일반기술

효소-금속 다촉매 작용에 의한 인공대사반응을 이용한 키랄 에스테르의 제조방법

본 기술은 분자내에 케톤기와 아실기를 동시에 갖고 있는 화합물을 기질로 하여, 환원 및 알코홀의 라세미화 촉매인 루테늄 착물과 라세믹 알코홀중의 하나의 에난소머를 선택적으로 아실화시키는 리파아제를 이용하여 수소 주게 존재 하에 하나의 반응용기 내에서 인공 대사 반응을 실시하여 키랄 에스테르를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 기술에 의하면, 분자 내에 케톤기와 아실기를 동시에 가진 화합물이면서 다양한 구조를 갖는 기질로부터 한 용기 내에서 다단계 반응을 거쳐 광학 순도 특성이 우수한 키랄 에스테르를 높은 합성 수율로 얻을 수 있다. 본 기술의 방법에 따라 합성된 키랄 에스테르는 키랄 농약, 의약 및 천연 화합물의 제조시 중간체로서 매우 유용하며, 특히 리바스티그민(rivastigmine)(상품명, Exelon)과 같은 키랄 의약, 키랄 농약 및 유사체의 제조시 중간체로써 매우 유용하다.<<기술성>>종래의 효소-금속 혼용반응에 의한 동적 속도론적 분할을 이용한 키랄 에스테르 제조방법에서는 케톤기를 갖는 기질과 아실 주게를 별도로 사용하므로 따로 아실 주게를 가하여야 하고, 반응 후에 미반응의 아실 주게와 부생성물을 제거해야 하는 곤란함이 있었다. 본 기술은 분자 내에 아실기를 가지고 있는 케톤 유도체를 기질로 사용하기 때문에 이러한 불편함을 제거할 수 있고, 생성물의 분리가 용이하며, 생성물인 키랄 에스테르를 높은 광학 순도로 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 본 기술은 하나의 반응 용기 내에서 다단계 촉매 반응 (환원, 라세미화, 탈이실화 및 아실화 반응)이 진행되도록 독창적으로 고안되어 있다. <<기술동향>>본 기술에서 이용된 기술은 효소/금속 혼용 반응을 이용한 키랄 알코홀의 합성에 관한 것이지만 하나의 반응 용기 내에서 다단계 촉매 반응이 일어나도록 고안된 기술은 개발된 적이 없다. <<사업성>>전세계 4,100억불의 완제의약품 시장 중에서 36%에 해당하는 1,470억불이 키랄 의약품의 시장이며,9년의 1,150억불 (32%) 및 2000년의 1,330억불 (34%)에 비하여 꾸준한 증가추세에 있다. 한편으로, 키랄성의 원료 물질, 중간체 및 첨가제 시장은 2000년에서 2005년 사이 매년 9.4% 정도 성장 할 것으로 예측되며, 2005년 경에는 시장 규모가 151억불에 달하며, 그 중 76%인 115억불 정도는 의약품 생산에 관련된 것으로 보인다. 현재 산업화되어 있는 키랄 화합물의 제조방법은 반응속도론적 동적 분할이거나, 금속촉매와 비대칭 리간드를 이용한 비대칭 환원 반응이다. 따라서 그 반응 수율이 50%를 넘지 못한다거나 광학 순도가 낮다는 단점이 있다. 본 기술에 의한 방법은 한 반응용기에서 다단계 반응이 이루어지도록 설계되어 부산물의 생성이 거의 없어 생성물의 분리가 용이하며 광학 순도가 우수하고 수율이 높으므로, 생산 물질에 따라서는 종래의 방법보다 우수하므로 경쟁적 우위를 점할 수 있다.