酵素による立体選択的酸化と電極還元を組合せた新規キラル合成法開発

酶立体选择性氧化与电极还原相结合的手性合成新方法的开发

基本信息

批准号：
06226237
负责人：
左右田健次
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

酵素の高い立体選択性を利用して特定のエナンチオマーあるいはジアステレオマ-を生産する方法が各種開発されている。しかし、ラセミ体の全量を特定のエナンチオマーあるいはジアステレオマ-に変換する方法はほとんど開発されていない。本研究では、酵素反応と電極還元を組み合わせることによりラセミ体を全量、特定のエナンチオマーあるいはジアステレオマ-に変換する新しい系を開発することを目的としている。ラセミプロリンを基質として用い、水素化ホウ素ナトリウム存在下でD-アミノ酸オキシダーゼを作用させると、ラセミプロリンは全量L-プロリンに変換された。転換率は約98%、生成物の光学純度は100%であった。ピペコリン酸を基質とした場合にも同様な変換が起こり、用いたラセミ体は全量、L体に転換された。転換率は約99%、生成物の光学純度は100%であった。一方、アラニン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニンなどのα-アミノ酸を基質として用い、高濃度(1〜3M)のアンモニアの存在下で同様な検討を行ったが、ラセミ体からL体への転換率は55〜60%であった。用いた基質の大部分は対応するヒドロキシ酸に転換された。水素化ホウ素ナトリウム還元の代わりに電気的還元を用いることを検討し、Δ^1-ピロリン-2-カルボン酸は、炭素電極を作用電極とし、銀/塩化銀電極を対照電極とする系で効率よく還元されることを見いだした。上述の転換系で、D-アミノ酸オキシダーゼの代わりにL-アミノ酸オキシダーゼを用いれば、ラセミ体からD体が生成すると考えられる。プロリンあるいはピペコリン酸を唯一の炭素源あるいは窒素源として生育する微生物を土壌より分離し、プロリン及びピペコリン酸を酸化する新しい酵素を生産するカビを分離した。

已经开发了使用酶的高立体选择性产生特定的对映异构体或非对映异构体的方法。但是，几乎没有发展将全部种族量转化为特定的对映异构体或非映异构体的发展。这项研究旨在开发新的系统，通过结合酶反应和电极减少，将全部种族量转换为特定的对映异构体或非映异构体。在硼氢化钠的存在下，使用紫外线脯氨酸作为底物，将D-氨基酸氧化酶施加，并在整个紫杉原脯氨酸中转化为L-proline。转化率约为98％，产品的光纯度为100％。当将pipecolic酸用作底物时，也会发生类似的转化，并且将所使用的种族酸的全部量转换为L形式。转化率约为99％，产品的光纯度为100％。另一方面，将α-氨基酸（例如丙氨酸，亮氨酸，蛋氨酸和苯丙氨酸）用作底物，并在高浓度（1-3M）的存在下进行了类似的研究，但从种族酸盐到L形式的转化率为55-60％。所使用的大多数底物转化为相应的羟基酸。我们研究了用电还原代替硼氢化钠还原的使用，并发现可以在碳电极用作工作电极和银色/银氯电极用作控制电极的系统中有效降低δ^^1-吡咯蛋白2-羧酸。在上述转化系统中，如果使用L-氨基酸氧化酶代替D-氨基酸氧化酶，则认为D-form将是由种族元素产生的。使用脯氨酸或脂酸作为唯一碳或氮源生长的微生物与土壤分离，并产生新酶，将氧化的新酶分离出来。