アミノアルコールの製造方法
【課題】化学的純度及び光学純度の高いアミノアルコールの製造方法を提供すること。
【解決手段】
下記一般式（１）
【化１】
（式中Ｐｙは置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基、置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。＊は不斉炭素を表す。）
で表されるシアンヒドリン化合物を、エーテル系溶媒中で還元剤の存在下に還元することにより、アミノアルコールを製造する方法。
【解決手段】
下記一般式（１）
【化１】
（式中Ｐｙは置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基、置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。＊は不斉炭素を表す。）
で表されるシアンヒドリン化合物を、エーテル系溶媒中で還元剤の存在下に還元することにより、アミノアルコールを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アミノアルコールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学活性なアミノアルコールは光学活性有機合成中間体として有用であり、例えば、医薬品を製造するための中間体として使用される。
【０００３】
光学活性アミノアルコールの製造方法としては、α−ハロケトンを不斉還元して得られたハロヒドリンをアミノ化する方法（特許文献１、非特許文献１及び２）、光学活性スチレンオキサイドをアミノ化する方法（非特許文献１）が知られている。しかしながら、いずれの方法もメチルケトン誘導体をハロゲン化する工程及びα−ハロケトンを不斉還元する工程を含んでおり、操作が煩雑である。
【０００４】
一方、光学活性アミノアルコールの他の製造方法として、光学活性シアンヒドリン化合物を経てアミノアルコールを製造するルートが開発されている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５０４２９９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ ＆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１１，７５７−７６０（２００１）
【非特許文献２】Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，７，２８５−２８８（２００３）
【非特許文献３】Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、５７５−５７８（１９９０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ピリジン環を有するシアンヒドリン化合物を経て、化学的純度の高いピリジン環を有するアミノアルコールを得る方法については知られていなかった。また、同様に光学純度の高いピリジン環を有するアミノアルコールを得る方法についても知られていなかった。
【０００８】
そこで、本発明の主な目的は、化学的純度及び光学純度の高い、ピリジン環を有するアミノアルコールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、ピリジン環を有するシアンヒドリン化合物をエーテル系溶媒中で還元することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、下記一般式（１）
【００１１】
【化１】
【００１２】
（式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。）
で表されるシアンヒドリン化合物を、エーテル系溶媒中で還元剤の存在下に還元することによりアミノアルコールを製造する方法に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピリジン環を有するシアンヒドリン化合物をエーテル系溶媒中で還元することにより、化学純度及び光学純度の高いピリジン環を有するアミノアルコールを得ることができる。また、得られたアミノアルコールの塩を形成することにより、取り扱い易くなり、更に光学純度を高くすることもできる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）アミノアルコール
本発明で製造されるアミノアルコールは、下記一般式（２）
【００１５】
【化２】
【００１６】
で示される、ピリジン環を有するアミノアルコールである。
【００１７】
式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。
【００１８】
ピリジル基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）又は炭素数１〜４の炭化水素基（メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒ−ブチル基）を示す。当該置換基は、２位、３位又は４位のいずれの位置に付加されていても良い。また、当該置換基は１つ又は複数付加されていても良い。
【００１９】
当該アミノアルコールとしては、２−アミノ−１−（２−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（４−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（２−（３−メチルピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（２−（４−メチルピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（３−（４−メチルピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（４−（２−メチルピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（４−（３−メチルピリジニル）エタノール等が挙げられる。これらの中でも、２−アミノ−１−（２−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（４−ピリジニル）エタノールが好ましく、２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールがより好ましい。
【００２０】
当該アミノアルコールは光学活性を有しており、Ｒ体、Ｓ体、それらの混合物又はラセミ体のいずれであってもかまわない。これらのうちＲ体が好ましく、９０％ｅ．ｅ．以上の光学純度を有することが好ましく、９５％ｅ．ｅ．以上の光学純度を有することがより好ましい。
【００２１】
（２）アミノアルコールの製造
当該アミノアルコールは、シアンヒドリン化合物を還元することにより得ることができる。
【００２２】
（２−１）シアンヒドリン
本発明で、アミノアルコールを製造するために使用される前駆体は、下記一般式（１）
【００２３】
【化３】
【００２４】
で示されるシアンヒドリンである。
【００２５】
式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。ピリジル基が有していてもよい置換基としては、上述した通りである。
【００２６】
当該シアンヒドリンとしては、２−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、４−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、２−（３−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、２−（４−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、３−（２−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、３−（４−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、４−（２−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、４−（３−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリンが挙げられる。これらの中でも、２−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、４−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンが好ましく、３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンがより好ましい。
【００２７】
当該シアンヒドリンは光学活性を有しており、Ｒ体、Ｓ体、それらの混合物又はラセミ体のいずれであってもかまわない。これらのうちＲ体が好ましく、７０％ｅ．ｅ．以上の光学純度を有することが好ましく、８０％ｅ．ｅ．以上の光学純度を有することがより好ましい。
【００２８】
（２−２）還元剤
本発明のアミノアルコールの製造に用いられる還元剤としては、例えば、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素亜鉛、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム、水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム、ジボラン、ボラン−ジメチルスルフィドコンプレックス、ボラン−テトラヒドロフランコンプレックス、ボラン−ピリジンコンプレックス等が挙げられる。これらの還元剤は、１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００２９】
これらの中でも、水素化リチウムアルミニウム、ジボラン、ボラン−ジメチルスルフィドコンプレックス、ボラン−テトラヒドロフランコンプレックス、ボラン−ピリジンコンプレックスが、副反応を抑制できるので好適に使用される。
【００３０】
（２−３）反応条件
上記還元剤の添加量は還元反応が促進されれば限定されず、基質の種類や反応条件等に応じて適宜選択することができる。例えば、シアンヒドリンに対して０．５〜５当量とすることができ、１〜３当量が好ましい。５当量以下とすることにより、反応後に残存する還元剤を分解させる量を抑制することができる。一方、０．５当量以上とすることにより、還元反応が促進され、アミノアルコールの収率を高めることができる。
【００３１】
反応に使用する溶媒は、エーテル系溶媒を使用するのが好ましい。エーテル系溶媒を使用することにより、化学純度及び光学純度の高いアミノアルコールが得られるからである。エーテル系溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、エチレングルコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル系溶媒を使用することができる。これらの溶媒は１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。これらの中でも、メチル−ｔ−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
【００３２】
溶媒の量も還元反応が進めば限定されず、基質の種類や量等に応じて適宜選択することができる。例えば、シアンヒドリンに対して５〜１００倍量（Ｗ／Ｗ）とすることができ、好ましくは１０〜５０倍量である。１００倍量以下とすることにより、後処理における濃縮にかける時間が短くてすむ。一方、５倍量以上とすることにより、除熱の効率が向上して反応の効率が良くなる。
【００３３】
反応温度も還元反応が促進され、光学純度が下がらなければ特には限定されない。例えば−２０〜７０℃とすることができ、好ましくは０〜６０℃である。−２０℃以上で反応を行うことにより、十分な反応速度を得ることができる。また、７０℃以下で反応を行うことにより、不純物の増加を防ぐことができる。
【００３４】
反応時間も限定されず、反応規模や基質の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば、０．５〜２４時間とすることができ、１〜１２時間が好ましい。
【００３５】
（２−４）反応終了後
還元反応により生成物（アミノアルコール類）が得られたことや、原料（シアンヒドリン化合物）が消失したことは、例えば、液体クロマトグラフィー等の公知の方法によって確認することができる。
【００３６】
また、得られたアミノアルコールを採取又は回収する方法は限定されず、公知の方法で行うことができる。例えば、まず、反応液中に存在する還元剤をクエンチすることができる。クエンチする方法も限定されず、還元剤の種類に応じて有機化学実験の手引き、第３巻、Ｐ．２５〜４３（化学同人）を参考に行うことができる。
【００３７】
例えば、還元剤として水素化リチウムアルミニウムを使用した場合、塩化アンモニウム水溶液でクエンチした後、析出したアルミニウム由来の化合物をろ過することができる。一方、水素化リチウムアルミニウムを酒石酸ナトリウムカリウム水溶液でクエンチし、アルミニウム由来の化合物を酒石酸ナトリウムカリウムでキレートし、水相に抽出させることもできる。また、還元剤としてボランを用いた場合は、アルカリ水溶液を添加することによりクエンチすることができる。
【００３８】
次いで、反応溶媒を留去させることができる。溶媒を留去するときの温度は限定されず、生成物の種類や溶媒の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば０〜８０℃とすることができ、２０〜６０℃であることが好ましい。８０℃以下とすることにより生成物の光学純度が低下するのを防ぐことができる。０℃以上とすることにより溶媒の留去を促進することができる。留去の際の圧力は、常圧下であっても減圧下であってもよい。
【００３９】
（２−５）塩の形成
得られたアミノアルコールを溶媒から抽出する際には、必要に応じて、当該アミノアルコールの塩を形成して抽出することができる。塩としては、塩酸塩、リン酸塩、硫酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩等を挙げることができる。これらの中でも塩酸塩がより好ましい。塩酸塩とすることにより、結晶として回収することができ、また、晶析の過程で化学純度及び光学純度を更に向上させることができるからである。
【００４０】
例えば、アミノアルコールの塩酸塩を形成するためは、冷却下、アミノアルコールに塩酸水溶液を添加すればよい。撹拌下に塩を添加することも、添加し終わってから撹拌することも可能である。塩酸水溶液を添加する際のアミノアルコールを含む溶液の温度は、−２０〜８０℃とすることができ、０〜６０℃が好ましい。８０℃以下とすることにより、アミノアルコールが分解して純度が低下するのを抑制することができる。一方、−２０℃以上とすることにより、塩酸塩の形成が促進される。
【００４１】
使用する塩酸水溶液の濃度は限定されず、例えば１０〜３６質量％とすることができ、２０〜３６質量％が好ましい。１０質量％以上とすることにより、塩酸塩を形成させるための塩酸量を減らすことができる。３６質量％以下とすることで、塩酸塩としたのちに留去する水を減らすことができる。
【００４２】
反応時間も塩が十分に形成されれば限定されず、例えば、０．５〜１０時間、好ましくは１〜５時間とすることができる。
【００４３】
得られたアミノアルコールの塩酸塩は、溶媒を除去（乾固）することにより結晶又は粉末として回収することができる。その後、必要に応じて洗浄や精製を行うことも可能である。このとき、洗浄又は精製用の溶媒として、アルコールの種類、アルコールの濃度を適宜選択することにより、効率良く洗浄又は精製を行うことができる。
【００４４】
例えば、アミノアルコール塩酸塩の水溶液を、ロータリーエバポレーターで５０Ｔｏｒｒ以下の減圧下、６０℃以上で濃縮することにより溶媒を除去することができる。
【００４５】
得られたアミノアルコール塩酸塩を含有する粉末を９５質量％アルコール（残りの５％は水）に添加し、６５℃以上で１時間以上加温した後に濾過することにより、アミノアルコール塩酸塩以外の塩（例えば、アルコールに可溶な塩以外の塩）を除去することができる。このとき使用するアルコールは、例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノールが好ましい。
【００４６】
更に、ここで得られたアミノアルコール塩酸塩のアルコール溶液からアルコール溶媒を例えば、ロータリーエバポレーターで２００Ｔｏｒｒ以下、４０℃以上で留去させた後、メタノールを添加して６０℃以上で１時間以上加温することにより、アミノアルコール塩酸塩をメタノールに溶解させた後、溶媒を例えば２０℃／ｈｒ以下の冷却速度で冷却することにより、アミノアルコール塩酸塩を析出させることができる。１０℃以下にまで冷却することが好ましく、より好ましくは５℃以下である。
【００４７】
アミノアルコール塩酸塩は、上記冷却温度に到達後、例えば１ｈｒ以上熟成した後にろ過することにより回収することができる。ろ過方法は、自然ろ過、吸引ろ過、加圧ろ過などが挙げられる。
【００４８】
このようにして、例えば無機塩（アミノアルコール塩酸塩以外の塩の）含量が１質量％以下、好ましくは０．５質量％以下、かつ光学純度が９０％ｅｅ以上、好ましくは９５％ｅｅ以上である高純度のアミノアルコールを製造することができる。
【００４９】
（３）シアンヒドリンの製造
上記シアンヒドリンは、金属触媒又は酵素触媒の存在下に、カルボニル化合物とシアン化合物とを反応させることにより、製造することができる。本発明においては、酵素反応を用いることが好ましい。反応条件がマイルドであるからであり、また、高い化学純度及び光学純度が得られるからである。
【００５０】
（３−１）酵素
本発明では、酵素としてアーモンド（Ｐｒｕｎｕｓ ａｍｙｇｄａｌｕｓ）由来のヒドロキシニトリルリアーゼを使用する。ヒドロキシニトリルリアーゼとは、原料であるカルボニル化合物とシアン化合物とを反応させることにより光学活性シアンヒドリンを合成する触媒作用を有する酵素である。より詳細には、カルボニル化合物に、ヒドロキシニトリルリアーゼ存在下でシアン化合物を不斉付加し得る。
【００５１】
ヒドロキシニトリルリアーゼの由来は、アーモンドの果実である。アーモンドの学名はＰｒｕｎｕｓ ａｍｙｇｄａｌｕｓであり、バラ科サクラ属の一種である。上記酵素は、公知の方法でアーモンドの果実から抽出することもできるし、市販されているものを購入することもできる。例えば、ＣＯＤＥＸＩＳ社のＲ−Ｏｘｙｎｉｔｒｉｌａｓｅ ００２（５０％グリセロール溶液）を使用することができる。
（３−２）ピリジル系カルボニル化合物
ピリジル系カルボニル化合物としては、例えば、２−ピリジンカルバルデヒド、３−ピリジンカルバルデヒド、４−ピリジンカルバルデヒド、２−（３−メチルピリジン）カルバルデヒド、２−（４−メチルピリジン）カルバルデヒド、３−（２−メチルピリジン）カルバルデヒド、３−（４−メチルピリジン）カルバルデヒド、４−（２−メチルピリジン）カルバルデヒド、４−（３−メチルピリジン）カルバルデヒドが挙げられる。これらの中でも、２−ピリジンカルバルデヒド、３−ピリジンカルバルデヒド、４−ピリジンカルバルデヒドが好ましく、３−ピリジンカルバルデヒドがより好ましい。
【００５２】
（３−３）シアン化合物
シアン化合物は、上記ピリジル系カルボニル化合物と縮合して、対応するシアンヒドリンを得ることができるものであれば限定されない。例えば、青酸又は青酸を発生し得るシアン化合物が好ましい。より詳細には、シアン化水素、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム、アセトンシアノヒドリン、トリメチルシリルシアニド等を使用することができる。
【００５３】
（３−４）反応
当該シアノ化反応は、水系溶媒中で行うのが好ましい。酵素を固定化せずに用いることができるので、工業的に有利だからである。また、高い光学純度の生成物が高い化学純度で得られるからである。
【００５４】
水系溶媒としては、有機溶媒を用いなければその種類は特には限定されない。例えば、水又は緩衝液（バッファー）を使用することができる。緩衝液としては、塩酸−塩化カリウム緩衝液、グリシン−塩酸緩衝液、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、酒石酸緩衝液、クエン酸−リン酸緩衝液、リン酸緩衝液、トリス−塩酸緩衝液、グリシン−水酸化ナトリウム緩衝液、炭酸−重炭酸緩衝液、ホウ酸緩衝液等を使用することができる。
【００５５】
ピリジル系カルボニル化合物の濃度は反応が効率よく進めば特には限定されない。例えば１〜５００ｇ／Ｌとすることができ、好ましくは５〜３００ｇ／Ｌである。５００ｇ／Ｌ以下とすることにより、当該カルボニル化合物による酵素の失活を抑制することができる。一方、１ｇ／Ｌ以上とすることにより、生成物の生産効率を上昇させることができる。
【００５６】
シアン化合物の使用量は、シアンヒドリン化合物が効率良く産生されれば限定されない。例えば、用いるピリジル系カルボニル化合物に対して０．５〜１０倍モル、好ましくは１〜３倍モルとすることができる。１０倍モル以下とすることにより、反応後に残存するシアンを低減させる操作を抑制することができる。一方、０．５倍モル以上とすることにより、生成物の産生を促進することができる。
【００５７】
酵素はどのような状態のものでも使用することができる。例えば、粉末状、液状、又は適当な担体に固定化してなる固定化酵素などの状態のものを使用することができる。酵素の使用量は反応が効率よく進めば特には限定されない。例えば、基質であるピリジル系カルボニル化合物１ｍｍｏｌに対して０．１〜１０００単位とすることができ、好ましくは１〜５００単位である。１０００単位以下とすることにより、コストを抑えることができる。一方、０．１単位以上とすることにより、反応を促進させることができ、生成物の高い光学純度を達成することができる。ここで、１単位とは、１分間に１μｍｏｌのシアンヒドリンが生成する酵素活性をいう。
【００５８】
反応液のｐＨも酵素反応が効率よく進めば特には限定されない。例えばｐＨ２〜７とすることができ、好ましくは３〜６である。７以下とすることにより、非酵素的な反応が進行し、光学純度を低下させるのを抑制することができる。一方、２以上とすることにより酵素の失活を防ぐことができる。
【００５９】
反応温度は酵素の活性が十分発揮される温度であれば特に限定されるものではない。例えば−１０〜７０℃とすることができ、好ましくは０〜１５℃、より好ましくは０〜５℃である。７０℃以下とすることにより、非酵素的な反応が進行し、光学純度を低下させるのを防ぐことができる。一方、−１０℃以上とすることにより、酵素反応を促進させることができる。
【００６０】
また、必要に応じて反応系内に金属イオン、補酵素（ＦＡＤ、ＦＭＮ、ＮＡＤ等）等を共存させても良い。これらを加えることで、酵素活性を高め、目的化合物の収率を向上させることも可能である。
【００６１】
反応時間も限定されず、所望する生産物の量等に応じて適宜選択することができる。例えば、基質であるピリジル系カルボニル化合物の転換率が４０％以上、好ましくは８０％以上に達するまでの時間とすることができる。
【００６２】
上記のようにして得られた光学活性シアノヒドリンは、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）などによって、測定又は定量することができ、必要に応じて、抽出、減圧蒸留、カラム分離などの通常の手段によって分離精製することができる。
【実施例】
【００６３】
［ＨＰＬＣ測定］ 転化率と光学純度を以下の条件で求めた。
ＨＰＬＣ：島津 Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ
カラム ：ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ ＯＪ−Ｈ （ダイセル化学工業製）
４．６ｍｍ Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ
移動相 ：ｎ−ヘキサン：２−プロパノール＝９２：８
流 速 ：１．２ｍＬ／分
検 出 ：ＵＶ ２５４ｎｍ
温 度 ：３５℃。
【００６４】
〔合成例１〕Ｒ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンの合成
用いる試料は、全て前もって反応温度である１℃でインキュベートした。
【００６５】
１．５ｍＬエッペンチューブに、４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ５．０）７６０μＬ、１．０Ｍ ３−ピリジンカルバルデヒド（東京化成工業）の４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ ４．０）溶液４０μＬ（最終濃度４０ｍＭ）、酵素溶液Ｒ−Ｏｘｙｎｉｔｒｉｌａｓｅ ００２（５０％グリセロール溶液、液活性１３０Ｕ／ｍＬ、ＣＯＤＥＸＩＳ社）１００μＬ及び０．９４Ｍシアン化カリウム−１Ｍ塩酸溶液８５μＬ（最終濃度８０ｍＭ）を順に加え（最終容量１．０ｍＬ）、１℃で３０分間反応した。
【００６６】
反応液を１００μＬ取り、９００μＬのイソプロパノールを添加して、上清をＨＰＬＣにより分析した結果、得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンは、転化率９２．９％、光学純度８９．６％ｅ．ｅ．であった。
【００６７】
〔合成例２〜９〕
酵素反応における反応液の温度及び／又はｐＨを変化させた以外は、合成例１と同様に実験を行った。結果をまとめて表１に示す。
【００６８】
〔参考例１〕
１．５ｍＬエッペンチューブに、４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）８１０μＬ、１．０Ｍ ３−ピリジンカルバルデヒド（東京化成工業）の４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）溶液４０μＬ（最終濃度４０ｍＭ）、酵素溶液Ｒ−Ｏｘｙｎｉｔｒｉｌａｓｅ ００２（５０％グリセロール溶液、液活性１３０Ｕ／ｍＬ、ＣＯＤＥＸＩＳ社）１００μＬ及び１．９Ｍシアン化カリウムの４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）溶液５０μＬ（最終濃度９６ｍＭ）を順に加え（最終容量１．０ｍＬ）、３５℃で３０分間反応した。
【００６９】
反応液を１００μＬ取り、９００μＬのイソプロパノールを添加して、上清をＨＰＬＣにより分析した結果、得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンは、転化率９６．５％、光学純度４９．０％ｅ．ｅ．であった。
【００７０】
〔参考例２〕
１．５ｍＬエッペンチューブに、４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）７６０μＬ、１．０Ｍ ３−ピリジンカルバルデヒド（東京化成工業）のＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）溶液４０μＬ（最終濃度４０ｍＭ）、酵素溶液Ｒ−Ｏｘｙｎｉｔｒｉｌａｓｅ ００２（５０％グリセロール溶液、液活性１３０Ｕ／ｍＬ、ＣＯＤＥＸＩＳ社）１００μＬ及び０．９４Ｍシアン化カリウム−１Ｍ塩酸溶液１００μＬ（最終濃度９４ｍＭ）を順に加え（最終容量１．０ｍＬ）、２５℃で３０分間反応した。
【００７１】
反応液を１００μＬ取り、９００μＬのイソプロパノールを添加して、上清をＨＰＬＣにより分析した結果、得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンは、転化率９９．７％、光学純度６４．４％ｅ．ｅ．であった。
【００７２】
【表１】
【００７３】
以下、還元反応の分析には下記の条件を使用した。
【００７４】
［化学純度測定］
ＨＰＬＣ：島津 Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ
カラム ：Ｉｎｅｒｔｓｉｌ ＯＤＳ−３Ｖ（ＧＬ Ｓｃｉｅｎｃｅ製）
４．６ｍｍ Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ
移動相 ：０．１重量％リン酸水溶液
流 速 ：０．５ｍＬ／分
検 出 ：ＵＶ ２５４ｎｍ
温 度 ：４０℃。
【００７５】
［光学純度測定］
ＨＰＬＣ：島津 Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ
カラム ：ＣｒｏｗｎＰａｃ ＣＲ−（＋）（ダイセル化学工業製）
４．６ｍｍ Ｉ．Ｄ．×１５０ｍｍ
移動相 ：０．５重量％過塩素酸水溶液：メタノール＝９９：１
流 速 ：０．５ｍＬ／分
検 出 ：ＵＶ ２５４ｎｍ
温 度 ：１５℃。
【００７６】
〔実施例１〕Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの合成
滴下ロートおよび温度計を付した５０ｍＬ三口フラスコに、水素化ホウ素ナトリウム１．１ｇ（０．０３ｍｏｌ）、合成例１で得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン１．０ｇ（０．０１ｍｏｌ）及びエチレングリコールジメチルエーテル１４．４ｇを添加し、５℃まで冷却した。
【００７７】
次に、硫酸１．４ｇ（０．０１ｍｏｌ）とエチレングリコールジメチルエーテル５．３ｇとを混合した溶液を三口フラスコへ１０℃以下で滴下した。滴下終了後、７０℃で３時間熟成した。熟成後に得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの転化率は９８％、反応収率は９３％、光学純度は８９．３％ｅｅであった。反応液を１０質量％水酸化ナトリウム水溶液１２．７ｇでクエンチした。
【００７８】
〔実施例２〕Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの合成
滴下ロートおよび温度計を付した５０ｍＬ三口フラスコに、水素化リチウムアルミニウム０．４ｇ（０．０１ｍｏｌ）及びテトラヒドロフラン１２．０ｇを添加し、５℃まで冷却した。実施例１で得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン１．０ｇ（０．０１ｍｏｌ）を三口フラスコへ１０℃以下で添加した。添加終了後、２５℃で３時間熟成した。熟成後に得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの転化率は９８％、反応収率は９１％、光学純度は８９．０％ｅｅであった。反応液を２７質量％塩化アンモニウム水溶液５．０ｇでクエンチした。
【００７９】
〔比較例１〕
水素化ホウ素ナトリウムを０．２ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、硫酸を０．２ｇ（１．６ｍｍｏｌ）とした以外は、実施例１と同じ条件で反応を実施した。２時間熟成したあとの転化率は、４０％、光学純度は８９．１％ｅｅであった。
【００８０】
〔比較例２〕
熟成温度を８０℃とした以外は、実施例２同じ条件で反応を実施した。２時間熟成後のＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの転化率は９８％であったが、Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの反応収率は６０％、光学純度は６５．７％ｅｅであった。
【００８１】
〔実施例３〕
実施例１で得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール溶液の溶媒（エチレングリコールジメチルエーテル）を１００Ｔｏｒｒ以下、４０℃で留去した後、３５質量％塩酸を３．９ｇ（０．０４ｍｏｌ）添加した。水および過剰分の塩酸をトルエン５０ｍＬで留去した粗体へ９５％エタノール５０．０ｇを添加し、７０℃で抽出を行った。濃縮乾固した後の粗体は２．１ｇであった。この粗体をメタノールで再結晶し、Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩を１．２ｇ回収した。得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩は、化学純度９９．５％、光学純度９９．８％ｅ．ｅ．、収率７６％であった。
【００８２】
〔実施例４〕
実施例２で得られたＲ−２−アミノ−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール溶液の溶媒（テトラヒドロフラン）を２００Ｔｏｒｒ以下、４０℃で留去した後、３５質量％塩酸を３．９ｇ（０．０４ｍｏｌ）添加した。水および過剰分の塩酸をトルエン５０ｍＬで留去した粗体へ９５％エタノール５０．０ｇを添加し、７０℃で抽出を行った。濃縮乾固した後の粗体は２．０ｇであった。この粗体をメタノールで再結晶し、Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩を１．１ｇ回収した。得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩は、化学純度９９．５％、光学純度９９．７％ｅ．ｅ．、収率７０％であった。
【００８３】
〔比較例３〕
使用したメタノールを９５容量％エタノールに変更した以外は、実施例３の方法で再結晶を実施した。その結果、化学純度９０％、光学純度９９．６％ｅ．ｅ．のＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩の結晶を１．３ｇ回収した。収率は７５％であった。
【００８４】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アミノアルコールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学活性なアミノアルコールは光学活性有機合成中間体として有用であり、例えば、医薬品を製造するための中間体として使用される。
【０００３】
光学活性アミノアルコールの製造方法としては、α−ハロケトンを不斉還元して得られたハロヒドリンをアミノ化する方法（特許文献１、非特許文献１及び２）、光学活性スチレンオキサイドをアミノ化する方法（非特許文献１）が知られている。しかしながら、いずれの方法もメチルケトン誘導体をハロゲン化する工程及びα−ハロケトンを不斉還元する工程を含んでおり、操作が煩雑である。
【０００４】
一方、光学活性アミノアルコールの他の製造方法として、光学活性シアンヒドリン化合物を経てアミノアルコールを製造するルートが開発されている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５０４２９９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ ＆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１１，７５７−７６０（２００１）
【非特許文献２】Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，７，２８５−２８８（２００３）
【非特許文献３】Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、５７５−５７８（１９９０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ピリジン環を有するシアンヒドリン化合物を経て、化学的純度の高いピリジン環を有するアミノアルコールを得る方法については知られていなかった。また、同様に光学純度の高いピリジン環を有するアミノアルコールを得る方法についても知られていなかった。
【０００８】
そこで、本発明の主な目的は、化学的純度及び光学純度の高い、ピリジン環を有するアミノアルコールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、ピリジン環を有するシアンヒドリン化合物をエーテル系溶媒中で還元することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、下記一般式（１）
【００１１】
【化１】
【００１２】
（式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。）
で表されるシアンヒドリン化合物を、エーテル系溶媒中で還元剤の存在下に還元することによりアミノアルコールを製造する方法に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピリジン環を有するシアンヒドリン化合物をエーテル系溶媒中で還元することにより、化学純度及び光学純度の高いピリジン環を有するアミノアルコールを得ることができる。また、得られたアミノアルコールの塩を形成することにより、取り扱い易くなり、更に光学純度を高くすることもできる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）アミノアルコール
本発明で製造されるアミノアルコールは、下記一般式（２）
【００１５】
【化２】
【００１６】
で示される、ピリジン環を有するアミノアルコールである。
【００１７】
式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。
【００１８】
ピリジル基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）又は炭素数１〜４の炭化水素基（メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒ−ブチル基）を示す。当該置換基は、２位、３位又は４位のいずれの位置に付加されていても良い。また、当該置換基は１つ又は複数付加されていても良い。
【００１９】
当該アミノアルコールとしては、２−アミノ−１−（２−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（４−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（２−（３−メチルピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（２−（４−メチルピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（３−（４−メチルピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（４−（２−メチルピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（４−（３−メチルピリジニル）エタノール等が挙げられる。これらの中でも、２−アミノ−１−（２−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール、２−アミノ−１−（４−ピリジニル）エタノールが好ましく、２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールがより好ましい。
【００２０】
当該アミノアルコールは光学活性を有しており、Ｒ体、Ｓ体、それらの混合物又はラセミ体のいずれであってもかまわない。これらのうちＲ体が好ましく、９０％ｅ．ｅ．以上の光学純度を有することが好ましく、９５％ｅ．ｅ．以上の光学純度を有することがより好ましい。
【００２１】
（２）アミノアルコールの製造
当該アミノアルコールは、シアンヒドリン化合物を還元することにより得ることができる。
【００２２】
（２−１）シアンヒドリン
本発明で、アミノアルコールを製造するために使用される前駆体は、下記一般式（１）
【００２３】
【化３】
【００２４】
で示されるシアンヒドリンである。
【００２５】
式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。ピリジル基が有していてもよい置換基としては、上述した通りである。
【００２６】
当該シアンヒドリンとしては、２−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、４−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、２−（３−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、２−（４−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、３−（２−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、３−（４−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、４−（２−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリン、４−（３−メチルピリジン）カルバルデヒドシアンヒドリンが挙げられる。これらの中でも、２−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン、４−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンが好ましく、３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンがより好ましい。
【００２７】
当該シアンヒドリンは光学活性を有しており、Ｒ体、Ｓ体、それらの混合物又はラセミ体のいずれであってもかまわない。これらのうちＲ体が好ましく、７０％ｅ．ｅ．以上の光学純度を有することが好ましく、８０％ｅ．ｅ．以上の光学純度を有することがより好ましい。
【００２８】
（２−２）還元剤
本発明のアミノアルコールの製造に用いられる還元剤としては、例えば、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素亜鉛、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム、水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム、ジボラン、ボラン−ジメチルスルフィドコンプレックス、ボラン−テトラヒドロフランコンプレックス、ボラン−ピリジンコンプレックス等が挙げられる。これらの還元剤は、１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００２９】
これらの中でも、水素化リチウムアルミニウム、ジボラン、ボラン−ジメチルスルフィドコンプレックス、ボラン−テトラヒドロフランコンプレックス、ボラン−ピリジンコンプレックスが、副反応を抑制できるので好適に使用される。
【００３０】
（２−３）反応条件
上記還元剤の添加量は還元反応が促進されれば限定されず、基質の種類や反応条件等に応じて適宜選択することができる。例えば、シアンヒドリンに対して０．５〜５当量とすることができ、１〜３当量が好ましい。５当量以下とすることにより、反応後に残存する還元剤を分解させる量を抑制することができる。一方、０．５当量以上とすることにより、還元反応が促進され、アミノアルコールの収率を高めることができる。
【００３１】
反応に使用する溶媒は、エーテル系溶媒を使用するのが好ましい。エーテル系溶媒を使用することにより、化学純度及び光学純度の高いアミノアルコールが得られるからである。エーテル系溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、エチレングルコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル系溶媒を使用することができる。これらの溶媒は１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。これらの中でも、メチル−ｔ−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフランが好ましい。
【００３２】
溶媒の量も還元反応が進めば限定されず、基質の種類や量等に応じて適宜選択することができる。例えば、シアンヒドリンに対して５〜１００倍量（Ｗ／Ｗ）とすることができ、好ましくは１０〜５０倍量である。１００倍量以下とすることにより、後処理における濃縮にかける時間が短くてすむ。一方、５倍量以上とすることにより、除熱の効率が向上して反応の効率が良くなる。
【００３３】
反応温度も還元反応が促進され、光学純度が下がらなければ特には限定されない。例えば−２０〜７０℃とすることができ、好ましくは０〜６０℃である。−２０℃以上で反応を行うことにより、十分な反応速度を得ることができる。また、７０℃以下で反応を行うことにより、不純物の増加を防ぐことができる。
【００３４】
反応時間も限定されず、反応規模や基質の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば、０．５〜２４時間とすることができ、１〜１２時間が好ましい。
【００３５】
（２−４）反応終了後
還元反応により生成物（アミノアルコール類）が得られたことや、原料（シアンヒドリン化合物）が消失したことは、例えば、液体クロマトグラフィー等の公知の方法によって確認することができる。
【００３６】
また、得られたアミノアルコールを採取又は回収する方法は限定されず、公知の方法で行うことができる。例えば、まず、反応液中に存在する還元剤をクエンチすることができる。クエンチする方法も限定されず、還元剤の種類に応じて有機化学実験の手引き、第３巻、Ｐ．２５〜４３（化学同人）を参考に行うことができる。
【００３７】
例えば、還元剤として水素化リチウムアルミニウムを使用した場合、塩化アンモニウム水溶液でクエンチした後、析出したアルミニウム由来の化合物をろ過することができる。一方、水素化リチウムアルミニウムを酒石酸ナトリウムカリウム水溶液でクエンチし、アルミニウム由来の化合物を酒石酸ナトリウムカリウムでキレートし、水相に抽出させることもできる。また、還元剤としてボランを用いた場合は、アルカリ水溶液を添加することによりクエンチすることができる。
【００３８】
次いで、反応溶媒を留去させることができる。溶媒を留去するときの温度は限定されず、生成物の種類や溶媒の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば０〜８０℃とすることができ、２０〜６０℃であることが好ましい。８０℃以下とすることにより生成物の光学純度が低下するのを防ぐことができる。０℃以上とすることにより溶媒の留去を促進することができる。留去の際の圧力は、常圧下であっても減圧下であってもよい。
【００３９】
（２−５）塩の形成
得られたアミノアルコールを溶媒から抽出する際には、必要に応じて、当該アミノアルコールの塩を形成して抽出することができる。塩としては、塩酸塩、リン酸塩、硫酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩等を挙げることができる。これらの中でも塩酸塩がより好ましい。塩酸塩とすることにより、結晶として回収することができ、また、晶析の過程で化学純度及び光学純度を更に向上させることができるからである。
【００４０】
例えば、アミノアルコールの塩酸塩を形成するためは、冷却下、アミノアルコールに塩酸水溶液を添加すればよい。撹拌下に塩を添加することも、添加し終わってから撹拌することも可能である。塩酸水溶液を添加する際のアミノアルコールを含む溶液の温度は、−２０〜８０℃とすることができ、０〜６０℃が好ましい。８０℃以下とすることにより、アミノアルコールが分解して純度が低下するのを抑制することができる。一方、−２０℃以上とすることにより、塩酸塩の形成が促進される。
【００４１】
使用する塩酸水溶液の濃度は限定されず、例えば１０〜３６質量％とすることができ、２０〜３６質量％が好ましい。１０質量％以上とすることにより、塩酸塩を形成させるための塩酸量を減らすことができる。３６質量％以下とすることで、塩酸塩としたのちに留去する水を減らすことができる。
【００４２】
反応時間も塩が十分に形成されれば限定されず、例えば、０．５〜１０時間、好ましくは１〜５時間とすることができる。
【００４３】
得られたアミノアルコールの塩酸塩は、溶媒を除去（乾固）することにより結晶又は粉末として回収することができる。その後、必要に応じて洗浄や精製を行うことも可能である。このとき、洗浄又は精製用の溶媒として、アルコールの種類、アルコールの濃度を適宜選択することにより、効率良く洗浄又は精製を行うことができる。
【００４４】
例えば、アミノアルコール塩酸塩の水溶液を、ロータリーエバポレーターで５０Ｔｏｒｒ以下の減圧下、６０℃以上で濃縮することにより溶媒を除去することができる。
【００４５】
得られたアミノアルコール塩酸塩を含有する粉末を９５質量％アルコール（残りの５％は水）に添加し、６５℃以上で１時間以上加温した後に濾過することにより、アミノアルコール塩酸塩以外の塩（例えば、アルコールに可溶な塩以外の塩）を除去することができる。このとき使用するアルコールは、例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノールが好ましい。
【００４６】
更に、ここで得られたアミノアルコール塩酸塩のアルコール溶液からアルコール溶媒を例えば、ロータリーエバポレーターで２００Ｔｏｒｒ以下、４０℃以上で留去させた後、メタノールを添加して６０℃以上で１時間以上加温することにより、アミノアルコール塩酸塩をメタノールに溶解させた後、溶媒を例えば２０℃／ｈｒ以下の冷却速度で冷却することにより、アミノアルコール塩酸塩を析出させることができる。１０℃以下にまで冷却することが好ましく、より好ましくは５℃以下である。
【００４７】
アミノアルコール塩酸塩は、上記冷却温度に到達後、例えば１ｈｒ以上熟成した後にろ過することにより回収することができる。ろ過方法は、自然ろ過、吸引ろ過、加圧ろ過などが挙げられる。
【００４８】
このようにして、例えば無機塩（アミノアルコール塩酸塩以外の塩の）含量が１質量％以下、好ましくは０．５質量％以下、かつ光学純度が９０％ｅｅ以上、好ましくは９５％ｅｅ以上である高純度のアミノアルコールを製造することができる。
【００４９】
（３）シアンヒドリンの製造
上記シアンヒドリンは、金属触媒又は酵素触媒の存在下に、カルボニル化合物とシアン化合物とを反応させることにより、製造することができる。本発明においては、酵素反応を用いることが好ましい。反応条件がマイルドであるからであり、また、高い化学純度及び光学純度が得られるからである。
【００５０】
（３−１）酵素
本発明では、酵素としてアーモンド（Ｐｒｕｎｕｓ ａｍｙｇｄａｌｕｓ）由来のヒドロキシニトリルリアーゼを使用する。ヒドロキシニトリルリアーゼとは、原料であるカルボニル化合物とシアン化合物とを反応させることにより光学活性シアンヒドリンを合成する触媒作用を有する酵素である。より詳細には、カルボニル化合物に、ヒドロキシニトリルリアーゼ存在下でシアン化合物を不斉付加し得る。
【００５１】
ヒドロキシニトリルリアーゼの由来は、アーモンドの果実である。アーモンドの学名はＰｒｕｎｕｓ ａｍｙｇｄａｌｕｓであり、バラ科サクラ属の一種である。上記酵素は、公知の方法でアーモンドの果実から抽出することもできるし、市販されているものを購入することもできる。例えば、ＣＯＤＥＸＩＳ社のＲ−Ｏｘｙｎｉｔｒｉｌａｓｅ ００２（５０％グリセロール溶液）を使用することができる。
（３−２）ピリジル系カルボニル化合物
ピリジル系カルボニル化合物としては、例えば、２−ピリジンカルバルデヒド、３−ピリジンカルバルデヒド、４−ピリジンカルバルデヒド、２−（３−メチルピリジン）カルバルデヒド、２−（４−メチルピリジン）カルバルデヒド、３−（２−メチルピリジン）カルバルデヒド、３−（４−メチルピリジン）カルバルデヒド、４−（２−メチルピリジン）カルバルデヒド、４−（３−メチルピリジン）カルバルデヒドが挙げられる。これらの中でも、２−ピリジンカルバルデヒド、３−ピリジンカルバルデヒド、４−ピリジンカルバルデヒドが好ましく、３−ピリジンカルバルデヒドがより好ましい。
【００５２】
（３−３）シアン化合物
シアン化合物は、上記ピリジル系カルボニル化合物と縮合して、対応するシアンヒドリンを得ることができるものであれば限定されない。例えば、青酸又は青酸を発生し得るシアン化合物が好ましい。より詳細には、シアン化水素、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム、アセトンシアノヒドリン、トリメチルシリルシアニド等を使用することができる。
【００５３】
（３−４）反応
当該シアノ化反応は、水系溶媒中で行うのが好ましい。酵素を固定化せずに用いることができるので、工業的に有利だからである。また、高い光学純度の生成物が高い化学純度で得られるからである。
【００５４】
水系溶媒としては、有機溶媒を用いなければその種類は特には限定されない。例えば、水又は緩衝液（バッファー）を使用することができる。緩衝液としては、塩酸−塩化カリウム緩衝液、グリシン−塩酸緩衝液、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、酒石酸緩衝液、クエン酸−リン酸緩衝液、リン酸緩衝液、トリス−塩酸緩衝液、グリシン−水酸化ナトリウム緩衝液、炭酸−重炭酸緩衝液、ホウ酸緩衝液等を使用することができる。
【００５５】
ピリジル系カルボニル化合物の濃度は反応が効率よく進めば特には限定されない。例えば１〜５００ｇ／Ｌとすることができ、好ましくは５〜３００ｇ／Ｌである。５００ｇ／Ｌ以下とすることにより、当該カルボニル化合物による酵素の失活を抑制することができる。一方、１ｇ／Ｌ以上とすることにより、生成物の生産効率を上昇させることができる。
【００５６】
シアン化合物の使用量は、シアンヒドリン化合物が効率良く産生されれば限定されない。例えば、用いるピリジル系カルボニル化合物に対して０．５〜１０倍モル、好ましくは１〜３倍モルとすることができる。１０倍モル以下とすることにより、反応後に残存するシアンを低減させる操作を抑制することができる。一方、０．５倍モル以上とすることにより、生成物の産生を促進することができる。
【００５７】
酵素はどのような状態のものでも使用することができる。例えば、粉末状、液状、又は適当な担体に固定化してなる固定化酵素などの状態のものを使用することができる。酵素の使用量は反応が効率よく進めば特には限定されない。例えば、基質であるピリジル系カルボニル化合物１ｍｍｏｌに対して０．１〜１０００単位とすることができ、好ましくは１〜５００単位である。１０００単位以下とすることにより、コストを抑えることができる。一方、０．１単位以上とすることにより、反応を促進させることができ、生成物の高い光学純度を達成することができる。ここで、１単位とは、１分間に１μｍｏｌのシアンヒドリンが生成する酵素活性をいう。
【００５８】
反応液のｐＨも酵素反応が効率よく進めば特には限定されない。例えばｐＨ２〜７とすることができ、好ましくは３〜６である。７以下とすることにより、非酵素的な反応が進行し、光学純度を低下させるのを抑制することができる。一方、２以上とすることにより酵素の失活を防ぐことができる。
【００５９】
反応温度は酵素の活性が十分発揮される温度であれば特に限定されるものではない。例えば−１０〜７０℃とすることができ、好ましくは０〜１５℃、より好ましくは０〜５℃である。７０℃以下とすることにより、非酵素的な反応が進行し、光学純度を低下させるのを防ぐことができる。一方、−１０℃以上とすることにより、酵素反応を促進させることができる。
【００６０】
また、必要に応じて反応系内に金属イオン、補酵素（ＦＡＤ、ＦＭＮ、ＮＡＤ等）等を共存させても良い。これらを加えることで、酵素活性を高め、目的化合物の収率を向上させることも可能である。
【００６１】
反応時間も限定されず、所望する生産物の量等に応じて適宜選択することができる。例えば、基質であるピリジル系カルボニル化合物の転換率が４０％以上、好ましくは８０％以上に達するまでの時間とすることができる。
【００６２】
上記のようにして得られた光学活性シアノヒドリンは、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）などによって、測定又は定量することができ、必要に応じて、抽出、減圧蒸留、カラム分離などの通常の手段によって分離精製することができる。
【実施例】
【００６３】
［ＨＰＬＣ測定］ 転化率と光学純度を以下の条件で求めた。
ＨＰＬＣ：島津 Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ
カラム ：ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ ＯＪ−Ｈ （ダイセル化学工業製）
４．６ｍｍ Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ
移動相 ：ｎ−ヘキサン：２−プロパノール＝９２：８
流 速 ：１．２ｍＬ／分
検 出 ：ＵＶ ２５４ｎｍ
温 度 ：３５℃。
【００６４】
〔合成例１〕Ｒ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンの合成
用いる試料は、全て前もって反応温度である１℃でインキュベートした。
【００６５】
１．５ｍＬエッペンチューブに、４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ５．０）７６０μＬ、１．０Ｍ ３−ピリジンカルバルデヒド（東京化成工業）の４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ ４．０）溶液４０μＬ（最終濃度４０ｍＭ）、酵素溶液Ｒ−Ｏｘｙｎｉｔｒｉｌａｓｅ ００２（５０％グリセロール溶液、液活性１３０Ｕ／ｍＬ、ＣＯＤＥＸＩＳ社）１００μＬ及び０．９４Ｍシアン化カリウム−１Ｍ塩酸溶液８５μＬ（最終濃度８０ｍＭ）を順に加え（最終容量１．０ｍＬ）、１℃で３０分間反応した。
【００６６】
反応液を１００μＬ取り、９００μＬのイソプロパノールを添加して、上清をＨＰＬＣにより分析した結果、得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンは、転化率９２．９％、光学純度８９．６％ｅ．ｅ．であった。
【００６７】
〔合成例２〜９〕
酵素反応における反応液の温度及び／又はｐＨを変化させた以外は、合成例１と同様に実験を行った。結果をまとめて表１に示す。
【００６８】
〔参考例１〕
１．５ｍＬエッペンチューブに、４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）８１０μＬ、１．０Ｍ ３−ピリジンカルバルデヒド（東京化成工業）の４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）溶液４０μＬ（最終濃度４０ｍＭ）、酵素溶液Ｒ−Ｏｘｙｎｉｔｒｉｌａｓｅ ００２（５０％グリセロール溶液、液活性１３０Ｕ／ｍＬ、ＣＯＤＥＸＩＳ社）１００μＬ及び１．９Ｍシアン化カリウムの４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）溶液５０μＬ（最終濃度９６ｍＭ）を順に加え（最終容量１．０ｍＬ）、３５℃で３０分間反応した。
【００６９】
反応液を１００μＬ取り、９００μＬのイソプロパノールを添加して、上清をＨＰＬＣにより分析した結果、得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンは、転化率９６．５％、光学純度４９．０％ｅ．ｅ．であった。
【００７０】
〔参考例２〕
１．５ｍＬエッペンチューブに、４００ｍＭクエン酸−リン酸緩衝液（ｐＨ４．０）７６０μＬ、１．０Ｍ ３−ピリジンカルバルデヒド（東京化成工業）のＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）溶液４０μＬ（最終濃度４０ｍＭ）、酵素溶液Ｒ−Ｏｘｙｎｉｔｒｉｌａｓｅ ００２（５０％グリセロール溶液、液活性１３０Ｕ／ｍＬ、ＣＯＤＥＸＩＳ社）１００μＬ及び０．９４Ｍシアン化カリウム−１Ｍ塩酸溶液１００μＬ（最終濃度９４ｍＭ）を順に加え（最終容量１．０ｍＬ）、２５℃で３０分間反応した。
【００７１】
反応液を１００μＬ取り、９００μＬのイソプロパノールを添加して、上清をＨＰＬＣにより分析した結果、得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリンは、転化率９９．７％、光学純度６４．４％ｅ．ｅ．であった。
【００７２】
【表１】
【００７３】
以下、還元反応の分析には下記の条件を使用した。
【００７４】
［化学純度測定］
ＨＰＬＣ：島津 Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ
カラム ：Ｉｎｅｒｔｓｉｌ ＯＤＳ−３Ｖ（ＧＬ Ｓｃｉｅｎｃｅ製）
４．６ｍｍ Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ
移動相 ：０．１重量％リン酸水溶液
流 速 ：０．５ｍＬ／分
検 出 ：ＵＶ ２５４ｎｍ
温 度 ：４０℃。
【００７５】
［光学純度測定］
ＨＰＬＣ：島津 Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ
カラム ：ＣｒｏｗｎＰａｃ ＣＲ−（＋）（ダイセル化学工業製）
４．６ｍｍ Ｉ．Ｄ．×１５０ｍｍ
移動相 ：０．５重量％過塩素酸水溶液：メタノール＝９９：１
流 速 ：０．５ｍＬ／分
検 出 ：ＵＶ ２５４ｎｍ
温 度 ：１５℃。
【００７６】
〔実施例１〕Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの合成
滴下ロートおよび温度計を付した５０ｍＬ三口フラスコに、水素化ホウ素ナトリウム１．１ｇ（０．０３ｍｏｌ）、合成例１で得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン１．０ｇ（０．０１ｍｏｌ）及びエチレングリコールジメチルエーテル１４．４ｇを添加し、５℃まで冷却した。
【００７７】
次に、硫酸１．４ｇ（０．０１ｍｏｌ）とエチレングリコールジメチルエーテル５．３ｇとを混合した溶液を三口フラスコへ１０℃以下で滴下した。滴下終了後、７０℃で３時間熟成した。熟成後に得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの転化率は９８％、反応収率は９３％、光学純度は８９．３％ｅｅであった。反応液を１０質量％水酸化ナトリウム水溶液１２．７ｇでクエンチした。
【００７８】
〔実施例２〕Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの合成
滴下ロートおよび温度計を付した５０ｍＬ三口フラスコに、水素化リチウムアルミニウム０．４ｇ（０．０１ｍｏｌ）及びテトラヒドロフラン１２．０ｇを添加し、５℃まで冷却した。実施例１で得られたＲ−３−ピリジンカルバルデヒドシアンヒドリン１．０ｇ（０．０１ｍｏｌ）を三口フラスコへ１０℃以下で添加した。添加終了後、２５℃で３時間熟成した。熟成後に得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの転化率は９８％、反応収率は９１％、光学純度は８９．０％ｅｅであった。反応液を２７質量％塩化アンモニウム水溶液５．０ｇでクエンチした。
【００７９】
〔比較例１〕
水素化ホウ素ナトリウムを０．２ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、硫酸を０．２ｇ（１．６ｍｍｏｌ）とした以外は、実施例１と同じ条件で反応を実施した。２時間熟成したあとの転化率は、４０％、光学純度は８９．１％ｅｅであった。
【００８０】
〔比較例２〕
熟成温度を８０℃とした以外は、実施例２同じ条件で反応を実施した。２時間熟成後のＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの転化率は９８％であったが、Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノールの反応収率は６０％、光学純度は６５．７％ｅｅであった。
【００８１】
〔実施例３〕
実施例１で得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール溶液の溶媒（エチレングリコールジメチルエーテル）を１００Ｔｏｒｒ以下、４０℃で留去した後、３５質量％塩酸を３．９ｇ（０．０４ｍｏｌ）添加した。水および過剰分の塩酸をトルエン５０ｍＬで留去した粗体へ９５％エタノール５０．０ｇを添加し、７０℃で抽出を行った。濃縮乾固した後の粗体は２．１ｇであった。この粗体をメタノールで再結晶し、Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩を１．２ｇ回収した。得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩は、化学純度９９．５％、光学純度９９．８％ｅ．ｅ．、収率７６％であった。
【００８２】
〔実施例４〕
実施例２で得られたＲ−２−アミノ−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール溶液の溶媒（テトラヒドロフラン）を２００Ｔｏｒｒ以下、４０℃で留去した後、３５質量％塩酸を３．９ｇ（０．０４ｍｏｌ）添加した。水および過剰分の塩酸をトルエン５０ｍＬで留去した粗体へ９５％エタノール５０．０ｇを添加し、７０℃で抽出を行った。濃縮乾固した後の粗体は２．０ｇであった。この粗体をメタノールで再結晶し、Ｒ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩を１．１ｇ回収した。得られたＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩は、化学純度９９．５％、光学純度９９．７％ｅ．ｅ．、収率７０％であった。
【００８３】
〔比較例３〕
使用したメタノールを９５容量％エタノールに変更した以外は、実施例３の方法で再結晶を実施した。その結果、化学純度９０％、光学純度９９．６％ｅ．ｅ．のＲ−２−アミノ−１−（３−ピリジニル）エタノール塩酸塩の結晶を１．３ｇ回収した。収率は７５％であった。
【００８４】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
（式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。）
で表されるシアンヒドリンを、エーテル系溶媒中で還元剤の存在下に還元することにより、アミノアルコールを製造する方法。
【請求項２】
下記一般式（１）
【化１】
（式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。）
で表されるシアンヒドリンを、エーテル系溶媒中で還元剤の存在下に還元する工程、
及び、得られたシアンヒドリンの塩酸塩を形成する工程
を含む、アミノアルコール塩酸塩を製造する方法。
【請求項３】
シアンヒドリンが、アーモンド（Ｐｒｕｎｕｓ ａｍｙｇｄａｌｕｓ）由来のヒドロキシニトリルリアーゼ存在下に、カルボニル化合物とシアン化合物とを反応させることにより得られたものである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
上記酵素反応を水系溶媒中で０〜２０℃の温度で行う、請求項３記載の方法。
【請求項５】
カルボニルが３−ピリジルカルバルデヒドである、請求項３又は４記載の方法。
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
（式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。）
で表されるシアンヒドリンを、エーテル系溶媒中で還元剤の存在下に還元することにより、アミノアルコールを製造する方法。
【請求項２】
下記一般式（１）
【化１】
（式中、「Ｐｙ」は置換基を有してもよい２−ピリジル基、置換基を有してもよい３−ピリジル基又は置換基を有してもよい４−ピリジル基を表す。「＊」は不斉炭素を表す。）
で表されるシアンヒドリンを、エーテル系溶媒中で還元剤の存在下に還元する工程、
及び、得られたシアンヒドリンの塩酸塩を形成する工程
を含む、アミノアルコール塩酸塩を製造する方法。
【請求項３】
シアンヒドリンが、アーモンド（Ｐｒｕｎｕｓ ａｍｙｇｄａｌｕｓ）由来のヒドロキシニトリルリアーゼ存在下に、カルボニル化合物とシアン化合物とを反応させることにより得られたものである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
上記酵素反応を水系溶媒中で０〜２０℃の温度で行う、請求項３記載の方法。
【請求項５】
カルボニルが３−ピリジルカルバルデヒドである、請求項３又は４記載の方法。
【公開番号】特開２０１２−２１７３７５（Ｐ２０１２−２１７３７５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５２３７（Ｐ２０１１−８５２３７）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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