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JPH04126097A - 光学活性アミン類の製造方法 - Google Patents

光学活性アミン類の製造方法

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JPH04126097A
JPH04126097A JP24503590A JP24503590A JPH04126097A JP H04126097 A JPH04126097 A JP H04126097A JP 24503590 A JP24503590 A JP 24503590A JP 24503590 A JP24503590 A JP 24503590A JP H04126097 A JPH04126097 A JP H04126097A
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amine
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Hideaki Yamada
秀明 山田
Akira Shimizu
昌 清水
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光学活性アミンの製造方法に関する。
さらに詳しくは、特定の(R,S)−アミンのアシル誘
導体(以下、(R,S)−アシル誘導体ともいう)に、
[R)−アミンのアシル誘導体(以下、(R)−アシル
誘導体ともいう)のろを不斉加水分解する能力を有する
シュードモナス(Pseudoionas)属に属する
微生物、その培養物または微生物が産生ずる酵素を作用
させ、特定の(R)−アミンと特定の(S)−アミンの
アシル誘導体(以下、l5)−アシル誘導体ともいう)
との混合物にし、分離して光学活性アミン類を製造する
方法に関する。
これらの光学活性アミン類およびそれらがらえられる光
学活性誘導体は、各種の光学活性医薬や光学活性農薬の
中間体となり、実用的な価値が大きい。近年、医薬およ
び農薬で光学活性中心を有する化合物のばあいには、強
い生理活性を示す片方の光学活性体のみが使用されるこ
とが多く、前記光学活性アミン類などの化合物を利用す
ることにより、光学活性構造を有する医薬および農薬に
導くことが容易となる。たとえば、本発明によってえら
れる(R)または(Sl−1−メチル−3−フェニルプ
ロピルアミンは光学活性医薬および光学活性農薬の重要
な中間体としての利用が期待されている。
[従来の技術・発明が解決しようとする課題]従来、一
般式(R1[1) 。
または一般式5)−1): (式中、x’Sx’はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子
、水酸基、アルキル基、アミノ基、nは1〜3の整数、
*は不斉炭素を表わす)で表わされるアミンまたはその
誘導体をうる方法として、ジアステレオマーにして光学
分割する方法(特開昭59−1(18749号公報)な
どが知られている。
しかしながら、このような光学分割法ではジアステレオ
マーを調製するために別の高価な光学活性化合物が必要
となること、また光学純度を高めるためには繰返しの晶
析が必要となることなどの欠点があり、価格的に安価に
、かつ簡便にこれらの光学活性体をうろことが困難であ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは係る実情に鑑み、微生物の利用により簡便
かつ経済的に、一般式(R,5)−(1) :(式中、
x’、x’、nは前記と同じ)で表わされる(R,S)
−アミンの光学分割法を開発すべく鋭意研究を重ねた結
果、シュードモナス属に属する微生物、その培養物また
は微生物が産生ずる酵素が一般式(R,5)−(11+ (式中、xl 、 xl、nは前記に同じ、Rは01〜
6のアルキル基を示す)で表わされる(R,S)−アシ
ル誘導体(エナンチオマー混合物)のうち、[R)−ア
シル誘導体のみを選択的に加水分解して一般式(R1−
帽)で表わされる(R1−アミンを生成させ、(S)−
アシル誘導体が残存することを発見し、つづいて両者を
分離することにより効率的に光学分割する方法を確立し
、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、 一般式(R,5)−(I) : (式中、x’、x’はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子
、水酸基、アルキル基、アミノ基、HはC1〜6のアル
キル基、nは1〜3の整数を表わす)で表わされるアミ
ンのアシル誘導体(エナンチオマー混合物)に、(R)
−アミンのアシル誘導体のみを不斉加水分解する能力を
有するシュードモナス属に属する微生物、その培養物ま
たは微生物が産生ずる酵素を作用させ、一般式(R)−
(I] 。
(式中、xl 、 xiおよびnは前記と同し、*は不
斉炭素を表わす)で表わされる(R)−アミンとしたの
ち、(R1−アミンと残存する一般式(S)−(1)(
式中、xl Sx+およびnは前記と同し、*は不斉炭
素を表わす)で表わされるS)−アミンのアシル誘導体
とを分離することを特徴とする光学活性アミン類の製造
方法 に関する。
[実施例] 本発明においては、一般式(R,5)−(11:で表わ
されるアミンのアシル誘導体(エナンチオマー混合物)
がシュードモナス属に属する微生物、その培養物または
微生物が産生ずる酵素の作用により、不斉的に加水分解
せしめられ、(R)−アミンとIS+−アシル誘導体に
される。
これらの(R,S)−アミンのアシル誘導体の(R1体
のみを不斉加水分解する能力を有する微生物のスクリー
ニングの方法としてたとえば、(R,S)−アミンのア
シル誘導体を含有する培地(濃度0.05〜0.3w/
■%)を調製し、これに各微生物(菌体)を植菌し、2
8℃にて2〜4日間振盪し培養後、TLC分析にてアミ
ン生成が認められた菌体につき1〜5 V/V%の(R
,S)−アミンのアシル誘導体を含む培養培地に植菌し
、菌体反応を行なわせ、アシル誘導体の光学活性を確認
する方法などをあげることができる。
本発明において使用できる微生物としては、土壌から分
離したシュードモナス属に属する微生物、たとえばシュ
ードモナス プチダ(Pseudoaonas uti
da) 5c2(FEPN P−11602)、シュー
ドモナス プチダ(Pseudomonas  uti
da)Pc3(FERM P−11603)などをあげ
ることができる。
なお、これらの微生物は工業技術院微生物工業技術研究
所に平成2年7月13日付で寄託されている。
またこれらの微生物の菌学的性質を形態的性質、生理的
性質および炭素源の資化性について調べた。それぞれの
結果を第1表、第2表および第3表に示す。
[以下余白コ 味 表 注:+は有または陽性、−は無または陰性および(+)
は微弱を表わす。
男 表 注:+は生育することおよび いことを表わす。
は生育しな これらの結果よりPc3およびSc2はいずれもシュー
ドモナス属に属する微生物であることか確認された。
前記微生物の培養物とは、該微生物を培地を用いて培養
したもののことてあり、培養に用いる培地にはとくに制
限はなく、微生物が増殖しうる栄養源を含む培地であれ
ばよい。
このような培地の具体例としては、たとえば炭素源とし
て、グリセロール、グルコース、シュークロースなどの
糖類、チッ素源として酵母エキス、肉エキス、ポリペプ
トンなど、無機塩として燐酸カリウム、硫酸マグネシウ
ムなどを含有せしめたpH4,0〜l010の培地があ
げられる。
培養方法としては、前記のごとき培地を使用し、培養温
度10〜40℃にて第1次種母培養、ついて第2次本培
養を各々2〜3日間行なう方法か、具体的な方法として
あげられる。
前記培養に際し、培地に誘導物質として、たとえば一般
式(R,5)−(I)で表わされるアミンのアシル誘導
体、好ましくは炭素原子数が1〜4のノルマルまたはイ
ソタイプのアルキル基を有するアシル基であるアシル誘
導体、その(S)体であるS)−アシル誘導体、[Rj
体である(R)−アシル誘導体、それらの加水分解物で
ある(R,S)−アミン、(S)−アミン、(R)−ア
ミン、さらにはベンジルアセトンなどの一般式(R,5
)−(11で表わされるアミンのアシル誘導体に近似し
た構造を有する化合物を培地に対し0.005〜0.5
V/V%、好ましくは0.05〜0.3W/V%添加し
て培養することにより、著しく不斉加水分解活性の高い
培養物かえられる。
このようにして培養された高活性の培養物を用いること
により、高濃度の(R,S)−アシル誘導体の不斉加水
分解が可能となる。
本発明において使用されるアミンのアシル誘導体として
は、 かあげられるが、ここてxl 、 X′はそれぞれ水素
原子、ハロゲン原子、水酸基、たとえばC1〜6のアル
キル基、アミノ基を示し、×1とX′は同一であっても
よく、異なっていてもよい。
前記Rは01〜6のアルキル基であるが、これらのうち
でも01〜4のアルキル基であるのか反応速度などの点
から好ましい。
前記一般式(R,5)−(I)て表わされるアミンのア
シル誘導体の具体例としては、たとえば(R,5)−1
−メチル−3−フェニルプロピルアセトアミドなどがあ
げられる。
つぎの不斉加水分解反応には前記培養物をそのまま使用
してもよく、また微生物(菌体)を遠心分離法なとによ
り濃縮・集菌して使用してもよく、また集菌した微生物
を凍結乾燥などの乾燥操作を行ない使用してもよい。さ
らに、微生物か産生ずる酵素か[R)−アシル誘導体の
不斉加水分解に対して高い活性を有するばあいには、単
離した酵素または凍結乾燥した酵素を使用してもよい。
本培養菌体から生成される不斉加水分解酵素は培養時間
が40時間を超える時点から菌体外に徐々に移行する現
象が見られるので、本菌体の利用に対してはこの点を考
慮していく必要がある。したがってつぎの不斉加水分解
反応には培養時間が40時間以内であれば菌体をそのま
ま使用してもよくまたは集菌した菌体を使用し活性能を
上げることもてきる。一方、2日以上の長時間培養を行
なったばあいは酵素が菌体外の培養ろ液または遠心上清
液中に存在しているため培養ろ液または遠心上清液の使
用による不斉加水分解を行なうことができる。
一般式(R,5)−(I)で表わされるアミンのアシル
誘導体を、前記微生物またはその培養物の作用により不
斉的に加水分解させる際の条件としては、たとえば(R
,S)−アシル誘導体を親水性の高いアルコールなどの
親水性溶剤もしくはSo l vonT80(ツイーン
80)などの界面活性剤に溶解ないし懸濁させ、lO〜
60W/V%濃度液とし、この−部ないしは全部に対し
て前記の微生物または濃縮・集菌した微生物をリン酸緩
衝液中に懸濁させたのちに添加し、反応液中の(R,S
)−アシル誘導体の濃度か1〜30W/V%となるよう
にし、反応条件としては15〜60℃、好ましくは25
〜40℃の温度で充分に撹拌もしくは振盪1、ながら1
〜5日間、好ましくは2〜4日間反応させるというよう
な条件を採用することかできる。
前記不斉加水分解反応に際して、(R,S)−アシル誘
導体を有機溶剤に部分的に可溶化させながらまたは界面
活性剤の作用で溶剤への分散効率を高めた状態で反応を
行なうと、これらの処理を行なわない方法とくらべて著
しく反応率を高めることができる。
とくに前記有機溶媒か水に不溶もしくは難溶の有機溶剤
であって、水との2相系において不斉加水分解反応を行
なうばあいには、基質と微生物との接触か増大するなど
の点から好ましい。
前記反応率を高める効果のある有機溶剤としては、たと
えばn−ヘキサン、イソペンタン、nオクタン、n−デ
カン、n−ドデカン、n−テトラデカンのようなアルカ
ン系、イソプロピルエーテルのようなエーテル系、エタ
ノール、n−プロパツールのようなアルコール系の溶剤
があげられる。前記アルカン系、エーテル系の溶剤は水
に不溶もしくは難溶の有機溶剤の代表例である。
また、前記界面活性剤としては、たとえばポリオキンエ
チレンソルビタンモノオレートのようなツイーン系界面
活性剤があげられる。界面活性剤の使用量としては水に
対して約1〜20重量%か通常である。
前記有機溶剤なとを培養菌体を含む水相に対し50〜1
50W/V%使用することにより、とくに基質である(
R,S)−アシル誘導体の5 W/V%以上の高濃度に
おける反応率か著しく増加する。なお、使用する有機溶
剤などの使用量は基質濃度により決定されるものであり
、必ずしも前記の範囲に限定されるものではない。また
、不斉加水分解反応に際して分割添加する方か一括添加
するよりも反応に好ましいばあいもあるから、(R,S
)−アシル誘導体を段階的に添加してもよい。
不斉加水分解後のfR)−アミンと残存する(S)−ア
シル誘導体の分離には、非親水性の有機溶剤による抽出
操作が好適に採用されうるが、このばあいの有機溶剤と
しては、酢酸メチル、酢酸エチルのようなエステル系溶
剤か好ましい。この抽出操作により(R)−アミンとS
)−アシル誘導体を分離することができる。分離後、水
相からベンゼンなどによる抽出操作で、また!S)−ア
シル誘導体はn−ヘキサン中て結晶化させることにより
、効率よく各々を採取することかできる。
このようにしてえられた(R)−アミンおよび(S)ア
シル誘導体の光学純度は各々99%以上とすることか可
能である。
また、(S)−アシル誘導体は常法により化学的に分解
することによりfs)−アミンにすることができる。
以下に実施例をあげて本発明の方法を具体的に説明する
か、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1 (R,5)−1−メチル−3−フェニルプロピルアセト
アミド(MPAC)を不斉加水分解し、fR)−1−メ
チル−3−フェニルプロピルアミンを産生ずる微生物、
シュードモナス プチダSc2 FERN P1160
2およびシュードモナス プチダPe3FERM P 
11603をスクリーニングするために下記の組成でp
H7,0の培地を調製した。
培地組成      (警/■%) (R)−MPAC0、15 KH2POz        O,l K2HPO40,I N)t4cり        01 M g S Oa・7H200,03 イーストエキス    0.01 この培地5mlを含む試験管にシュードモナスプチダS
c2 FERN P 11802およびPc3 FER
M P11603を植菌後、28℃の培養温度で2日間
振盪培養した。同し培地100m1を含む500m1の
坂ロフラスコ中に前記培養菌体を注入し、28℃の培養
温度で2日間振盪培養した。(R,S)−MPAC25
gを100m1のエタノールに溶解した溶液を各々の培
養菌体中に添加し、 (R,S)−MPACの濃度がI
V/V%、2 W/V%および3 W/V%となるよう
にしたのちさらに30℃にて2日間振盪させた。遠心分
離法により菌体を除去した上清液を用いて+1PLc分
析による化学純度測定および光学純度測定を行なった。
化学純度測定に使用したカラムは5C+a (4,6x
100wI■)であり、光学純度測定においては、試料
とGITC(テトラ−0−アセチル−β−D−グルコシ
ルイソチオシアネート)とを付加反応させたのち、カラ
ム 10C+s (4,6x  25(1++■)を使
用して行なった。菌体の種類および不斉加水分解の結果
を第4表に示す。
[以下余白] つぎに培養時間か約40時間を超える頃から酵(素は菌
体内から培養液中に移行するため菌体を濾別した上清液
を使用し不斉加水分解を行なった。
前記液体培地100m1を含む500m1の坂ロフラス
コ中にあらかじめ培養を行なったシュードモナス プチ
ダSc2 FERM P ll[i02およびPc3F
ERN P 11603の種培養液をそれぞれ4 ml
添加し、28℃の培養温度で7日間振盪培養した。培養
液遠心分離法により菌体を分離したのち上清液をそれぞ
れ約100m1えた。(R,S)−MPAC25gを1
00m1エタノールに溶解した溶液を各々の上清液l0
m1に添加し、(R、S)−MPACの濃度がI W/
V%、2W/V%および3 W/V%となるようにした
のちさらに30℃にて2日間反応を行なった。菌体の種
類および不斉加水分解の結果を第5表に示す。
[以下余白コ 実施例2 種々の誘導物質の効果を調べるために種々の誘導物質を
添加し不斉加水分解活性を求めた。
実施例1に記載の培地のうちの(R1−MPACのかわ
りに第6表記載の誘導物質(a度0.15V/V%)に
置換した液体培地に、シュードモナス プチダPc3 
FERN P 11603菌体を接種し28℃の培養温
度で2日間振盪培養した。
この培養ブロス中にSolνon T2O(ツイーン8
0)溶液に50W/V%のMPACを溶解した溶液を添
加し、反応液中のMPACが5 W/V%となるように
して28℃にて2日間振盪し不斉加水分解を行なった。
これらの結果を第6表に示す。
[以下余白] 第 表 実施例3 MPAC基質の高濃度における不斉加水分解性を調べた
。実施例]に記載した液体培地100 mlを含む50
0m1の坂ロフラスコ中にあらかしめ培養を行なったシ
ュードモナス プチダPc3 FEPNP 11603
種培養液4 mlを添加し、28℃の培養温度で4日間
振盪培養した。培養液遠心分離法により菌体を分離した
上清液を限外濾過により約10倍(10ml)に濃縮し
、これに5olvon T2O(ツイーン80)溶液に
50W/V%のMPACを溶解した溶液および20mM
のトリス塩酸バッファー液を反応液の全量が20m1に
なるように、また反応液中のMPACノ濃度か5 W/
V%、IOW/V %および15W/V%となるように
添加したのち28℃にて4日間振盪を行なった。不斉加
水分解の結果を第7表に示す。
[以下余白コ 実施例4 シュードモナス プチダPc3 FERN P 116
03によるMPACの不斉加水分解反応後(R1−MP
P^と(S)MPACの分離精製を行ない、各々を採取
した。
実施例1に記載の培地5 mlを含む試験管に植菌し、
28℃の培養温度で2日間振盪培養を行なった。同し培
地100m1を含む500 mlの坂ロフラスコ中に前
記培養菌体を注入し、28℃の培養温度で2日間振盪培
養を行なった。別にMPAC25gを100m1のエタ
ノールに溶解した溶液8 mlを前記菌体に添加し、さ
らに28℃で3日間振盪した。
つぎに遠心分離法により菌体を除去し、上清成約100
m1をえた。この上清液中の[R)−MPP^および!
S1−MPACの濃度ならびに光学純度を第8表に示す
[以下余白] 果 表 *  GITC誘導体法 零* ダイセル■HP L CキラルセルOB法前記上
清液を硫酸にてpI(3としたのち約50m1の酢酸メ
チルにより3回抽出を行なった。
水層を嵩容量のベンゼンで2回抽出したのちベンゼンを
溜去して濃縮することにより油状物質0 、5g ((
R)−MPP^)をえた。えられた油状物質の分析値は
化学純度99%、光学純度99.5%ee以上であった
つぎに酢酸メチル層より酢酸メチルを溜去して油状とし
たのちn〜へキサン30m1中に滴下して(S)−MP
ACを結晶化させた。結晶を濾別・乾燥して白色結晶0
.73gをえた。えられた白色結晶の分析値は化学純度
99%、光学純度97%eeてあっtこ。
実施例5 非水性有機溶剤添加による2相系反応の効果を調べるた
めに下記に示す反応条件により反応を行なった。
ンユードモナス プチダPc3 FERM P 118
03の培養菌体1 mlより遠心分離法にて菌体を集菌
し、015Mのリン酸バッファー(pH7,0)0.9
釦中に添加した。エタノール中にMPACを50W/v
%濃度とした溶液0.1mlを添加した。さらに、第9
表に記載の有機溶剤1 mlを加え、28℃にて4日間
振盪撹拌した。反応の結果を第9表に示す。
[以下余白] [発明の効果] 本発明は、従来から知られているジアステレオマーに誘
導したのちの光学分割法に基づく光学活性アミンの製法
とは異った微生物の光学分割能を利用したものであり、
本発明によると容易に高純度の光学活性fR)−アミン
および(S)−アシル誘導体を取得することかできる。
本発明におけるンユードモナス属に属する光学分割能を
有する微生物の発見、該微生物の培養に際し誘導物質の
添加により菌体の不斉加水分解能を著しく向上させうろ
こと、不斉加水分解反応に際し基質と菌体酵素との接触
率を高める効果かある有機溶剤なとの使用で反応率を著
しく高めうろことなとは、きわめて実用的に重要な意味
を持ち、工業的な光学活性アミンの製造技術としての価
値の大きいものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式(R、S)−( I ): ▲数式、化学式、表等があります▼(R、S)−( I
    ) (式中、X^1、X^2はそれぞれ水素原子、ハロゲン
    原子、水酸基、アルキル基、アミノ基、RはC_1〜_
    6のアルキル基、nは1〜3の整数を表わす)で表わさ
    れるアミンのアシル誘導体(エナンチオマー混合物)に
    、(R)−アミンのアシル誘導体のみを不斉加水分解す
    る能力を有するシュードモナス属に属する微生物、その
    培養物または微生物が産生する酵素を作用させ、一般式
    (R)−(II): ▲数式、化学式、表等があります▼(R)−(II) (式中、X^1、X^2およびnは前記と同じ、*は不
    斉炭素を表わす)で表わされる(R)−アミンとしたの
    ち、(R)−アミンと残存する一般式(S)−( I )
    : ▲数式、化学式、表等があります▼(S)−( I ) (式中、X^1、X^2およびnは前記と同じ、*は不
    斉炭素を表わす)で表わされる(S)−アミンのアシル
    誘導体とを分離することを特徴とする光学活性アミン類
    の製造方法。 2 RがC_1〜_4のアルキル基である請求項1記載
    の製造方法。 3 一般式(R、S)−( I )で表わされるアミンの
    アシル誘導体が(R、S)−1−メチル−3−フェニル
    プロピルアセトアミドであり、一般式(R)−(II)で
    表わされる(R)−アミンが(R)−1−メチル−3−
    フェニルプロピルアミンである請求項1記載の製造方法
    。 4 前記微生物またはその培養物が、アシル誘導体を分
    解する酵素を誘導する物質(誘導物質)の存在下で培養
    、調製した微生物またはその培養物である請求項1記載
    の製造方法。 5 前記誘導物質が、一般式(R、S)−( I )で表
    わされるアミンのアシル誘導体に対応する(R、S)−
    アミン、一般式(R)−(II)で表わされる(R)−ア
    ミン、前記(R)−アミンの鏡像異性体である(S)−
    アミンまたはこれらのアシル誘導体である請求項4記載
    の製造方法。 6 水と水に不溶もしくは難溶の有機溶剤との2相系で
    反応を行なう請求項1記載の製造方法。 7 親水性溶剤または界面活性剤に一般式(R、S)−
    ( I )で表わされるアミンのアシル誘導体を溶解させ
    たものを用いて反応させる請求項6記載の製造方法。
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JP4984925B2 (ja) * 2007-01-31 2012-07-25 住友化学株式会社 アミノアシラーゼ遺伝子

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