JP3105653B2 - Multifunctional immobilized lipase - Google Patents
Multifunctional immobilized lipaseInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、吸水性樹脂に固定化し
たリパーゼ、その製造法ならびにこれを用いたエステル
およびアルコールの光学分割法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lipase immobilized on a water-absorbent resin, a method for producing the same, and a method for optically resolving esters and alcohols using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】酵素
を反応触媒として用いることは従来から行なわれてい
る。2. Description of the Related Art The use of enzymes as reaction catalysts has been conventionally performed.
【0003】なかでも、リパーゼを用いた反応は位置選
択性、立体選択性があり、とても有効な生体触媒として
注目を集めている。また、リパーゼは有機溶媒に対して
も比較的安定であるため、有機合成に適している。[0003] Among them, the reaction using lipase has regioselectivity and stereoselectivity, and is attracting attention as a very effective biocatalyst. Lipases are also relatively stable in organic solvents and are therefore suitable for organic synthesis.
【0004】リパーゼはもともと加水分解酵素であり、
水溶液中では加水分解反応を進行させるが、ごく微量の
水分の存在下、有機溶媒系では逆にエステル化反応を進
行させることが知られている。[0004] Lipase is originally a hydrolase,
It is known that the hydrolysis reaction proceeds in an aqueous solution, but the esterification reaction proceeds in an organic solvent system in the presence of a very small amount of water.
【0005】一方、リパーゼなどの酵素は一般的に高価
であるのでこれを分離回収し、再使用することが経済性
の点から求められている。[0005] On the other hand, enzymes such as lipase are generally expensive, so that it is required to separate and recover them and reuse them from the viewpoint of economy.
【0006】しかしながら、加水分解反応では水溶液中
で酵素が可溶であるため、反応終了後、酵素のみを分離
回収し酵素を再利用する技術は困難であった。また、エ
ステル化反応では有機溶媒中、粉末状の酵素を用いてい
たが、同様に反応終了後、反応系から酵素だけを分離す
ることは難しく、操作性が悪かった。However, in the hydrolysis reaction, since the enzyme is soluble in an aqueous solution, it is difficult to separate and recover only the enzyme after the reaction and reuse the enzyme. Further, in the esterification reaction, a powdery enzyme was used in an organic solvent. However, similarly, after the reaction was completed, it was difficult to separate only the enzyme from the reaction system, and the operability was poor.
【0007】したがって、工業的に酵素を利用するばあ
い、経済的な観点からも再利用を容易にするために酵素
を固定化して用いる必要がある。[0007] Therefore, when an enzyme is used industrially, it is necessary to immobilize the enzyme in order to facilitate reuse from an economic viewpoint.
【0008】従来から知られている酵素の固定化法とし
ては包括法、架橋法、担体結合法など種々の方法があ
る。たとえば 1)アール ビー リーベルマン(R.B.Lieberman) ら、
バイオテクノロジー アンド バイオエンジニアリング
(Biotechnol. Bioeng.) 、17、1401(1975)に記載の、ポ
リアクリルアミドのゲルの格子の中に酵素を包み込んで
脱離できない状態にして固定化する方法、 2)稲田祐二「タンパク質ハイブリッド」共立出版、
(1987)に記載の、酵素の表面に両親媒性ポリマーであ
るポリエチレングリコール(PEG)などを共有結合さ
せて有機溶媒に可溶化させる方法、 3)ディ バイナッチ(D.Bianchi) ら、ジャーナル オ
ブ オーガニック ケミストリィ(J.Org.Chem.) 、53、
5531(1988)に記載の、セライトに酵素を吸着させる方法 などがあげられる。[0008] There are various known methods for immobilizing enzymes, such as an entrapment method, a crosslinking method, and a carrier binding method. For example, 1) RBLieberman et al.
Biotechnology and bioengineering
(Biotechnol. Bioeng.), 17 , 1401 (1975), a method in which an enzyme is wrapped in a polyacrylamide gel lattice and immobilized in a state where it cannot be detached, 2) Yuji Inada, "Protein Hybrid" Publishing,
(1987) A method of solubilizing in an organic solvent by covalently bonding an amphiphilic polymer such as polyethylene glycol (PEG) to the surface of an enzyme, and 3) D. Bianchi et al., Journal of Organic. Chemistry (J.Org.Chem.), 53 ,
5531 (1988), for example, a method of adsorbing an enzyme on celite.
【0009】しかしながら、これらの固定化法では一般
に固定化操作が煩雑で難しく、また、水系溶媒中で行な
う加水分解反応、有機溶媒系で行なうエステル化および
エステル交換反応の両方に用いることは困難であった。
さらにまた、加水分解反応を有機溶媒中で行うことも不
可能であった。However, in these immobilization methods, the immobilization operation is generally complicated and difficult, and it is difficult to use for both the hydrolysis reaction performed in an aqueous solvent and the esterification and transesterification reaction performed in an organic solvent system. there were.
Furthermore, it was impossible to carry out the hydrolysis reaction in an organic solvent.
【0010】そこで本発明は、有機溶媒中ではアルコー
ルの光学分割、水溶液中ではエステルの光学分割、さら
に有機溶媒中でも吸水性樹脂に保水されている水分を用
いてエステルの光学分割を進行させることができる、サ
イクル利用可能な多機能固定化リパーゼを提供すること
を目的とする。Therefore, the present invention provides an optical resolution of an alcohol in an organic solvent, an optical resolution of an ester in an aqueous solution, and a progress of optical resolution of an ester in an organic solvent using water retained in a water-absorbing resin. An object of the present invention is to provide a multifunctional immobilized lipase that can be used in a cycle.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、PQポリマー
に固定化されていることを特徴とする多機能固定化リパ
ーゼPSおよびリパーゼAKならびにそれらの製法に関
する。また、本発明は、PQポリマーに固定化されてい
るリパーゼPSを触媒として用いることを特徴とするア
ルコールの光学分割法およびPQポリマーに固定化され
ているリパーゼAKを触媒として用いることを特徴とす
るエステルの光学分割法に関する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a multifunctional immobilized lipase PS and lipase AK and its those of formula, characterized in that it is immobilized on the PQ polymer. Further, the present invention is characterized in that the lipase PS immobilized on the PQ polymer is used as a catalyst, and the optical resolution method of alcohol is used, and the lipase AK immobilized on the PQ polymer is used as a catalyst. The present invention relates to an optical resolution method for esters.
【0012】[0012]
【実施例】本発明の固定化に用いる吸水性樹脂は、保水
性があり、酵素の活性が保持されれば、どのようなもの
でもよいが、たとえば、アニオン性およびカチオン性高
分子吸水性樹脂があげられる。Examples The water-absorbing resin used for immobilization according to the present invention may be any water-absorbing resin as long as it has water-retaining property and retains the activity of the enzyme. Is raised.
【0013】アニオン性吸水性樹脂としては、アクリル
酸重合体、メタクリル酸重合体、多糖類−アクリル酸ま
たはメタアクリル酸グラフト共重合物、アクリル酸また
はメタアクリル−アクリルアミド−スルホン化アクリル
アミド3元共重合体または、これらのアルカリ金属塩も
しくはアルカリ土類金属塩、たとえばアクリル酸または
アクリル酸塩重合体、アクリル酸またはアクリル酸塩−
メタクリル酸またはメタクリル酸塩共重合体、でんぷん
−アクリル酸またはアクリル酸塩グラフト共重合体、多
糖類−アクリル酸またはメタアクリル酸アルキルエステ
ルグラフト共重合体のケン化物、多糖類−アクリロニト
リルグラフト共重合体のケン化物、多糖類−アクリルア
ミド共重合体のケン化物、アクリル酸アルキルエステル
またはメタアクリル酸アルキルエステル−酢酸ビニル共
重合体のケン化物、でんぷん−アクリロニトリル−アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸グラフト共
重合体のケン化物、でんぷん−アクリロニトリル−ビニ
ルスルホン酸グラフト共重合体のケン化物、ナトリウム
カルボキシメチルセルロースなどがあげられるが、アク
リル酸、メタアクリル酸、これらのアルカリ金属塩もし
くはアルカリ土類金属塩、またはこれらのエステルの代
わりに一般式(I):Examples of the anionic water-absorbing resin include acrylic acid polymer, methacrylic acid polymer, polysaccharide-acrylic acid or methacrylic acid graft copolymer, acrylic acid or methacryl-acrylamide-sulfonated acrylamide terpolymer. Coalescing or alkali metal or alkaline earth metal salts thereof, such as acrylic acid or acrylate polymers, acrylic acid or acrylate-
Methacrylic acid or methacrylate copolymer, starch-acrylic acid or acrylate graft copolymer, polysaccharide-acrylic acid or alkyl methacrylate graft copolymer saponified product, polysaccharide-acrylonitrile graft copolymer Saponified polysaccharide-acrylamide copolymer, alkyl acrylate or alkyl methacrylate-vinyl acetate copolymer, starch-acrylonitrile-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid graft copolymer Unified saponified products, saponified starch-acrylonitrile-vinylsulfonic acid graft copolymer, sodium carboxymethylcellulose, etc., such as acrylic acid, methacrylic acid, and alkali metal salts or alkaline earths thereof. Shokushio or formula instead of these esters, (I):
【0014】[0014]
【化1】 Embedded image
【0015】(式中、−SO3 R3 基の置換位置は2
−、3−あるいは4−位で、R3 は直鎖もしくは分岐鎖
状の炭素数1〜18のアルキル基、水素原子、または、ア
ルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を表わし、aは0
または1を表わす)で示されるスルホン酸類またはその
誘導体を用いてもよい。また、これらは、単独でも2種
以上混合して用いてもよく、架橋物として用いることも
できる。(Wherein the substitution position of the —SO 3 R 3 group is 2
-, 3-or 4-position, R 3 represents straight-chain or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a hydrogen atom, or an alkali metal or alkaline earth metal, a is 0
Or 1)) or a derivative thereof. These may be used alone or in combination of two or more, and may be used as a crosslinked product.
【0016】また、カチオン性吸水性樹脂としては、一
般式(II):The cationic water-absorbing resin is represented by the following general formula (II):
【0017】[0017]
【化2】 Embedded image
【0018】(式中、R4 は水素またはメチル基、R5
は直鎖もしくは分岐鎖状の炭素数1〜18のアルキル基ま
たは水素原子を表わし、Jは1、2、3、4または5
を、Yは酸素原子もしくは窒素原子を表わし、Zはスル
ホン酸イオンまたはハロゲンイオンを表わす)で示され
るアンモニウム塩の重合体または、N−アルキル−アク
リルアミドもしくはN−アルキル−メタクリルアミドと
の共重合体などがあげられる。(Wherein R 4 is hydrogen or methyl, R 5
Represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a hydrogen atom, and J represents 1, 2, 3, 4 or 5
Wherein Y represents an oxygen atom or a nitrogen atom, and Z represents a sulfonate ion or a halogen ion), or a copolymer with N-alkyl-acrylamide or N-alkyl-methacrylamide. And so on.
【0019】かかる吸水性樹脂の形状としては、粉末、
球形、ビーズ状、ブロック状など種々のものがあるが、
吸水後もゲルにならず独立して球状などの形状を保つも
のが、とくに酵素の吸水性樹脂への分散性、取扱いの容
易さおよび当該酵素を用いた反応を行なったばあいに基
質との反応性が高くなる点から、好ましい。The shape of such a water-absorbent resin includes powder,
There are various things such as sphere, bead, block, etc.
One that maintains a shape such as a sphere independently without gelling even after water absorption, especially when the enzyme disperses in water-absorbent resin, is easy to handle, and reacts with the substrate when the reaction using the enzyme is performed. It is preferable because reactivity becomes high.
【0020】また、これらの粒子径は5μm〜1cm、
好ましくは10μm〜2mmのものを用いる。The particle size of these particles is 5 μm to 1 cm,
Preferably, those having a thickness of 10 μm to 2 mm are used.
【0021】このような吸水性樹脂の市販品としては、
アクアリック(日本触媒(株)製、商品名)、ポイズお
よびワンダーゲル(花王(株)製、商品名)、アクアキ
ープ(住友精化(株)製、商品名)、アラソーブ(荒川
化学(株)製、商品名)、ダイヤウェット(三菱油化
(株)製、商品名)、スミカゲル(住友化学(株)製、
商品名)、サンウェット(三洋化成(株)製、商品
名)、PQポリマー(大阪有機化学工業(株)製、商品
名)、エクスラーナ(日本エクスラン工業(株)製、商
品名)、エバグリーン(クラレ(株)製、商品名)、ア
クアリザーブ(日本合成(株)製、商品名)、KIゲル
(クラレイソプレン(株)製、商品名)などがあるが、
好適なものとしては、PQポリマー(グレード:BL−
100)(大阪有機化学工業(株)製)(特開昭63−
56512)があげられる。Commercial products of such water-absorbing resins include:
Aqualic (trade name, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), Poise and Wonder Gel (trade name, manufactured by Kao Corporation), Aqua Keep (trade name, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.), Arasorb (Arakawa Chemical Co., Ltd.) ), Diamond Wet (Mitsubishi Yuka Co., Ltd., trade name), Sumikagel (Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(Product name), Sunwet (product name, manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.), PQ polymer (product name, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), Xslana (product name, manufactured by Nippon Xlan Industrial Co., Ltd.), Evergreen (Kuraray Co., Ltd., trade name), Aqua Reserve (Nihon Gosei Co., Ltd., trade name), KI gel (Kuraray Isoprene Co., Ltd., trade name), etc.
PQ polymers (grade: BL-
100) (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
56512).
【0022】また、本発明で用いることのできるリパー
ゼとしては、キャンディダ(Candida) 属、シュードモナ
ス(Pseudomonas) 属、ペニシリューム(Penicillium)
属、アスペルギルス(Aspergillus) 属、クロモバクテリ
ウム(Chromobacterium) 属、ムコール(Mucor) 属、リゾ
ープス(Rhizopus)属、バチルス(Bacillus)属、アルカリ
ゲネス(Alcaligenes) 属、ミクロコッカス(Micrococcu
s) 属、ジオトリクム(Geotrichum)属、フミコーラ(Humi
cola)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、アルス
ロバクター(Arthrobactor)属、ブレビバクテリウム(Bre
vibacterium)属、ミクロバクテリウム(Microbacterium)
属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、ラクト
バシルス(Lactobacillus) 属、トリコデルマ(Trichodor
ma) 属、サッカロミセス(Saccharomyces) 属、ロドトル
ラ(Rhodotorula) 属、クリプトコッカス(Cryptococcus)
属、トルロプシス(Tolulopusis) 属、オーレオバシディ
ウム(Aureobasidium) 属、アクチノムコール(Actinomuc
or) 属、ノカルディア(Nocardia)属、ストレプトミセス
(Streptomyces)属、ハンゼヌラ(Hunsenura) 属、アクロ
モバクター(Achromobactor) 属に属する微生物の生産す
るリパーゼあるいは動物のすい臓において生産されるリ
パーゼで、水溶液中ではエステルのエナンチオマー混合
物のエステル基を立体選択的に加水分解し、有機溶媒中
ではアルコールを立体選択的にエステル化しうるもので
あればどのようなものでもよいが、立体選択性がすぐれ
たリパーゼという点で好適な例としては、シュードモナ
ス・エスピー(Pseudomonas sp.) 、キャンディダ・ルゴ
サ(Candida rugosa)、キャンディダ・シリンドラセア(C
andida cylindracea) 、アスペルギルス・ニガー(Asper
gillus niger) 、クロモバクテリウム・ビスコサム(Chr
omobacterium viscosum)、リゾープス・エスピー(Rhizo
pus sp.)由来のリパーゼなどがあげられる。これら酵素
の市販品としては、たとえば、シュードモナス・エスピ
ー由来のリパーゼ「アマノ」PS(天野製薬(株)製、
商品名)、シュードモナス属由来のリパーゼ「アマノ」
AK(天野製薬(株)製、商品名)、キャンディダ・シ
リンドラセア由来のリパーゼ タイプVII(シグマ
製、商品名)、アスペルギルス・ニガー由来のリパーゼ
「アマノ」A(天野製薬(株)製、商品名)、クロモバ
クテリウム・ビスコサム由来のリパーゼ(東洋醸造
(株)製、商品名)、リゾープス・エスピー由来のリパ
ーゼ「アマノ」D(天野製薬(株)製、商品名)、シュ
ードモナス・エスピー由来のリパーゼ「アマノ」CES
(天野製薬(株)製、商品名)、などがあげられるが、
なかでも「アマノ」AK、「アマノ」PS、「アマノ」
CESなどが好ましい。The lipase which can be used in the present invention includes genus Candida, genus Pseudomonas, and Penicillium.
Genus, Aspergillus, Chromobacterium, Mucor, Rhizopus, Bacillus, Alcaligenes, Micrococcu
s) genus, Geotrichum, Humicola
genus, genus Enterobacter, genus Arthrobactor, Brevibacterium (Bre
vibacterium), Microbacterium
Genus, Corynebacterium, Lactobacillus, Trichoderma
ma), Saccharomyces, Rhodotorula, Cryptococcus
Genus, Tolulopusis, Aureobasidium, Actinomuc
or), Nocardia, Streptomyces
A lipase produced by a microorganism belonging to the genus (Streptomyces), Hansenura, or Achromobactor, or a lipase produced in the pancreas of an animal. Any organic solvent can be used as long as it is capable of stereoselectively esterifying an alcohol.A preferred example of a lipase having excellent stereoselectivity is Pseudomonas sp. Pseudomonas sp.), Candida rugosa, Candida cylindracea (C
andida cylindracea), Aspergillus niger
gillus niger), Chromobacterium biscosum (Chr
omobacterium viscosum), Rhizops sp.
pus sp.). Commercially available products of these enzymes include, for example, Pseudomonas sp. Lipase “Amano” PS (manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.
Brand name), Pseudomonas lipase "Amano"
AK (manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.), lipase type VII derived from Candida cylindracea (trade name, manufactured by Sigma), lipase “Amano” A derived from Aspergillus niger A (manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd., trade name) ), Lipase derived from Chromobacterium biscosum (trade name, manufactured by Toyo Brewing Co., Ltd.), lipase "Amano" D derived from Rhizos sp. (Trade name, manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.), lipase derived from Pseudomonas sp. "Amano" CES
(Trade name, manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.), and the like,
Above all, "Amano" AK, "Amano" PS, "Amano"
CES and the like are preferred.
【0023】これらの酵素は、それぞれ単独でも、ある
いは、必要に応じて混合して用いることもできる。これ
らの酵素は、それらを生産する微生物を培養することに
よってえられる。These enzymes can be used alone or in combination as needed. These enzymes are obtained by culturing the microorganisms that produce them.
【0024】本発明の多機能固定化リパーゼは、リパー
ゼを水または緩衝液に溶解または懸濁させて吸水性樹脂
に浸透させることにより製造することができる。具体的
には、たとえば、酵素を蒸留水にメカニカルスターラー
あるいはマグネティックスターラーなどを用いてよく懸
濁させた中に、吸水性樹脂を投入して撹拌する方法、吸
水性樹脂と酵素をメカニカルスターラーあるいはマグネ
ティックスターラーなどを用いてよく振りまぜた中に蒸
留水を加えて撹拌する方法など、きわめて簡便な方法に
より調製することができる。The multifunctional immobilized lipase of the present invention can be produced by dissolving or suspending lipase in water or a buffer solution and allowing the lipase to penetrate into a water-absorbing resin. Specifically, for example, a method in which an enzyme is well suspended in distilled water using a mechanical stirrer or a magnetic stirrer, and then a water-absorbent resin is charged and stirred, and the water-absorbent resin and the enzyme are mechanically or magnetically stirred. It can be prepared by a very simple method such as a method of adding distilled water while stirring well using a stirrer or the like and stirring.
【0025】このような固定化酵素の調製は、0°〜50
℃、好ましくは20°〜40℃の温度条件下で、0.1 〜5時
間、好ましくは0.5 〜1時間の撹拌により実施すること
ができる。The preparation of such an immobilized enzyme is carried out at 0 ° to 50 °.
The reaction can be carried out under stirring at a temperature of 20 DEG C., preferably 20 DEG to 40 DEG C., for 0.1 to 5 hours, preferably 0.5 to 1 hour.
【0026】このばあい、酵素量、吸水性樹脂量および
水の量はとくに限定されないが、酵素量は吸水性樹脂に
対し、1〜200 重量%、好ましくは10〜50重量%であ
る。酵素量がこの範囲より多くなると、酵素が溶出した
り粒状の固定化酵素がえられなくなり、また、この範囲
より少なくなると当該酵素を用いて反応したばあい、基
質との反応時間が長くなる。In this case, the amount of the enzyme, the amount of the water-absorbing resin and the amount of water are not particularly limited, but the amount of the enzyme is 1 to 200% by weight, preferably 10 to 50% by weight based on the water-absorbing resin. If the amount of the enzyme is larger than this range, the enzyme will not elute or a granular immobilized enzyme will not be obtained. If the amount is smaller than this range, the reaction time with the substrate will be longer if the reaction is carried out using the enzyme.
【0027】水の量は吸水性樹脂に対して1〜200 重量
%、好ましくは10〜30重量%である。水の量がこの範囲
より多くなると反応性が悪くなり、また、この範囲より
少なくなると、固定化酵素を形成しない。The amount of water is from 1 to 200% by weight, preferably from 10 to 30% by weight, based on the water-absorbing resin. If the amount of water exceeds this range, the reactivity becomes poor, and if it is less than this range, no immobilized enzyme is formed.
【0028】なお、水の種類としては反応を妨げるもの
でなければとくに制限はないが、好ましくは精製水、蒸
留水などが用いられる。The type of water is not particularly limited as long as it does not hinder the reaction, but purified water and distilled water are preferably used.
【0029】かくしてえられる固定化酵素は、吸水性樹
脂内に酵素が取り込まれた球状のものである。The immobilized enzyme thus obtained is a spherical one in which the enzyme is incorporated into a water-absorbent resin.
【0030】固定化酵素は、そのまま用いてもよいが、
必要なら水分を20〜 100℃( 0.5mmHg〜 760mmH
g)にて留去あるいは適当な有機溶媒、たとえばノルマ
ルヘキサン、シクロヘキサンなどを用いて、20℃〜 100
℃( 0.5mmHg〜 760mmHg)で共沸脱水して水分
を留去して用いてもよい。The immobilized enzyme may be used as it is,
20 ~ 100 ℃ (0.5mmHg ~ 760mmH if necessary)
g) at 20 ° C to 100 ° C using an appropriate organic solvent such as normal hexane or cyclohexane.
C. (0.5 mmHg to 760 mmHg) may be used after azeotropic dehydration to remove water.
【0031】たとえばエステル化反応のように多量の水
分の存在中では反応が完結しないようなばあい、それぞ
れの基質のエステル化反応が完結する程度に水分を留去
し、また加水分解反応のように反応に水を必要とするば
あいはそのまま用いてもよい。For example, when the reaction is not completed in the presence of a large amount of water as in the case of the esterification reaction, water is distilled off to the extent that the esterification reaction of each substrate is completed. When water is required for the reaction, it may be used as it is.
【0032】本発明の固定化酵素は、たとえば3−ヒド
ロキシ酪酸エチル、2−オクタノール、1−インダノー
ル、1−フェニル−1−プロパノール、α−ヒドロキシ
エチルベンゼンなどの2級または3級アルコール体のエ
チンチオマー混合物と、酢酸ビニル、無水酢酸、酢酸な
どのアシル化剤を用いてアルコールの光学分割を行なう
際に用いることができる。The immobilized enzyme of the present invention is, for example, an enantiomer mixture of a secondary or tertiary alcohol such as ethyl 3-hydroxybutyrate, 2-octanol, 1-indanol, 1-phenyl-1-propanol, α-hydroxyethylbenzene and the like. And an optical resolution of alcohol by using an acylating agent such as vinyl acetate, acetic anhydride and acetic acid.
【0033】本発明の固定化酵素を用いるアルコールの
光学分割は、基質となる2級または3級アルコール体と
アシル化剤とを有機溶媒中、前記固定化酵素とともに撹
拌することにより実施することができる。The optical resolution of alcohol using the immobilized enzyme of the present invention can be carried out by stirring a secondary or tertiary alcohol compound as a substrate and an acylating agent together with the immobilized enzyme in an organic solvent. it can.
【0034】本アルコールの光学分割において使用する
ことができる有機溶媒は、2級または3級アルコールと
アシル化剤によってエステル化が進行するものであれば
とくに限定されないが、たとえばノルマルヘキサン、シ
クロヘキサン、トルエン、ベンゼン、キシレン、オクタ
ン、ヘプタン、石油エーテル、メチルイソブチルケトン
などがあげられる。The organic solvent that can be used in the optical resolution of the present alcohol is not particularly limited as long as esterification proceeds with a secondary or tertiary alcohol and an acylating agent. Examples thereof include normal hexane, cyclohexane, and toluene. Benzene, xylene, octane, heptane, petroleum ether, methyl isobutyl ketone and the like.
【0035】反応温度は通常0〜50℃であり、反応時間
は一般的には1〜48時間であるが、これに限定されるこ
とはない。The reaction temperature is usually from 0 to 50 ° C., and the reaction time is generally from 1 to 48 hours, but is not limited thereto.
【0036】なお、本反応は有機溶媒系で実施される
が、ごく微量の水分が存在していることが必要であり、
基質および酵素によって異なるが、数ppm〜数十%の
水分を含水固定化酵素の脱水量を調節することにより固
定化酵素に保持させることができる。Although this reaction is carried out in an organic solvent system, it is necessary that a very small amount of water is present.
Depending on the substrate and the enzyme, water of several ppm to several tens% can be retained in the immobilized enzyme by adjusting the amount of dehydration of the hydrous immobilized enzyme.
【0037】反応終了後、固定化酵素をろ過などにより
分離し、ろ液から溶液を減圧留去などにより除去するこ
とにより光学活性なアルコール体とエステルとの混合物
がえられる。これらは通常の方法により単離精製するこ
とができる。After completion of the reaction, the immobilized enzyme is separated by filtration or the like, and the solution is removed from the filtrate by distillation under reduced pressure to obtain a mixture of an optically active alcohol compound and an ester. These can be isolated and purified by a usual method.
【0038】本反応によってえられる光学活性なエステ
ルは、(R)−3−アセトキシ酪酸エチル、(S)−2
−アセトキシオクタン、(R)−1−アセトキシインダ
ン、(R)−1−アセトキシ−1−フェニルプロパン、
(R)−α−アセトキシエチルベンゼンなどである。The optically active esters obtained by this reaction are ethyl (R) -3-acetoxybutyrate, (S) -2
-Acetoxyoctane, (R) -1-acetoxyindane, (R) -1-acetoxy-1-phenylpropane,
(R) -α-acetoxyethylbenzene and the like.
【0039】一方、本発明の固定化酵素は、たとえば
2,3−エポキシ酪酸ブチル、グリシド酸ブチル、2−
クロロプロピオン酸メチル、2−クロロプロピオン酸エ
チルなどのエステルのエナンチオマー混合物の光学分割
に用いることができる。On the other hand, the immobilized enzymes of the present invention include, for example, butyl 2,3-epoxybutyrate, butyl glycidate,
It can be used for optical resolution of enantiomeric mixtures of esters such as methyl chloropropionate and ethyl 2-chloropropionate.
【0040】本発明の固定化酵素を用いて実施される不
斉加水分解反応は、基質となるエステルのエナンチオマ
ー混合物と前記固定化酵素とを水もしくは緩衝液または
それらのいずれか一方と有機溶媒との混合液中で撹拌す
ることによって行なわれるが、緩衝液を用いることによ
り酵素の至適pH内で、酵素活性が保持されたまま反応
が進行するため、前記酵素の使用量を減らすことができ
る。用いられる緩衝液としては、通常用いられるリン酸
ナトリウム、リン酸カリウムのごとき無機酸塩の緩衝
液、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムのごとき有機
酸塩の緩衝液などであり、これを用いて、反応液のpH
をリパーゼの最適pH、すなわちpH2〜12、好ましく
はpH4〜11に合わせることが好適である。一方、陰イ
オン交換樹脂、有機アミン類を併用することにより緩衝
液を使用することなく反応を進行させることができる。
また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶液
を用い、pHスタットを用いて反応液のpHをコントロ
ールしても緩衝液を用いたばあいと同様の効果をえるこ
とができる。また、用いられる有機溶媒は、基質を溶解
し、酵素活性を阻害しないという要件を満たす限り、と
くに限定されない。このような有機溶媒としては具体的
には、アセトニトリル、1,4−ジオキサン、テトラヒ
ドロフランなどがあげられる。In the asymmetric hydrolysis reaction carried out using the immobilized enzyme of the present invention, an enantiomer mixture of an ester serving as a substrate and the immobilized enzyme are mixed with water or a buffer or one of them and an organic solvent. The reaction is carried out by stirring in a mixed solution of the above, but the use of a buffer allows the reaction to proceed while maintaining the enzyme activity within the optimum pH of the enzyme, so that the amount of the enzyme used can be reduced. . Examples of the buffer used include a commonly used buffer of an inorganic acid salt such as sodium phosphate and potassium phosphate, a buffer of an organic acid salt such as sodium acetate and sodium citrate, and the like. PH of liquid
Is adjusted to the optimum pH of the lipase, that is, pH 2 to 12, preferably pH 4 to 11. On the other hand, by using an anion exchange resin and an organic amine in combination, the reaction can proceed without using a buffer solution.
Even when an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like is used and the pH of the reaction solution is controlled using a pH stat, the same effect as when a buffer solution is used can be obtained. The organic solvent used is not particularly limited as long as it satisfies the requirement of dissolving the substrate and not inhibiting the enzyme activity. Specific examples of such an organic solvent include acetonitrile, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran and the like.
【0041】また、本固定化酵素を用いるエステルの光
学分割は、有機溶媒中で行なうこともできるのが特徴で
ある。The characteristic feature is that the optical resolution of the ester using the immobilized enzyme can be carried out in an organic solvent.
【0042】そのばあい、加水分解反応に必要な水とし
て、固定化酵素内に保水させた水を使って、有機溶媒中
で反応を行なうことができる。そのばあいの水分量は加
水分解に必要な量以上で、保水された水が有機溶媒に溶
出しない量であればよい。In this case, the reaction can be carried out in an organic solvent using water retained in the immobilized enzyme as water required for the hydrolysis reaction. In this case, the amount of water is not less than the amount required for hydrolysis and may be any amount that does not elute the retained water into the organic solvent.
【0043】本反応は前記のような固定化酵素を有機溶
媒中でそのまま用いてもかまわないが、反応促進のため
には生成するカルボン酸をトラップしてもよい。トラッ
プ剤はとくに限定されないが、たとえば陰イオン交換樹
脂(アンバーライト(ロームアンド ハス コーポレー
ション(Rhom & Hass Co.) 製、商品名)、ダウエックス
(ダウ ケミカル コーポレーション(Dow Chemical C
o.)製、商品名)、ダイヤイオン(三菱化成(株)製、
商品名)など、トリエチルアミンなどのアミン、ピリジ
ンなどのピリジン誘導体などがあげられるが、好適なも
のとしては、アンバーライトIR−45、トリエチルア
ミンなどがあげられる。In this reaction, the above-mentioned immobilized enzyme may be used as it is in an organic solvent, but the generated carboxylic acid may be trapped to promote the reaction. Examples of the trapping agent include, but are not limited to, anion exchange resins (Amberlite (trade name, manufactured by Rhom & Hass Co.), Dowex (Dow Chemical C.)).
o.), product name), Diaion (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.)
Examples thereof include amines such as triethylamine, and pyridine derivatives such as pyridine. Preferred examples include Amberlite IR-45 and triethylamine.
【0044】反応溶媒は、基質を溶解し、酵素活性を阻
害しないものであり、反応が進行するものであればとく
に限定されないが、好適なものとしては、ノルマルヘキ
サン、シクロヘキサン、アセトニトリル、1,4−ジオ
キサン、テトラヒドロフランがあげられる。The reaction solvent is not particularly limited as long as it dissolves the substrate and does not inhibit the enzyme activity. The reaction solvent is not particularly limited as long as the reaction proceeds. Preferred examples thereof include normal hexane, cyclohexane, acetonitrile, 1,4 -Dioxane and tetrahydrofuran.
【0045】有機溶媒中での加水分解反応は水溶液中で
の反応とは異なり、固定化酵素内に保水しているため、
抽出操作が不用となる点を特徴とする。Since the hydrolysis reaction in an organic solvent is different from the reaction in an aqueous solution, water is retained in the immobilized enzyme.
It is characterized in that the extraction operation is unnecessary.
【0046】いずれの溶媒を用いるばあいも、反応温度
は通常0〜50℃であり、反応時間は一般的には1〜48時
間であるが、これに限定されることはない。When any solvent is used, the reaction temperature is usually 0 to 50 ° C., and the reaction time is generally 1 to 48 hours, but is not limited thereto.
【0047】反応の経時および終点は、HPLCまたは
GCにより確認することができる。反応終了後固定化酵
素を濾過し、水溶液で反応を行なったばあいは濾液に適
当な有機溶媒、たとえば、ジクロルメタン、酢酸エチル
などを加えて抽出を行ない、有機溶媒を用いたばあいは
その濾液を蒸留あるいはカラムクロマトグラフィーなど
の常法を適用することにより、加水分解を受けていない
方の光学活性なエステルのみを精製、取得することがで
きる。このような反応は、固定化されない酵素を用いる
より反応時間が短くなる。The time and end point of the reaction can be confirmed by HPLC or GC. After completion of the reaction, the immobilized enzyme is filtered. When the reaction is carried out with an aqueous solution, an appropriate organic solvent such as dichloromethane or ethyl acetate is added to the filtrate for extraction, and when the organic solvent is used, the filtrate is used. By applying a conventional method such as distillation or column chromatography, only the optically active ester which has not been hydrolyzed can be purified and obtained. Such a reaction has a shorter reaction time than using an enzyme that is not immobilized.
【0048】前記エステル化反応および加水分解反応の
いずれのばあいにおいても、分液後、濾別、遠心分離な
どの通常の方法により回収される固定化酵素はリパーゼ
活性を有し、バッチ方式、カラム方式などにより、その
まま連続して反応に用いることが可能である。In any of the above-mentioned esterification reaction and hydrolysis reaction, the immobilized enzyme recovered by ordinary methods such as filtration, centrifugation and the like after liquid separation has a lipase activity, It is possible to continuously use the reaction as it is by a column method or the like.
【0049】バッチ方式では回収した固定化酵素を再使
用し、一方、カラム方式では固定化酵素を充填剤として
連続して反応を行なうことができる。In the batch system, the recovered immobilized enzyme is reused, while in the column system, the reaction can be continuously performed using the immobilized enzyme as a filler.
【0050】バッチ方式においては、反応終了後、前記
方法により反応液と固定化酵素を分離し、濃縮を行な
い、蒸留あるいはカラムクロマトグラフィーなどの常法
を適用することにより、光学活性な化合物を精製、取得
することができる。In the batch method, after completion of the reaction, the reaction solution and the immobilized enzyme are separated by the above-mentioned method, concentrated, and the optically active compound is purified by applying a conventional method such as distillation or column chromatography. , Can be obtained.
【0051】カラム方式のばあい、基質を溶解させた溶
媒を、固定化酵素を単独あるいは他の充填剤とともに充
填したカラムに注入し、カラムより流出する反応が完結
した反応液を濃縮し、蒸留あるいはカラムクロマトグラ
フィーなどの常法を適用することにより、光学活性な化
合物を精製、取得することができる。反応が効率よく進
行しかつ反応液が流出するためには、固定化酵素は他の
充填剤とともに混合して用いることが望ましく、用いら
れるその他の充填剤は酵素活性を阻害しないという要件
を満たす限りとくに限定されない。このような充填剤と
しては、カラム分取用のシリカゲル、酸性、塩基性およ
び中性アルミナ、陽イオンおよび陰イオン交換樹脂、セ
ライト、石英砂および海砂などであり、これらは単独で
も混合して用いてもよく、好適な例としてはシリカゲル
(200 〜300 メッシュ)(和光純薬工業(株)製、セラ
イト(521) (アルドリッチ社(米国)製)などがあげら
れる。In the case of the column method, the solvent in which the substrate is dissolved is injected into a column filled with the immobilized enzyme alone or together with another packing material, and the reaction solution, which has completed the reaction flowing out of the column, is concentrated and distilled. Alternatively, an optically active compound can be purified and obtained by applying a conventional method such as column chromatography. In order for the reaction to proceed efficiently and for the reaction solution to flow out, it is desirable to use the immobilized enzyme in a mixture with other fillers, as long as the other fillers used do not inhibit the enzyme activity. It is not particularly limited. Examples of such packing materials include silica gel for column separation, acidic, basic and neutral alumina, cation and anion exchange resins, celite, quartz sand and sea sand, and these may be used alone or as a mixture. Suitable examples include silica gel (200 to 300 mesh) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Celite (521) (manufactured by Aldrich, USA)).
【0052】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はもとよりこれらの実施例にのみ限定される
ものではない。Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0053】実施例1(エステル化) (固定化酵素の調製)酵素(リパーゼPS)1gを蒸留
水 300mlに入れてよく撹拌し、その懸濁液中に吸水性
樹脂(PQポリマー:BL−100、ダイヤウェット、
ポイズSAまたはアクアリザーブ)10gを加え、メカニ
カルスターラーで撹拌した。膨潤した固定化酵素を40℃
以下で減圧脱水(1mmHg以下)(ノルマルヘキサン
などの有機溶媒と共沸脱水してもよい)により、ポリマ
ー中の水を除去し、さらに、ポリマー中の水を、基質お
よび酵素の種類によって異なるが、100 〜1000ppmの
水分を保持させるように脱水量を調節し、固定化リパー
ゼをえた。酵素の量は吸水性樹脂に対し10重量%用い
た。Example 1 (Esterification) (Preparation of immobilized enzyme) 1 g of enzyme (Lipase PS) was placed in 300 ml of distilled water and stirred well, and a water-absorbing resin (PQ polymer: BL-100) was added to the suspension. , Diamond wet,
10 g of Poise SA or Aqua Reserve) was added, and the mixture was stirred with a mechanical stirrer. Swollen immobilized enzyme at 40 ° C
The water in the polymer is removed by dehydration under reduced pressure (1 mmHg or less) (may be azeotropically dehydrated with an organic solvent such as normal hexane), and the water in the polymer varies depending on the type of the substrate and the enzyme. The amount of dehydration was adjusted so as to retain 100 to 1000 ppm of water to obtain an immobilized lipase. The amount of the enzyme was 10% by weight based on the water-absorbing resin.
【0054】(反応)D,L−3−ヒドロキシ酪酸エチ
ル1g( 7.6mmol)、酢酸ビニル1g(11.6mmo
l)、ノルマルヘキサン 100mlを 300mlのナス型フ
ラスコに計りとり、充分に撹拌した。その中に前記にお
いて調製した固定化酵素1gを加え、室温で24時間撹拌
を行なった。その後固定化酵素をろ過により分離したの
ち、ろ液を40℃以下(20mmHg)にて減圧留去し、光
学活性な3−ヒドロキシ酪酸エチルと3−アセトキシ酪
酸エチルの混合物をえた。(Reaction) 1 g (7.6 mmol) of ethyl D, L-3-hydroxybutyrate, 1 g (11.6 mmol) of vinyl acetate
l) 100 ml of normal hexane was weighed into a 300 ml eggplant-shaped flask and thoroughly stirred. 1 g of the immobilized enzyme prepared above was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, the immobilized enzyme was separated by filtration, and the filtrate was distilled off under reduced pressure at 40 ° C. or lower (20 mmHg) to obtain a mixture of ethyl 3-hydroxybutyrate and ethyl 3-acetoxybutyrate.
【0055】えられた混合物を下記条件の光学活性カラ
ムを用いた高速液体クロマトグラフィー(島津製作所製
LC−6A)に付し、生成物の光学純度を求め次式にし
たがってEを計算した。The obtained mixture was subjected to high performance liquid chromatography (LC-6A, manufactured by Shimadzu Corporation) using an optically active column under the following conditions to determine the optical purity of the product and to calculate E according to the following equation.
【0056】(分析条件) LC カラム:CHIRALCEL OD(ダイセル化
学(株)製) 展開溶媒:ヘキサン:イソプロピルアルコール=95:5 流量: 0.5ml/min 検出器UV:220 nm (選択性の目安としてのE値)(Analysis conditions) LC column: CHIRALCEL OD (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) Developing solvent: hexane: isopropyl alcohol = 95: 5 Flow rate: 0.5 ml / min Detector UV: 220 nm (as a measure of selectivity) E value)
【0057】[0057]
【数1】 (Equation 1)
【0058】Eの値が高いほど選択性がよいことを示
す。The higher the value of E, the better the selectivity.
【0059】結果を表1に示す。Table 1 shows the results.
【0060】[0060]
【表1】 [Table 1]
【0061】実施例2(種々の基質を用いたばあいのエ
ステル化) (反応)2級アルコール(10mmol)、酢酸ビニル1.
29g(15mmol)、ノルマルヘキサン 130mlおよび
実施例1と同様の方法で調製した固定化酵素(使用した
吸水性樹脂:PQポリマー:BL−100)1.29gを用
いて実施例1と同様の操作を行ない、光学活性な2級ア
ルコールとアセチル体をえた。Example 2 (Esterification with Various Substrates) (Reaction) Secondary alcohol (10 mmol), vinyl acetate 1.
The same operation as in Example 1 was performed using 29 g (15 mmol), 130 ml of normal hexane and 1.29 g of the immobilized enzyme (water-absorbent resin used: PQ polymer: BL-100) prepared in the same manner as in Example 1. An optically active secondary alcohol and an acetyl form were obtained.
【0062】なお、えられた混合物の分析条件は以下の
とおりであり、光学純度よりEを計算した。The conditions for analysis of the obtained mixture were as follows, and E was calculated from the optical purity.
【0063】(分析条件)1−インダノール、1−フェ
ニル−1−プロパノール、α−ヒドロキシエチルベンゼ
ンは実施例1におけるD,L−3−ヒドロキシ酪酸エチ
ルと同条件。(Analytical conditions) 1-indanol, 1-phenyl-1-propanol and α-hydroxyethylbenzene were the same as those in Example 1 for ethyl D, L-3-hydroxybutyrate.
【0064】2−オクタノールは、光学活性カラムを用
いたガスクロマトグラフィー(島津製作所GC−8A)
によりつぎの条件で光学純度を求めた。2-octanol was analyzed by gas chromatography using an optically active column (GC-8A, Shimadzu Corporation).
The optical purity was determined under the following conditions.
【0065】カラム:S−2614 Chiraldex G−
TA(アステック(ASTEC) 社
製)、L:20m×0.25mm、フィルム厚:0.125 μm、
カラム温度:60℃、注入温度: 200℃、キャリアガス:
He、圧力: 1.0kg 結果を表2に示すColumn: S-2614 Chiraldex G-
TA (manufactured by ASTEC), L: 20 m × 0.25 mm, film thickness: 0.125 μm,
Column temperature: 60 ° C, injection temperature: 200 ° C, carrier gas:
He, pressure: 1.0 kg The results are shown in Table 2.
【0066】[0066]
【表2】 [Table 2]
【0067】本実施例より、固定化したリパーゼを用い
た方が、固定化しないものを使用したばあいに比べ、反
応時間が短縮され、Eが大きくなるなどのすぐれた効果
をもたらすことがわかる。From this example, it can be seen that the use of the immobilized lipase has superior effects such as a shorter reaction time and a larger E than the use of the non-immobilized lipase. .
【0068】実施例3(エステル化のサイクルテスト) (反応)D,L−3−ヒドロキシ酪酸エチル 4.4g(33
mmol)、酢酸ビニル4.31g(50mmol)およびノ
ルマルヘキサン 440mlを1リットルのナス型フラスコ
に計りとり充分に撹拌した。その中に実施例1と同様の
方法で調製した固定化酵素(使用した吸水性樹脂:PQ
ポリマー:BL−100)4.31gを加え室温で24時間撹
拌を行なった。その後固定化酵素をろ過により分離した
のち、ろ液を40℃以下(20mmHg)にて減圧留去し、
光学活性な3−ヒドロキシ酪酸エチルと3−アセトキシ
酪酸エチルの混合物をえた。ひき続き、分離した固定化
酵素を用いて同様の操作を行ない、10サイクルの反応を
行なった。Example 3 (Cycle test of esterification) (Reaction) 4.4 g of ethyl D, L-3-hydroxybutyrate (33
mmol), 4.31 g (50 mmol) of vinyl acetate and 440 ml of normal hexane were weighed into a 1-liter eggplant-shaped flask and thoroughly stirred. An immobilized enzyme prepared by the same method as in Example 1 (water-absorbing resin used: PQ
(Polymer: BL-100) (4.31 g) was added and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, the immobilized enzyme was separated by filtration, and the filtrate was distilled off under reduced pressure at 40 ° C. or lower (20 mmHg).
A mixture of optically active ethyl 3-hydroxybutyrate and ethyl 3-acetoxybutyrate was obtained. Subsequently, the same operation was performed using the separated immobilized enzyme, and 10 cycles of the reaction were performed.
【0069】各サイクルにおいてえられた混合物は、実
施例1におけるのと同じ分析条件にて測定し、Eを計算
した。The mixture obtained in each cycle was measured under the same analytical conditions as in Example 1, and E was calculated.
【0070】結果を表3に示す。Table 3 shows the results.
【0071】[0071]
【表3】 [Table 3]
【0072】実施例4(加水分解) (固定化酵素の調製)酵素(リパーゼAK)5gを蒸留
水 400mlに入れてよく撹拌し、その懸濁液中に吸水性
樹脂(PQポリマー:BL−100、サンウェット、ポ
イズ、KIゲルまたはアクアキープ)30gを加え、、メ
カニカルスターラーで撹拌して固定化リパーゼをえた。
酵素の量は吸水性樹脂に対し16.7重量%用いた。Example 4 (Hydrolysis) (Preparation of immobilized enzyme) 5 g of an enzyme (lipase AK) was placed in 400 ml of distilled water and stirred well, and a water-absorbent resin (PQ polymer: BL-100) was added to the suspension. , Sunwet, Poise, KI gel or Aqua Keep) and stirred with a mechanical stirrer to obtain immobilized lipase.
The amount of the enzyme was 16.7% by weight based on the water-absorbing resin.
【0073】(反応)エポキシ酪酸ブチル1g( 6.3m
mol)と固定化リパーゼ4.35gをpH7.2のリン酸緩
衝液(2M−KH2 PO4 ,2N−NaOH)9gを入
れた 100mlのナス型フラスコの中に加え、室温で光学
純度が96%ee以上となるまで撹拌した。反応終了後、
ろ過により固定化リパーゼを分離し、その濾液をノルマ
ルヘキサン5mlで3回抽出した。また、分離した固定
化リパーゼをノルマルヘキサン5mlで洗浄し、その洗
浄液を合せた抽出液を、無水芒硝を用いて乾燥させた。
その後、無水芒硝を濾過により分離し、ろ液を40℃以下
(20mmHg)にて減圧留去し(2R,3S)−(−)
−エポキシ酪酸ブチルをえた。(Reaction) 1 g of butyl epoxybutyrate (6.3 m
mol) and immobilized lipase 4.35g phosphate buffer pH7.2 (2M-KH 2 PO 4 , 2N-NaOH) was added into the eggplant-shaped flask 100ml containing the 9 g, optical purity 96% at room temperature It stirred until it became ee or more. After the reaction,
The immobilized lipase was separated by filtration, and the filtrate was extracted three times with 5 ml of normal hexane. The separated immobilized lipase was washed with 5 ml of normal hexane, and the combined extract was dried using anhydrous sodium sulfate.
Thereafter, anhydrous sodium sulfate was separated by filtration, and the filtrate was distilled off under reduced pressure at 40 ° C. or lower (20 mmHg) (2R, 3S)-(−).
-Obtained butyl epoxybutyrate.
【0074】えられた化合物は、ガスクロマトグラフィ
ー(島津製作所GC−8A)により以下の条件で光学純
度を求め、Eを計算した。The optical purity of the obtained compound was determined by gas chromatography (GC-8A, Shimadzu Corporation) under the following conditions, and E was calculated.
【0075】(分析条件) カラム:S−2614 Chiraldex G−TA(アステッ
ク(ASTEC社製)、L:20m×0.25mm、フィルム
厚:0.125 μm、カラム温度: 100℃、注入温度:200
℃、キャリアガス:He、圧力: 1.0kg その結果を表4に示す。(Analytical conditions) Column: S-2614 Chiraldex G-TA (Astec, manufactured by ASTEC), L: 20 m × 0.25 mm, film thickness: 0.125 μm, column temperature: 100 ° C., injection temperature: 200
° C, carrier gas: He, pressure: 1.0 kg The results are shown in Table 4.
【0076】[0076]
【表4】 [Table 4]
【0077】実施例5(種々の基質を用いたばあいの加
水分解) (反応)エステル 1.8g、実施例4と同様の方法で調製
した固定化リパーゼ(使用した吸水性樹脂:PQポリマ
ー:BL−100) 8.7g、pH7.2 のリン酸緩衝液15
gを用いて実施例4と同様の操作を行ない、光学活性な
エステルをえた。Example 5 (Hydrolysis when Using Various Substrates) (Reaction) 1.8 g of ester, immobilized lipase prepared in the same manner as in Example 4 (water-absorbing resin used: PQ polymer: BL- 100) 8.7g, pH 7.2 phosphate buffer solution 15
Using g, the same operation as in Example 4 was carried out to obtain an optically active ester.
【0078】なお、えられた混合物の分析条件は以下の
とおりであり、光学純度よりEを計算した。The analysis conditions of the obtained mixture were as follows, and E was calculated from the optical purity.
【0079】(分析条件)グリシド酸ブチルは実施例4
におけるエポキシ酪酸ブチルと同条件。(Analysis Conditions) Butyl glycidate was prepared in Example 4.
Same conditions as for butyl epoxybutyrate in
【0080】α−クロロプロピオン酸メチルは、カラム
温度(70℃)以外は上記と同条件。The methyl α-chloropropionate was the same as above except for the column temperature (70 ° C.).
【0081】α−クロロプロピオン酸エチルは、カラム
温度(60℃)以外は上記と同条件。Ethyl α-chloropropionate is the same as above except for the column temperature (60 ° C.).
【0082】結果を表5に示す。Table 5 shows the results.
【0083】[0083]
【表5】 [Table 5]
【0084】本実施例により、固定化したリパーゼを用
いた方が、固定化しないものを使用したばあいに比べ、
反応時間が短縮されるなどのすぐれた効果をもたらすこ
とがわかる。According to this example, the use of the immobilized lipase was more effective than the use of the non-immobilized lipase.
It can be seen that excellent effects such as a shortened reaction time are obtained.
【0085】実施例6(有機溶媒中での加水分解) (反応)エポキシ酪酸ブチル1g( 6.3mmol)、実
施例4と同様の方法で調製した固定化リパーゼ4.35g、
ノルマルヘキサン 100mlとトラップ剤(イオン交換樹
脂のばあいは0.15g、トリエチルアミンまたはピリジン
のばあいは基質と等モル)を 300mlのナス型フラスコ
に入れて、室温で24時間撹拌した。その後、固定化リパ
ーゼをろ過により分離し、また、分離した固定化リパー
ゼをノルマルヘキサン10mlで洗浄し、その洗液とろ液
を合せ、無水芒硝で乾燥後、無水芒硝をろ過により分離
した。その濾液を40℃以下(20mmHg)にて減圧留去
し、(2R,3S)−(−)−エポキシ酪酸ブチルをえ
た。Example 6 (Hydrolysis in Organic Solvent) (Reaction) 1 g (6.3 mmol) of butyl epoxybutyrate, 4.35 g of immobilized lipase prepared in the same manner as in Example 4,
100 ml of normal hexane and a trapping agent (0.15 g in the case of ion-exchange resin, equimolar to the substrate in the case of triethylamine or pyridine) were placed in a 300 ml eggplant-shaped flask and stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, the immobilized lipase was separated by filtration, and the separated immobilized lipase was washed with 10 ml of normal hexane. The washed liquid and the filtrate were combined, dried over anhydrous sodium sulfate, and then separated by filtration. The filtrate was distilled off under reduced pressure at 40 ° C. or lower (20 mmHg) to obtain (2R, 3S)-(−)-butyl butylbutyrate.
【0086】えられた化合物は、実施例4におけるのと
同様の条件で光学純度を求め、Eを計算した。For the obtained compound, the optical purity was determined under the same conditions as in Example 4, and E was calculated.
【0087】その結果を表6に示す。Table 6 shows the results.
【0088】[0088]
【表6】 [Table 6]
【0089】実施例7(加水分解のサイクルテスト1
(バッチ法)) (固定化酵素の調製)酵素(リパーゼAK)0.15gを蒸
留水12mlに入れてよく撹拌し、その懸濁液中に吸水性
樹脂(PQポリマー:BL−100) 0.9gを加えて、
メカニカルスターラーで撹拌し、固定化リパーゼをえ
た。Example 7 (Hydrolysis cycle test 1)
(Batch method)) (Preparation of immobilized enzyme) 0.15 g of enzyme (lipase AK) was put in 12 ml of distilled water and stirred well, and 0.9 g of a water-absorbent resin (PQ polymer: BL-100) was added to the suspension. in addition,
The mixture was stirred with a mechanical stirrer to obtain immobilized lipase.
【0090】(反応)エポキシ酪酸ブチル3g(19mm
ol)と固定化リパーゼ 13.05gとpH7.2のリン酸緩
衝液(2M・KH2 PO4 ・2N−NaOH)27gを 3
00mlのナス型フラスコに入れ、室温で光学純度が96%
ee以上となるまで撹拌した。反応終了後、濾過により
固定化リパーゼを分離し、その固定化リパーゼをノルマ
ルヘキサン15mlで1回洗浄した。(Reaction) 3 g of butyl epoxybutyrate (19 mm
ol) and phosphate buffer immobilized lipase 13.05g and pH7.2 (2M · KH 2 PO 4 · 2N-NaOH) 27g 3
Put into a 00 ml eggplant-shaped flask, and the optical purity is 96% at room temperature.
It stirred until it became ee or more. After completion of the reaction, the immobilized lipase was separated by filtration, and the immobilized lipase was washed once with 15 ml of normal hexane.
【0091】また濾過はノルマルヘキサン15mlで3回
抽出を行ない、洗液と合せて無水芒硝で乾燥させた。そ
の後無水芒硝をろ過により分離し、そのろ液を40℃以下
(20mmHg)にて減圧留去し、(2R、3S)−
(−)−エポキシ酪酸ブチルをえた。ひき続き、分離し
た固定化リパーゼを用いて同様の操作を行ない、10サイ
クルの反応を行なった。Further, the filtration was carried out three times with 15 ml of normal hexane, combined with the washing solution and dried with anhydrous sodium sulfate. Thereafter, anhydrous sodium sulfate was separated by filtration, and the filtrate was distilled off under reduced pressure at 40 ° C. or lower (20 mmHg) to give (2R, 3S)-
(-)-Butyl epoxybutyrate was obtained. Subsequently, the same operation was performed using the separated immobilized lipase, and the reaction was performed for 10 cycles.
【0092】各サイクルにおいてえられた化合物は実施
例4におけるのと同じ分析条件にて測定し、Eを計算し
た。The compound obtained in each cycle was measured under the same analytical conditions as in Example 4, and E was calculated.
【0093】結果を表7に示す。Table 7 shows the results.
【0094】[0094]
【表7】 [Table 7]
【0095】実施例8(加水分解のサイクルテスト2
(カラム充填法)) (固定化酵素充填カラムの調製)酵素(リパーゼAK)
1g、吸水性樹脂(RQポリマー:BL−100)6g
および蒸留水80mlを用いて先の方法で固定化リパーゼ
を調製し、オープンカラムに充填した。Example 8 (Hydrolysis cycle test 2)
(Column packing method)) (Preparation of immobilized enzyme packed column) Enzyme (Lipase AK)
1 g, water-absorbent resin (RQ polymer: BL-100) 6 g
Immobilized lipase was prepared in the same manner as above using 80 ml of distilled water and packed in an open column.
【0096】(反応)前記オープンカラムにエポキシ酪
酸ブチル10g(63.2mmol)とpH7.2 のリン酸緩衝
液90gの混合液を滴下し、カラムからの流出液の光学純
度が96%ee以上となるまで流出液を繰り返しオープン
カラムに滴下した。反応終了後、流出液をノルマルヘキ
サン15mlで抽出した。また、カラムをノルマルヘキサ
ン15mlで展開し、その流出液を先の抽出液と合わせ、
無水芒硝で乾燥し、芒硝をろ過により分離した。ノルマ
ルヘキサンを40℃以下(20mmHg)にて減圧留去し、
(2R,3S)−(−)−エポキシ酪酸ブチルをえた。(Reaction) A mixture of 10 g (63.2 mmol) of butyl epoxybutyrate and 90 g of a phosphate buffer having a pH of 7.2 was dropped into the open column, and the optical purity of the effluent from the column became 96% ee or more. The effluent was repeatedly dropped into the open column until the flow. After the reaction was completed, the effluent was extracted with 15 ml of normal hexane. In addition, the column was developed with 15 ml of normal hexane, and the effluent was combined with the previous extract,
It was dried over anhydrous sodium sulfate and the sodium sulfate was separated by filtration. Normal hexane was distilled off under reduced pressure at 40 ° C or less (20 mmHg).
(2R, 3S)-(-)-Butyl epoxybutyrate was obtained.
【0097】さらに、そのオープンカラムに同様の操作
を繰り返し、10サイクルの反応を行なった。Further, the same operation was repeated for the open column, and 10 cycles of the reaction were performed.
【0098】各サイクルにおいてえられた化合物は実施
例4におけるのと同じ分析条件にて測定し、Eを計算し
た。The compound obtained in each cycle was measured under the same analytical conditions as in Example 4, and E was calculated.
【0099】結果を表8に示す。Table 8 shows the results.
【0100】[0100]
【表8】 [Table 8]
【0101】[0101]
【発明の効果】本発明により、アルコールの光学分割だ
けでなく、エステルの光学分割にも用いることができ、
バッチ法、カラム充填法などによりサイクル利用が可能
な多機能固定化リパーゼが提供される。According to the present invention, it can be used not only for optical resolution of alcohol but also for optical resolution of ester.
The present invention provides a multifunctional immobilized lipase that can be used in a cycle by a batch method, a column packing method, or the like.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 11/00 - 11/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C12N 11/00-11/14
Claims (6)
特徴とする多機能固定化リパーゼPS。1. A multifunctional immobilized lipase PS, which is immobilized on a PQ polymer.
特徴とする多機能固定化リパーゼAK。2. A multifunctional immobilized lipase AK, which is immobilized on a PQ polymer.
たは懸濁させてPQポリマーに浸透させることを特徴と
する請求項1記載の固定化リパーゼPSの製造法。3. A process for producing immobilized lipase PS of claim 1 Symbol mounting, characterized in that the lipase PS is dissolved or suspended in water or buffer is infiltrated into the PQ polymer.
たは懸濁させてPQポリマーに浸透させることを特徴とOr suspended and penetrated into the PQ polymer.
する請求項2記載の固定化リパーゼAKの製造法。The method for producing the immobilized lipase AK according to claim 2.
ゼPSを触媒として用いることを特徴とするアルコール
の光学分割法。5. An optical resolution method for alcohol, wherein lipase PS immobilized on a PQ polymer is used as a catalyst.
ゼAKを触媒として用いることを特徴とするエステルの
光学分割法。6. An optical resolution method for esters, wherein lipase AK immobilized on a PQ polymer is used as a catalyst.
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---|---|---|---|
JP04212882A JP3105653B2 (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Multifunctional immobilized lipase |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04212882A JP3105653B2 (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Multifunctional immobilized lipase |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0662860A JPH0662860A (en) | 1994-03-08 |
JP3105653B2 true JP3105653B2 (en) | 2000-11-06 |
Family
ID=16629825
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP04212882A Expired - Lifetime JP3105653B2 (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Multifunctional immobilized lipase |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3105653B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0434333U (en) * | 1990-07-16 | 1992-03-23 |
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---|---|---|---|---|
EP1693599B1 (en) | 2005-02-16 | 2011-06-22 | Jtekt Corporation | Vehicle steering apparatus |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP04212882A patent/JP3105653B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH0434333U (en) * | 1990-07-16 | 1992-03-23 |
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