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特表2017-514892カスケード触媒作用を使用することによるアルコール及びアルデヒドからのアミン及びアミドの効率的な合成
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2017-514892(P2017-514892A)
(43)【公表日】2017年6月8日
(54)【発明の名称】カスケード触媒作用を使用することによるアルコール及びアルデヒドからのアミン及びアミドの効率的な合成
(51)【国際特許分類】
C07C 231/02 20060101AFI20170512BHJP
C07C 233/22 20060101ALI20170512BHJP
C12P 13/02 20060101ALI20170512BHJP
【ＦＩ】
C07C231/02
C07C233/22
C12P13/02
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】40
(21)【出願番号】特願2017-501497(P2017-501497)
(86)(22)【出願日】2015年3月27日
(85)【翻訳文提出日】2016年11月25日
(86)【国際出願番号】EP2015056776
(87)【国際公開番号】WO2015144902
(87)【国際公開日】20151001
(31)【優先権主張番号】61/971,106
(32)【優先日】2014年3月27日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】516351946
【氏名又は名称】オルガノフール スウェーデン エービー
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】コルドバ、アルマンド
(72)【発明者】
【氏名】ベルグランド、ペル
(72)【発明者】
【氏名】アンデルソン、マティアス
(72)【発明者】
【氏名】アフェウェルキ、サムソン
【テーマコード（参考）】
4B064
4H006
【Ｆターム（参考）】
4B064AE02
4B064CA21
4B064CB01
4B064CB11
4B064CB30
4B064DA16
4H006AA02
4H006AB10
4H006AB21
4H006AB27
4H006AB28
4H006AC53
4H006BA92
4H006BB12
4H006BJ50
4H006BN30
4H006BP30
4H006BV53
(57)【要約】
本発明は概して、金属及び有機触媒による統合された酵素カスケード系を使用して、アルコール及びアルデヒドをアミン及びアミドに変換するための、環境に優しい方法に関する。より具体的には、本発明は、バニリンアルコールから出発し、酵素カスケード系及び触媒の組み合わせを使用する、カプサイシノイドの合成に関する。更に、本方法はまた、バニリンアルコール誘導体から出発し、酵素カスケード系及び触媒の組み合わせを使用する、カプサイシノイド誘導体の合成に関する。【特許請求の範囲】
【請求項1】
ａ．アルコールをアルデヒド又はケトンに変換する段階と、
ｂ．前記アルデヒド又はケトンをアミンに変換する段階であって、前記アルデヒド又はケトンのアミンへの前記変換は、酵素カスケード系によって触媒される、変換する段階と、
ｃ．前記アミンをアミドに変換する段階と、
を備える、アルコールの変換のための方法であって、
前記酵素カスケード系は、アミン転移酵素（ＡＴＡ）を有し、前記酵素カスケード系は、好ましくはＡＴＡ及びアミン供与体を備え、前記酵素カスケード系は、更に好ましくは、ＡＴＡ、アミン供与体としてのＬ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、及びＮＡＤＨを備え、前記酵素カスケード系は、もっとも好ましくは、ＡＴＡ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、ＮＡＤＨ、Ｄ‐グルコース、及びグルコースデヒドロゲナーゼを備える、
方法。
ｂ．前記アルデヒド又はケトンをアミンに変換する段階であって、前記アルデヒド又はケトンのアミンへの前記変換は、酵素カスケード系によって触媒される、変換する段階と、
ｃ．前記アミンをアミドに変換する段階と、
を備える、アルコールの変換のための方法であって、
前記酵素カスケード系は、アミン転移酵素（ＡＴＡ）を有し、前記酵素カスケード系は、好ましくはＡＴＡ及びアミン供与体を備え、前記酵素カスケード系は、更に好ましくは、ＡＴＡ、アミン供与体としてのＬ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、及びＮＡＤＨを備え、前記酵素カスケード系は、もっとも好ましくは、ＡＴＡ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、ＮＡＤＨ、Ｄ‐グルコース、及びグルコースデヒドロゲナーゼを備える、
方法。
【請求項2】
前記酵素カスケード系は、ＡＴＡ及びアミン供与体を含み、前記酵素カスケード系は、好ましくはＡＴＡ、アミン供与体としてのＬ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、及びＮＡＤＨを備え、前記酵素カスケード系は、より好ましくは、ＡＴＡ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、ＮＡＤＨ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記アルコールは第一級アルコールであり、
前記アルデヒドはＲ基を有し、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミンは、Ｒ基を有し、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミドは、（ｉ）Ｒがアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択されるＲ基、及び、（ｉｉ）Ｒ３がアルキル及びアリールから選択される、アシル基（ＣＯＲ３）を有する、
請求項１又は２に記載の方法。
前記アルデヒドはＲ基を有し、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミンは、Ｒ基を有し、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミドは、（ｉ）Ｒがアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択されるＲ基、及び、（ｉｉ）Ｒ３がアルキル及びアリールから選択される、アシル基（ＣＯＲ３）を有する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記アルコールはアルドールであり、
前記アルデヒドはＲ基を有し、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミンは、Ｒ基を有し、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミドは、（ｉ）Ｒがアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される、Ｒ基と、（ｉｉ）Ｒ３がアルキル及びアリールから選択される、アシル基（ＣＯＲ３）とを有する、
請求項１又は２に記載の方法。
前記アルデヒドはＲ基を有し、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミンは、Ｒ基を有し、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミドは、（ｉ）Ｒがアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される、Ｒ基と、（ｉｉ）Ｒ３がアルキル及びアリールから選択される、アシル基（ＣＯＲ３）とを有する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項5】
複数のアルコール基は第二級アルコールであり、
ケト基は、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基と、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択されるＲ１基とを有し、
前記アミンは、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基と、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択されるＲ１基とを有し、
前記アミドは、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基と、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択されるＲ１基と、（ｉｉｉ）Ｒ３はアルキル及びアリールから選択されるアシル（ＣＯＲ３）とを有する、
請求項１又は２に記載の方法。
ケト基は、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基と、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択されるＲ１基とを有し、
前記アミンは、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基と、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択されるＲ１基とを有し、
前記アミドは、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基と、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択されるＲ１基と、（ｉｉｉ）Ｒ３はアルキル及びアリールから選択されるアシル（ＣＯＲ３）とを有する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項6】
ａ． ｉ． Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、空気、ＮａＯＣｌから選択される酸化剤と、
ｉｉ． ‐好ましくは複数のＰｄ（０）‐ナノ触媒から選択された不均一系の支持金属触媒と、
‐好ましくはＰｄ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、及びＩｒから得られ、より好ましくはＤＡＢＣＯ‐ＣｕＣｌ‐ＴＥＭＰＯ法及びＣｕＣｌ‐ビピリジル‐ＴＥＭＰＯ法から選択された有機金属錯体と、
‐好ましくはＴＥＭＰＯ（（２，２，６，６‐テトラメチルピペリジン‐１‐ｙｌ）オキシル）又はそれらの誘導体から選択された無金属触媒（メディエータ）と、
‐好ましくは酸化酵素ＥＣ１：１０：３：２である酸化酵素と
から選択される触媒系と、
の存在下で前記アルコールをアルデヒド又はケトンに変換する段階と、
ｂ．前記アルデヒドをアミンに変換する段階であって、前記アルデヒドからアミンへの変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．任意でアシル化剤を用いることで、前記アミンをアシル化することにより、前記アミンを前記アミドに変換する、段階と、
を備える、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
ｉｉ． ‐好ましくは複数のＰｄ（０）‐ナノ触媒から選択された不均一系の支持金属触媒と、
‐好ましくはＰｄ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、及びＩｒから得られ、より好ましくはＤＡＢＣＯ‐ＣｕＣｌ‐ＴＥＭＰＯ法及びＣｕＣｌ‐ビピリジル‐ＴＥＭＰＯ法から選択された有機金属錯体と、
‐好ましくはＴＥＭＰＯ（（２，２，６，６‐テトラメチルピペリジン‐１‐ｙｌ）オキシル）又はそれらの誘導体から選択された無金属触媒（メディエータ）と、
‐好ましくは酸化酵素ＥＣ１：１０：３：２である酸化酵素と
から選択される触媒系と、
の存在下で前記アルコールをアルデヒド又はケトンに変換する段階と、
ｂ．前記アルデヒドをアミンに変換する段階であって、前記アルデヒドからアミンへの変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．任意でアシル化剤を用いることで、前記アミンをアシル化することにより、前記アミンを前記アミドに変換する、段階と、
を備える、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記アミン供与体は、アラニン、ＩＰＡ（イソプロピルアミン）、及び、メチルベンジルアミンから選択され、前記アミン供与体は、好ましくはＬ‐アラニンである、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記アシル化剤は、酸、アルキルケトン二量体、酸塩化物、及び無水物から選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項9】
前記アシル化剤は、Ｒ基が（ｉ）アルキル、（ｉｉ）アリール、及び（ｉｉｉ）複素環から選択される、化学式６
の化合物から選択される、請求項６又は８に記載の方法。
【化8】
【請求項10】
前記アシル化剤は、化学式６
の化合物から選択され、
Ｒ基は
及び
から選択され、
それにより、複数の前記アシル化剤はそれぞれ、化学式６ａ及び６ｂの化合物となり、前記アシル化は好ましくはＮａＨＣＯ３の存在下で実行され、より好ましくは、前記アシル化はＮａＨＣＯ３、Ｈ２Ｏ、及びＣＨＣｌ３の存在下で実行される、請求項６又は８に記載の方法。
【化9】
Ｒ基は
【化10】
【化11】
それにより、複数の前記アシル化剤はそれぞれ、化学式６ａ及び６ｂの化合物となり、前記アシル化は好ましくはＮａＨＣＯ３の存在下で実行され、より好ましくは、前記アシル化はＮａＨＣＯ３、Ｈ２Ｏ、及びＣＨＣｌ３の存在下で実行される、請求項６又は８に記載の方法。
【請求項11】
前記アシル化剤は、化学式５
の化合物から選択され、
Ｒ基は
及び
から選択され、
それにより、複数の前記アシル化剤はそれぞれ、化学式５ａ及び５ｂの化合物となり、前記アシル化は、好ましくは、リパーゼの存在下で実行され、より好ましくは、前記アシル化はリパーゼ及び２‐メチル‐２‐ブタノール内で実行される、請求項６又は８に記載の方法。
【化12】
Ｒ基は
【化13】
【化14】
それにより、複数の前記アシル化剤はそれぞれ、化学式５ａ及び５ｂの化合物となり、前記アシル化は、好ましくは、リパーゼの存在下で実行され、より好ましくは、前記アシル化はリパーゼ及び２‐メチル‐２‐ブタノール内で実行される、請求項６又は８に記載の方法。
【請求項12】
化学式６ａ及び６ｂの複数の前記アシル化剤は、塩化チオニルの存在下で、それぞれ化学式５ａ及び５ｂの複数の化合物から調製されたものである、請求項９に記載の方法。
【請求項13】
前記アシル化剤は、７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸である、請求項６又は８に記載の方法。
【請求項14】
前記アルコールは、（ｉ）バニリルアルコール、（ｉｉ）複数のベンジルアルコール、（ｉｉｉ）複数のシンナミルアルコール、及び（ｉｖ）複数のヒドロキシ‐、メトキシ‐及びエトキシベンジルアルコールから選択される、請求項１から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記第一級アルコールは、化学式１
の化合物から選択され、
Ｒは、
ｉ．前記第一級アルコールが化学式１ａの化合物となる
と、
ｉｉ．前記第一級アルコールが化学式１ｂの化合物となる
と、
ｉｉｉ．前記第一級アルコールが化学式１ｃの化合物となる
と、
から選択される、
請求項３に記載の方法。
【化15】
Ｒは、
ｉ．前記第一級アルコールが化学式１ａの化合物となる
【化16】
ｉｉ．前記第一級アルコールが化学式１ｂの化合物となる
【化17】
ｉｉｉ．前記第一級アルコールが化学式１ｃの化合物となる
【化18】
から選択される、
請求項３に記載の方法。
【請求項16】
前記アルドールが、化学式３
の化合物から選択され、
Ｒは
ｉ．前記アルドールが化学式３ａの化合物となる
と、
ｉｉ．前記アルドールが化学式３ｂの化合物となる
と、
ｉｉｉ．前記アルドールが化学式３ｃの化合物となる
と、
から選択される、請求項４に記載の方法。
【化19】
Ｒは
ｉ．前記アルドールが化学式３ａの化合物となる
【化20】
ｉｉ．前記アルドールが化学式３ｂの化合物となる
【化21】
ｉｉｉ．前記アルドールが化学式３ｃの化合物となる
【化22】
から選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項17】
前記アルデヒドが、化学式２
の化合物から選択され、
Ｒは、
ｉ．前記アルデヒドが化学式２ａの化合物となる
と、
ｉｉ．前記アルデヒドが化学式２ｂの化合物となる
と、
ｉｉｉ．前記アルデヒドが化学式２ｃの化合物となる
と、
から選択される、請求項１から１６の何れか一項に記載の方法。
【化23】
Ｒは、
ｉ．前記アルデヒドが化学式２ａの化合物となる
【化24】
ｉｉ．前記アルデヒドが化学式２ｂの化合物となる
【化25】
ｉｉｉ．前記アルデヒドが化学式２ｃの化合物となる
【化26】
から選択される、請求項１から１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記アミンは、化学式４の化合物
から選択され、
Ｒは、
ｉ．前記アミンが化学式４ａの化合物となる
と、
ｉｉ．前記アミンが化学式４ｂの化合物となる
と、
ｉｉｉ．前記アミンが化学式４ｃの化合物となる
と、
から選択される、
請求項１から１７の何れか一項に記載の方法。
【化27】
Ｒは、
ｉ．前記アミンが化学式４ａの化合物となる
【化28】
ｉｉ．前記アミンが化学式４ｂの化合物となる
【化29】
ｉｉｉ．前記アミンが化学式４ｃの化合物となる
【化30】
から選択される、
請求項１から１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項19】
ａ．ｉ．化学式１ａ、１ｂ、及び１ｃのアルコールを提供し、前記アルコールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの対応するアルデヒドに変換することで、又は、
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ、又は３ｃのアルドールを提供し、前記アルドールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドに変換することで、
化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃのアルデヒドを提供する段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの前記アルデヒドをそれぞれ、化学式４ａ、４ｂ、又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．化学式４ａ、４ｂ、又は４ｃの前記アミンをアミドに変換する段階であって、当該変換は、
ｉ．それぞれ化学式５ａ又は５ｂの化合物、及び、好ましくはリパーゼ、又は
ｉｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの化合物、及び、好ましくはＮａＨＣＯ３、又は、
ｉｉｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくは、リパーゼ
の存在下で実行される段階と
を備える、請求項１から１８の何れか一項に記載の方法。
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ、又は３ｃのアルドールを提供し、前記アルドールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドに変換することで、
化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃのアルデヒドを提供する段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの前記アルデヒドをそれぞれ、化学式４ａ、４ｂ、又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．化学式４ａ、４ｂ、又は４ｃの前記アミンをアミドに変換する段階であって、当該変換は、
ｉ．それぞれ化学式５ａ又は５ｂの化合物、及び、好ましくはリパーゼ、又は
ｉｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの化合物、及び、好ましくはＮａＨＣＯ３、又は、
ｉｉｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくは、リパーゼ
の存在下で実行される段階と
を備える、請求項１から１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項20】
ａ．ｉ．化学式１ａ、１ｂ又は１ｃのアルコールを提供し、前記アルコールをそれぞれ化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する段階であって、当該変換は、複数のＰｄ（０）ナノ粒子の存在下で、より好ましくは、複数のＰｄ（０）ナノ粒子及びＯ２の存在下で実行される、段階、又は、
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ、又は３ｃのアルドールを提供し、前記アルドールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する段階であって、当該変換は、Ｌ‐アラニンの存在下で、より好ましくは、酵素カスケード系の存在下で実行される、段階
によって、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃのアルデヒドを提供する、段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの前記アルデヒドを、それぞれ化学式４ａ、４ｂ、又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの前記変換は、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．化学式４ａ、４ｂ又は４ｃの前記アミンをアミドに変換する段階であって、当該変換は、
ｉ．それぞれ化学式５ａ又は５ｂの化合物、及び、好ましくはリパーゼ、又は、
ｉｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの化合物、及び、好ましくはＮａＨＣＯ３、又は、
ｉｉｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼ
の存在下で実行される、段階と
を備える、請求項１から１９の何れか一項に記載の方法。
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ、又は３ｃのアルドールを提供し、前記アルドールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する段階であって、当該変換は、Ｌ‐アラニンの存在下で、より好ましくは、酵素カスケード系の存在下で実行される、段階
によって、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃのアルデヒドを提供する、段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの前記アルデヒドを、それぞれ化学式４ａ、４ｂ、又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの前記変換は、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．化学式４ａ、４ｂ又は４ｃの前記アミンをアミドに変換する段階であって、当該変換は、
ｉ．それぞれ化学式５ａ又は５ｂの化合物、及び、好ましくはリパーゼ、又は、
ｉｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの化合物、及び、好ましくはＮａＨＣＯ３、又は、
ｉｉｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼ
の存在下で実行される、段階と
を備える、請求項１から１９の何れか一項に記載の方法。
【請求項21】
ａ．ｉ．化学式１ａ、１ｂ又は１ｃのアルコールを提供し、前記アルコールをそれぞれ化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する段階であって、当該変換は、複数のＰｄ（０）ナノ粒子の存在下、より好ましくは、複数のＰｄ（０）ナノ粒子及びＯ２の存在下で実行される、段階と、
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ又は３ｃのアルコールを提供し、前記アルコールから、それぞれ化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドへ変換する段階であって、当該変換は、複数のＰｄ（０）ナノ粒子の存在下、より好ましくは、複数のＰｄ（０）ナノ粒子及びＯ２の存在下で実行される、段階と、
によって、化学式２ａ、２ｂ又は２ｃのアルデヒドを提供する段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの前記アルデヒドを、それぞれ化学式４ａ、４ｂ又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの前記変換は、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．化学式４ａ、４ｂ、又は４ｃの前記アミンをアミドに変換し、当該変換は、
ｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの複数の化合物、及び、好ましくはＮａＨＣＯ３、又は、
ｉｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼ
の存在下で実行される、段階と
を備える、請求項１から２０の何れか一項に記載の方法。
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ又は３ｃのアルコールを提供し、前記アルコールから、それぞれ化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドへ変換する段階であって、当該変換は、複数のＰｄ（０）ナノ粒子の存在下、より好ましくは、複数のＰｄ（０）ナノ粒子及びＯ２の存在下で実行される、段階と、
によって、化学式２ａ、２ｂ又は２ｃのアルデヒドを提供する段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの前記アルデヒドを、それぞれ化学式４ａ、４ｂ又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの前記変換は、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．化学式４ａ、４ｂ、又は４ｃの前記アミンをアミドに変換し、当該変換は、
ｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの複数の化合物、及び、好ましくはＮａＨＣＯ３、又は、
ｉｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼ
の存在下で実行される、段階と
を備える、請求項１から２０の何れか一項に記載の方法。
【請求項22】
ａ．バニリルアルコールを提供し、前記アルコールをバニリンに変換する段階と、
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、バニリンからバニリルアミンへの変換は、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．バニリルアミンをカプサイシン、ノニバミド、又はフェニルカプサイシン、及びそれらの複数の誘導体に変換する、段階と、
を備える、請求項１から２１の何れか一項に記載の方法。
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、バニリンからバニリルアミンへの変換は、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．バニリルアミンをカプサイシン、ノニバミド、又はフェニルカプサイシン、及びそれらの複数の誘導体に変換する、段階と、
を備える、請求項１から２１の何れか一項に記載の方法。
【請求項23】
ａ．バニリルアルコールを提供し、複数のＰｄ（０）ナノ粒子の存在下、より好ましくは、複数のＰｄ（０）ナノ粒子及びＯ２の存在下で、前記アルコールをバニリンに変換する段階と、
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、バニリンからバニリルアミンへの変換は、ＡＴＡ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを有する前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．バニリルアミンを
‐ｉ．それぞれ化学式５ａ又は５ｂの複数の化合物、及び好ましくはリパーゼ、又は、
ｉｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの複数の化合物、及び好ましくはＮａＨＣＯ３
の存在下においてカプサイシン及びノニバミドへ変換し、
‐ｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼの存在下においてフェニルカプサイシンへ変換する、段階と、
を備える、請求項１から２２の何れか一項に記載の方法。
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、バニリンからバニリルアミンへの変換は、ＡＴＡ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを有する前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．バニリルアミンを
‐ｉ．それぞれ化学式５ａ又は５ｂの複数の化合物、及び好ましくはリパーゼ、又は、
ｉｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの複数の化合物、及び好ましくはＮａＨＣＯ３
の存在下においてカプサイシン及びノニバミドへ変換し、
‐ｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼの存在下においてフェニルカプサイシンへ変換する、段階と、
を備える、請求項１から２２の何れか一項に記載の方法。
【請求項24】
ａ．バニリルアルコールを提供し、Ｐｄ（０）ナノ粒子及びＯ２の存在下で前記アルコールをバニリンに変換する段階と、
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、バニリンからバニリルアミンへの変換が、ＡＴＡ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを有する前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．バニリルアミンを、
‐ｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの複数の化合物、及び好ましくはＮａＨＣＯ３の存在下で、カプサイシン又はノニバミドに変換し、
‐ｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼの存在下で、フェニルカプサイシンに変換する、
段階と、
を備える、請求項１から２３の何れか一項に記載の方法。
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、バニリンからバニリルアミンへの変換が、ＡＴＡ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを有する前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｃ．バニリルアミンを、
‐ｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの複数の化合物、及び好ましくはＮａＨＣＯ３の存在下で、カプサイシン又はノニバミドに変換し、
‐ｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼの存在下で、フェニルカプサイシンに変換する、
段階と、
を備える、請求項１から２３の何れか一項に記載の方法。
【請求項25】
ａ．バニリルアルコールを提供し、前記アルコールからバニリルアミンへ、バニリンを中間体として変換する段階であって、前記変換は、ＡＴＡ、アルコールデヒドロゲナーゼ（ＡＤＨ）、及びＬ‐ＡＤＨを有する酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
ｂ．バニリルアミンを
‐ｉ．それぞれ化学式５ａ又は５ｂの複数の化合物、及び好ましくはリパーゼ、又は、
ｉｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの複数の化合物、及び好ましくはＮａＨＣＯ３
の存在下でカプサイシン又はノニバミドに変換し、
‐ｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼの存在下でフェニルカプサイシン
に変換する段階と、
を備える、請求項１から２４の何れか一項に記載の方法。
ｂ．バニリルアミンを
‐ｉ．それぞれ化学式５ａ又は５ｂの複数の化合物、及び好ましくはリパーゼ、又は、
ｉｉ．それぞれ化学式６ａ又は６ｂの複数の化合物、及び好ましくはＮａＨＣＯ３
の存在下でカプサイシン又はノニバミドに変換し、
‐ｉ．７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸、及び、好ましくはリパーゼの存在下でフェニルカプサイシン
に変換する段階と、
を備える、請求項１から２４の何れか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記Ｐｄ（０）ナノ粒子は、Ｐｄ（０）‐ＡｍＰ‐ＭＦＣ及びＰｄ（０）‐ＣＰＧから選択される、請求項２４に記載の方法。
【請求項27】
前記アミドは、カプサイシン、ノニバミド、フェニルカプサイシン、並びに、複数の天然及び非天然カプサイシノイドから選択される、請求項１から２６の何れか一項に記載の方法。
【請求項28】
前記アミドが、
化学式
のカプサイシン、ノニバミド、フェニルカプサイシン、並びに、複数の天然及び非天然カプサイシノイドから選択され、
Ｒは
及び
から選択され、Ｒ２は、
及び
から選択される、請求項１から２７の何れか一項に記載の方法。
化学式
【化31】
Ｒは
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【請求項29】
前記バニリルアルコールはリグニンから得られる、請求項２５に記載の方法。
【請求項30】
前記方法は、ワンポット内で実行される、請求項１から２９の何れか一項に記載の方法。
【請求項31】
前記方法は、複数の中間体を精製することなく、ワンポット内で実行される、請求項１から３０の何れか一項に記載の方法。
【請求項32】
請求項１から３１の何れか一項に記載の方法で調製された複数のカプサイシノイド。
【請求項33】
ａ．アルコールをアルデヒド又はケトンに変換する段階と、
ｂ．前記アルデヒド又はケトンをアミンに変換する段階であって、前記アルデヒド又はケトンのアミンへの変換は、酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備える、アルコールの変換のための方法であって、
前記酵素カスケード系は、アミン転移酵素（ＡＴＡ）を備え、前記酵素カスケード系は、好ましくは、ＡＴＡ及びアミン供与体を備え、前記酵素カスケード系は、更に好ましくは、ＡＴＡ、アミン供与体としてのＬ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを備え、前記酵素カスケード系は、もっとも好ましくは、ＡＴＡ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、ＮＡＤＨ、Ｄ‐グルコース及びグルコースデヒドロゲナーゼを備える、
アルコールの変換のための方法。
ｂ．前記アルデヒド又はケトンをアミンに変換する段階であって、前記アルデヒド又はケトンのアミンへの変換は、酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備える、アルコールの変換のための方法であって、
前記酵素カスケード系は、アミン転移酵素（ＡＴＡ）を備え、前記酵素カスケード系は、好ましくは、ＡＴＡ及びアミン供与体を備え、前記酵素カスケード系は、更に好ましくは、ＡＴＡ、アミン供与体としてのＬ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを備え、前記酵素カスケード系は、もっとも好ましくは、ＡＴＡ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、ＮＡＤＨ、Ｄ‐グルコース及びグルコースデヒドロゲナーゼを備える、
アルコールの変換のための方法。
【請求項34】
前記酵素カスケード系は、ＡＴＡ及びアミン供与体を備え、前記酵素カスケード系は、好ましくは、ＡＴＡ、アミン供与体としてのＬ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを備え、前記酵素カスケード系は、より好ましくは、ＡＴＡ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、ＮＡＤＨ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼを備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項35】
前記アルコールは、第一級アルコールであり、
前記アルデヒドは、Ｒ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミンは、Ｒ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される、
請求項３３又は３４に記載の方法。
前記アルデヒドは、Ｒ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミンは、Ｒ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される、
請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項36】
前記アルコールはアルドールであり、
前記アルデヒドはＲ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミンは、Ｒ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される、
請求項３３又は３４に記載の方法。
前記アルデヒドはＲ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択され、
前記アミンは、Ｒ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される、
請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項37】
複数のアルコール基は第二級アルコールであり、
ケト基は、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基、及び、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択される、Ｒ１基を備え、
前記アミンは、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基、及び、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択される、Ｒ１基を備える、
請求項３３又は３４に記載の方法。
ケト基は、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基、及び、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択される、Ｒ１基を備え、
前記アミンは、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基、及び、（ｉｉ）Ｒ１がメチル及びエチルから選択される、Ｒ１基を備える、
請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項38】
ａ）ｉ．Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、空気、及びＮａＯＣｌから選択される酸化剤、及び、
ｉｉ．‐好ましくは複数のＰｄ（０）ナノ触媒から選択される、不均一系の支持金属触媒と、
‐好ましくは、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、及びＩｒから得られ、より好ましくは、ＤＡＢＣＯ‐ＣｕＣｌ‐ＴＥＭＰＯ法、及び、ＣｕＣｌ‐ビピリジル‐ＴＥＭＰＯ法から選択される、有機金属錯体と、
‐好ましくは、ＴＥＭＰＯ（（２，２，６，６‐テトラメチルピペリジン‐１‐ｙｌ）オキシル）又はそれらの誘導体から選択された、無金属触媒（メディエータ）と、
‐好ましくは、酸化酵素ＥＣ１：１０：３：２である、酸化酵素と
から選択される、触媒系
の存在下で、前記アルコールをアルデヒド又はケトンに変換する、段階と、
ｂ）前記アルデヒドをアミンに変換する段階であって、前記アルデヒドからアミンへの変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と
を備えた、請求項３５から３７の何れか一項に記載の方法。
ｉｉ．‐好ましくは複数のＰｄ（０）ナノ触媒から選択される、不均一系の支持金属触媒と、
‐好ましくは、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、及びＩｒから得られ、より好ましくは、ＤＡＢＣＯ‐ＣｕＣｌ‐ＴＥＭＰＯ法、及び、ＣｕＣｌ‐ビピリジル‐ＴＥＭＰＯ法から選択される、有機金属錯体と、
‐好ましくは、ＴＥＭＰＯ（（２，２，６，６‐テトラメチルピペリジン‐１‐ｙｌ）オキシル）又はそれらの誘導体から選択された、無金属触媒（メディエータ）と、
‐好ましくは、酸化酵素ＥＣ１：１０：３：２である、酸化酵素と
から選択される、触媒系
の存在下で、前記アルコールをアルデヒド又はケトンに変換する、段階と、
ｂ）前記アルデヒドをアミンに変換する段階であって、前記アルデヒドからアミンへの変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と
を備えた、請求項３５から３７の何れか一項に記載の方法。
【請求項39】
前記アミン供与体が、アラニン、ＩＰＡ（イソプロピルアミン）、及び、メチルベンジルアミンから選択され、前記アミン供与体は、好ましくはＬ‐アラニンである、請求項３３から３８の何れか一項に記載の方法。
【請求項40】
前記アルコールが、（ｉ）バニリルアルコール、（ｉｉ）複数のベンジルアルコール、（ｉｉｉ）複数のシンナミルアルコール、（ｉｖ）複数のヒドロキシ‐、メトキシ‐、及びエトキシベンジルアルコールから選択される、請求項３３から３９の何れか一項に記載の方法。
【請求項41】
前記第一級アルコールは、化学式１
の化合物から選択され、
Ｒは、
ｉ．前記第一級アルコールが化学式１ａの化合物となる
と、
ｉｉ．前記第一級アルコールが化学式１ｂの化合物となる
と、
ｉｉｉ．前記第一級アルコールが化学式１ｃの化合物となる
と、
から選択される、請求項３５に記載の方法。
【化36】
Ｒは、
ｉ．前記第一級アルコールが化学式１ａの化合物となる
【化37】
ｉｉ．前記第一級アルコールが化学式１ｂの化合物となる
【化38】
ｉｉｉ．前記第一級アルコールが化学式１ｃの化合物となる
【化39】
から選択される、請求項３５に記載の方法。
【請求項42】
前記アルドールは、化学式３
の化合物から選択され、
Ｒは、
ｉ．前記アルドールが化学式３ａの化合物となる
と、
ｉｉ．前記アルドールが化学式３ｂの化合物となる
と、
ｉｉｉ．前記アルドールが化学式３ｃの化合物となる
と、
から選択される、請求項３６に記載の方法。
【化40】
Ｒは、
ｉ．前記アルドールが化学式３ａの化合物となる
【化41】
ｉｉ．前記アルドールが化学式３ｂの化合物となる
【化42】
ｉｉｉ．前記アルドールが化学式３ｃの化合物となる
【化43】
から選択される、請求項３６に記載の方法。
【請求項43】
前記アルデヒドは、化学式２
の化合物から選択され、
Ｒは、
ｉ．前記アルデヒドは化学式２ａの化合物となる
と、
ｉｉ．前記アルデヒドは化学式２ｂの化合物となる
と、
ｉｉｉ．前記アルデヒドは化学式２ｃの化合物となる
と、
から選択される、請求項３３から４２の何れか一項に記載の方法。
【化44】
Ｒは、
ｉ．前記アルデヒドは化学式２ａの化合物となる
【化45】
ｉｉ．前記アルデヒドは化学式２ｂの化合物となる
【化46】
ｉｉｉ．前記アルデヒドは化学式２ｃの化合物となる
【化47】
から選択される、請求項３３から４２の何れか一項に記載の方法。
【請求項44】
前記アミンは、化学式４
の化合物から選択され、
Ｒは、
ｉ．前記アミンは化学式４ａの化合物となる
と、
ｉｉ．前記アミンは化学式４ｂの化合物となる
と、
ｉｉｉ．前記アミンは化学式４ｃの化合物となる
と、
から選択される、
請求項３３から４３の何れか一項に記載の方法。
【化48】
Ｒは、
ｉ．前記アミンは化学式４ａの化合物となる
【化49】
ｉｉ．前記アミンは化学式４ｂの化合物となる
【化50】
ｉｉｉ．前記アミンは化学式４ｃの化合物となる
【化51】
から選択される、
請求項３３から４３の何れか一項に記載の方法。
【請求項45】
ａ．ｉ．化学式１ａ、１ｂ又は１ｃのアルコールを提供し、前記アルコールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの対応するアルデヒドに変換するか、又は、
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ又は３ｃのアルドールを提供し、前記アルドールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する
ことによって、化学式２ａ、２ｂ又は２ｃのアルデヒドを提供する、段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの前記アルデヒドを、それぞれ化学式４ａ、４ｂ又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの前記変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備える、請求項３３から４４の何れか一項に記載の方法。
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ又は３ｃのアルドールを提供し、前記アルドールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する
ことによって、化学式２ａ、２ｂ又は２ｃのアルデヒドを提供する、段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの前記アルデヒドを、それぞれ化学式４ａ、４ｂ又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの前記変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備える、請求項３３から４４の何れか一項に記載の方法。
【請求項46】
ａ．ｉ．化学式１ａ、１ｂ又は１ｃのアルコールを提供し、前記アルコールを、それぞれ化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する段階であって、当該変換は、複数のＰｄ（０）ナノ粒子の存在下、より好ましくは、複数のＰｄ（０）ナノ粒子及びＯ２の存在下で実行される、段階、又は、
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ、又は３ｃのアルドールを提供し、前記アルドールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する段階であって、当該変換は、Ｌ‐アラニンの存在下、より好ましくは、酵素カスケード系の存在下で実行される、段階
によって、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃのアルデヒドを提供する段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの前記アルデヒドを、それぞれ化学式４ａ、４ｂ又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの前記変換は、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備えた、請求項３３から４５の何れか一項に記載の方法。
ｉｉ．化学式３ａ、３ｂ、又は３ｃのアルドールを提供し、前記アルドールをそれぞれ、化学式２ａ、２ｂ又は２ｃの対応するアルデヒドに変換する段階であって、当該変換は、Ｌ‐アラニンの存在下、より好ましくは、酵素カスケード系の存在下で実行される、段階
によって、化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃのアルデヒドを提供する段階と、
ｂ．化学式２ａ、２ｂ、又は２ｃの前記アルデヒドを、それぞれ化学式４ａ、４ｂ又は４ｃの対応するアミンに変換する段階であって、アルデヒドからアミンへの前記変換は、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備えた、請求項３３から４５の何れか一項に記載の方法。
【請求項47】
ａ．バニリルアルコールを提供し、前記アルコールをバニリンに変換する段階と、
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、前記バニリンからバニリルアミンへの変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備える、請求項３３から４６の何れか一項に記載の方法。
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、前記バニリンからバニリルアミンへの変換が、前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備える、請求項３３から４６の何れか一項に記載の方法。
【請求項48】
ａ．バニリルアルコールを提供し、複数のＰｄ（０）ナノ粒子の存在下、より好ましくは、複数のＰｄ（０）ナノ粒子及びＯ２の存在下で、前記アルコールをバニリンに変換する段階と、
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、バニリンからバニリルアミンへの変換が、ＡＴＡ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを有する前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備える、請求項３３から４６の何れか一項に記載の方法。
ｂ．前記バニリンをバニリルアミンに変換する段階であって、バニリンからバニリルアミンへの変換が、ＡＴＡ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを有する前記酵素カスケード系によって触媒される、段階と、
を備える、請求項３３から４６の何れか一項に記載の方法。
【請求項49】
ａ．バニリルアルコールを提供し、中間体としてバニリンを経由して前記アルコールをバニリルアミンへ変換する段階であって、当該変換は、ＡＴＡ、アルコールデヒドロゲナーゼ（ＡＤＨ）、及びＬ‐ＡＤＨを有する酵素カスケード系によって触媒される、段階
を備える、請求項３３から４８の何れか一項に記載の方法。
を備える、請求項３３から４８の何れか一項に記載の方法。
【請求項50】
前記複数のＰｄ（０）ナノ粒子は、Ｐｄ（０）‐ＡｍＰ‐ＭＦＣ、及び、Ｐｄ（０）‐ＣＰＧから選択される、請求項４６または４８に記載の方法。
【請求項51】
前記バニリルアルコールは、リグニンから得られる、請求項４０、４７、４８、又は４９のいずれかに一項に記載の方法。
【請求項52】
前記方法がワンポット内で実行される、請求項３３から５１の何れか一項に記載の方法。
【請求項53】
前記方法が、複数の中間体を精製することなく、ワンポット内で実行される、請求項３３から５２の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は概して、金属及び有機触媒による統合型の酵素カスケード系を使用する、アルコール及びアルデヒドのアミン及びアミドへの変換のための、環境に優しい方法に関する。より具体的には、本発明は、バニリンアルコールから出発するカプサイシノイドの合成、並びに、酵素カスケード系及び触媒の組み合わせの使用に関する。
【背景技術】
【0002】
アミン及びアミドは、ファインケミカル及び医薬品の製造にとって、有用で非常に価値のある化合物である。この文脈において、カプサイシン（７ａ）はトウガラシ属で見つかる刺激性の化合物であり、これらの植物の赤トウガラシの実の辛い味の原因である（図１）１。また、複数のカプサイシン類似体７（又はカプサイシノイド）がトウガラシ属で見つかるが、カプサイシンはもっとも頻繁に現れるものの１つであり、また、最初に単離され、その構造が決定されている１‐４。カプサイシノイドの用途には、辛い食品、自衛用武器（トウガラシスプレーなど）、並びに、Ｚｏｓｔｒｉｘ及びＡｘｓａｉｎなどの鎮痛剤が含まれる。また、カプサイシノイドは、例えば、熱喪失及び熱発生両方の活性化５、副腎カテコールアミン分泌の増加６，７、及び体脂肪蓄積の抑制７，８など、様々な他の生理作用を備えることが示されている。また、カプサイシノイドは、癌抑制の特性を示す（この主題を確認するには、９‐１１を参照）。
【0003】
カプサイシノイド（７）は天然源（例えばトウガラシ属のトウガラシの実）から単離できるが、これはカプサイシン（７ａ）及びジヒドロカプサイシンを主に生じさせる。なぜなら、他のカプサイシノイドの多くは、わずかな量しか存在しないからである３，４。従って、化学合成は、ノニバミド（７ｂ）など希少性がより高いカプサイシノイドを得ること、及び、非天然カプサイシノイド１２を生成することに有用である。 カプサイシノイドは、最初に、還流させたMeOH内において過剰の金属（Zn）及びギ酸アンモニウムの混合物を使用してバニリンオキシムを還元し、バニリルアミン（４）を得ることによって、バニリン（２）から調製され得る１３。 次に、４は塩化アシル（６）と更に反応し、最終生成物（７）を生成し得る１２，１４‐１６。 あるいは、４と、種々の脂肪酸誘導体との間の酵素触媒転換によって、アミド結合形成が達成され得る１７‐２０。
【0004】
木材から得られるリグニンは、バニリルアルコール（１）及びバニリン（２）を製造するための天然源であり（図１）２１、従って、カプサイシノイド（７）合成の潜在的な原材料である。リグニンは再生可能であり、自然において大量に入手可能で、現在は限られた数の用途のみに使用されているので２１，２２、特に興味深い。 また、バニリンは、芳香族求電子置換反応によってグアイアコールをグリオキシル酸と反応させることで、グアイアコールから合成できる。結果として発生するバニリルマンデル酸は、次に、酸化的脱炭酸によって、４‐ヒドロキシ‐３‐メトキシフェニルグリオキシル酸を経由してバニリン（２）へと変換される２３。
【0005】
しかしながら、カプサイシノイドを製造するための、環境に優しい無害な方法の必要性が存在する。より具体的には、還元的アミノ化段階、すなわち、バニリンからバニリルアミンへの変換のように、アルデヒドをそれに対応するアミンに変換する段階に金属を使用する必要性を無くすべく、バニリルアミン（４ａ）などの中間体アミンを調製する酵素的手法の必要性が存在する。更に、バニリルアミン及びその誘導体をカプサイシノイドに変換する、より効率的な方法であって、当該カプサイシノイドの収率が先行技術に記載された収率より高い方法の必要性が存在する。加えて、反応中間体を精製する必要なく、ワンポット内でカプサイシノイドを製造する必要性も存在する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】E. K. Nelson, J. Am. Chem. Soc, 1919, 41, 1115-1121.
【非特許文献2】D. J. Bennett and G. W. Kirby, J. Chem. Soc. C, 1968, 442-446.
【非特許文献3】K. Iwai, T. Suzuki and H. Fujiwake, Agric. Biol. Chem., 1979, 43, 2493-2498.
【非特許文献4】T. Kawada, T. Watanabe, K. Katsura, H. Takami and K. Iwai, J. Chromatogr., 1985, 329, 99-105・
【非特許文献5】A. Kobayashi, T. Osaka, Y. Namba, S. Inoue, T. H. Lee and S. Kimura, Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol., 1998, 275, R92-R98
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【非特許文献26】B. Wang, F. Yang, Y. Shan, W. Qiu, J. Tang, Tetrahedron, 2009, 65, 5409-5412
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【非特許文献28】M. Edin, J. Backvall and A. Cordova, Tetrahedron Lett., 2004, 45, 7697-7701
【非特許文献29】T. Patil, N.; Huo, Z.; B. Bajracharya, G.; Yamamoto, Y., J. Org. Chem. 2006, 71, 3612.
【発明の概要】
【0007】
本発明の目的は、アミン及びアミドを合成するための出発原料として様々な再生可能化合物を使用することである。
【0008】
本発明の更なる目的は、環境及び健康の観点から有利なアミン及びアミドを合成する方法を提供することである。
【0009】
本発明の更なる目的は、アミドを製造するためのより持続可能なプロセスを提供することである。本発明の更なる目的は、ワンポットにおいて合成を実行することである。本発明の更なる目的は、中間体の単離の必要性を無くすことである。本発明の更なる目的は、合成中に生成される廃棄物の量を減らすことである。
【0010】
本発明の更なる目的は、還元的アミノ化段階に金属を使用する必要性を無くすべく、酵素的手法を使用することで中間体バニリルアミン（４ａ）を調製することである。
【0011】
本発明の複数の目的は、不均一系金属触媒及び有機触媒などの他の触媒系と統合された場合に、アルコールを順に、又はワンポット内でそれぞれアミン及びアミドに変換する酵素カスケード系を伴う、多触媒性カスケードリレーシーケンスを使用することによって達成される。本発明の実施形態は、スキーム１に図示されている。ここで、（ｉ）Ｒは好ましくは脂肪族化合物、アリール、４‐ヒドロキシ‐３‐メトキシ‐Ｃ６Ｈ３、及び、４‐ヒドロキシ‐３‐エトキシ‐Ｃ６Ｈ３から選択され、（ｉｉ）Ｒ１は好ましくはＨ、メチル及びエチルから選択され、（ｉｉｉ）Ｒ３は好ましくはアルキル及びアリールから選択される。
【0012】
スキーム１で示されているように、アルコールの変換の方法に関する実施形態は、（ａ）当該アルコールをアルデヒド又はケトンに変換する段階と、（ｂ）当該アルデヒド又はケトンをアミンに変換する段階であって、当該アルデヒド又はケトンからアミンへの変換は、酵素カスケード系によって触媒される段階と、（ｃ）当該アミンを当該アミドに変換する段階とを備える。【化1】
【0013】
更なる実施形態は、スキーム２で図示されているように、多触媒性系の組み合わせを使用した、バニリルアルコール及びその誘導体の変換による、カプサイシノイド及び類似の誘導体の合成に関する。【化2】
【0014】
更なる実施形態は、スキーム２に図示されているように、酵素カスケード系及び有機触媒を使用した、バニリン及びその誘導体から出発する、カプサイシノイド及び類似の誘導体の合成に関する。
【0015】
更なる実施形態は、カプサイシン、ノニバミド、及びフェニルカプサイシン、並びにそれらの誘導体の合成に関する。
【0016】
更なる実施形態は、（ａ）当該アルコールをアルデヒドに変換する段階と、（ｂ）当該アルデヒドをアミンに変換する段階であって、当該アルデヒドのアミンへの変換が、酵素カスケード系によって触媒される段階と、（ｃ）当該アミンを当該アミドに変換する段階とを備える、アルコールの変換方法であって、当該段階（ａ）‐（ｃ）は、スキーム３に開示されているアルコール、アルデヒド、アミン、及び試薬を使用することによって実施される、変換方法に関する。【化3】
【0017】
更なる実施形態は、環境に無害な条件下における、アルコールのアミン及びアミドへの変換に関する。従って、種々の実施形態の態様において、目的は次のように達成される。 ‐多触媒性カスケードリレーシーケンスを使用してアルコールからアミン及びアミドを合成する。 ‐多触媒性カスケードリレーシーケンスを使用してアルデヒドからアミン及びアミドを合成する。 ‐多触媒性カスケードリレーシーケンスを使用して、バニリン及びその誘導体から出発するカプサイシノイドの全合成を実行する。 ‐多触媒性カスケードリレーシーケンスを使用して、バニリルアルコール及びその誘導体から出発するカプサイシノイドの全合成を実行する。
【発明を実施するための形態】
【0018】
記載されている実施形態は、アルコールの変換のための環境に無害な方法に関し、当該方法は、アルコールをアルデヒド又はケトンに変換する段階と、アルデヒド又はケトンをアミンに変換する段階と、次にアミンをアミドに変換する段階とを備える。アルデヒドのアミンへの変換は、酵素カスケード系によって触媒される。
【0019】
アルデヒドの調製に使用されるアルコールは、第一級アルコールから選択され得る。第一級アルコールの酸化の結果、Ｒ基を備えるアルデヒドが生じ、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される。酵素カスケード系による、アルデヒドのアミンへの変換の結果、Ｒ基を備えるアミンが生じ、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される。アシル化剤にさらされたアミンは、Ｒ基を備えるアミドを生じさせ、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環、及びアシル基（ＣＯＲ３）から選択され、Ｒ３はアルキル及びアリールから選択される。
【0020】
第二級アルコールは、ケトンの調製に使用され得る。第二級アルコールの酸化の結果、Ｒ基及びＲ１基を備えるケトンのケト基が生じ、Ｒはアルキル及びアリールから選択され、Ｒ１はメチル及びエチルから選択される。酵素カスケード系による、ケトンのアミンへの変換の結果、Ｒ基及びＲ１基を備えるアミンが生じ、Ｒはアルキル及びアリールから選択され、Ｒ１はメチル及びエチルから選択される。アシル化剤にさらされたアミンは、（ｉ）Ｒがアルキル及びアリールから選択されるＲ基、（ｉｉ）Ｒ１はメチル及びエチルから選択されるＲ１基、及び、（ｉｉｉ）Ｒ３はアルキル及びアリールから選択されるアシル基（ＣＯＲ３）を備えるアミドを生じさせる。
【0021】
反応分子の性質に応じた適切な触媒によって、アルコールはアルデヒドに変換される。触媒は、不均一系（対応する）金属触媒、均一系金属触媒（均一系有機金属錯体など）、無金属触媒（メディエータ）、又は酸化酵素（酸化酵素ＥＣ１：１０：３：２など）から選択される。反応分子の性質に応じた適切な酸化剤は、酸素、空気、過酸化水素、及びＮａＯＣｌから選択される。
【0022】
アルデヒドを調製するのに使用されるアルコールは、アルドールから選択され得る。アルドールの分解の結果、Ｒ基を備え、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される、アルデヒドが生じる。酵素カスケード系によるアルデヒドのアミンへの変換の結果、Ｒ基を備えるアミンが生じ、Ｒはアルキル、アリール、シンナミル及び複素環から選択される。アシル化剤にさらされるアミンは、Ｒ基を備えるアミドを生じさせ、Ｒは、アルキル、アリール、シンナミル及び複素環、並びに、アシル基（ＣＯＲ３）から選択され、Ｒ３はアルキル及びアリールから選択される。
【0023】
アルデヒドを対応するアミンに変換する酵素カスケード系は、アラニン、ＩＰＡ（イソプロピルアミン）、及びメチルベンジルアミンから選択されるアミン供与体などの有機触媒と組み合わせられ得るアミン転移酵素（ＡＴＡ）を備える。好ましいアミン供与体は、Ｌ‐アラニンであり、好ましいＡＴＡは、ＥＣ２．６．１．１８である。興味深いことに、酵素カスケード系において、末端Ｎ源である（例えば、塩化アンモニウムの形態の）ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及びＮＡＤＨを含めることで、アミドの収率が増加する。加えて、酵素カスケード系において、Ｄ‐グルコース及びグルコースデヒドロゲナーゼを含めることによっても、アミドの収率は更に増加し得る。従って、最適な変換は、ＡＴＡ、Ｌ‐アラニン、ＮＨ３、Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ、ＮＡＤＨ、Ｄ‐グルコース、グルコースデヒドロゲナーゼを備える酵素カスケード系の使用を伴う。
【0024】
アミンの対応するアミドへの変換は、酸、アルキルケトン二量体、酸塩化物、及び無水物から選択されるアシル化剤（すなわちアミド化剤）でアミンをアシル化することによって達成される。加えて、例えば有機触媒及びリパーゼを伴う触媒方法も使用され得る。
【0025】
アミドを製造するための上記方法は、多触媒性カスケードリレーシーケンス（すなわち多触媒性系）の使用を図示するスキーム２（上記）に示されているように、カプサイシノイド、及びその誘導体の製造に使用され得る。図示されているように、バニリン（２ａ）は、バニリルアルコール（１ａ）又は化学式３のアルドールの何れかから調製される。次の段階において、バニリンは、酵素カスケード系によって、対応するアミンバニリルアミン（４ａ）に変換される。化学式７ａ及び７ｂのカプサイシノイドは２つの異なる経路によって調製され得る。第１経路は、化学式５ａ又は５ｂの化合物とのバニリルアミンの反応を伴う一方、第２経路は、代わりに化学式６ａ又は６ｂの化合物とのバニリルアミンの反応を伴う。更なる好ましい実施形態において、１ａ、２ａ、及び／又は３ａの誘導体は、フェニルカプサイシン、並びに、天然及び非天然カプサイシノイドの製造に使用され得る。
【0026】
好ましい実施形態において、アシル化剤５ａ、５ｂ、６ａ、及び６ｄは、７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸（７‐ｐｈｅｎｙｌｈｅｐｔ‐６‐ｙｏｎｉｃ ａｃｉｄ）及び化学式【化4】
【0027】
本発明の好ましい実施形態は、リグニンなどの再生可能化合物を、バニリルアルコールの原料として利用する。加えて、本発明の好ましい実施形態は、中間体のいかなる精製もなく、ワンポット内で実行される。再生可能化合物、金属触媒作用の無い酵素カスケード系、及びワンポット合成を使用することにより、本発明は持続可能であり、環境に無害である。
【0028】
本発明の好ましい実施形態において、ベンジルアルコール、シンナミルアルコール、並びにヒドロキシル-、メトキシ‐、及びエトキシベンジルアルコールが出発化合物として使用され得る。特定の実施形態は、化学式ＲＣＨＯＨＲ１のアルコールであって、Ｒは脂肪族化合物、アリール、４-ヒドロキシ-３-メトキシ-Ｃ６Ｈ３、及び４-ヒドロキシ-３-エトキシ-Ｃ６Ｈ３から選択され、Ｒ１はＨ、メチル及びエチルから選択される、アルコールの使用を伴う。加えて、好ましい実施形態は、出発化合物としてのアルデヒド及びケトンの使用を伴い、一部の例として、ベンズアルデヒド及びアリルメチルケトンがある。出発化合物であるアルコール、アルデヒド、及びケトンは、石油関連資源、又は再生可能な資源から得たものであり得る。
【0029】
アルキルは本発明において、炭素原子１個から３０個（Ｃ１‐３０）の長さの直鎖又は分岐鎖の炭素鎖であり、当該炭素鎖は、任意で不飽和であり得、従って、アルケン及びアルキンを含み得る。当該Ｃ１‐３０アルキル基は任意で、１‐３置換基によって置換され得る。ここで、当該置換基は、アルコキシ（Ｃ１‐３０直鎖又は分岐鎖）、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロ、シアノ、及びフェニルから選択される（当該フェニルは、アルキル、アルコキシ（Ｃ１‐３０直鎖又は分岐鎖）、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ及びニトロからなるグループから独立に選択される１‐３置換基によって任意で置換される）。
【0030】
本発明において、アリールは、１‐３置換基によって任意で置換され得る芳香族基であり、当該置換基は、アルキル、アルコキシ（Ｃ１‐３０直鎖又は分岐鎖）、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロ、シアノ、及びフェニルから選択される（当該フェニルは、アルキル、アルコキシ（Ｃ１‐３０直鎖又は分岐鎖）、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ及びニトロからなるグループから独立に選択される１‐３置換基によって任意で置換される）。
【0031】
本発明において、シンナミルは、１‐３置換基によって任意で置換され得るシンナミル基であり、当該置換基は、アルキル、アルコキシ（Ｃ１‐３０直鎖又は分岐鎖）、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロ、シアノ、及びフェニルから選択される（当該フェニルは、アルキル、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ及びニトロからなるグループから独立に選択される１‐３置換基によって任意で置換される）。
【0032】
本発明において、複素環は、１‐３置換基によって任意で置換され得る複素環基である。ここで、当該置換基は、アルキル、アルコキシ（Ｃ１‐３０直鎖又は分岐鎖）、ハロゲン、ヒドロキシル、ニトロ、シアノ、及びフェニルから選択される（当該フェニルは、アルキル、アルコキシ（Ｃ１‐３０直鎖又は分岐鎖）、ハロゲン、ヒドロキシル、シアノ及びニトロからなるグループから独立に選択される１‐３置換基によって任意で置換される）。［実験の項］
【0033】
薬品及び溶媒は、供給業者から購入したｐｕｒｉｓｓ ｐ．Ａ．であるか、又は標準的な技術によって精製された。市販の試薬は、更なる精製なしで、購入したままの状態で使用された。
【0034】
クロモバクテリウム・ビオラセウムのアミン転移酵素（ＡＴＡ）は発酵によって製造された。Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ（Ｌ‐ＡＤＨ、セレウス菌由来、≧３５０Ｕ／ｍＬ、製品番号７９８４８）、及び、グルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ、シュードモナス属由来、≧２００Ｕ／ｍｇ、製品番号１９３５９）は、Ｓｉｇｍａ‐Ａｌｄｒｉｃｈから購入された。
【0035】
アルミニウムシートシリカゲルプレート（Ｆｌｕｋａ６０ Ｆ２５４）が薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ）に使用され、化合物は紫外線（２５４ｎｍ）の照射によって、又はリンモリブデン酸（２５ｇ）、Ｃｅ（ＳＯ４）２・Ｈ２Ｏ（１０ｇ）、濃Ｈ２ＳＯ４（６０ｍＬ）、及びＨ２Ｏ（９４０ｍＬ）の溶液による処理によって可視化され、その後、加熱された。生成物の精製は、シリカゲル（Ｆｌｕｋａ ６０、粒子サイズ０．０４０‐０．０６３ｍｍ）を使用して、フラッシュカラムクロマトグラフィによって実行された。
【0036】
ＨＰＬＣ分析は、Ｃｒｏｗｎｐａｋ ＣＲ（＋）カラム（Ｄａｉｃｅｌ）及び紫外線検出器（２５４ｎｍ）を使用して、１１００シリーズＨＰＬＣシステム（Ａｇｉｌｅｎｔ）で実行された。ｐＨ１．６（ＨＣｌＯ４）及び１０％ｖ／ｖメタノールによる酸性移動相が使用された。変換は、内部標準として安息香酸を使用することで、生成物を測定し、標準曲線と比較することによって判定された。
【0037】
赤外線（ＩＲ）スペクトルのλｍａｘは、ｃｍ‐１の単位で、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｎｉｃｏｌｅｔ ６７００ ＦＴ‐ＩＲ分光計で記録された。バンドは、ｂｒｏａｄ（ｂｒ）、ｓｔｒｏｎｇ（ｓ）、ｍｅｄｉｕｍ（ｍ）、又はｗｅａｋ（ｗ）として特徴付けられる。１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ（５００ＭＨｚ又は４００ＭＨｚ）分光計で記録された。化学シフトは、不完全な重水素の取り込みから生じた溶媒共鳴を内部標準（ＣＤＣｌ３：δ７．２６ｐｐｍ）として、テトラメチルシランからのｐｐｍ単位で報告される。データは、化学シフト、多重度（ｓ＝一重線、ｄ＝二重線、ｑ＝四重線、ｂｒ＝ブロード，ｍ＝多重線）、結合定数（Ｈｚ）、積分値として報告される。１３Ｃ ＮＭＲスペクトルは、通常プロトンデカップリングによって、Ｂｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ（１２５．８ＭＨｚ又は１００ＭＨｚ）分光計上で記録された。化学シフトは、溶媒共鳴を内部標準（ＣＤＣｌ３：δ ７７．１６ｐｐｍ）として、テトラメチルシランからのｐｐｍ単位で報告される。高分解能質量分析法は、Ａｇｉｌｅｎｔ ６５２０ Ａｃｃｕｒａｔｅ‐Ｍａｓｓ Ｑ‐ＴＯＦ ＬＣ／ＭＳ（ポジティブモード）上で実行された。［ＡＴＡ：クローニング、発現、精製］
【0038】
クロモバクテリウム・ビオラセウムのアミン転移酵素（ＡＴＡ）の遺伝子は、Ｃａｓｓｉｍｊｅｅ ｅｔ． ａｌ．２４が以前に記載したように、プラスミドｐＥＴ２８ａ（＋）に挿入され、大腸菌ＢＬ２１（ＤＥ３）細胞内へ形質転換された。トランスアミナーゼプラスミドを含む細胞は、５０ｍｇ／Ｌカナマイシンを含む２０ｍＬ Ｌｕｒｉａ‐Ｂｅｒｔｏｎｉ（ＬＢ）培地（１０ｇ／Ｌトリプトン、５ｇ／Ｌ ＮａＣｌ、５ｇ／Ｌ酵母エキス）において、３７°Ｃ、２２０ｒｐｍで一晩培養された。タンパク質の発現は、２５°Ｃ、１２０ｒｐｍで、バッフル付フラスコ内において、これら一晩培養液のうち６個を１０８０ｍＬのＬＢ培地、及び５０ｍｇ／Ｌカナマイシンと混合することで実行された。培養液は、０．４ｍＭのＩＰＴＧを加えることで誘導され、２４時間インキュベートされた。次に、細胞が採取され、遠心分離によって培地から分離された。細胞は、２０ｍＭ Ｎａ２ＨＰＯ４及び５００ｍＭ ＮａＣｌからなるｐＨ７．４のＩＭＡＣ結合緩衝液に再懸濁され、超音波処理によって破砕された。細胞破砕片は、遠心分離によって除去され、粗製酵素溶液は、ＨｉｓＴｒａｐ ＨＰ ５ｍＬカラム（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）を使用しながら、AＫＴＡ ＦＰＬＣシステムで濾過（０．４５μｍ）され、精製された。結合緩衝液は、カラムを洗浄するのに使用され、次に、２０ｍＭ Ｎａ２ＨＰＯ４、５００ｍＭイミダゾール、及び５００ｍＭ ＮａＣｌからなるｐＨ７．４のＩＭＡＣ溶出緩衝液で酵素が溶出された。酵素溶液は、穏やかに撹拌されながら、１ｍＭピリドキサール‐５'‐リン酸（ＰＬＰ）と共に２０分間インキュベートされた。緩衝液は次に、ＰＤ１０脱塩カラム（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）を使用してＨＥＰＥＳ ５０ｍＭ ｐＨ８．２に変更された。酵素は反応に使用される前に、一晩保管された。酵素は４℃の暗所で保管された。［ＡＴＡ濃度の決定］
【0039】
ＡＴＡ濃度は、Ｃａｓｓｉｍｊｅｅ ｅｔ．ａｌ．２４に記載されているように、減衰係数８．１ｍＭ‐１ｃｍ‐１で、３９５ｎｍでの吸光度を測定することで決定された。［バニリンからのバニリルアミンの調製］
【0040】
すべての反応は、エッペンドルフチューブ（全量１ｍＬ）内において、３７℃で、暗所で実行された。変換はＨＰＬＣ分析によって判定された。【化5】
【0041】
最初の実験において、２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン及び５ｍＭバニリン（２ａ）が、０．２ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡと共に、ＨＥＰＥＳ緩衝液５０ｍＭ ｐＨ８．２内で混合された。２３時間後、バニリンの２５％がバニリルアミン（４ａ）に変換された。Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼを加え、同一の実験が繰り返された。この実験には、いかなるＮＡＤＨ再生系も使用されなかったので、過剰のＮＡＤＨ（２当量）が使用された。反応組成は、ＨＥＰＥＳ緩衝液５０ｍＭ ｐＨ８．２内の２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、５ｍＭバニリン、１００ｍＭ塩化アンモニウム、及び１０ｍＭ ＮＡＤＨ、並びに０．２ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、及び７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼであった。この結果、２３時間後には、７０％の変換が見られた。次に、ＮＡＤＨを再生するべく、グルコースデヒドロゲナーゼを加えて実験が繰り返された。再生系の存在によって、反応液におけるＮＡＤＨ濃度は、過剰な濃度から触媒量へと変化した。反応組成は、ＨＥＰＥＳ緩衝液５０ｍＭ ｐＨ８．２内の２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、５ｍＭバニリン、１００ｍＭ塩化アンモニウム、１００ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨに、０．２ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及び１０Ｕ／ｍＬグルコースデヒドロゲナーゼであった。この系の結果、２３時間以内に９９％を超える変換が生じた。
【0042】
反応液におけるバニリン（２ａ）の出発濃度は、高い変換率を維持しながら、５０ｍＭに増加させることに成功した。バニリンは最初にＤＭＳＯに溶解され、次に５０ｍＭ ＨＥＰＥＳ緩衝液において、Ｄ‐グルコース、塩化アンモニウム及びＬ‐アラニンと混合された。ｐＨは８．２（１Ｍ ＮａＯＨ）に調整され、溶液はエッペンドルフチューブ内でＮＡＤＨ及び酵素と混合され、２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、５０ｍＭバニリン、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ及び１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯ、０．９ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及び１０Ｕ／ｍＬグルコースデヒドロゲナーゼを最終濃度とした。この結果、１７時間後に９５％が変換した。［他のアミンの調製］
【化6】
【0043】
他の２つのアルデヒドであるベンズアルデヒド（２ｂ）及びシンナムアルデヒド（２ｃ）は、同一手順を使用して、それぞれ対応するアミン、４ｂ及び４ｃに変換されることに成功した。反応組成は、ＨＥＰＥＳ緩衝液（４５ｍＭ、ｐＨ８．２、３７℃）内の２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、５ｍＭアルデヒド（２ｂ又は２ｃ）、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ｖ／ｖ ＮＡＤＨ、１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯ、１ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐ＡＤＨ及び１０Ｕ／ｍＬ ＧＤＨであった。２３時間後、８９％の変換率で４ｂが得られた一方で、７６％の変換率で４ｃが得られた。［バニリルアミンからのカプサイシン及びノニバミドの合成に関する一般手順］
【0044】
段階１：酸性溶液５ａ又は５ｂ（１９．０ｍｍｏｌ、１．０当量）及び塩化チオニル（９．０４ｇ、７６．０ｍｍｏｌ、４．０当量）が４時間還流された。過剰な塩化チオニルがロータリーエバポレーターによって除去され、残留物は、高真空下で除去され、淡黄色である塩化アシル６ａ又は６ｂを生じさせた２５。 原料は更なる精製を行うことなく、次の段階で使用された。
【0045】
段階２：バニリルアミン（４）（８１．１ｍｇ、０．５３ｍｍｏｌ、１．００当量）及びＮａＨＣＯ３（１４５．６ｍｇ、１．７３ｍｍｏｌ、３．２７当量）を含むバイアル（８ｍＬ）にＨ２Ｏ（１．５ｍＬ）が加えられ、室温で３０分間撹拌され、その後、ＣＨＣｌ３（２ｍＬ）が加えられ、反応液を室温で１５分間撹拌し続けた。次に、６ａ又は６ｂ（０．６１ｍｍｏｌ、１．１６当量）のＣＨＣｌ３（０．５ｍＬ）溶液が滴下され、反応液は室温で更に３０分間撹拌された。その後、反応液は４０℃に加熱され、（ＴＬＣによって監視され）３０分間撹拌された。有機層が分離され、水層がＣＨＣｌ３（３ｘ１５ｍＬ）で洗浄された。混ぜ合わさった有機層は、ＨＣｌ（２％）水溶液で洗浄され、次に食塩水で洗浄され、その後Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥された。粗製原料は、クロマトグラフィによって精製され、淡黄色油である７ａ（単離収率９１％）及び７ｂ（単離収率９４％）を生じさせた２６。
【0046】
７ａ：ＩＲ（ｎｅａｔ）λ３２９６（ｂｒ），２９２２（ｓ），２８５３（ｍ），１７３０（ｍ），１６４７（ｍ），１５１５（ｍ），１４５９（ｍ），１３７６（ｍ），１２７２（ｍ），１２１４（ｍ），１１５４（ｍ），１１２３（ｗ），１０３４（ｍ），９７０（ｗ），８１６（ｗ），７５６（ｓ），６６７（ｍ），５５７（ｗ）ｃｍ‐１；１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ６．８６（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），６．８１（ｓ，１Ｈ），６．７９‐６．７３（ｍ，１Ｈ），５．６２（ｂｒ ｓ，２Ｈ），５．４１‐５．２７（ｍ，１Ｈ），４．３６（ｄ，Ｊ＝５．７Ｈｚ，２Ｈ），３．８８（ｓ，３Ｈ），２．３６‐２．１３（ｍ，４Ｈ），１．９８（ｑ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，１Ｈ），１．８３‐１．７２（ｍ，１Ｈ），１．７２‐１．５７（ｍ，４Ｈ），１．５３‐１．４３（ｍ，１Ｈ），１．４２‐１．３４（ｍ，１Ｈ），０．９５（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，２Ｈ），０．９３（ｄ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，３Ｈ）
【0047】
１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１７２．９，１７２．５，１４６．８，１４５．３０，１４５．２７，１３８．３，１３０．６，１３０．５，１２６．６，１２１．０３，１２０．９７，１１４．５２，１１４．４９，１１０．８６，１１０．８１，７２．１，６３．３，５６．１２，５６．０９，４３．７６，４３．６９，３６．９，３６．７，３５．１，３２．４，３１．１，３０．５，２９．４，２５．４，２５．２，２２．８，２１．１，１５．１，１４．４；Ｃ１８Ｈ２７ＮＯ３Ｎａ＋について計算されたＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）［Ｍ＋Ｎａ］＋：３０６．２０６４，実測値：３０６．２０５９
【0048】
７ｂ：ＩＲ（ｎｅａｔ）λ３２９３（ｂｒ），２９２６（ｍ），２８５５（ｍ），１６４１（ｍ），１５１４（ｍ），１４６２（ｍ），１４３２（ｍ），１３７６（ｗ），１２７２（ｍ），１２１４（ｍ），１１５４（ｍ），１１２３（ｗ），１０３６（ｍ），９０９（ｍ），８５３（ｗ），７４９（ｓ），６６６（ｍ），５５６（ｗ），４６４（ｗ）ｃｍ‐１；１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ６．８５（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），６．８０（ｓ，１Ｈ），６．７５（ｄ，Ｊ＝８．２Ｈｚ，１Ｈ），５．７３（ｂｒ ｓ，２Ｈ），４．３４（ｄ，Ｊ＝５．７Ｈｚ，２Ｈ），３．８６（ｓ，３Ｈ），２．１９（ｔ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，２Ｈ），１．６８‐１．５９（ｍ，２Ｈ），１．３８‐１．１８（ｍ，１０Ｈ），０．８７（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ）
【0049】
１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１７３．１，１４６．９，１４５．３０，１３０．５，１２０．９，１１４．５，１１０．８，５６．１，４３．７，３７．０，３１．９，２９．５，２９．３，２５．９，２２．８，１４．２；Ｃ１７Ｈ２７ＮＯ３Ｎａ＋について計算されたＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）［Ｍ＋Ｎａ］＋：３１６．１８８３，実測値：３１６．１８７９［ワンポットにおけるノニバミドの全合成］
【0050】
段階１：５０ｍＭバニリン（２ａ）が１３．０６ｍＬスケールで使用された。これにより、変換が１００％である場合、１００ｍｇのバニリルアミン（４ａ）を生じさせるであろう。バニリンは最初にＤＭＳＯに溶解され、次に５０ｍＭ ＨＥＰＥＳ緩衝液において、Ｄ‐グルコース、塩化アンモニウム及びＬ‐アラニンと混合された。ｐＨは８．２（１Ｍ ＮａＯＨ）に調整され、溶液は５０ｍＬファルコンチューブ内でＮＡＤＨ及び酵素と混合され、２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、５０ｍＭバニリン、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ及び１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯ、１．６ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及び１０Ｕ／ｍＬグルコースデヒドロゲナーゼを最終濃度とした。反応は３７℃、暗所において、撹拌なしで実行された。１９時間後、変換率は９９％を超えることが、ＨＰＬＣ分析によって判定された。第２段階が実行されるまで、溶液は−８０℃で保管された（ＨＰＬＣ用のサンプル除去後、全量は１３．０１ｍＬ）。
【0051】
段階２ａ：前の酵素カスケード反応段階からの粗製反応混合物を含むフラスコ（体積１３．０１ｍＬ、バニリルアミン（９９．６ｍｇ、０．６５ｍｍｏｌ、１．００当量）を含む）に、ＮａＨＣＯ３（１７８．９ｍｇ、２．１３ｍｍｏｌ、３．２７当量）が加えられ、室温で３０分間撹拌された。その後、ＣＨＣｌ３（２０ｍＬ）を加え、反応液を室温で１５分間撹拌し続けた。次に、６ｂ（１３２．１ｍｇ、０．７５ｍｍｏｌ、１．１６当量）のＣＨＣｌ３（５．０ｍＬ）溶液が滴下され、反応液は室温で更に３０分間撹拌された。その後、反応液は４０℃に加熱され、（ＴＬＣによって監視され）３０分間撹拌された。有機層が分離され、水層がＣＨＣｌ３（３ｘ５０ｍＬ）で洗浄された。混ぜ合わさった有機層は、ＨＣｌ（２％）水溶液で洗浄され、次に食塩水で洗浄され、その後Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥された。粗製原料は、クロマトグラフィによって精製され、淡黄色油であるノニバミド（７ｂ）（単離収率９２％）を生じさせた。
【0052】
段階２ｂ：前の段階からの乾燥した粗製反応混合物（バニリルアミン９４ｍｇ、０．６２ｍｍｏｌ、１．００当量を含む）が２‐メチル‐２‐ブタノール（３１ｍＬ、２０ｍＭ）に溶解された。反応液には、Ｍｓ ４A（２ｇ）、化合物５ｂ（９８．７ｍｇ、０．６２ｍｍｏｌ、１．００当量）、及びリパーゼ（１．９ｇ、２０ｍｇ／ｍＬ）が加えられた。反応液は４５℃で４８時間撹拌された。その後、反応液は室温まで冷却され、濾過された。溶媒は減圧下で除去され、粗製原料はクロマトグラフィによって精製され、淡黄色油であるノニバミド（７ｂ）（単離収率５２％）を生じさせる。［バニリルアルコールからバニリルアミンを合成する手順］
【0053】
段階１：オーブン乾燥させたマイクロ波バイアルに、バニリルアルコール（１ａ）（４６．３ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ、１．０当量）及びＰｄ（０）‐ナノ触媒（Ｐｄ（０）‐ＡｍＰ‐ＭＦＣ，２０．１ｍｇ，０．０１５ｍｍｏｌ、８ｗｔ％）２７又は（Ｐｄ（０）‐ＣＰＧ、５００A、９０．０ｍｇ、０．０１５ｍｍｏｌ、１６６μｍｏｌ／ｇ、２ｗｔ％）を入れ、その後、トルエン（０．６ｍＬ）を加えた。次に、混合物は密封され、Ｏ２が充填されたバルーンがバイアルに接続され、反応液は７０℃で撹拌された。３時間後（Ｐｄ（０）‐ＡｍＰ‐ＭＦＣが使用された場合）又は２時間後（Ｐｄ（０）‐ＣＰＧ、５００Åが使用された場合）、バニリン（２ａ）への変換率は、９９％を超えた。
【0054】
バニリン：ＩＲ（ｎｅａｔ）λ３３３５（ｂｒ），３０１６（ｗ），２８３８（ｗ），１６６８（ｍ），１５８３（ｍ），１５０９（ｍ），１４６１（ｗ），１４３２（ｗ），１４００（ｗ），１２６５（ｓ），１２０７（ｗ），１１５０（ｓ），１１１８（ｍ），１０２７（ｍ），９５７（ｗ），８６６（ｗ），８２０（ｗ），７７９（ｗ），７５０（ｍ），７２８（ｓ），６６６（ｗ），６２８（ｗ），５８８（ｗ），５５１（ｗ）ｃｍ‐１；１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ９．８２（ｓ，１Ｈ），７．４３‐７．４０（ｍ，２Ｈ），７．０３（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，１Ｈ），６．３５（ｂｒ ｓ，１Ｈ），３．９５（ｓ，３Ｈ）１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１９１．１，１５１．９，１４７．３，１３０．０，１２７．７，１１４．５，１０８．９，５６．２；Ｃ８Ｈ９Ｏ３について計算されたＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）［Ｍ＋Ｈ］＋：１５３．０５４６，実測値：１５３．０５４４
【0055】
段階２：まだＰｄナノ粒子を含む、前の段階からの粗製混合物の数滴が、エッペンドルフチューブに移され、２００μＬの蒸留水と混合された。この溶液内のバニリンの濃度を決定するべく、サンプルが採取され、サンプル内のＰｄナノ粒子が遠心分離（４０００ｒｐｍ、１５分間）で除去され、ＨＰＬＣ分析が実行された。Ｄ‐グルコース、塩化アンモニウム及びＬ‐アラニンが５０ｍＭ ＨＥＰＥＳ緩衝液中に溶解され、ｐＨは８．２（１Ｍ ＮａＯＨ）に調整され、溶液はＮＡＤＨ及び酵素と混合され、粗製バニリン溶液（１００μＬ）を含むチューブに直接加えられた。反応物の最終量は、１ｍＬであり、濃度は２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、粗製溶液からの１．５０６４ｍＭバニリン、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ、並びに１ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及び１０Ｕ／ｍＬグルコースデヒドロゲナーゼであった。反応は３７℃、暗所において、撹拌なしで実行された。ＨＰＬＣ分析の前に、サンプル内のＰｄナノ粒子はいずれも遠心分離（４０００ｒｐｍ、１５分）で除去された。４４時間後、反応が完了し、バニリルアミン（４ａ）が得られ、変換率は８７％であることが、ＨＰＬＣ分析によって判定された。これによって生じる、バニリルアルコール（１ａ）からバニリルアミン（４ａ）への全体変換率は８７％である。［バニリンとアセトンとの間のアルドール反応の手順］
【0056】
バニリン（２ａ）（１１４．１ｍｇ，０．７５ｍｍｏｌ，１．００当量）及びアセトン（７．５ｍＬ）を含むバイアル（８ｍＬ）に、Ｎ２存在下でプロライン（ＤＬ‐Ｐｒｏｌｉｎｅ又はＬ‐Ｐｒｏｌｉｎｅ）（２６．０ ｍｇ，０．２３ｍｍｏｌ，３０ｍｏｌ％）が加えられた。反応液は室温で２４時間撹拌され、次に、ＮＨ４Ｃｌ（３．０ｍＬ）飽和水溶液を加えることで急冷された。反応混合物は酢酸エチル（３ｘ２０ｍＬ）によって抽出され、混ぜ合わされた有機相は食塩水（１０ｍＬ）で洗浄され、Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥された。粗製原料は、クロマトグラフィによって精製され、黄色油である３（単離収率７４％）を生じさせた２８。
【0057】
２：ＩＲ（ｎｅａｔ）λ３３９２（ｂｒ），２９２４（ｍ），１７０３（ｍ），１６０４（ｗ），１５１５（ｍ），１４５５（ｗ），１４３１（ｗ），１３６３（ｗ），１２６９（ｍ），１２１３（ｍ），１１５３（ｍ），１１２３（ｍ），１０３２（ｍ），８５８（ｗ），８１９（ｗ），７４９（ｓ），６６６（ｗ），６３８（ｗ），５４０（ｗ）ｃｍ‐１；１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ６．９３（ｄ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，１Ｈ），６．８７（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），６．８０（ｄｄ，Ｊ＝８．１，１．９Ｈｚ，１Ｈ），５．６０（ｂｒ ｓ，１Ｈ），５．０９（ｄｔ，Ｊ＝９．２，３．０，Ｈｚ，１Ｈ），３．９０（ｓ，３Ｈ），３．２３（ｄ，Ｊ＝３．０Ｈｚ，１Ｈ），２．８８（ｄｄ，Ｊ＝１７．６，９．３Ｈｚ，１Ｈ），２．８０（ｄｄ，Ｊ＝１７．６，３．３Ｈｚ，１Ｈ），２．２０（ｓ，３Ｈ）１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ２０９．４，１４６．８，１４５．３，１３５．０，１１８．７，１１４．４，１０８．４，６９．９，５６．１，５２．２，３０．９；Ｃ１１Ｈ１４Ｏ４Ｎａ＋について計算されたＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）［Ｍ＋Ｎａ］＋：２３３．０７８４，実測値：２３３．０７８４［アラニン触媒逆アルドール反応］
【0058】
バニリン（２ａ）は、アラニンによって触媒される逆アルドール反応によってリグニンモデル３から調製された。この系は、ワンポット内における酵素カスケード系で、バニリルアミン（４ａ）の合成に使用されるためのものであったので、逆アルドール反応に関する初期実験に使用された条件は、以前のバニリルアミンの合成に使用された条件と同一であった。ＨＰＬＣが分析に使用された。
【0059】
化合物３がＤＭＳＯ内に溶解され、ＨＥＰＥＳ緩衝液ｐＨ８．２において、Ｌ‐アラニンと混合され、最終量を１ｍＬ、最終濃度を２．５ｍＭ化合物３、２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、４５ｍＭ ＨＥＰＥＳ、及び１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯとした。反応は３７℃で７０時間実行され、その後、すべての３が消費された。この時点で、出発原料の３８％がバニリンに変換され、残りは３の脱水生成物などの副生物に変換された（変換率は決定されていない）。アラニンは無いが他は同一の組成を有する対照反応は、７０時間後にいくらかの３がまだ反応液に存在する状態で、５．３％の変換率でバニリンを生じさせた。このことは、ある程度の自発的な逆アルドール活性が存在するが、アラニン触媒反応より遥かに遅いことを示している。アラニンを含むが、ｐＨ７である同一の組成による第３の反応は、いくらかの３がまだ反応液に存在する状態で、７０時間後に１９％の変換率でバニリンを生じさせた。これらの結果は、表１にまとめられている。
【0060】
Ｌ‐アラニンはキラル触媒であり、使用された化合物３はラセミ体である。ラセミ体３の触媒としてのＤＬ‐アラニンの使用、及び、（Ｓ）‐３の触媒としてのＬ‐アラニンの使用を調査するための実験が行われた。また、ラセミ体３の触媒としてのＬ‐アラニンとの対照反応も比較のために実行された。すべての反応は、以前のように、４５ｍＭ ＨＥＰＥＳ ｐＨ８．２、１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯ、及び２．５ｍＭの化合物３と共に、体積１ｍＬ内で実行された。２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン又は５００ｍＭ ＤＬ‐アラニンが触媒として使用された。室温に１１６時間置いた後、対照反応において、２４％の変換率でバニリンが得られ、ラセミ体触媒を用いた場合は３０％、基質として（Ｓ）‐３を用いた場合は１９％の変換率で得られた。これらの結果は、表１にまとめられている。【表1】
【0061】
［ワンポット内における逆アルドール反応によるバニリルアミンの合成、及びその後のアミノ基転移の手順］
【0062】
Ｄ‐グルコース、塩化アンモニウム及びＬ‐アラニンは、５０ｍＭ ＨＥＰＥＳ緩衝液内に溶解され、ｐＨは８．２（１Ｍ ＮａＯＨ）に調整された。リグニンモデル３は、ＤＭＳＯに溶解され、次に、ＮＡＤＨ及び酵素と共に溶液に加えられ、最終体積を１ｍＬ、最終濃度を２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、２．５ｍＭ 化合物３、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ及び１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯ、並びに、１ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及び１０Ｕ／ｍＬグルコースデヒドロゲナーゼとした。反応は３７℃、暗所において、撹拌なしで実行された。この結果、９２時間後、バニリルアミン（４ａ）への２５％の変換が生じ、ＨＰＬＣ分析によって判定された。
【0063】
５０ｍＭではなく１００ｍＭのＨＥＰＥＳ（最終体積は１ｍＬ、最終濃度は２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、２．５ｍＭ化合物３、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ及び１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯ、並びに０．９ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及び１０Ｕ／ｍＬグルコースデヒドロゲナーゼ）を使用すること以外は同一の反応が繰り返された。反応は３７℃、暗所において、撹拌なしで実行された。この結果、９０時間後、バニリルアミン（４ａ）への４０％の変換が生じ、ＨＰＬＣ分析によって判定された。
【0064】
バニリン（２ａ）からのバニリルアミン（４ａ）の合成のための上述の系に対する、高い緩衝液濃度の影響が調査された。上述の方法と同一の方法で、バニリンがＤＭＳＯ内に溶解され、次に、ＨＥＰＥＳ緩衝液１００ｍＭ内でＤ‐グルコース、塩化アンモニウム及びＬ‐アラニンと混合された。ｐＨは８．２（１Ｍ ＮａＯＨ）に調整され、溶液はエッペンドルフチューブ内でＮＡＤＨ及び酵素と混合され、最終体積を１ｍＬ、最終濃度を２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、５０ｍＭバニリン、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ及び１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯ、並びに、０．９ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐アラニンデヒドロゲナーゼ及び１０Ｕ／ｍＬグルコースデヒドロゲナーゼとした。反応は３７℃、暗所において、撹拌なしで実行された。この結果、反応は１８時間後に終了し、バニリンのバニリルアミンへの変換はわずか７７％であった。同一の系、及び、より低い緩衝液濃度で、９５％の変換率（スモールスケール）、及び、９９％を超える変換率（スケールアップ）が得られたので、１００ｍＭの緩衝液濃度で更に作業しないことが決定された。［７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸の合成２９］
【0065】
オーブン乾燥されたフラスコに、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１７３．３ｍｇ、０．１５ｍｍｏｌ、３ｍｏｌ％）、及びＣｕＩ（１９．０ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ、２ｍｏｌ％）が加えられ、フラスコはＮ２存在下で５分間洗浄され、その後、ヘプト‐６‐ヨニック酸（６３０．８ｍｇ、５ｍｍｏｌ、１．０当量）、１‐ヨードベンゼン（１．２２ｇ、６ｍｍｏｌ、１．２当量）、及び、トリエチルアミン（２０ｍＬ）が加えられた。反応液は５０℃に加熱され、１６時間撹拌された。その後、粗製原料は濃縮され、酢酸エチル（１００ｍＬ）及びＨＣｌ水溶液（１Ｍ、２０ｍＬ）が加えられ、抽出された。水相は酢酸エチル（１００ｍＬ）で再度抽出され、混ぜ合わさった有機層はＮａ２ＳＯ４上で乾燥され、濃縮された。粗製原料はクロマトグラフィによって精製され、茶色の固体である７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸（単離収率８２％）が生じた。
【0066】
１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１０．７５（ｂｒ ｓ，１Ｈ），７．４３‐７．３６（ｍ，２Ｈ），７．３２‐７．２２（ｍ，３Ｈ），２．４５（ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ，４Ｈ），１．８８‐１．７８（ｍ，２Ｈ），１．７２‐１．６３（ｍ，２Ｈ）［フェニルカプサイシンの合成］Ｍｓ ４A （１００ｍｇ）を含むオーブン乾燥バイアルに２‐メチル‐２‐ブタノール（５ｍＬ）、７‐フェニルヘプト‐６‐ヨニック酸（２０．２ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ、１．０当量）、４ａ（１５．２ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ、１．０当量）、及びＮｏｖｏｚｙｍｅ（１００ｍｇ）が加えられた。反応液は４５℃で４８時間撹拌された。その後、反応液は室温まで冷却され、濾過された。溶媒は減圧下で除去され、粗製原料はクロマトグラフィによって精製され、淡黄色油であるフェニルカプサイシン（単離収率９５％）を生じさせた。
【0067】
ＩＲ（ｎｅａｔ）λ３０５３（ｗ），２９３７（ｗ），１６４５（ｍ），１６００（ｗ），１５１３（ｍ），１４６１（ｗ），１４３１（ｍ），１３７３（ｍ），１２６４（ｍ），１２３６（ｗ），１１５４（ｍ），１１２３（ｍ），１０３４（ｍ），８５４（ｗ），８１８（ｗ），７３２（ｓ），６９３（ｍ），５４２（ｗ），４６５（ｗ）ｃｍ‐１；１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ７．３９‐７．３３（ｍ，２Ｈ），７．２９‐７．２４（ｍ，３Ｈ），６．８５（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），６．８０（ｓ，１Ｈ），６．７５（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），５．６７（ｂｒ ｓ，１Ｈ），５．６０（ｓ，１Ｈ），４．３６（ｄ，Ｊ＝５．７Ｈｚ，２Ｈ），３．８６（ｓ，３Ｈ），２．４４（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，２Ｈ），２．２７（ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ，２Ｈ），１．８８‐１．８０（ｍ，２Ｈ），１．６９‐１．６１（ｍ，２Ｈ）
【0068】
１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ１７２．５，１４６．８，１４５．３，１３１．７，１３０．５，１２８．４，１２７．８，１２３．９，１２１．０，１１４．５，１１０．８，８９．８，８１．２，５６．１，４３．７，３６．４，２８．４，２５．２，１９．４；Ｃ２１Ｈ２３ＮＯ３Ｎａ＋について計算されたＨＲＭＳ（ＥＳＩ＋）［Ｍ＋Ｎａ］＋：３６０．１５７２，実測値：３６０．１５７０［種々の酸化‐アミノ化カスケード］
方法１（ＤＡＢＣＯ‐ＣｕＣｌ‐ＴＥＭＰＯ法）
【0069】
ＣｕＣｌ（０．４９５ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）及びＤＡＢＣＯ（０．５６ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）のトルエン溶液（０．２５ｍＬ）を含むマイクロ波バイアルが室温で１０分間撹拌された。その後、ＴＥＭＰＯ（０．７８ｍｇ、０．０１５ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）が反応混合物に加えられ、５分間撹拌された。次に、アルコール（０．１ｍｍｏｌ）が加えられ、酸素ガスを含むバルーンがバイアルに接続された。混合物は１００℃まで加熱され、この温度で２時間撹拌された。方法２（ＣｕＣｌ‐ビピリジル‐ＴＥＭＰＯ法）
【0070】
ＣｕＣｌ（０．４９５ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）及びビピリジル（０．８ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）のトルエン溶液（０．２５ｍＬ）を含むマイクロ波バイアルが室温で１０分間撹拌された。その後、ＴＥＭＰＯ（０．７８ｍｇ、０．０１５ｍｍｏｌ、５ｍｏｌ％）が反応混合物に加えられ、５分間撹拌された。次に、アルコール（０．１ｍｍｏｌ）が加えられ、酸素ガスを含むバルーンがバイアルに接続された。混合物は１００℃まで加熱され、この温度で１６時間撹拌された。方法３（パラジウムナノ触媒法）
【0071】
アルコール（０．１ｍｍｏｌ）が、Ｐｄ（０）‐ナノ触媒（Ｐｄ（０）‐ＡｍＰ‐ＭＦＣ、６．７ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ、８ｗｔ％，５ｍｏｌ％）のトルエン溶液（０．３５ｍＬ）を含むマイクロ波バイアルに加えられ、酸素ガスを含むバルーンがバイアルに接続された。混合物は７０℃まで加熱され、この温度で１６時間撹拌された。方法４（無金属酸化）
【0072】
ＫＢｒ（１．２ｍｇ、０．０１ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）の水溶液（１ｍＬ）が、アルコール（０．１ｍｍｏｌ、１．０当量）及びＴＥＭＰＯ（１．６ｍｇ、０．０１ｍｍｏｌ、１０ｍｏｌ％）のＣＨ２ＣＬ２（４ｍＬ）溶液を含むマイクロ波バイアルに加えられ、０℃で撹拌された。次に、ｐＨ９のＮａＯＣｌ（５．３ｇ、１０ｍｍｏｌ、１００当量）の溶液が滴下によって反応混合物に加えられた。その後、ＮａＯＨ（２Ｍ、３ｍＬ）が加えられ、酸素ガスを含むバルーンがバイアルに接続された。混合物は０℃で３時間撹拌された。
【0073】
方法１‐４を実行後、ＤＭＳＯがバイアルに加えられた。Ｌ‐アラニン、塩化アンモニウム、Ｄ‐グルコースが５０ｍＭ ＨＥＰＥＳ緩衝液に溶解され、ｐＨは３７℃で８．２に調整され、反応バイアルに溶液が加えられた。次に、ＮＡＤＨ、ＧＤＨ、Ｌ‐ＡＤＨ及びＡＴＡがＨＥＰＥＳ緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ８．２、３７℃）に溶解され、反応バイアルに加えられ、最終濃度を２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐ＡＤＨ、１０Ｕ／ｍＬ ＧＤＨ及び２ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡとした。アルデヒド出発原料の濃度、反応液におけるＤＭＳＯ及びトルエンの量、並びに全量は、実行された各反応によって異なり、表Ｘにまとめられている。反応液は３７℃、暗所において、撹拌なしで保管された。２４時間後、ＨＰＬＣによって変換が判定された（表２）。【化7】
【表2】
［トルエンの影響］
【0074】
ＡＴＡ／Ｌ‐ＡＤＨ／ＧＤＨカスケード系のパフォーマンスに対するトルエンの影響が調査された。カスケード系によってベンズアルデヒドがベンジルアミンに変換される反応が、種々の量のトルエンを用いて実行された。ベンズアルデヒドは最初にトルエン及びＤＭＳＯの混合物（表Ｙ）に溶解され、１．５ｍＬエッペンドルフチューブに加えられる。Ｌ‐アラニン、塩化アンモニウム、Ｄ‐グルコースが５０ｍＭ ＨＥＰＥＳ緩衝液に溶解され、ｐＨは３７℃で８．２に調整され、反応チューブに溶液が加えられた。次に、ＮＡＤＨ、ＧＤＨ、Ｌ‐ＡＤＨ及びＡＴＡがＨＥＰＥＳ緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ８．２、３７℃）に溶解され、反応チューブに加えられ、最終濃度を２０ｍＭベンズアルデヒド、２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐ＡＤＨ、１０Ｕ／ｍＬ ＧＤＨ、１ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡとした。各反応液の全量は１ｍＬであり、ＤＭＳＯ／トルエン混合物は１０％ｖ／ｖであった。反応液は３７℃、暗所において、撹拌なしで保管された。変換はＨＰＬＣによって、１、２、４、６、２４時間後に判定された。すべての反応は４時間後に完了した。結果は表３にまとめられている。【表3】
［Ｐｄ（０）‐ＭＣＦの影響］
【0075】
ＡＴＡ／Ｌ‐ＡＤＨ／ＧＤＨカスケード系のパフォーマンスに対するＰｄ（０）‐ＭＣＦの影響が調査された。カスケード系によってベンズアルデヒドがベンジルアミンに変換される反応が、種々の量のＰｄ（０）‐ＭＣＦで実行された。パラジウムナノ粒子は最初、１．５ｍＬエッペンドルフチューブに加えられた（表Ｚ）。ベンズアルデヒドはＤＭＳＯに溶解され、チューブに加えられた。Ｌ‐アラニン、塩化アンモニウム、Ｄ‐グルコースが５０ｍＭ ＨＥＰＥＳ緩衝液に溶解され、ｐＨは３７℃で８．２に調整され、溶液は反応チューブに加えられた。次に、ＮＡＤＨ、ＧＤＨ、Ｌ‐ＡＤＨ及びＡＴＡがＨＥＰＥＳ緩衝液（５０ｍＭ、ｐＨ８．２、３７℃）に溶解され、反応チューブに加えられ、最終濃度を５ｍＭベンズアルデヒド、２５０ｍＭ Ｌ‐アラニン、１５０ｍＭ塩化アンモニウム、１５０ｍＭ Ｄ‐グルコース、１ｍＭ ＮＡＤＨ、７Ｕ／ｍＬ Ｌ‐ＡＤＨ、１０Ｕ／ｍＬ ＧＤＨ、１ｍｇ／ｍＬ ＡＴＡとした。各反応液の全量は１ｍＬであり、１０％ｖ／ｖ ＤＭＳＯであった。反応液は３７℃、暗所において、撹拌なしで保管された。変換はＨＰＬＣによって、１、２、４、６、２４時間後に判定された。すべての反応は４時間後に完了した。結果は表４にまとめられている。【表4】
【国際調査報告】