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WO2005049557A1 - 光学活性２−アルキルシステインの製造方法、並びにその誘導体及び製造方法 - Google Patents

光学活性２−アルキルシステインの製造方法、並びにその誘導体及び製造方法

Info

Publication number
WO2005049557A1
WO2005049557A1 PCT/JP2004/017140 JP2004017140W WO2005049557A1 WO 2005049557 A1 WO2005049557 A1 WO 2005049557A1 JP 2004017140 W JP2004017140 W JP 2004017140W WO 2005049557 A1 WO2005049557 A1 WO 2005049557A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
salt
represented
general formula
alkyl
cysteine
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/017140
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasushi Higuchi
Akinori Tanaka
Ryuji Hasemi
Masaki Sugita
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.
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 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.
Priority to JP2005515637A priority Critical patent/JP4735263B2/ja
Priority to DE602004023534T priority patent/DE602004023534D1/de
Priority to US10/579,772 priority patent/US7470525B2/en
Priority to EP04818942A priority patent/EP1686114B1/en
Publication of WO2005049557A1 publication Critical patent/WO2005049557A1/ja
Priority to US12/234,016 priority patent/US20090030210A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/12—Methionine; Cysteine; Cystine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/02—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of thiols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
    • C07D277/04—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D277/06—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/60—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/07—Optical isomers

Definitions

  • the present invention produces optically active 2-alkylcysteines represented by the following general formulas (2) and (7) or salts thereof from a 2-alkylcystinamide represented by the following general formula (1) or a salt thereof.
  • a 2-alkylcysteinamide or a salt thereof represented by the following general formula (1) which is a mixture of a D-form and an L-form, is stereoselectively hydrolyzed to an amide bond of 2-alkylL-cysteinamide or a salt thereof.
  • the resulting 2-alkyl L cysteine and 2-alkyl cysteine amide are converted to an aldehyde or ketone represented by the general formula (4) or a aldehyde or ketone represented by the general formula (4).
  • the present invention also relates to a 4-alkylthiazolidine-4 monocarboxylic acid represented by the following general formula (8) or a salt thereof, and an optically active 4-alkylthiazolidine represented by the following general formulas (5) and (9).
  • -4 R-Rubonic acid or a salt thereof and their production from an alkyl cysteine represented by the following general formula (10) or an optically active 2-alkyl cystine represented by the following general formula (2) or (7) On how to do it.
  • Optically active 2 alkyl cysteines or salts thereof, 4 alkyl thiazolidine 4 carboxylic acids or salts thereof, and optically active 4 alkyl thiazolidine 4 mono-rubonic acids or salts thereof are used for production of various industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals. It is an important substance as an intermediate. Background art
  • an optically active cysteine methine has been used as a method for producing an optically active 2 alkyl cysteine.
  • Cyclized with pivalaldehyde, protected with formaldehyde, methylated with lithium reagent and methyl iodide, opened with hydrochloric acid and deprotected to obtain optically active 2-methylcysteine as hydrochloride Methods are known (for example, see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
  • the obtained optically active 2-methylcysteine can be esterified by adding acetyl chloride in alcohol.
  • these methods are expensive because the starting material is an optically active substance, have a large number of steps, are complicated, and require expensive reagents. ,.
  • L-cysteine ethyl ester is used as a starting material, and is cyclized with a nitrile compound and methylated using a methylating agent such as methyl iodide.
  • Alkyl thiazoline-4 is converted to a racemic rubonic acid ester and then subjected to basic hydrolysis of ester to form a racemic form of 4-methylthiazoline-4 rubonic acid, which is then subjected to optical resolution using a basic optical resolving agent such as phenethylamine.
  • 4-alkylthiazolidine represented by the following general formulas (5), (8) and (9): 4-carboxylic acid rubonic acid or a salt thereof is widely used as a raw material for producing various industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals. Is an expected compound, and is a very useful substance industrially. Further, these 4-alkylthiazolidine 4-monorubic acids or salts thereof can easily carry out a ring-opening reaction at the S-CN site, and can be derived into 2-alkylcysteine.
  • 2-Alkyl cystine is also useful as a raw material for the manufacture of various industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals, but since it has multiple reactive functional groups such as mercapto and amino groups, it is usually used as a substrate for the purpose. It is difficult to carry out a reaction to obtain only a derivative.
  • a derivatization reaction for obtaining a target substance is performed and then a ring opening reaction is carried out to obtain a desired 2-alkylcysteine derivative.
  • a 2-alkylcysteine equivalent because it can lead to Quality.
  • the 4-alkylthiazolidine 4-monorubic acid or a salt thereof is a very useful compound as a reaction raw material for organic synthesis, its production method is not known.
  • thiazolidine 4-monorubic acid derivative there is 5,5 dimethylthiazolidine 4-monorubonic acid (for example, see Non-Patent Document 2), but this thiazolidine ring is strong. It is difficult to open the ring back to the ⁇ -silamine derivative.
  • Patent Document 1 US Patent No. 6,403,830
  • Patent Document 2 JP 2003-201284
  • Patent Document 3 European Patent No. 1302467
  • Non-Patent Document 1 Gerald Pattenden, Stephen M. Thorn and Martin F. Jones, Tetrahedron, Vol49, NolO, pp2131—2138, 1993
  • Non-Patent Document 2 Justus Liebigs Ann. Chem. (1966), 697, 140-157
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to produce an optically active 2-alkylcysteine or a salt thereof, which is important as an intermediate for production of various industrial chemicals, agricultural chemicals, and pharmaceuticals, with high quality and low cost.
  • Another object of the present invention is to provide a high quality and inexpensive 4 alkylthiazolidine 4 monobasic rubonic acid or a salt thereof, and their optically active substances.
  • 2-alkyl cysteinamides or their salts with 2-alkyl L cysteinamides Or 2-alkyl L cysteine or a salt thereof is selectively produced by the action of a cell or a treated product of a microorganism having an activity of stereoselectively hydrolyzing an amide bond of the salt thereof, and then selectively producing a compound represented by the general formula Reacting with an aldehyde or ketone represented by (4) or an acetal or ketal thereof, respectively, to form a 4-alkylthiazolidine represented by the general formula (5);
  • the 4-alkylthiazolidine shown below is derived from a 4-alkylthiazolidine amide or a salt thereof, and the 4-alkylthiazolidine represented by the general formula (1)
  • R in the general formulas (1), (2), (3), (5) and (6) represents a lower alkyl group having 14 to 14 carbon atoms.
  • the general formulas (4) and (5) And R and R in (6) are each independently hydrogen or carbon.
  • R is a methyl group. According to another preferred embodiment, said R and R are both methyl groups.
  • the 2-alkylcysteinamide represented by the general formula (1) or a salt thereof can be stereoselectively bonded to the amide bond of 2-alkylL cysteinamide or a salt thereof.
  • the 2-alkyl L-cysteine or its salt represented by (2) is produced, and the 2-alkyl L-cysteine or its salt not reacted with the produced 2-alkyl L-cysteine or its salt is represented by the general formula (3).
  • the salt is reacted with an aldehyde or ketone represented by the general formula (4) or an acetal or ketal thereof to form a 4-alkylthiazolidine represented by the general formula (5).
  • 4 Alkyl thiazolidine represented by the formula (6) 4 rubonic amide or its salt is derived, and from the mixture thereof, 4 alkyl thiazolidine 4 rubric amide or its salt is separated from the general formula (6).
  • an optically active 2-alkyl D cysteine represented by the general formula (7) or a salt thereof is provided.
  • R in the general formulas (1), (2), (3), (5), (6) and (7) represents a lower alkyl group having 114 carbon atoms.
  • the general formulas (4) and (5) R and R in (6) and (6) are each independently hydrogen or carbon number.
  • R is a methyl group. According to another preferred embodiment, both R and R are methyl groups.
  • the above-mentioned method for producing an optically active 2-alkylcysteine is important as an intermediate for producing various industrial chemicals, agricultural chemicals, pharmaceuticals, and the like from 2-alkylcystinamide, which is a mixture of D-form and L-form, which is easily handled as a raw material.
  • This is advantageous in that highly optically active 2-alkyl cysteines can be efficiently produced with high quality.
  • the obtained optically active 2-alkyl cysteines are further esterified to produce optically active 2-alkyl cysteine esters that are important as intermediates in the production of various industrial chemicals, agricultural chemicals, pharmaceuticals, etc., with high quality and efficiency. It is also convenient in that it can be done.
  • the 2-alkyl cysteinamide represented by the general formula (1) produced by the biochemical asymmetric hydrolysis reaction of the 2-alkyl cysteinamide represented by the general formula (2)
  • Alkyl L cysteine and unreacted 2-alkyl D-cysteinamide represented by the general formula (3) are reacted with an aldehyde or ketone represented by the general formula (4) or an acetal or ketal thereof to obtain a compound represented by the general formula (5 4) alkyl thiazolidine (4) rubonic acid and 4-alkyl thiazolidin (4) amide represented by general formula (6), so that both substances can be separated by simple solid-liquid separation means.
  • R in the general formulas (2), (5), (7), (8), (9) and (10) represents a lower alkyl group having 114 carbon atoms.
  • the general formulas (4), (5) ), R and R in (8) and (9) are each independently hydrogen or
  • R is a methyl group.
  • R and R are both methyl groups.
  • a 4-Aquiltia-Zolidine-4 monocarboxylic acid or a salt thereof represented by the following general formula (5), (8) or (9), or an optically active form thereof. How to make Provided.
  • R in the general formula (8) represents a lower alkyl group having 14 to 14 carbon atoms, and R and R are each independently
  • R in the general formulas (5) and (9) represents a lower alkyl group having 14 to 14 carbon atoms, and R and R are
  • R is a methyl group. According to another preferred embodiment, in general formulas (5), (8) and (9) R and R are both methyl groups.
  • FIGS. 1 and 2 the scheme of the production method of the present invention is schematically shown in FIGS. 1 and 2, and the present invention will be described in detail below with reference to these drawings.
  • R in the formula is not particularly limited as long as it is a lower alkyl group having 114 carbon atoms.
  • a linear or branched lower alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl and the like are preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • the 2-alkylcysteinamide used may be used as a free substance or as a salt such as hydrochloride, sulfate, acetate and the like.
  • Alkyl thiazolidine (4) Rubibonamide or a salt thereof can be produced as follows by using the method described in C. Justice Liebigs Ann. Chem. (1966), 697, 140-157. can do.
  • a halogenated methyl alkyl ketone represented by the following formula (12) (X is a halogenated methyl A carboxyl conjugate represented by the formula (13) or an acetal or ketal thereof with sodium hydroxide and ammonia to form a thiazoline conjugate represented by the formula (14). .
  • the 2-alkylcysteinamide represented by the general formula (1) or a salt thereof is obtained by partially hydrolyzing a 4-alkylthiazolidine-4 monocarboxylic acid amide or a salt thereof represented by the general formula (11). Can be manufactured from ⁇ .
  • a 4-alkylthiazolidine-4-carboxylic acid amide of the general formula (11) or a salt thereof is dissolved in pure water or a polar organic solvent containing at least an equivalent of water and heated, a hydrolytic ring-opening reaction proceeds. This hydrolysis reaction can be accelerated by an acid catalyst.
  • the amount of the acid catalyst used is preferably 0.5 to 1.3 equivalents, more preferably 0.8 to 1.1 equivalents of the thiazolidine phenolic amide of general formula (11). It is preferably one equivalent.
  • the thiazolidinecarboxylic acid amide represented by the formula (11 ′) and an acid neutral salt can be isolated and purified, and then heated and refluxed in pure water or a polar organic solvent containing an equivalent or more of water.
  • a 2-alkylcysteinamide of the general formula (1) can be obtained.
  • the acid used for the catalyst is not particularly limited as long as it is a commonly used acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, and organic acids such as formic acid and acetic acid may be used. Although it is possible, inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid are preferably used from the viewpoint of the reaction rate and the convenience of the operation during purification.
  • inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid are preferably used from the viewpoint of the reaction rate and the convenience of the operation during purification.
  • the carbodiyl conjugate shown in the formula (13) is desorbed by hydrolysis. When the reaction is performed, the reaction can proceed more efficiently. The reaction proceeds quantitatively, and the target 2-alkylcysteinamide or its salt represented by the general formula (1) can be obtained in high yield only by removing the eliminated carbonyl compound represented by the formula (13) and the reaction solvent. And it is obtained with high purity.
  • the 2-alkylcysteinamide or its salt represented by the general formula (1) which is a mixture of D-form and L-form, forms an amide bond of 2-alkyl L-cysteinamide or its salt.
  • 2-alkyl L cysteine or a salt thereof is selectively produced, and the 2-alkyl represented by the general formula (2) is obtained. It is a mixture of L-cysteine or a salt thereof and a 2-alkyl D-cysteinamide or a salt thereof represented by the general formula (3).
  • the microorganism used herein may be any microorganism that has the activity of stereoselectively hydrolyzing the amide bond of 2-alkyl L cysteinamide or a salt thereof to form 2-alkyl L cysteine or a salt thereof.
  • the microorganism include microorganisms belonging to the genera Xanthopactor, Protaminopactor, Mycoplana, etc., specifically, Xanthobacter flavus NCIB 10071, Protaminonobacter alboflavus ATCC8458, Mycoplana ramosa (Mycoplana ramosa). ana ramose) NCIB9440, Mycoplana dimorpha AT CC4279 are preferred examples of the power.
  • the present invention is not limited thereto.
  • any strain such as a mutant strain derived from these microorganisms by artificial mutation means, or a recombinant strain derived by cell fusion or genetic techniques such as genetic recombination, etc. Any one having the above-mentioned ability can be used in the present invention.
  • the cultivation of these microorganisms is carried out using a medium containing assimilable carbon sources and nitrogen sources, inorganic salts and nutrients essential for each microorganism.
  • the pH of the medium is 410, and the culture temperature is in the general range of 20 to 50 ° C.
  • the culture conditions may be appropriately determined according to the growth characteristics of the microorganism to be used. Culture is performed aerobically for about one week a day.
  • the microorganism cultured in this manner is used in the reaction as a viable cell or a processed product of the viable cell, for example, a culture solution, an isolated cell, a crushed cell, or a purified enzyme.
  • the cells or enzymes can be immobilized and used according to a conventional method.
  • the conditions for the biochemical asymmetric hydrolysis of the 2-alkylcysteinamide or a salt thereof are as follows.
  • the concentration of the substrate, 2-alkylcysteinamide or a salt thereof is preferably in the range of 0.1 to 40 wt%, more preferably in the range of 0.5 to 20 wt%. If the substrate concentration is less than 0. ⁇ %, the volume of the reaction solution simply increases, which is disadvantageous in terms of productivity. On the other hand, when the substrate concentration exceeds 40% by weight, substrate inhibition occurs, which is disadvantageous in terms of productivity per cell or treated cells, and in some cases, the reaction product 2-alkyl L cysteine.
  • the salt thereof precipitates during the reaction, which is disadvantageous because it causes a loss in centrifugation or filtration separation of the cells or the processed cells after the reaction.
  • the amount of microbial cells or processed microbial cells used for the substrate, 2-alkylcystinamide or a salt thereof, is such that the weight of the microbial cells used as a raw material is converted to a dry cell weight ratio of 0.0001. — It is preferable to add soybean so as to be in the range of 3. More preferably, it is made to be in the range of 0.001—1. If the weight ratio is less than 0.0001, the reaction speed is slow and the treatment takes a long time.If the weight ratio is more than 3, the reaction time is short, but the surface area of microbial cells is efficient. However, it requires much labor to separate the cells or the processed cells after the reaction, which is industrially disadvantageous.
  • the usage ratio of the cells or the treated cells is 3 or less, which is the upper limit of the preferred range, The ratio at which the reaction can be suitably performed should be appropriately selected.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 10-70 ° C, more preferably in the range of 20-40 ° C.
  • Reaction temperature If the temperature is lower than 10 ° C, the reaction speed is slow, so that the processing time becomes longer and disadvantageous.
  • the reaction temperature exceeds 70 ° C., the enzyme catalytic activity of the cells or the processed cells is reduced due to inactivation, and the non-enzymatic degradation of 2-alkyl D cysteinamide also accompanies. It is disadvantageous in terms of reaction yield and selectivity. In addition, a large amount of energy is required for heating and cooling the reaction solution required between steps, which is disadvantageous in cost.
  • the pH of the reaction solution is more preferably in the range of pH 5-10, which is preferably an aqueous solution of pH 4-13. Furthermore, basic conditions in which the neutral force of pH 7-9 is also relatively mild are particularly preferred. When the pH is lower than 4, the catalytic activity of the cells or the treated cells decreases, and when the pH exceeds 13, the catalytic activity similarly decreases. Furthermore, 2-alkyl D cysteinamide or a salt thereof, 2-alkyl L cysteinamide or a salt thereof contained in the reaction solution, and a product, 2-alkyl L cysteine or a salt thereof, form a disulfide bond to form a disulfide bond. It is not preferable because of dagger.
  • non-enzymatic hydrolysis of 2-alkyl D cysteinamide or a salt thereof is liable to occur, which is not preferable.
  • an inorganic base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, ammonia, or the like may be used.
  • a buffer obtained by dissolving other substances may be used.
  • metal ions such as Mg, Cu, Zn, Fe, Mn, Ni, and Co may be further added as an activator of the enzyme catalyst.
  • the amount to be added differs depending on the type of the culture cell strain used and the type of metal ion to be added, and cannot be specified unconditionally. However, it is preferable to add a metal ion at a concentration of 1 to 50 ppm, more preferably 5 to 20 ppm. By doing so, it is possible to improve the rate of asymmetric calo water decomposition. For example, when 5 to 20 ppm of divalent Mn ions is added, the reaction rate is significantly improved to 2 to 5 times as compared with the case without addition.
  • the cells used in the biochemical asymmetric hydrolysis reaction or the treated cells can be recovered by centrifugation or filtration after use in the enzymatic reaction and used as an enzyme catalyst for the asymmetric hydrolysis reaction. Can be reused.
  • the starting material 2-alkylcysteinamide or a salt thereof, and the reacted 2-alkyl L-cystinamide or a salt thereof or 2-alkyl D-cysteinamide or a salt thereof have a mercapto group in the structure, so that they are oxidized immediately after being oxidized. If left in the presence, it will be dimerized disulfide (2,2'-dialkylcystine). To prevent this, cells or processed cells The asymmetric hydrolysis reaction power used is also concentrated.'The series of production steps leading to purification is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon, but a reducing substance such as 2-mercaptoethanol coexists in the system. It is also possible to make it. In addition, if all the solvents used in the reaction are degassed before the reaction is performed, the reaction can proceed favorably without generating by-products.
  • Microbial cells are removed from the reaction-completed solution by ordinary solid-liquid separation means such as centrifugation or a filtration membrane. Further, it is more preferable to remove the remaining organic matter derived from microorganisms by using an adsorbent such as ultrafiltration or activated carbon. Next, the reaction solution is concentrated to distill off water, and the concentrate is used as a raw material for the next thiazolidine cyclization reaction.
  • ordinary solid-liquid separation means such as centrifugation or a filtration membrane.
  • an adsorbent such as ultrafiltration or activated carbon.
  • 2-alkyl L cystine represented by the general formula (2) produced by a biochemical asymmetric hydrolysis reaction of a 2-alkylcystinamide represented by the general formula (1) or a salt thereof or The unreacted 2-alkyl D cysteinamide represented by the general formula (3) or a salt thereof is reacted with an aldehyde or a ketone represented by the general formula (4), or an acetal or ketal thereof, respectively. It is derived into a 4-alkylthiazolidine-4 monocarboxylic acid represented by the general formula (5) and a 4-alkylthiazolidine-4-carbonamide represented by the general formula (6).
  • R and R in the general formula (4) representing the aldehyde or ketone used herein are each independently
  • a lower alkyl group having 14 to 14 carbon atoms there is no particular limitation as long as it is hydrogen (except when both are hydrogen at the same time), a lower alkyl group having 14 to 14 carbon atoms, or an alicyclic structure having 5 to 8 members bonded to each other.
  • a linear or branched lower alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl and the like are preferable.
  • an alicyclic ring such as a cyclobutane ring, a cyclopentane ring and a cyclohexane ring is preferable, and a cyclopentane ring and a cyclohexane ring are particularly preferable.
  • R and R are methyl groups is particularly preferred.
  • the compound examples include acetone, methyl ethyl ketone, getyl ketone, 5-nonanone, acetoaldehyde, cyclopentanone, cyclohexanone, and the like. And cyclopentanone are preferably used, and acetone is most preferably used.
  • aldehyde or ketone acetal or ketal examples include those represented by the following general formula (4 ′).
  • R and R are each independently hydrogen, carbon 1
  • R and R each independently have 1 carbon atom
  • Examples of the lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R and R in the general formula (4 ') include:
  • a linear or branched lower alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl and t-butyl is preferred, and the alicyclic structure is a cyclobutane ring, a cyclopentane ring or a cyclohexane.
  • Xan rings, cycloheptane rings and the like are preferred, and cyclopentane rings and cyclohexane rings are particularly preferred. Of these, R and R are both methyl.
  • Examples of the 34 lower alkyl group include, for example,
  • straight-chain or branched lower alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and isopropyl
  • the alicyclic structure includes ethylene acetal and propylene acetal rings.
  • Such compounds include, for example, acetone dimethyl acetal, acetone ethylen acetal, cyclohexanone ethylene acetal, etc., and acetone dimethyl acetal is particularly preferably used.
  • the cyclization reaction is preferably performed in an organic solvent.
  • the strong organic solvent include an aldehyde or ketone represented by the general formula (4), which itself is also a substrate for the reaction, or an acetal or ketal thereof. Is preferred in that the molecular species of the reaction system need not be increased. This The addition amount of the aldehyde or ketone, or the acetal or ketal thereof, may be at least equivalent to the total amount of 2-alkyl L-cysteine and 2-alkyl D-cysteinamide to be thiazolidine cyclized. However, the larger the amount, the faster the reaction proceeds.
  • the concentration that gives a homogeneous solution is preferable to use as the upper limit.
  • a solvent that maintains uniformity with a small amount of addition and does not interfere with the reaction may be used.
  • alcohols such as methanol and ethanol are preferably used.
  • the reaction when the cyclization reaction is performed while removing the water produced by the reaction, the reaction can be more suitably advanced.
  • the dehydration method is not particularly limited, and when a dehydrating agent such as a Dean-Stark separation device or a molecular sieve is used, the amount of generated water is 1 mol or more, preferably 1.2 mol or more. It is desirable to use it with the above dehydration ability.
  • the reaction temperature is not particularly limited, it is usually preferable to carry out the reaction at a reflux temperature, since the reaction proceeds more quickly when the reaction is carried out at a higher temperature.
  • the cyclization reaction proceeds even without a catalyst, but the addition of a small amount of a base proceeds more quickly and more forcefully.
  • the base to be used is not particularly limited, but basic substances such as sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, ammonia and trimethylamine, and salts exhibiting basic properties such as sodium carbonate can be used. If the amount is excessive, the amount of acid required for the neutralization of the post-treatment increases, so an unsuitable amount is 5 times equivalent or less, preferably 11 to 13 equivalents of the raw material 2-alkylcystinamide. It is.
  • the resulting concentrate is treated with a suitable organic solvent such as alcohols to form a soluble 4 alkyl thiazolidine. And its salts are extracted, and the remaining 4 alkylthiazolidine 4 insoluble as rutile acid or its salts is filtered off.
  • a suitable organic solvent such as alcohols
  • the 4-alkylthiazolidine 4-butyric acid which has been filtered off, can be recrystallized with an appropriate organic solvent to remove proteins, nucleic acids, 4-alkylthiazolidine 4-butyric acid amide and salts thereof, which become impurities.
  • inorganic salts are removed by filtration by subjecting to hot filtration to increase the solubility of proteins, nucleic acids, etc., which are contaminated during biochemical asymmetric hydrolysis during crystal ripening.
  • a solvent in which the desired 4-alkylthiazolidine-4 carboxylic acid represented by the general formula (5) or a salt thereof is not easily dissolved may be appropriately selected.
  • alcohols such as ethanol-butanol and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane are preferably used.
  • the resulting concentrate is treated with a suitable organic solvent such as alcohols to form a soluble 4 alkyl thiazolidine.
  • a suitable organic solvent such as alcohols
  • the salt thereof is extracted, and 4-alkylthiazolidine 4 remaining as an insoluble substance and rubonic acid and a salt thereof are separated by filtration.
  • the 4-alkyl thiazolidine 4-hydrorubonamide obtained as an extract is concentrated to dryness using an evaporator or the like, and then washed with an appropriate organic solvent to become impurities, such as protein, nucleic acid, and 4-alkyl thiazolidine 4-fluororubonate. And its salts and the like.
  • the organic solvent used at this time is not particularly limited, but it dissolves proteins, nucleic acids, and the like contaminating during biochemical asymmetric hydrolysis and produces the desired 4-alkylthiazolidine represented by the general formula (6).
  • a solvent in which the carboxylic acid amide or a salt thereof is hardly soluble may be appropriately selected.
  • ketones such as acetone-cyclohexanone and hydrocarbons such as hexane-cyclohexane are preferably used.
  • the solvent and volatile components are removed from the reaction solution after the completion of the cyclization reaction, and the obtained concentrate is dispersed in water to give L-form, 4-alkylthiazolidine-4 And the salt thereof are dissolved in water, and the D-form 4 alkylthiazolidine 4-carbonamide represented by the general formula (6) or a salt thereof precipitates as an insoluble component, which is collected by filtration.
  • the protein, nucleic acid, 4-alkylthiazolidine-4 rubonic acid and salts thereof which are impurities can be removed by washing the 4-alkylthiazolidine-4 rubonic acid amide or a salt thereof with an appropriate organic solvent.
  • the organic solvent used at this time is not particularly limited!
  • reaction time varies depending on the composition of the reaction solution and the operating conditions, and cannot be specified unconditionally.However, usually, an aqueous solution of (4) alkylthiazolidine (4) carboxylic acid or a salt thereof is removed while removing the aldehyde or ketone formed outside the system. By heating and refluxing, the reaction can be completed in about 16 hours.
  • reaction solution after the hydrolytic ring-opening reaction is treated by, for example, concentration under reduced pressure to obtain an optically active 2-alkyl L cysteine represented by the general formula (2) or a salt thereof.
  • concentration under reduced pressure to obtain an optically active 2-alkyl L cysteine represented by the general formula (2) or a salt thereof.
  • a non-polar organic solvent such as ether or methylene chloride may be added to transfer to the upper layer and removed, and then the aqueous layer may be separated and concentrated.
  • optically active 2-alkyl-L-cysteines such as 2-methyl-L cysteine and 2-ethyl-L cystine can be produced.
  • reaction solution after the reaction is subjected to liquid separation and washing by adding a non-polar organic solvent such as getyl ether or methylene chloride to remove residual aldehyde or ketone.
  • a non-polar organic solvent such as getyl ether or methylene chloride
  • an optically active 2 alkyl D cysteine represented by the general formula (7) or a salt thereof is obtained.
  • an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid
  • the hydrolyzed amide becomes an ammonium salt and is mixed into the crystal. Or can be removed by desalting with ion exchange resin etc.
  • optically active 2-alkyl D cysteines such as 2-methyl-D cysteine and 2-ethyl-D cystine can be produced.
  • an optically active 2-alkyl cysteine represented by the general formula (2) or (7) or a salt thereof, or a 2-alkyl cysteine represented by the general formula (10) By reacting cysteine or a salt thereof with an aldehyde or ketone represented by the general formula (4) or an acetal or ketal thereof, an optically active 4 alkyl thiazolidine represented by the general formula (5) or (9) is obtained. It is possible to produce 4-rubberic acid or a salt thereof or 4-alkylthiazolidine represented by the general formula (8).
  • R may be a lower alkyl group having 114 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, iso-butyl, sec-butyl, and tert-butyl.
  • the 2-alkylcysteines represented by the general formulas (10), (2) and (7) used in the present invention are not particularly limited in their production method and quality. For example, Justus Liebigs Ann. Chem.
  • aldehyde or ketone represented by the general formula (4), or the acetal or ketal thereof the same as those described in the above (A-3) can be used.
  • the cyclization reaction between the aldehyde or ketone represented by the general formula (4) or the acetal or ketal represented by the general formula (4 ′) and the 2-alkylcysteine or a salt thereof is an equilibrium reaction.
  • the ketone, acetal or ketal is preferably in excess of 2-alkylcysteine or a salt thereof, that is, preferably at least 1 mol, more preferably at least 2 equivalents.
  • the amount to be used may be appropriately determined in consideration of the actual condition of the reaction and economic efficiency.
  • the reaction proceeds when the ketone or aldehyde or acetal or ketal used in the reaction is mixed as a solvent and heated.
  • the heating temperature at this time is not particularly limited, but it is preferable to perform the heating while refluxing at the boiling point of the prepared reaction mixture solution. Further, it is more preferable to carry out the reaction while removing the water generated at that time because the reaction is accelerated.
  • the dehydration method is not particularly limited. When a dehydrating agent such as a Dean-Stark separation device or molecular sieve is used, a one-fold equivalent to the 2-alkylcysteine of the raw material is used. As described above, it is desirable to use the compound so as to have a dehydration capacity of 1.2 equivalents or more.
  • the 2-alkylcysteine represented by the general formulas (10), (2) and (7) or a salt thereof is converted into a ketone or an aldehyde represented by the general formula (4) or an acetal or a ketal thereof. If the solubility is low, mix an organic solvent inert to the reaction to obtain a homogeneous system. By doing so, the reaction can be suitably performed.
  • the solvent used in this case is a 2-alkylcysteine represented by the general formulas (10), (2) and (7), and a ketone or aldehyde represented by the general formula (4) or an acetal or ketal thereof.
  • the solubility is not particularly limited as long as it is appropriately determined in consideration of the solubility, but from the solubility, alcohols such as methanol, ethanol, and butanol, ethers such as getyl ether and tetrahydrofuran, and methylformamide.
  • Alcohols such as methanol, ethanol, and butanol
  • ethers such as getyl ether and tetrahydrofuran
  • methylformamide amides, and mixed solvents thereof are preferably used, and alcohols such as methanol, ethanol and butanol are particularly preferred.
  • the reaction proceeds more favorably when the reaction is carried out at a pH of 6.5 to 10, when the 2 alkyl cysteines used form a salt with a base such as a sodium salt, etc., the reaction is promptly carried out without a catalyst.
  • a salt with an acid such as free 2-methylcysteine or hydrochloride it is preferable to use a basic substance as a catalyst.
  • the basic substance used at this time is not particularly limited, but for example, an inorganic base such as sodium carbonate and an organic base such as triethylamine can be suitably used.
  • the amount of the basic substance to be added should be 0.05 or more times the molar amount of the free 2-alkylcysteine when the substrate is free.
  • the amount of the acid may be added by the amount of the acid.
  • the pH of the reaction system does not exceed 10, and excessive use of a base requires a removal operation in a subsequent step, which cannot be said to be cost-effective.
  • the amount of the basic substance used is 0.5 to 3 times the molar amount of the 2-alkylcystine.
  • the 4-alkylthiazolidine represented by the general formula (8), (5) or (9) can be recovered from the reaction solution after the reaction by crystallization and extraction.
  • the obtained 4-alkylthiazolidine-4 monobasic rubonic acid or a salt thereof can be appropriately purified by a conventional method such as recrystallization in accordance with physical properties. For example, it is used as a raw material for synthesizing an ester.
  • R of the monocarboxylic acid or a salt thereof may be R as long as it is a lower alkyl group having 114 carbon atoms.
  • a chain or branched lower alkyl group may be mentioned.
  • R and R in the general formulas (8), (5), (9), (4) and (4 ′) are each independently hydrogen,
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, iso-butyl, sec-butyl and tert-butyl, and the alicyclic structure includes a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, and a cyclooctane ring. And the like.
  • R and R are methyl groups
  • the cycloaliphatic ring structure is a cyclopentane ring structure.
  • the compounds of the general formulas (8), (5) and (9) can also form salts.
  • the type is not particularly limited as long as it is a salt that is practically acceptable.
  • inorganic acid salts such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, organic acid salts such as formic acid and acetic acid, alkali metal salts such as sodium and potassium, magnesium and calcium And the like, and alkaline earth metal salts such as ammonium salts, and ammonium salts such as ammonium tetramethylammonium.
  • a medium having the following composition was prepared, and 200 mL of this medium was placed in a 1-L Erlenmeyer flask, sterilized, inoculated with Xanthobacter flavus NCIB 1007L, and cultured with shaking at 30 ° C for 48 hours. Then, viable cells equivalent to 1. Og of dried cells were obtained from the culture solution by centrifugation.
  • the reaction solution was concentrated by a rotary evaporator, and dried under reduced pressure to obtain 3.lg (0.02 mol) of 2-methyl-L cysteine.
  • the isolation yield from 2-methyl-L cysteinamide in the racemic mixture charged in the reaction was 78 mol%, and the isolation yield from racemic mixture from 2-methylcysteinamide was 39 mol%.
  • the solid was analyzed by liquid chromatography using an optical isomer separation column, and as a result, the optical purity was 95% ee or more.
  • Example 1-1 a biochemical asymmetric hydrolysis reaction was carried out without adding an aqueous manganese chloride solution, and the reaction was carried out at 40 ° C for 48 hours. 02 mol) of 2-methyl-L cysteine was obtained. Isolation from 2-methyl-L cysteinamide: 78 mol%, isolation from 2-methylcysteinamide: 39 mol%, optical purity was over 95% ee.
  • a medium having the following composition was prepared, and 200 mL of this medium was put into a 1-L Erlenmeyer flask, sterilized, inoculated with Xanthobacter flavus NCIB 10071, and cultured with shaking at 30 ° C. for 48 hours. Then, viable cells equivalent to 1. Og of dried cells were obtained from the culture solution by centrifugation.
  • the obtained 2,2,4-trimethylthiazolidine 4-butyramide was suspended in 100 mL of pure water and heated under reflux for 3 hours. After the reaction solution was washed twice with 50 mL of getyl ether, the aqueous layer was separated. By concentrating to dryness and drying under reduced pressure, 3.3 g (0.02 mol) of 2-methyl-D cysteine was obtained.
  • the isolated yield from 2-methyl-D-cysteinamide in the racemic mixture charged to the reaction was 84 mol%, and the isolation yield from the racemic mixture of 2-methylcysteinamide was 42 mol%.
  • the solid was analyzed by liquid chromatography using an optical isomer separation column, and as a result, the optical purity was 95% ee or more.
  • Example II-1 a biochemical asymmetric hydrolysis reaction was performed without adding an aqueous manganese chloride solution, and the reaction was carried out at 40 ° C for 48 hours to obtain 3.3 g in the same manner as in Example II-1. (0.0 2 mol) of 2-methyl-D cysteine was obtained.
  • the isolation yield from 2-methyl-D cysteinamide was 84 mol%
  • the isolation yield from 2-methylcysteinamide was 42 mol%
  • the optical purity was 95% e.e. or more.
  • 2-methyl-L cysteine hydrochloride was prepared by the method described in US Pat. No. 6,403,830. This was dissolved in 3 mL of methanol, and 0.3 g of anhydrous sodium carbonate was suspended. Then, 2 mL of acetone was added, and the mixture was heated and refluxed at 56 ° C. After 2 hours, the heating was stopped, and 1. lg of the white solid obtained by concentration to dryness was recrystallized from ethanol to obtain 0.58 g of 2,2,4-trimethylthiazolidine 4 L monobasic rubonic acid. The yield based on the starting material 2-methylcysteine hydrochloride was 81 mol%, and the physical properties of the obtained 2,2,4 trimethylthiazolidine-4 monorubonic acid were as follows.
  • 2-methyl-L cysteine hydrochloride was prepared by the method described in US Pat. No. 6,403,830. This was dispersed in 5 mL of cyclopentanone, 0.45 g of triethylamine was added thereto, and a tower filled with 1 g of molecular sieve 4A was installed. The mixture was heated and refluxed at 130 ° C. for 1 hour. The reaction solution was concentrated to dryness, and the obtained yellow solid was recrystallized from ethanol to obtain 0.53 g of 3-methyl-1-thia-4-azaspiro [4.4] nonane 3-carboxylic acid. The yield based on the starting material, 2-methylcysteine hydrochloride, was 64.6 mol%, and the physical properties of the obtained 3-methyl-1-thia-4-azaspiro [4.4] nonane 3-carboxylic acid were as follows.
  • the process for producing an optically active 2-alkylcysteine or a salt thereof of the present invention comprises using an optically active 2-alkylcystine, which is an important substance as a production intermediate for various industrial chemicals, agricultural chemicals, pharmaceuticals, and the like, and salts thereof. Useful for high quality and inexpensive manufacturing.
  • the 4-alkylthiazolidine 4-monorubic acid or a salt thereof of the present invention is useful because it is an important substance as an intermediate for the production of various industrial chemicals, agricultural chemicals, pharmaceuticals, and the like. Is useful for producing high quality at low cost.
  • the process for producing the optically active 4-alkyl thiazolidine 4-butane rubonic amide or a salt thereof of the present invention is an optically active 4-alkyl thiazolidine which is an important substance as a production intermediate for various industrial chemicals, agricultural chemicals, pharmaceuticals and the like. (4) It is useful for producing high-grade rubonamide or a salt thereof at high quality and at low cost.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a scheme for synthesizing an optically active 2-alkylcysteinamide using a 2-alkylcysteinamide as a raw material according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a scheme for synthesizing a 4-alkylthiazolidine-4-carboxylic acid using a 2-alkylcysteine as a raw material according to the present invention.

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Abstract

　Ｄ体及びＬ体の混合物からなる２−アルキルシステインアミド又はその塩に、２−アルキル−L−システインアミド又はその塩のアミド結合を立体選択的に加水分解する活性を有する微生物の菌体又は菌体処理物を作用させた後、得られる２−アルキル−Ｌ−システインと２−アルキル−Ｄ−システインアミドを、アルデヒド若しくはケトン又はそれらのアセタール若しくはケタールと反応させ、４−アルキルチアゾリジン−４−カルボン酸又はその塩と、４−アルキルチアゾリジン−４−カルボン酸アミド又はその塩に誘導することによって、２−アルキル−L−システイン又はその塩、或いは２−アルキル−Ｄ−システイン又はその塩を効率的に分離取得することを特徴とする、光学活性２−アルキルシステイン又はその塩の製造方法、及び、２−アルキルシステイン又はその塩から４−アルキルチアゾリジン−４−カルボン酸又はその塩を製造する方法。

Description

明 細 書
光学活性 2 -アルキルシスティンの製造方法、並びにその誘導体及び製 造方法
技術分野
[0001] 本発明は、下記一般式（1)で示される 2—アルキルシスティンアミド又はその塩から 、下記一般式（2)及び（7)で示される光学活性 2 アルキルシスティン又はその塩を 製造する方法に関する。さらに詳しくは、 D体及び L体の混合物からなる下記一般式 (1)で示される 2—アルキルシスティンアミド又はその塩に、 2—アルキル L システィ ンアミド又はその塩のアミド結合を立体選択的に加水分解する活性を有する微生物 の菌体又は菌体処理物を作用させた後、得られる 2—アルキル L システィンと 2—ァ ルキルー D システィンアミドを、一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそ れらのァセタール若しくはケタールと反応させ、一般式（5)で示される 4 アルキルチ ァゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩と、一般式（6)で示される 4 アルキルチアゾリ ジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩に誘導することによって、一般式（2)で示される 2 アルキル L システィン又はその塩、或いは一般式（7)で示される 2 アルキル D システィン又はその塩を効率的に分離取得することを特徴とする、光学活性 2—ァ ルキルシスティン又はその塩の製造方法に関する。
[0002] また、本発明は、下記一般式（8)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン 酸又はその塩、下記一般式（5)及び（9)で示される光学活性 4 アルキルチアゾリジ ンー 4一力ルボン酸又はその塩、並びにそれらを下記一般式（10)で示される 2 アル キルシスティン、又は下記一般式（2)又は（7)で示される光学活性 2 -アルキルシス ティンから製造する方法に関する。
[0003] 光学活性 2 アルキルシスティン又はこれらの塩、 4 アルキルチアゾリジン 4 カル ボン酸又はその塩、及び光学活性 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその 塩は、各種工業薬品、農薬、及び医薬品の製造中間体として重要な物質である。 背景技術
[0004] 従来、光学活性 2 アルキルシスティンの製造方法として、光学活性システィンメチ ルエステルを出発原料として、ピバルアルデヒドで環化、ホルムアルデヒドで保護し、 リチウム試薬とヨウ化メチルでメチル化した後、塩酸で開環、脱保護して光学活性 2— メチルシスティンを塩酸塩として得る方法が知られている（例えば、特許文献 1、非特 許文献 1参照)。また、得られた光学活性 2—メチルシスティンは、アルコール中にて ァセチルクロライドを添加することでエステルイ匕できる。しかし、これらの方法は出発 原料が光学活性体であるため高価であり、し力も工程数が多く煩雑であり、高価な試 薬を必要とするため、工業的に優れた方法とは言 、がた 、。
[0005] また、光学活性 2 アルキルシスティンの製造方法として、 L システィンェチルエス テルを出発原料として、二トリル化合物で環化、ヨウ化メチルなどのメチル化剤を用い てメチル化を行って 4 アルキルチアゾリンー 4一力ルボン酸エステルとした後、エステ ルの塩基性加水分解を経て 4ーメチルチアゾリンー 4一力ルボン酸のラセミ体としてから フエネチルァミン等の塩基性光学分割剤による光学分割をするか、若しくは 4 アル キルチアゾリンー 4一力ルボン酸エステルを微生物による立体選択的加水分解により 光学分割を行った後、加水分解を施すことにより光学活性 2—メチルシスティンを得る 方法が報告されている (例えば、特許文献 2、特許文献 3参照)。しかし、光学活性体 を原料とするにもかかわらず、反応途中の中間体力 Sラセミ体となり、再び光学分割を 行う必要があるため、工程が煩雑となり工業的には適しているとは言いがたい。
[0006] ところで、下記一般式（5)、 (8)及び（9)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力 ルボン酸又はその塩は、各種工業薬品、農薬、及び医薬品の製造原料として広範な 活用が期待される化合物であり、産業上、非常に有用な物質である。また、これらの 4 —アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩は、容易に S— C N部位で開環 反応を行うことが可能で、 2—アルキルシスティンに誘導できる。 2—アルキルシスティ ンも各種工業薬品、農薬、及び医薬品の製造原料として有用であるが、メルカプト基 ゃァミノ基といった反応性に富む複数の官能基を有するため、通常、これを基質とし て目的とする誘導体のみを得る反応を行うことは困難である。これに対して、 4 アル キルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩を用いる場合は、 目的物質を得るため の誘導化反応を行った後に開環反応を行 ヽ、希望する 2—アルキルシスティン誘導 体へと導くことが可能であることから、 2—アルキルシスティン等価体としても重要な物 質である。
[0007] このように 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩は、有機合成用の反 応原料として非常に有用な化合物であるにも拘わらず、その製造方法は知られてい ない。これに対して、従来より知られているチアゾリジン 4一力ルボン酸誘導体として は、 5, 5 ジメチルチアゾリジン 4一力ルボン酸があるが（例えば、非特許文献 2参照 )、このチアゾリジン環は強固であり開環してぺ-シラミン誘導体に戻すことが困難で ある。また、チアゾリジン環上の窒素をホルミ基で保護した 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸のエステル等が知られているが（例えば、特許文献 1、非特許文献 1参 照）、脱ホルミルィ匕と同時にチアゾリジン環も開環してしまうため、この方法によって下 記一般式（5)、 (8)及び（9)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又そ の塩を得ることはできな 、。
[0008] 特許文献 1：米国特許第 6,403,830号明細書
特許文献 2 :特開 2003—201284号公報
特許文献 3：欧州特許第 1302467号明細書
非特許文献 1 : Gerald Pattenden、 Stephen M. Thorn and Martin F. Jo nes、 Tetrahedron, Vol49, NolO, pp2131— 2138, 1993
非特許文献 2 :Justus Liebigs Ann. Chem. (1966) , 697, 140—157 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 本発明の目的は、従来技術における上記のような課題を解決し、各種工業薬品、 農薬、及び医薬品の製造中間体として重要な光学活性 2—アルキルシスティン又は その塩を高品質かつ安価に製造する方法を提供するとともに、同様に重要な 4 アル キルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩、並びにそれらの光学活性体を高品質 かつ安価に製造し提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明者らは、高品質かつ安価に光学活性 2 アルキルシスティンを製造する方法 につ 、て鋭意検討を行った結果、 D体及び L体の混合物力 なる下記一般式（1)で 示される 2—アルキルシスティンアミド又はその塩に、 2—アルキル L システィンアミド 又はその塩のアミド結合を立体選択的に加水分解する活性を有する微生物の菌体 又は菌体処理物を作用させて、 2—アルキル L システィン又はその塩を選択的に 生成させた後、一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそれらのァセター ル若しくはケタールと反応させて、それぞれより一般式（5)で示される 4 アルキルチ ァゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩と、一般式（6)で示される 4 アルキルチアゾリ ジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩を誘導し、それらの混合物より一般式（5)で示 される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩を分離した後、これを加水 分解することによって開環し、一般式（2)で示される光学活性 2—アルキル L システ イン又はその塩を取得することを特徴とする、 2—アルキルシスティンアミド又はその塩 力も光学活性 2—アルキル L システィン又はその塩を製造する方法が提供される。
[0011] [化 1]
Figure imgf000006_0001
(一般式（1)、（2)、（3)、（5)及び (6)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル基を示 す。また、一般式 (4)、（5)及び (6)中の R及び Rは各々独立に水素若しくは炭素
1 2
数 1一 4の低級アルキル基、又は両者が互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示 す。但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2
[0012] 好ましい実施形態によれば、前記 Rはメチル基である。別の好ましい実施形態によ れば、前記 R及び Rは共にメチル基である。
1 2
[0013] 本発明の他の局面によれば、一般式（1)で示される 2—アルキルシスティンアミド又 はその塩に、 2—アルキル L システィンアミド又はその塩のアミド結合を立体選択的 に加水分解する活性を有する微生物の菌体又は菌体処理物を作用させて、一般式
(2)で示される 2—アルキル L システィン又はその塩を生成させ、生成した 2—アル キル L システィン又はその塩と未反応の一般式（3)で示される 2 アルキル D—シ スティンアミド又はその塩を、一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそれ らのァセタール若しくはケタールと反応させて、それぞれより一般式（5)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩と、一般式（6)で示される 4 アル キルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩を誘導し、それらの混合物より一般 式（6)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩を分離し た後、これを加水分解することによって開環および脱アミドィ匕し、一般式 (7)で示され る光学活性 2—アルキル D システィン又はその塩を取得することを特徴とする、 2- アルキルシスティンアミド又はその塩から光学活性 2—アルキル D システィン又は その塩を製造する方法が提供される。
[化 2]
Figure imgf000007_0001
(一般式（1)、（2)、（3)、（5)、（6)及び (7)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル基 を示す。一般式 (4)、（5)及び (6)中の R及び Rは各々独立に水素若しくは炭素数
1 2
1一 4の低級アルキル基、又は両者が互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示す。 但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2
好ましい実施形態によれば、前記 Rはメチル基である。他の好ましい実施形態によ れば、前記 R及び Rは共にメチル基である。
1 2
[0016] 上記光学活性 2 アルキルシスティンの製造方法は、原料的に手当し易い D体と L 体の混合物である 2—アルキルシスティンアミドから、各種工業薬品、農薬、医薬品等 の製造中間体として重要な光学活性 2—アルキルシスティンを高品質で効率良く製 造できる点で好都合である。また、得られた光学活性 2—アルキルシスティンを更にェ ステルィヒすることにより、高品質かつ効率よぐ各種工業薬品、農薬、医薬品等の製 造中間体として重要な光学活性 2—アルキルシスティンエステルを製造できる点でも 好都合である。
[0017] 上記光学活性 2 アルキルシスティンの製造方法によれば、一般式（1)で示される 2—アルキルシスティンアミドの生化学的不斉加水分解反応で生成した一般式（2)で 示される 2 アルキル L システィンと未反応の一般式（3)で示される 2 アルキル D-システィンアミドを、一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそれらの ァセタール若しくはケタールと反応させて、それぞれ一般式（5)で示される 4 アルキ ルーチアゾリジン 4一力ルボン酸及び一般式（6)で示される 4 アルキル チアゾリジ ンー 4一力ルボン酸アミドに誘導することとしたので、両物質を簡単な固液分離手段で 効率的に分離することが可能となり、それによつて得られた一般式 (5)で示される 4 アルキル チアゾリジン 4一力ルボン酸又は一般式（6)で示される 4 アルキル チア ゾリジン 4一力ルボン酸アミドを加水分解することによって、それぞれ、光学活性 2— アルキル L システィン又は光学活性 2—アルキル D システィンとなすことができる 。この方法の場合、一般式（5)で示される化合物と一般式 (6)で示される化合物との 間には、一般式（1)で示される化合物と一般式 (2)で示される化合物との間よりも、 水及び各種有機溶媒に対する溶解度、並びに分配係数等の物理化学的性状に大 きな差が生じるため、効率的に高い純度で分離を行うことができる。
[0018] 上記一般式（2)で示される 2 アルキル L システィン又はその塩、上記一般式（7 )で示される 2—アルキル D システィン又はその塩、及び、これらの混合物である下 記一般式（10)で示される 2 アルキルシスティン又はその塩は、下記一般式 (4)で 示されるアルデヒド若しくはケトン又はそれらのァセタール若しくはケタールと反応さ せることにより 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩、或!、はそれらの 光学活性体に誘導することができる。得られる 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン 酸又はその塩、或 、はその光学活性体は新規ィ匕合物である。
[化 3]
Figure imgf000009_0001
COOH
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000009_0003
(一般式（2)、 (5)、 (7)、（8)、 (9)及び（10)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル 基を示す。一般式 (4)、（5)、（8)及び（9)中の R及び Rは各々独立に水素若しくは
1 2
炭素数 1一 4の低級アルキル基、又は互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示す。 但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2
[0020] 好ましい実施形態によれば、上記一般式（2)、 (5)、 (7)、 (8)、（9)及び（10)にお いて、前記 Rはメチル基である。他の好ましい実施形態によれば、上記一般式 (4)、 ( 5)、（8)及び（9)において、前記 R及び Rは共にメチル基である。
1 2
[0021] カゝくして、本発明によれば、下記一般式（5)、（8)又は（9)で示される 4 アキルチア ゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩、或いはそれらの光学活性体を製造する方法が 提供される。
[化 4]
Figure imgf000010_0001
(一般式（8)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル基を示し、 R及び Rは各々独立
1 2
に水素若しくは炭素数 1一 4の低級アルキル基、又は互いに結合した員数 5— 8の脂 環構造を示す。但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2
[化 5]
Figure imgf000010_0002
(一般式（5)、及び（9)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル基を示し、 R及び Rは
1 2 各々独立に水素若しくは炭素数 1一 4の低級アルキル基、又は互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示す。但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2
好ましい実施形態によれば、上記一般式（5)、（8)及び（9)において、前記 Rはメチ ル基である。他の好ましい実施形態によれば、上記一般式（5)、（8)及び（9)におい て、前記 R及び Rは共にメチル基である。
1 2
[0025] また、本発明によれば、各種工業薬品、農薬、医薬品等の製造原料として広範な 活用が期待され、産業上、非常に有用な化合物である上記一般式 (8)、（5)及び (9 )で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩が提供される。 発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、本発明の製造方法のスキームは、図 1及び図 2に概略的に示されており、以 下、これらの図面を参照して、本発明について詳細に説明する。
[0027] (A-1)一般式（ 1)で示される 2 アルキルシスティンアミド又はその塩
本発明にお ヽて原料として用いられる一般式（1)で示される 2—アルキルシスティン アミド又はその塩において、式中の Rは、炭素数 1一 4の低級アルキル基であればよ ぐ特に制限はないが、例えば、メチル、ェチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ィ ソブチル、 sec-ブチル、 t-ブチルなどの直鎖又は分枝した低級アルキル基が好適で あり、メチル基が特に好適である。なお、用いる 2—アルキルシスティンアミドは、遊離 物の他、塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の塩として用いることも可能である。
また、 2—アルキルシスティンアミドの製法等に特に制限はなぐ例えば、下記式（11 )で示される 4—アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩力 得ることが できる。
[0028] [化 6]
Figure imgf000011_0001
4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩は、論 CJustus Liebig s Ann. Chem. (1966) , 697, 140— 157に記載の方法等を用!ヽることによって、 以下のようにして製造することができる。
1)下記の式（12)で示されるハロゲン化メチルアルキルケトン（Xはハロゲン化メチ ル基を表す）と式（13)で示されるカルボ-ルイ匕合物又はそのァセタール若しくはケタ 一ルを水硫ィ匕ナトリウム及びアンモニアと反応させ、式（14)で示すチアゾリンィ匕合物 となす。
2)得られた式（14)で示されるチアゾリンに HCNを付カ卩して式（ 15)で示される-トリ ルとなす。
3)式（15)で示される-トリルを、酸触媒を用いて加水分解して、一般式（11)の 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩が得られる（式（11')としてそ の塩を特に示した)。
[0030] [化 7]
Figure imgf000012_0001
(12) (13) (14) (15) (H -)
[0031] 一般式（1)で示される 2 アルキルシスティンアミド又はその塩は、一般式（11)で示 される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩を部分的に加水分 解すること〖こより製造することができる。一般式（11)の 4 アルキルチアゾリジン 4 カルボン酸アミド又はその塩を、純水又は当量以上の水を含む極性有機溶媒に溶か して加熱すると加水分解的開環反応が進行する。この加水分解反応は酸触媒でカロ 速させることができるが、過剰の酸が存在した場合、一般式（1)で示される 2—アルキ ルシスティンアミドが更に加水分解された 2—アルキルシスティンが大量に副生してし まうことから好ましくない。そのため用いられる酸触媒の量は、好ましくは一般式（11) のチアゾリジン力ノレボン酸アミドの 0. 5力ら 1. 3倍当量、更に好ましく ίま 0. 8力ら 1. 1 倍当量、最も好適には 1倍当量である。また式（11 ' )で示されるチアゾリジンカルボン 酸アミドと酸力 なる中性塩を単離精製し、純水、又は当量以上の水を含む極性有 機溶媒中で加熱還流することでも好適に目的とする一般式（1)の 2—アルキルシステ インアミドを得ることができる。
なお、上記式（12)、 （13)、 （14)、 (15)、 (11)及び（11 ' )における R、R及び R は、上記一般式（1)及び (4)におけるものと同様である。
[0032] 触媒に用いられる酸としては、一般的に用いられる酸であれば特に限定はされず、 塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸等の有機酸等を用いることができるが 、反応速度や精製時の操作の便の良さから、塩酸、硫酸等の無機酸が好適に用いら れる。この際、加水分解することによって式（13)に示すカルボ二ルイ匕合物が脱離し てくる力 留去等の操作を行うことによってこのカルボ二ルイ匕合物を系外に抜き出し ながら反応を行なうとさらに効率よく反応を進行させることができる。反応は定量的に 進み、脱離した式（13)に示すカルボニル化合物と反応溶媒を除去するだけで、目 的とする一般式（1)に示す 2—アルキルシスティンアミド又はその塩が高収率かつ高 純度で得られる。
[0033] (A-2)一般式 ( 1)で示される 2 アルキルシスティンアミド はその の 体撰択加
7k德
本発明にお 、て、 D体及び L体の混合物力 なる一般式（1)で示される 2—アルキ ルシスティンアミド又はその塩は、 2—アルキル L システィンアミド又はその塩のアミ ド結合を生化学的不斉加水分解する活性を有する微生物の菌体又は菌体処理物を 作用させることにより、 2—アルキル L システィン又はその塩を選択的に生成させ、 一般式（2)で示される 2 アルキル L システィン又はその塩と、一般式（3)で示され る 2—アルキル D—システィンアミド又はその塩との混合物とされる。
ここで用いる微生物は、 2—アルキル L システィンアミド又はその塩のアミド結合を 立体選択的に加水分解して 2—アルキル L システィン又はその塩となす活性を有 する微生物であればよぐこのような微生物としては、例えば、キサントパクター属、プ ロタミノパクター属、又はミコプラナ属等に属する微生物、具体的にはキサントバクタ 一 フラバス（Xanthobacter flavus) NCIB 10071、プロタミノノ クタ一 ァルボフ ラバス（Protaminobacter alboflavus) ATCC8458、ミコプラナ ラモサ（Mycopl ana ramose) NCIB9440、ミコプラナ ティモノレファ (Mycoplana dimorpha) AT CC4279が好ましい例として挙げられる力 これらに限定されるものではない。また、 これら微生物から人工的変異手段によって誘導される変異株、又は細胞融合若しく は遺伝子組換え法等の遺伝学的手法により誘導される組換え株等の何れの株であ つても上記能力を有するものであれば、本発明に使用できる。
[0034] これらの微生物の培養は、通常資化し得る炭素源、窒素源、各微生物に必須の無 機塩、栄養素等を含有させた培地を用いて行われる。培地の pHは 4一 10が、培養 温度は 20— 50°Cが取り得る一般的範囲である力 使用する微生物の成育特性に合 わせて培養条件を適宜決めればよい。培養は 1日一 1週間程度好気的に行われる。 このようにして培養した微生物は、生菌体又は該生菌体処理物、例えば培養液、分 離菌体、菌体破砕物、さらには精製した酵素として反応に使用される。また、常法に 従って菌体又は酵素を固定ィ匕して使用することもできる。
[0035] 2 アルキルシスティンアミド又はその塩の生化学的不斉加水分解反応の条件は以 下の通りである。基質である 2—アルキルシスティンアミド又はその塩の濃度は、 0. 1 一 40wt%の範囲が好ましぐ 0. 5— 20wt%の範囲がより好ましい。基質濃度が 0. ^％を下回る場合は反応液の容量が単に増えるだけで、生産性の面力 不利とな る。一方、基質濃度が 40wt%を超える場合は、基質阻害が生じ、菌体又は菌体処 理物当たりの生産性の面力 不利となるうえ、場合によっては反応生成物である 2— アルキル L システィン又はその塩が反応途中で析出するようになるため、反応後 に行う菌体又は菌体処理物を遠心分離や濾過分離する際のロスの原因ともなり不利 となる。
[0036] 基質である 2 アルキルシスティンアミド又はその塩に対する微生物の菌体又は菌 体処理物の使用量は、原料として用いる微生物菌体の重量が乾燥菌体に直して重 量比で 0. 0001— 3の範囲になるように添カ卩することが好ましぐ 0. 001— 1の範囲 になるようにすることがより好ましい。重量比が 0. 0001を下回る場合には反応速度 が遅いため処理に長時間を要することになり、 3を超える場合には反応時間は短くな るものの、微生物菌体の利用の面力 効率的とは言えず、しかも反応後の菌体又は 菌体処理物の分離に労力を要することとなり工業的に不利となる。なお、原料である 2—アルキルシスティンアミドの反応液中における濃度が高 、場合には、前記の菌体 又は菌体処理物の使用量比が、好ましい範囲の上限である 3以下であって、反応が 好適に実施できる比率を適宜選択すればょ ヽ。
[0037] 反応温度は 10— 70°Cの範囲が好ましぐ 20— 40°Cの範囲がより好ましい。反応温 度が 10°Cを下回る場合は反応速度が遅いため処理時間が長くなり不利となる。一方 、反応温度が 70°Cを超える場合は、菌体又は菌体処理物の酵素触媒活性が失活に より低下するとともに、 2—アルキル D システィンアミドの非酵素的分解も伴うように なり、反応収率及び選択性の面で不利となる。また、工程間で必要となる反応溶液の 昇温 ·冷却に多くのエネルギーを要することとなりコスト的に不利となる。
[0038] 反応溶液は pH4— 13の水溶液が好ましぐ pH5— 10の範囲がより好ましい。よりさ らには、 pH7— 9の中性力も比較的穏和な塩基性条件が特に好ましい。 pH4を下回 る場合は、菌体又は菌体処理物の触媒活性が低下し、 PH13を上回る場合も同様に 触媒活性が低下する。そのうえさらに、反応液中に含まれる 2—アルキル D システ インアミド又はその塩、 2—アルキル L システィンアミド又はその塩、生成物である 2 アルキル L システィン又はその塩同士力 ジスルフイド結合を形成しニ量ィ匕する ため好ましくない。また、 2—アルキル D システィンアミド又はその塩の非酵素的な 加水分解反応も起こり易くなりこれも好ましくない。反応液の pHを調整するに当たつ ては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の無機塩基類、及びアンモニア等を用い ればよい。また、その他の物質を溶解してなる緩衝液を用いてもよい。
[0039] 反応を行う際、さらに Mg、 Cu、 Zn、 Fe、 Mn、 Ni、 Co等の金属イオンを酵素触媒 の活性化剤として添加してもよ ヽ。添加する量は使用する培養菌体の菌株の種類、 添加する金属イオンの種類によって異なり一概には言えないが、好ましくは 1一 50pp m、より好ましくは 5— 20ppmとなる濃度の金属イオンを添加することにより、不斉カロ 水分解速度を向上させることができる。例えば、 2価の Mnイオンを 5— 20ppmカ卩えた 場合、反応速度は、無添加の場合に比較して 2— 5倍と大幅に向上する。なお、生化 学的不斉加水分解反応に使用した菌体又は菌体処理物は、酵素反応に使用した後 も、遠心分離若しくは濾過操作などにより回収し、不斉加水分解反応用の酵素触媒 として再利用することができる。
[0040] 原料の 2 アルキルシスティンアミド又はその塩、反応後の 2 アルキル L システィ ン又はその塩や 2—アルキル D システィンアミド又はその塩は構造内にメルカプト 基を有することから酸化を受けやすぐ酸素存在下で放置すると 2量化したジスルフィ ド（2, 2'—ジアルキルシスチン）となる。これを防止するため、菌体又は菌体処理物を 用いた不斉加水分解反応力も濃縮 '精製に至る一連の製造工程は、窒素、アルゴン 等の不活性ガス雰囲気下で行なうのが好ましいが、系内に 2—メルカプトエタノール等 の還元性物質を共存させる方法も可能である。また、反応に用いる全ての溶媒を、反 応実施前に脱気すると、副生成物を生成せず好適に反応を進行させることができる ようになる。
[0041] 反応終了液から、例えば遠心分離又は濾過膜などの通常の固液分離手段により微 生物菌体を除く。さらに限外濾過や活性炭等の吸着剤を用いて残された微生物由来 の有機物を除去するとより好適である。次いで、この反応液を濃縮して水を留去し、 濃縮物を次のチアゾリジン環化反応の原料に供する。
[0042] (A-3)一般式 ( 2)で示される 2 アルキル L システィン又はその塩 一般式 ( 3)で 示される 2—アルキル D システィンアミド はその の混合物の環化 ]^
本発明にお 、て、一般式（1)で示される 2—アルキルシスティンアミド又はその塩の 生化学的不斉加水分解反応で生成した一般式 (2)で示される 2—アルキル L シス ティン又はその塩と未反応の一般式（3)で示される 2 アルキル D システィンアミド 又はその塩は、一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン、又はそれらのァセタ ール若しくはケタールと反応させて、それぞれ一般式（5)で示される 4 アルキルチア ゾリジン 4一力ルボン酸及び一般式（6)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4 カル ボン酸アミドに誘導される。
[0043] ここで使用するアルデヒド又はケトンを表す一般式 (4)の R及び Rは、各々独立に、
1 2
水素 (但し、両者が同時に水素の場合を除く）、炭素数 1一 4の低級アルキル基、又 は両者が互いに結合した員数 5— 8の脂環構造であればよく特に制限はない。炭素 数 1一 4の低級アルキル基としては、例えば、メチル、ェチル、プロピル、イソプロピル 、ブチル、イソブチル、 sec—ブチル、 t ブチルなどの直鎖又は分枝した低級アルキル 基が好適であり、脂環構造としては、例えば、シクロブタン環、シクロペンタン環、シク 口へキサン環等の脂環が好適であり、特にシクロペンタン環、シクロへキサン環が好 適である。このうち、 R及び Rが共にメチル基の場合が特に好適である。このようなィ匕
1 2
合物として、具体的にはアセトン、メチルェチルケトン、ジェチルケトン、 5—ノナノン、 ァセトアルデヒド、シクロペンタノン、シクロへキサノン等が挙げられ、特にアセトン及 びシクロペンタノンが好適に使用され、アセトンが最も好適に使用される。
[0044] アルデヒド又はケトンのァセタール又はケタールとしては、下記一般式 (4' )で示さ れるものが挙げられる。
[0045] [化 8]
Figure imgf000017_0001
(式中、 R及び Rは、各々独立に、水素、炭素数 1
1 2 一 4の低級アルキル基、又は両者 が互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示す。但し、 R及び Rが共に水素の場合
1 2
を除く。 R及び Rは、各々独立に、炭素数 1
4 一 3の低級アルキル基、又は両者が互い
3
に結合した員数 5— 8の脂環構造を示す。 )
[0046] 一般式 (4' )中の R及び Rを示す炭素数 1一 4の低級アルキル基としては、例えば、
1 2
メチル、ェチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、 sec-ブチル、 t-ブチル などの直鎖又は分枝した低級アルキル基が好適であり、脂環構造としてはシクロブタ ン環、シクロペンタン環、シクロへキサン環、シクロヘプタン環等が好適であり、特にシ クロペンタン環、シクロへキサン環が好適である。これらのうち、 R及び Rが共にメチ
1 2
ル基の場合が特に好適である。
[0047] 一般式 (4' )中の R及び Rを示す炭素数 1
3 4 一 3の低級アルキル基としては、例えば
、メチル、ェチル、プロピル、イソプロピルなどの直鎖又は分枝した低級アルキル基が 挙げられ、脂環構造としてはエチレンァセタール、プロピレンァセタール環等が挙げ られる。このような化合物としては例えば、アセトンジメチルァセタール、アセトンェチ レンァセタール、シクロへキサンノンエチレンァセタール等が挙げられ、特にアセトン ジメチルァセタールが好適に使用される。
[0048] 環化反応は有機溶媒中で行うことが好ましぐ力かる有機溶媒としては、それ自体 が反応の基質でもある一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン、又はそれらの ァセタール若しくはケタールが反応系の分子種を増やさずにすむ点で好ましい。この アルデヒド若しくはケトン、又はそれらのァセタール若しくはケタールの添加量は、チ ァゾリジン環化する 2—アルキル L—システィンと 2—アルキル D—システィンアミドの 合計量に対して同等モル以上あればよぐ特に上限はないが、多量なほど反応は速 やかに進むので、経済性の観点から均一溶液となる濃度を上限として用いるのが好 ましい。また、それだけでは反応基質や生成物の溶解度が不足し反応系が均一化で きない場合には、少ない添加量で均一性が保たれ反応に対する妨害作用を有さな い溶媒を適宜選択して用いればよい。そのような溶媒としては、例えば、メタノール、 エタノール等のアルコール類が好適に用いられる。
[0049] また、環化反応は、反応に伴う生成水を除去しながら行なうと、より好適に反応を進 行させることができる。脱水法としては特に限定されず、ディーンシュターク分液装置 やモレキュラーシーブの様な脱水剤を用いても良ぐ脱水剤を用いる場合には生成 水量の 1倍モル以上、好ましくは 1. 2倍モル以上の脱水能力を持つように用いるの が望ましい。反応温度は特に限定されないが、より高い温度で実施した方が反応が 速く進行することから、通常は還流温度条件で行なうのが好まし 、。
[0050] また、この環化反応は無触媒でも進行するが、少量の塩基を添加した方がより速や 力に進行する。用いる塩基としては特に限定はされないが、水酸化ナトリウム、テトラ メチルアンモ-ゥムヒドロキシド、アンモニア、トリメチルァミン等の塩基性物質の他、 炭酸ナトリウム等の塩基性を示す塩類が使用可能である。その量が過剰であった場 合、後処理の中和に必要な酸の量が増えるため好ましくなぐ適当な量は原料の 2— アルキルシスティンアミドの 5倍当量以下、好ましくは 1一 3倍当量である。
[0051] (A-4)環化反 後の一般式 (5)で示される光学活件 4 アルキルチアゾリジン 4 カルボン酸又はその塩の分離
環化反応終了後の反応液から溶媒と揮発分を除去した後、得られた濃縮物からァ ルコール類などの適当な有機溶媒を用 、て可溶物の 4 アルキルチアゾリジン 4一力 ルボン酸アミド及びその塩を抽出し、不溶分として残った 4 アルキルチアゾリジン 4 一力ルボン酸又はその塩を濾別する。濾別した 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン 酸は適当な有機溶媒で再結晶することにより不純物となるタンパク質、核酸及び 4 - アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド及びその塩等を取り除くことができる。この 際に用いられる有機溶媒としては、熱濾過処理を施すことにより、無機塩類が濾別除 去され、結晶熟成時には生化学的不斉加水分解時に混入してくるタンパク質や核酸 等の溶解度が高ぐ且つ目的とする一般式（5)に示す 4 アルキルチアゾリジン 4 カルボン酸又はその塩が溶解しにくい溶媒を適宜選択すればよ!、。例えばエタノー ルゃブタノール等のアルコール類、テトラヒドロフランやジォキサン等のエーテル類が 好適に用いられる。
[0052] (A-5)環化反 後の一般式 (6)で示される光学活件 4 アルキルチアゾリジン 4 カルボン酸アミド又はその塩の分離
環化反応終了後の反応液から溶媒と揮発分を除去した後、得られた濃縮物からァ ルコール類などの適当な有機溶媒を用 、て可溶物の 4 アルキルチアゾリジン 4一力 ルボン酸アミド又はその塩を抽出し、不溶物として残つた 4—アルキルチアゾリジン 4 一力ルボン酸及びその塩を濾別する。抽出液として得られた 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミドは、エバポレータなどにより濃縮乾固した後、適当な有機溶媒 で洗浄することにより不純物となるタンパク質、核酸、 4 アルキルチアゾリジン 4一力 ルボン酸及びその塩等を取り除くことができる。この際に用いられる有機溶媒は特に 限定されないが、生化学的不斉加水分解時に混入してくるタンパク質や核酸等を溶 解し、且つ目的とする一般式（6)に示す 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミ ド又はその塩が溶解しにくい溶媒を適宜選択されればよい。例えば、アセトンゃシク 口へキサノン等のケトン類、へキサンゃシクロへキサン等の炭化水素類が好適に用い られる。
[0053] 別法として、環化反応終了後の反応液から溶媒と揮発分を除去した後、得られた濃 縮物を水に分散させると、 L体である 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸及びそ の塩が水に溶解し、一般式（6)で示される D体の 4 アルキルチアゾリジン 4 カル ボン酸アミド又はその塩が不溶分として析出するので、これを濾別回収する。この 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩を適当な有機溶媒で洗浄する ことにより、不純物となるタンパク質、核酸、 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸 及びその塩等を取り除くことができる。この際に用いられる有機溶媒としては特に限 定はされな!ヽが、生化学的不斉加水分解時に混入してくるタンパク質や核酸等を溶 解し、且つ目的とする一般式（6)に示す 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミ ド又はその塩の溶解力の低い溶媒を適宜選択すれば良い。例えば、アセトンゃシク 口へキサノン等のケトン類、へキサンゃシクロへキサン等の炭化水素類が好適に用い られる。
[0054] (A-6)一般式（5)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩の 加水分解
上記のように濾取した一般式（5)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン 酸又はその塩の結晶を水溶液となし加熱還流すると、チアゾリジン環の加水分解的 開環反応が進行する。この際、生成する一般式 (4)で示されるアルデヒド又はケトン を、例えば還流冷却管の上部力も系外に除去するような方法を講じながら行なうと、 反応が速やかに進行する。また、加水分解触媒として塩酸や硫酸等の酸を用いると 、より速やかに反応が進行するが、この場合には酸との塩としてアミノ酸が得られるこ とになる。反応時間は、反応液の組成や操作条件によって異なるので一概に言えな いが、通常、 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩の水溶液を、生成 するアルデヒド又はケトンを系外に除去しながら加熱還流すると、 1一 6時間程度で反 応を完結することができる。
[0055] 前記の加水分解的開環反応後の反応液を、例えば減圧濃縮する等の方法で処理 することにより、一般式（2)で示される光学活性 2—アルキル L システィン又はその 塩を得ることができる。なお、アルデヒド又はケトンが残留し留去が困難な場合には、 エーテルや塩化メチレン等の非極性有機溶媒を加えて上層に転溶し除去した後、水 層を分取して濃縮すればよい。
[0056] このようにして、具体的には、例えば 2—メチルー L システィン、 2—ェチルー L シス ティン等の光学活性 2-アルキル- L-システィンを製造することができる。
[0057] (A-7)一般式（6)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその 塩の加水分解
上記のように濾取した一般式（6)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン 酸アミドを水に懸濁させて加熱還流すると、加水分解的に開環反応と脱アミド反応が 起こり、 2—アルキル D システィンが生成する。この際、生成する一般式 (4)で示さ れるアルデヒド又はケトンを系外に除去しながら行なうと、反応が速やかに進行する。 また、加水分解触媒として塩酸や硫酸等の酸を用いると、より速やかに反応が進行す る力 この場合には酸との塩としてアミノ酸が得られることになる。
[0058] 反応後の反応液は、ジェチルエーテルや塩化メチレン等の非極性有機溶媒を加え て、分液、洗浄して、残留するアルデヒド又はケトンを除去する。この水層を濃縮する と一般式（7)で示される光学活性 2 アルキル D システィン又はその塩が得られる 。なお、加水分解触媒として塩酸や硫酸等の酸を加えた場合には、加水分解したァ ミドがアンモ-ゥム塩となり結晶に混入する力 これは得られた 2—アルキル D シス ティンを再結晶するか、イオン交換榭脂等で脱塩することにより除去することができる
[0059] このようにして、具体的には、例えば 2—メチルー D システィン、 2—ェチルー D シス ティン等の光学活性 2—アルキル D システィンを製造することができる。
[0060] (B— 1) 2 アルキルシスティン又はその塩を原料 した 4 アルキルチアゾリジン 4 カルボン はその の
図 2に示されるように、本発明によれば、一般式（2)若しくは（7)で示される光学活 性 2—アルキルシスティン若しくはその塩、又は、一般式（10)で示される 2—アルキル システィン若しくはその塩を、一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそ れらのァセタール若しくはケタールと反応させることにより、一般式（5)若しくは（9)で 示される光学活性 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸若しくはその塩又は一般 式（8)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸若しくはその塩を製造する ことができる。
[0061] 原料となる 2 アルキルシスティンを示す一般式（10)、 (2)及び（7)における Rは、 炭素数 1一 4の低級アルキル基であればよぐ例えば、メチル、ェチル、プロピル、 iso プロピル、ブチル、 iso—ブチル、 sec—ブチル、及び tert ブチルが挙げられる。本発 明で使用する一般式（10)、（2)及び（7)で示される 2 アルキルシスティンはその製 法及び品質等に特に制限はなぐ例えば、 Justus Liebigs Ann. Chem. (1966) , 697, 140— 157に記載の方法によって調製される該当する 4 アルキルチアゾリジ ン- 4 -力ルボン酸アミド誘導体を加水分解する方法等によって得られるラセミ体や、 米国特許第 6, 403, 830号明細書や、特開 2003— 201284号公報に記載されてい る製造方法に基づいて得られる光学活性体等を用いることができ、また、上記 (A-6 )又は (A— 7)項に記載の方法によって得られた光学活性体を用いてもよ!、。一般式 (10)で示される 2—アルキルシスティン又はその塩は、一般式（2)で示される 2—アル キル L システィン又はその塩及び一般式（7)で示される 2 アルキル D システィ ン又はその塩の混合物であってもよぐまた、両者の等量混合物であるラセミ混合物 であってもよい。
[0062] 使用する一般式 (4)で示すアルデヒド若しくはケトン、又はそれらのァセタール若し くはケタールとしては、上記 (A— 3)項に記載のものと同様のものが使用できる。
[0063] 一般式 (4)で示すアルデヒド又はケトン、一般式 (4' )で示すァセタール又はケター ルと 2—アルキルシスティン又はその塩との環化反応は平衡反応であることから、使用 するアルデヒド、ケトン、ァセタール又はケタールは、 2—アルキルシスティン又はその 塩より過剰すなわち 1倍モル以上あることが好ましぐ 2倍当量以上であることが特に 好ましい。上限についての限定はないが、反応の実状と経済性を鑑みて適宜使用量 を決定すればよい。
[0064] 一般式（10)、 (2)及び（7)で示される 2 アルキルシスティン又はその塩と、一般式
(4)で示されるケトン若しくはアルデヒド又はそれらのァセタール若しくはケタールとの 反応は、反応に用いるケトン若しくはアルデヒド又はァセタール若しくはケタールを溶 媒として用いて混合し、加熱すると反応が進行する。この際の加熱温度は特に限定さ れないが、調製された反応混合溶液の沸点で還流しながら行うのが好適である。また 、その際に発生する水分を除去しながら行うと反応が促進されより好適である。脱水 する手法としては特に限定されず、ディーンシュターク分液装置やモレキュラーシー ブの様な脱水剤を用いても良ぐ脱水剤を用いる場合には原料の 2—アルキルシステ インに対して 1倍当量以上、好ましくは 1. 2倍当量以上の脱水能力を持つように用い るのが望ましい。
[0065] また、一般式（10)、 (2)及び（7)で示される 2 アルキルシスティン又はその塩の、 一般式 (4)で示されるケトン若しくはアルデヒド又はそれらのァセタール若しくはケタ ールへの溶解度が低 、場合には、反応に不活性な有機溶媒を混在させて均一系に することで反応を好適に行うことができる。この際に用いられる溶媒は、一般式（10)、 (2)及び（7)で示される 2 アルキルシスティン、及び一般式 (4)で示されるケトン若し くはアルデヒド又はそれらのァセタール若しくはケタールの溶解度を考慮して適宜決 めれば良ぐ特に限定はされないが、その溶解度からメタノール、エタノール、ブタノ ール等のアルコール類、ジェチルエーテル、テトラハイド口フラン等のエーテル類、ジ メチルホルムアミド等のアミド類等の極性溶媒、さらにはこれらの混合溶媒等が好適 に用いられ、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール類が特に好適である
[0066] 反応は pH6. 5から 10の範囲で行うと、より好適に進行するため、用いる 2 アルキ ルシスティンがナトリウム塩等のような塩基との塩を形成している場合には無触媒で 速やかに反応が進行するが、遊離の 2—メチルシスティン、又は塩酸塩等のような酸と の塩を用いた場合には塩基性物質を触媒として用いるのが好適である。その際に用 いる塩基性物質としては特に制限はないが、例えば炭酸ナトリウム等の無機塩基ゃト リエチルァミン等の有機塩基が好適に使用できる。この際に添加する塩基性物質の 量は、基質が遊離の 2 アルキルシスティンの場合にはその 0. 05倍モル以上あれば 良ぐ用いる 2—アルキルシスティンが酸との塩を形成している場合には、その酸の分 量だけ塩基性物質をさらに多く添加すれば良い。なお、反応系の pHは 10を超えな いことが望ましぐまた過剰な塩基使用は後工程での除去操作を要することになりコ スト的に有利であるとは言えな 、。好ま 、塩基性物質の使用量は 2—アルキルシス ティンに対して 0. 5— 3倍モルである。
[0067] 一般式（8)、 (5)又は（9)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又は その塩は、反応後の反応液から晶析ゃ抽出によって回収することができる。得られた 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩は、物性に合わせて再結晶等の 定法によって適宜精製することができ、例えばエステル体の合成原料として使用する ことちでさる。
[0068] 一般式（8)、 (5)及び（9)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又は その塩の Rは、炭素数 1一 4の低級アルキル基であればよぐ例えば、メチル、ェチル 、プロピノレ、 iso プロピル、ブチル、 iso—ブチル、 sec—ブチノレ、 tert ブチルなどの直 鎖又は分枝した低級アルキル基が挙げられる。また、一般式 (8)、（5)、（9)、（4)及 び (4' )中の R及び Rは、各々独立に、水素、炭素数 1
1 2 一 4の低級アルキル基 (但し、
Rと Rの両者が同時に水素の場合を除く）、又は互いに結合した員数 5— 8の脂環構
1 2
造であればよい。アルキル基としては、例えば、メチル、ェチル、プロピル、 iso プロ ピル、ブチル、 iso—ブチル、 sec ブチル及び tert ブチルなどが挙げられ、脂環構造 としてはシクロペンタン環、シクロへキサン環、シクロオクタン環等が挙げられる。アル キル基としては R及び Rが共にメチル基の場合力 脂環構造ではシクロペンタン環構
1 2
造を取る場合が特に好適である。
[0069] 一般式 (8)、 (5)及び（9)の化合物は塩を形成することもできる。その種類は、実用 上許容できる塩であれば特に制限はなぐ例えば塩酸や硫酸、リン酸等の無機酸塩 、ギ酸、酢酸等の有機酸塩、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩、マグネシウム やカルシウム等のアルカリ土類金属塩、アンモ-ゥムゃテトラメチルアンモ -ゥム等の アンモ-ゥム塩類等が挙げられる。
[0070] 本発明の方法によって、具体的には、例えば 2,2,4 トリメチルー (3) チアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩、 2—ェチルー 2, 4 ジメチルー（3)—チアゾリジン 4 カルボ ン酸又はその塩等の、 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩、及びそ れらの光学活性体を製造することができる。
実施例
[0071] 本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって限定される ものではない。
[0072] 実施例ト 1
次の組成を有する培地を調製し、この培地 200mLを 1L三角フラスコに入れ、滅菌 後、キサントパクター フラバス（Xanthobacter flavus) NCIB 1007Lを接種し、 3 0°Cで 48時間振とう培養を行った。次いで培養液から、遠心分離により、乾燥菌体 1. Ogに相当する生菌体を得た。
培地組成 (PH7. 0)
グルコース lOg
ポリペプトン 5g 酵母エキス 5g
KH PO lg
2 4
MgSO - 7H O 0. 4g
4 2
FeSO - 7H O 0. Olg
4 2
MnCl -4H O 0. Olg
2 2
水 1L
ラセミ体の 2 メチルシスティンアミド塩酸塩 10. 0g (0. 06mol)を水 300mLに溶力 した後、 500mLフラスコに入れ、 2価の Mnイオンの濃度が lOppmとなるように塩化 マンガン水溶液を加え、さらに、乾燥菌体 1. 0gに相当する生菌体を加えて、窒素気 流下、 40°Cで 24時間攪拌して加水分解反応を行った。反応後、反応液から遠心分 離によって菌体を除去して上清を得た。この上清をロータリーエバポレーターで濃縮 した後、メタノール 150mLに溶解させた。続いてアセトン 200mL、炭酸ナトリウム 3. 6 g (0. 03mol)を加えて 16時間、攪拌下室温で反応させた。反応液を濃縮後、 50mL のイソブチルアルコールをカ卩えて 4時間還流条件で可溶物を抽出し、放冷後、不溶 物として残った結晶を濾別した。得られた結晶をエタノールを用いて再結晶し、無色 透明の 2, 2, 4—トリメチルチアゾリジン 4一力ルボン酸の結晶を得た。得られた 2, 2, 4—トリメチルチアゾリジン 4一力ルボン酸を lOOmLの純水に溶解させ、窒素気流下 にて 3時間還流を行った。反応液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、減圧乾 燥を行い、 3. lg (0. 02mol)の 2—メチルー L システィンを得た。反応に仕込んだラ セミ混合物中の 2—メチルー L システィンアミドからの単離収率は 78mol%、ラセミ混 合物の 2 メチルシスティンアミドからの単離収率は 39mol%であった。また、この固 体を光学異性体分離カラムを用いた液体クロマトグラフィーによって分析した結果、 光学純度は 95%e. e.以上であった。
実施例ト 2
実施例 1-1にお ヽて、塩化マンガン水溶液を加えずに生化学的不斉加水分解反応 を行ったところ、 40°C48時間反応させることにより実施例ト 1と同様の 3. lg (0. 02m ol)の 2—メチルー L システィンが得られた。 2—メチルー L システィンアミドからの単離 収率は 78mol%、 2 メチルシスティンアミドからの単離収率は 39mol%、光学純度 は 95%e. e.以上であった。
実施例 II-l
以下の組成を有する培地を調製し、この培地 200mLを 1L三角フラスコに入れ、滅 菌後、キサントパクター フラバス（Xanthobacter flavus) NCIB 10071を接種し 、 30°Cで 48時間振とう培養を行った。次いで培養液から、遠心分離により、乾燥菌体 1. Ogに相当する生菌体を得た。
培地組成 (PH7. 0)
グルコース lOg
ポリペプトン 5g
酵母エキス 5g
KH PO lg
2 4
MgSO · 7Η Ο 0. 4g
4 2
FeSO · 7Η Ο 0. Olg
4 2
MnCl ·4Η Ο 0. Olg
2 2
水 1L
ラセミ体の 2 メチルシスティンアミド塩酸塩 10. 0g (0. 06mol)を水 300mLに溶力 した後、 500mLフラスコに入れ、 2価の Mnイオン濃度が lOppmとなるように塩化マ ンガン水溶液を加え、さらに、乾燥菌体 1. 0gに相当する生菌体を加えて、窒素気流 下、 40°Cで 24時間攪拌して加水分解反応を行った。反応後、反応液から遠心分離 によって菌体を除去して上清を得た。この上清をロータリーエバポレーターで濃縮し た後、メタノール 150mLに溶解させた。続いてアセトン 200mL、炭酸ナトリウム 3. 6g (0. 03mol)を加えて 16時間、攪拌下室温で反応させた。反応液を濃縮した後、 50 mLのイソブチルアルコールをカ卩えて 4時間還流条件で可溶物を抽出し、放冷後、不 溶物として残った結晶を濾別した。得られた濾液をロータリーエバポレーターで濃縮 乾固し、この濃縮物を 50mLのへキサンで洗浄した後、再度乾固させることにより白色 固体の 2, 2, 4—トリメチルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミドを得た。得られた 2, 2, 4 —トリメチルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミドを lOOmLの純水に懸濁させ、 3時間、 加熱還流を行った。反応液を、 50mLのジェチルエーテルで 2回洗浄した後、水層を 濃縮乾固、減圧乾燥することにより、 3. 3g (0. 02mol)の 2—メチルー D システィンを 得た。反応に仕込んだラセミ混合物中の 2—メチルー D システィンアミドからの単離収 率は 84mol%、 2 メチルシスティンアミドのラセミ混合物からの単離収率は 42mol% であった。また、この固体を光学異性体分離カラムを用いた液体クロマトグラフィーに よって分析した結果、光学純度は 95%e. e.以上であった。
[0075] 実施例 II-2
実施例 II-1にお ヽて、塩化マンガン水溶液を加えずに生化学的不斉加水分解反 応を行ったところ、 40°C48時間反応させることにより実施例 Π-1と同様に 3. 3g (0. 0 2mol)の 2—メチルー D システィンが得られた。 2—メチルー D システィンアミドからの 単離収率は 84mol%、 2 メチルシスティンアミドからの単離収率は 42mol%、光学 純度は 95%e. e.以上であった。
[0076] 実施例 III- 1
Justus Liebigs Ann. Chem. (1966) , 697, 140—157. 【こ記載の方法【こて 調製した 2, 2, 4—トリメチルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド塩酸塩 2. OOgを 36 %濃塩酸 10mLに溶解し、 105°Cで 1時間加熱還流した後に濃縮乾固して得られる 白色固体をイソプロパノールにて洗浄し、 1. 62gの 2 メチルシスティン塩酸塩を得 た。これを水溶液にした後、陰イオン交換樹脂に通し脱塩して力も蒸発乾固して 1. 2 7gの 2 メチルシスティンを得た。得られた 2 メチルシスティン全量を 5mLのメタノー ルに溶解し、次いで 5mLのアセトンをカ卩えて 56°Cで加熱還流した。 4時間後に加熱 を止め、濃縮乾固して得られた白色固体を、アセトンで洗浄して 1. 32gの 2, 2, 4ート リメチルチアゾリジン 4一力ルボン酸を得た。原料の 2 メチルシスティン塩酸塩に対 する収率は、 80モル％であり、得られた 2, 2, 4—トリメチルチアゾリジン 4一力ルボン 酸の物性は以下の通りであった。
2, 2, 4—トリメチルチアゾリジン 4 L一力ルボン酸
白色針状晶
'H-NMR (90MHz, D Ο) δ [ppm] 3. 70 (1H, d, J13. 0Hz) , 3. 30 (1H, d, J
2
13. 0Hz) , 1. 83 (3H, s) , 1. 81 (3H, s) , 1. 71 (3H, s)
元素分析 C H NO S (測定値） C ;47. 74, H ; 7. 51, N; 7. 89, S ; 18. 28, (計算 値） C;47.98, H;7.48, N;7.99, 0;18.26, S;18.30
[0077] 実施例 III-2
米国特許第 6, 403, 830号明細書に記載の方法にて 2—メチルー L システィン塩 酸塩 0.7gを調製した。これを 3mLのメタノールに溶解し、無水炭酸ナトリウム 0.3g を懸濁させた後、次いで 2mLのアセトンをカ卩えて 56°Cで加熱還流した。 2時間後に 加熱を止め、濃縮乾固して得られた白色固体 1. lgを、エタノールより再結晶して 0. 58gの 2, 2, 4—トリメチルチアゾリジン 4 L一力ルボン酸を得た。原料の 2—メチルシ スティン塩酸塩に対する収率は、 81モル％でぁり、得られた 2, 2, 4 トリメチルチア ゾリジン 4一力ルボン酸の物性は以下の通りであった。
2, 2, 4—トリメチルチアゾリジン 4 L一力ルボン酸
白色針状晶
'H-NMR (90MHz, D Ο) δ [ppm] 3.70(1H, d, J13.0Hz), 3.30 (1H, d, J
2
13.0Hz), 1.83 (3H, s), 1.81 (3H, s), 1.71 (3H, s)
[0078] 実施例 III- 3
米国特許第 6, 403, 830号明細書に記載の方法にて 2—メチルー L システィン塩 酸塩 0.7gを調製した。これを 5mLのシクロペンタノンに分散させ、さらにトリェチルァ ミン 0.45gを添カ卩して、モレキュラーシーブ 4Aを lg充填した塔を設置して、 1時間、 130°Cで加熱還流した。反応液を濃縮乾固して得られた黄色固体を、エタノールより 再結晶して 0.53gの 3—メチルー 1—チア 4ーァザースピロ [4.4]ノナン 3—力ルボン 酸を得た。原料の 2 メチルシスティン塩酸塩に対する収率は、 64.6モル％であり、 得られた 3—メチルー 1—チア 4ーァザースピロ [4.4]ノナン 3—力ルボン酸の物性は 以下の通りであった。
3—メチルー 1—チア 4ーァザースピロ [4.4]ノナン 3—力ルボン酸
白色結晶
'H-NMR (90MHz, CDC1 ) δ [ppm] 9.53 (1Η, broad— s), 3.73(1H, d, Jl
3
2.8Hz), 3.24 (1H, d, J12.8Hz), 3.00—1.45(14H, m)
元素分析 C H NO S (測定値） C;53.51, H;7.65, N;6.87, S;15.88, (計算
9 15 2
値） C;53.70, H;7.51, N;6.96, 0;15.90, S;15.93 産業上の利用可能性
[0079] 本発明の光学活性 2 アルキルシスティン又はその塩の製造方法は、各種工業薬 品、農薬、医薬品等の製造中間体として重要な物質である光学活性 2—アルキルシス ティン及びこれらの塩を高品質かつ安価に製造するために有用である。
[0080] 本発明の 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩は、各種工業薬品、 農薬、医薬品等の製造中間体として重要な物質であるため有用であり、その製造方 法は、この物質を高品質かつ安価に製造するために有用である。
[0081] 本発明の光学活性 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩の製 造方法は、各種工業薬品、農薬、医薬品等の製造中間体として重要な物質である光 学活性 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩を高品質かつ安価 に製造するために有用である。
図面の簡単な説明
[0082] [図 1]本発明による 2 アルキルシスティンアミドを原料とした光学活性 2 アルキルシ スティンアミドを合成するスキームを示す概略図である。
[図 2]本発明による 2 アルキルシスティンを原料とした 4 アルキルチアゾリジン 4 カルボン酸を合成するスキームを示す概略図である。

Claims

請求の範囲
一般式（1)で示される 2—アルキルシスティンアミド又はその塩に、 2—アルキル L— システィンアミド又はその塩のアミド結合を立体選択的に加水分解する活性を有する 微生物の菌体又は菌体処理物を作用させて、一般式（2)で示される 2 -アルキル - L システィン又はその塩を生成させ、生成した 2—アルキル L システィン又はその塩 と未反応の一般式（3)で示される 2 アルキル D システィンアミド又はその塩を、一 般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそれらのァセタール若しくはケター ルと反応させて、それぞれより一般式（5)で示される 4—アルキルチアゾリジン 4一力 ルボン酸又はその塩と、一般式（6)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン 酸アミド又はその塩を誘導し、それらの混合物より一般式（5)で示される 4 アルキル チアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩を分離した後、これを加水分解することによ つて開環し、一般式（2)で示される光学活性 2—アルキル L システィン又はその塩 を取得することを特徴とする、 2—アルキルシスティンアミド又はその塩カゝら光学活性 2 アルキル L システィン又はその塩を製造する方法。
[化 9]
Figure imgf000030_0001
(一般式（1)、（2)、（3)、（5)及び (6)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル基を示 す。また、一般式 (4)、（5)及び (6)中の R及び Rは各々独立に水素若しくは炭素
1 2
数 1一 4の低級アルキル基、又は両者が互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示 す。但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2 一般式（1)で示される 2—アルキルシスティンアミド又はその塩に、 2—アルキル L— システィンアミド又はその塩のアミド結合を立体選択的に加水分解する活性を有する 微生物の菌体又は菌体処理物を作用させて、一般式（2)で示される 2 -アルキル - L システィン又はその塩を生成させ、生成した 2—アルキル L システィン又はその塩 と未反応の一般式（3)で示される 2 アルキル D システィンアミド又はその塩を、一 般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそれらのァセタール若しくはケター ルと反応させて、それぞれより一般式（5)で示される 4—アルキルチアゾリジン 4一力 ルボン酸又はその塩と、一般式（6)で示される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン 酸アミド又はその塩を誘導し、それらの混合物より一般式 (6)で示される 4 -アルキル チアゾリジン 4一力ルボン酸アミド又はその塩を分離した後、これを加水分解すること によって開環及び脱アミドィ匕し、一般式（7)で示される光学活性 2 アルキル D—シ スティン又はその塩を取得することを特徴とする、 2—アルキルシスティンアミド又はそ の塩カゝら光学活性 2—アルキル D システィン又はその塩を製造する方法。
[化 10]
Figure imgf000031_0001
(一般式（1)、（2)、（3)、（5)、（6)及び (7)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル基 を示す。一般式 (4)、（5)及び (6)中の R及び Rは各々独立に水素若しくは炭素数
1 2
1一 4の低級アルキル基、又は両者が互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示す。 但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 ) 一般式（10)で示される 2—アルキルシスティン又はその塩、一般式（2)で示される 光学活性 2 アルキル L システィン又はその塩、又は一般式（7)で示される光学活 性 2 アルキル D システィン若しくはその塩を、一般式 (4)で示されるアルデヒド若 しくはケトン又はそれらのァセタール若しくはケタールと反応させて、一般式 (8)で示 される 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩、或いは一般式（5)又は（ 9)で示される光学活性 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸若しくはその塩を誘 導することを特徴とする、 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩、又は 光学活性 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸若しくはその塩を製造する方法。
[化 11]
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0002
Figure imgf000032_0003
(一般式（2)、 (5)、 (7)、（8)、 (9)及び（10)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル 基を示す。一般式 (4)、（5)、（8)及び（9)中の R及び Rは各々独立に水素若しくは
1 2
炭素数 1一 4の低級アルキル基、又は互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示す。 但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2
[4] 2—アルキル L システィンアミド又はその塩のアミド結合を立体選択的に加水分 解する活性を有する微生物が、キサントパクター属、プロタミノバクター属又はミコブラ ナ属に属する細菌である、請求項 1又は 2に記載の方法。
[5] 前記 R力メチル基である、請求項 1から 3の何れかに記載の方法。
[6] 前記 R及び Rが共にメチル基である、請求項 1から 3の何れかに記載の方法。
1 2
[7] 一般式（2)で示される 2 アルキル L システィン又はその塩、一般式（3)で示され る 2 アルキル D システィンアミド又はその塩、一般式（7)で示されると 2 アルキル D システィン又はその塩、又は一般式（10)で示される 2—アルキルシスティン若し くはその塩を、一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそれらのァセター ル若しくはケタールと反応させる際に、塩基性触媒を用いる、請求項 1から 3の何れ かに記載の方法。
[8] 一般式（2)で示される 2 アルキル L システィン又はその塩、一般式（3)で示され る 2 アルキル D システィンアミド又はその塩、一般式（7)で示されると 2 アルキル D システィン又はその塩、又は一般式（10)で示される 2—アルキルシスティン若し くはその塩を、一般式 (4)で示されるアルデヒド若しくはケトン又はそれらのァセター ル若しくはケタールと反応させる際に、脱水剤を用いる、請求項 1から 3の何れかに記 載の方法。
[9] 一般式（8)で示される 4—アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸又はその塩。
[化 12]
Figure imgf000033_0001
(一般式（8)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル基を示し、 R及び Rは各々独立
1 2
に水素若しくは炭素数 1一 4の低級アルキル基、又は互いに結合した員数 5— 8の脂 環構造を示す。但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2
一般式（5)又は（9)で示される光学活性 4 アルキルチアゾリジン 4一力ルボン酸 又はその塩。
[化 13]
Figure imgf000034_0001
(一般式（5)、及び（9)中の Rは炭素数 1一 4の低級アルキル基を示し、 R及び Rは
1 2 各々独立に水素若しくは炭素数 1一 4の低級アルキル基、又は互いに結合した員数 5— 8の脂環構造を示す。但し、 R及び Rが同時に水素である場合を除く。 )
1 2
[11] 前記 Rがメチル基である、請求項 9又は 10に記載の化合物。
[12] 前記 R及び Rが共にメチル基である、請求項 9又は 10に記載の化合物。
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