝水溶
液であってもよい。緩衝水溶液としては、例えばリン酸
ナトリウム水溶液、リン酸カリウム水溶液などといった
リン酸アルカリ金属塩水溶液などの無機酸塩の緩衝水溶
液、酢酸ナトリウム水溶液、酢酸カリウム水溶液などと
いった酢酸アルカリ金属塩などの有機酸塩の緩衝水溶液
などが挙げられる。かかる水の使用量は2−ヒドロキシ
メチル−3−アリールプロピオン酸エステル(1)に対
して通常0.5モル倍以上であればよく、場合によって
は溶媒量用いられ、通常は100重量倍以下である。
【0022】反応系のpHは酵素による不斉加水分解が
選択性よく進行する値が適宜選択され、特に限定されな
いが、通常はpH4〜10の範囲である。反応温度は、
高すぎると酵素の安定性が低下する傾向にあり、また低
すぎると反応速度が低下する傾向にあるため、通常5〜
65℃であり、好ましくは20〜50℃の範囲である。
【0023】本発明においては、不斉加水分解によって
2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロピオン酸エス
テル(1)の一方の光学活性体が、*で示される不斉炭
素原子の周りの立体配置を維持したまま優先的に加水分
解されて、目的とする光学活性2−ヒドロキシメチル−
3−アリールプロピオン酸(2)が生成し、その対掌体
エステルが加水分解されずに残存する。
【0024】反応後の反応液をアルカリ性に調整後、有
機溶媒を添加し、十分に攪拌したのちに、水層と有機層
とに分液し、水層として光学活性2−ヒドロキシメチル
−3−アリールプロピオン酸(2)の水溶液を、有機層
として対掌体エステルの溶解液を得ることができる。こ
の時使用しうる有機溶媒としては、例えばt−ブチルメ
チルエーテル、イソプロピルエーテルなどのエーテル
類、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンな
どの炭化水素類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ク
ロロホルム、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン
などのハロゲン化炭化水素類、酢酸エチル、酢酸メチ
ル、酢酸ブチルなどのエステル類などが挙げられる。
【0025】次いで、得られた光学活性2−ヒドロキシ
メチル−3−アリールプロピオン酸(2)の水溶液から
水を留去することによって、もしくは水溶液を酸性条件
下で有機溶媒で抽出し、溶媒留去を行うことにより、目
的の光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロ
ピオン酸(2)を取得することができる。
【0026】なお、加水分解されなかった対掌体エステ
ル2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロピオン酸エ
ステル(1)は、分液後の有機層に含まれており、これ
は溶媒留去などの方法によって容易に有機層から取り出
すことができる。 こうして得られた2−ヒドロキシメ
チル−3−アリールプロピオン酸エステル(1)につい
て、定法により加水分解を行い、酸で中和、有機溶媒で
の抽出及び溶媒留去を行うことにより光学活性2−ヒド
ロキシメチル−3−アリールプロピオン酸(2)を取得
することが可能である。加水分解の方法としては、通常
行う条件で加水分解することができ、例えばメタノール
に溶解後、水酸化ナトリウム水溶液を加える方法などが
挙げられる。
【0027】以上のようにして得られた光学活性2−ヒ
ドロキシメチル−3−アリールプロピオン酸(2)は更
に再結晶、カラムクロマトグラフ処理などによって精製
することができる。また、再結晶により光学純度を上げ
ることができる。
【0028】
【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【0029】(実施例1〜7)ラセミ体の2−ヒドロキ
シメチル−3−フェニルプロピオン酸メチル10mgを
500mMリン酸緩衝液(pH7)1mlに懸濁し、表
1に示した種々の酵素5mgを加えて、30℃で19時
間攪拌した。反応終了後、反応液に2N塩酸を加えて酸
性とし、t−ブチルメチルエーテルで抽出した。抽出液
を適時濃縮後、高速液体クロマトグラフィー(カラム:
日本分光株式会社製Finepak SIL C18T
−5、溶離液:水(0.1%リン酸)/アセトニトリル
=7/3、流速:1.0ml/min、検出:220n
m、カラム温度:35℃、溶出時間:2−ヒドロキシメ
チル−3−フェニルプロピオン酸6.6min、2−ヒ
ドロキシメチル−3−フェニルプロピオン酸メチル1
2.7min)にて分析し、2−ヒドロキシメチル−3
−フェニルプロピオン酸への変換率を求めた。また、生
成した2−ヒドロキシメチル−3−フェニルプロピオン
酸を薄層クロマトグラフィーにより精製し、高速液体ク
ロマトグラフィー(カラム:ダイセル化学工業株式会社
製Chiralcel OD、溶離液:ヘキサン/イソ
プロパノール/トリフルオロ酢酸=95/5/0.0
5、流速:1.0ml/min、検出:215nm、カ
ラム温度:室温、溶出時間:S体15.6min、R体
17.6min)にて分析し光学純度を測定した。結果
を表1に示す。
【0030】
【表1】 (実施例8〜18)ラセミ体の2−ヒドロキシメチル−
3−フェニルプロピオン酸メチル10mgを500mM
リン酸緩衝液(pH7)1mlに懸濁し、表2に示した
種々の酵素10mgを加えて、30℃で48時間攪拌し
た。反応後、実施例1〜7と同様に抽出、分析を行い、
2−ヒドロキシメチル−3−フェニルプロピオン酸への
変換率及び生成した2−ヒドロキシメチル−3−フェニ
ルプロピオン酸の光学純度を測定した。結果を表2に示
す。
【0031】
【表2】 (実施例19)ラセミ体の2−ヒドロキシメチル−3−
フェニルプロピオン酸メチル10mgを500mMリン
酸緩衝液(pH7)1mlに懸濁し、表3に示した酵素
5mgを加えて、30℃で5時間攪拌した。反応後、実
施例1〜7と同様に抽出、分析を行い、2−ヒドロキシ
メチル−3−フェニルプロピオン酸への変換率及び生成
した2−ヒドロキシメチル−3−フェニルプロピオン酸
の光学純度を測定した。結果を表3に示す。
【0032】
【表3】 (実施例20)ラセミ体の2−ヒドロキシメチル−3−
フェニルプロピオン酸メチル1.0gを500mMリン
酸緩衝液(pH7)100mlに懸濁し、リパーゼL−
050(Biocatalysts社製)0.5gを加
えて、30℃で5時間攪拌した。反応終了後、濾過によ
り酵素を除去した。反応液に氷冷下で1規定水酸化ナト
リウム水溶液を加えることによりpH9とし、t−ブチ
ルメチルエーテル100mlを加えて攪拌後、有機層を
除去した。得られた水層に氷冷下で2規定塩酸を加える
ことによりpH3とし、t−ブチルメチルエーテル10
0mlで2回抽出した。有機層をあわせて無水硫酸ナト
リウムで脱水後、減圧下で溶媒を留去し、ジエチルエー
テル−ヘキサンより結晶化を行い、2−ヒドロキシメチ
ル−3−フェニルプロピオン酸の白色固体140mgを
取得した。光学純度はR体で98.0%e.e.であっ
た。 融点:67.5〜68.5℃1 H−NMR(400MHz,CDCl3) δppm:
2.75〜2.93(m,2H),2.97〜3.13
(m,1H),3.60〜3.85(m,2H),5.
14(br s,2H),7.06〜7.34(m,5
H) [α]D 20:+13.9°(c=0.97,CHCl3
【0033】
【発明の効果】本発明の方法によれば、1工程で光学純
度よく光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリールプ
ロピオン酸及びその対掌体エステルを製造することがで
きる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1); 【化1】 (式中、Arは置換基を有していてもよいアリール基、
    Rはアルキル基、アラルキル基またはアリール基を示
    し、*は不斉炭素原子を示す。)で示される2−ヒドロ
    キシメチル−3−アリールプロピオン酸エステルに、不
    斉加水分解能を有する酵素を作用させることを特徴とす
    る、一般式(2) 【化2】 (式中、Ar、*はそれぞれ前記と同じ意味を示す。)
    で示される光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリー
    ルプロピオン酸及びその対掌体エステルの製造方法。
  2. 【請求項2】 Arが置換基を有していてもよいフェニ
    ル基である請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 Arがフェニル基である請求項1記載の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 Rが炭素数1〜8のアルキル基である請
    求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 Rがメチル基である請求項1〜3に記載
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 酵素が微生物起源の酵素、または、動物
    起源の酵素の酵素である請求項1〜5に記載の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 酵素がアクロモバクター(Achrom
    obacter)属、アスペルギルス(Aspergi
    llus)属、バシラス(Bacillus)属、キャ
    ンディダ(Candida)属、クロモバクテリウム
    Chromobacterium)属、フミコーラ
    Humicola)属、ムコール(Mucor)属、
    ペニシリウム(Penicillium)属、シュード
    モナス(Pseudomonas)属及びリゾプス(
    hizopus)属の微生物を起源とする酵素、豚膵臓
    及び牛膵臓由来の酵素である請求項1〜5に記載の製造
    方法。
  8. 【請求項8】 酵素が、クロモバクテリウム(Chro
    mobacterium)属、シュードモナス(Pse
    udomonas)属の微生物もしく豚膵臓を起源とす
    る酵素である請求項1〜5に記載の製造方法。
JP2001198722A 2001-04-19 2001-06-29 光学活性2−ヒドロキシメチル−3−アリールプロピオン酸及びその対掌体エステルの製造方法 Pending JP2003000295A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004060885A1 (ja) * 2002-12-27 2004-07-22 Kaneka Corporation 光学活性2−チオメチル−3−フェニルプロピオン酸誘導体およびその合成中間体の製造法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004060885A1 (ja) * 2002-12-27 2004-07-22 Kaneka Corporation 光学活性2−チオメチル−3−フェニルプロピオン酸誘導体およびその合成中間体の製造法

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