DE1814341B2

DE1814341B2 - Verfahren zur herstellung von komensaeure

Info

Publication number: DE1814341B2
Application number: DE19681814341
Authority: DE
Inventors: Shryunichiro Asano Kazuo Osaka Imada Katsumi Kyoto Oga, (Japan)
Original assignee: Danchi Seiyaku Co , Ltd, Tokio
Priority date: 1967-12-15
Filing date: 1968-12-12
Publication date: 1973-07-19
Also published as: BE738432A; FR1599260A; GB1202120A; DE1814341A1; US3654316A; DE1814341C3

Description

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200 ail verdünnt. Diese 4,5%ige Lösung von 2,5- einem 15 ml Kationenaustauschharz geführt, um

Diketogluconsäure die einen pH-Wert von Ij6 aufwies, Metallionen zu entfernen.

wurde bei 100⁰C 1 Stunde erhitzt Nach dieser Zeit Das Eluat wurde hierauf unter verringertem Druck

waren 66,5% des Ausgangsmaterials in y-Pyronderivate konzentriert und über Nacht stehengelassen. Dabei

umgewandelt, wie durch das beschriebene Analyse- S kristallisierten 0,8 g Komensäure aus. Durch Extrak-

verfahren festgestellt wurde und wobei das Bildungs- tion der Mutterlauge und anschließende Aufarbeitung

verhältnis von Komensäure: anderen y-Pyronderiva» gemäß Beispiel 1 wurdsn weitere 0,15 g Komensäure

ten = 7,5:2,5 betrug. erhalten.

Die Reaktionsmischung wurde dann mit Äther Beispiel 3

45 Stunden kontinuierlich extrahiert, liierauf der Äther io

entfernt, der Rückstand mit einer geringen Menge von 100 ml einer 2,5-diketogluconsäurehaltigen Fermen-

kaltem Wasser gewaschen, der unlösliche Rückstand tationsflüssigkeit gemäß Beispiel 2, wurden 10 Minuten

wurde in 15 ml heißem Wasser gelöst, die Lösung mit bei 8000 U/m zentrifugiert. Der überstehenden Flüssig-

Holzkohle entfärbt und anschließend unter verringer- keit wurden zur Entsalzung 15 ml eines Kationenaus-

tem Druck konzentriert. Hierbei wurden platten- oder »5 tauschharzes zugegeben und hierauf wurde das Ganze

rosettenförmige KristaJle von Komensäure (vom F. filtriert. Das Filtrat (gemessener pH-Wert 2) wurde

276° C) erhalten. Die Ausbeute betrug 2,76 g (45% der anschließend bei 50⁰C in einem Brutschrank 5 Tage

Theorie). erhitzt Nach dieser Zeit waren 73% der 2,5-Diketo-

. gluconsäure in y-Pyronderivate umgewandelt, wie

B e ι s ρ ι e 1 2 ₂₀ durch das beschriebene Analyseverfahren festgestellt

Eine Fermentationsflüssigkeit mit einem Gehalt von wurde. Die Reaktionsmischung enthielt eine große

1,5 bis 2,5% an 2,5-Diketogluconsäure, die dadurch Menge an Komensäure und eine Spur Rubiginsäure.

erhalten worden war, daß man Acetobacter melano- Durch Aufarbeitung der Reaktionsmischung gemäß

genum, Stamm IFO 3292, in einem Kulturmedium, Beispiel 2 wurden 1,1 g Komensäure vom F. 274° C

bestehend aus: 25 erhalten.

Glucose 5% Beispiel4

Hefeextrakt 0,5 % Ej_ne 2,5-Diketogluconsäure enthaltende Fermenta-

Calciumcarbonat 3,6 % tionsflüssigkeit, die dadurch erhalten worden war, daß

Wasser auf 100 ml ³° ^{man zu 1}^ ^{ml emer} wäßrigen Lösung, die 8% Glucose

und 0,5% Hefeextrakt enthielt 1 1 einer Impfkultur

während 3 Tagen bei 28 bis 32° C fermentierte und von Acetobacter melanogenum (IFO 3292), die im dann wurde die erhaltene Fermentationsflüssigkeit voraus fermentiert worden war, zugibt und die Mideren pH-Wert 3,6 bis 4,1 betrug, mit Schwefelsäure schung während 3 Tagen bei einer Temperatur von auf einen pH-Wert von 2 eingestellt und unter einem 35 3O⁰C fermentiert und das Ganze während der Fermen-Druck von 1,05 Atmosphären 30 Minuten auf 120⁰C tierung durch automatische Zugabe einer Natriumerhitzt. Nach dieser Zeit waren 81,5% der 2,5-Diketo- hydroxydlösung bei einem pH-Wert zwischen 4,2 und gluconsäure in y-Pyronderivate umgewandelt, wie 4,5 hält und nach der Fermentierung der pH-Wert mit durch das beschriebene Analyseverfahren festgestellt Schwefelsäure auf 2,0 einstellte, wurde 4 Stunden bei wurde. Das Bildungsverhältnis von Komensäure zu 40 100°C erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde anden anderen y-Pyronderivaten verhält sich wie 7:3. schließend mit Holzkohle entfärbt, unter verringertem Zu der Reaktionsmischung wurden dann 0,1 g Holz- Druck konzentriert, mit Salzsäure angesäuert und über kohle zugegeben und das Ganze augenblicklich danach Nacht stehengelassen. Es wurden dann 241,5 g Komenabgesaugt. Das Filtrat wurde durch eine Säule mit säure von 279⁰C erhalten.

Claims

Komensäure aus der Reaktionsmischung in hohen Patentanspruchs Ausbeuten ermöglicht.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das aus-

Yerfahren zur Herstellung von Komensäure aus gehend von einer wäßrigen 2,5-Diketogluconsaurewäßriger 2,5-Diketogluconsäurelösung oder einer 5 lösung oder einer 2,5-Diketogluconsäure enthaltenden 2,5-Diketogluconsäure enthaltenden Fermenta- Fermentationsflüssigkeit die Herstellung von Komentionsflüssigkeit, dadurch gekennzeich- säure in hoher Ausbeute und ohne die Nachteile der net, daß man die Lösung bei einem pH-Wert von bekannten Verfahren ermöglicht
1,0 bis 4,0 auf 50 bis 120° C erhitzt. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung

ίο von Komensäure aus wäßriger 2,5-Diketogluconsäurelösung oder einer 2,5-Diketogluconsäure enthaltenden

Fermentationsflüssigkeit ist dadurch gekennzeichnet,

daß man die Lösung bei einem pH-Wert von 1,0 bis 4,0 auf 50 bis 120⁰C erhitzt.

Die Herstellung von Komensäure ist bekannt. So 15 Die als Ausgangsmaterial zu verwendende 2,5-Diwurde z. B. die Gewinnung von Komensäure, Rubigin- ketogluconsäure kann nach bekannten Verfahren, z. B. säure, und Rubiginol durch Papierchromatographie nach der von Katynelson und Mitarbeitern in einer inkubierten Lösung von 2,5-Diketogluconsäure Journal of Biological Chemistry Bd. 204, S. 43 (1953), mit Gluconacetobacter liquefaciens und Phosphor- oder von Ai da und Mitarbeitern in Bulletine of the säurepuffer beschrieben (vgl. Bulletine of the Agri- ao Agricultural Chemical Society, Japan Band 21, S. 30 cultural Chemical Society of Japan, 21, S. 30 bis 37, bis 37 (1957), beschriebenen Methode durch Fermen-1957). Ferner wurde die Bildung von Komensäure und tation einer glucosehaltigen Flüssigkeit hergestellt anderen y-Pyronderivaten durch Fermentierung eines werden.

Gluconacetobacter liquefaciens in dem Medium mit Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird als

einem Gehalt von Glucose (9,3 %), Hefeextrakt (0,8 %) as Hauptanteil Komensäure und eine geringe Menge und Calciumcarbonat (2,5%) während 10 Tagen be- bzw. nur Spuren von einigen anderen y-Pyronderivaschrieben (vgl. Bulletine of the Agricultural Chemical ten, wie Rubiginsäure, Pyromekonsäure, Rubigino! Society of Japan, 19, S. 97, 1955). Bei der ersteren gebildet.

Arbeitsweise wurden dabei die gewünschten Verbin- Eine quantitative Analyse der gebildeten y-Pyron-

dungen nur in einem solchen Ausmaß gebildet, daß 30 derivate wurde nach dem von I shiga und Mitarbeitern sie durch Papierchromatographie eben nachgewiesen in Nippon Nogeikagakukaishi, Band 46, S. 353 bis 358 werden konnten. Das letztere Fermentationsverfahren (1966), beschriebenen kolorimetrischen Verfahren ist für die Herstellung von Komensäure auf Grund durchgeführt. Die Gesamtmenge an y-Pyronen (als seiner schlechten Ausbeute nicht brauchbar (beispiels- Äquivalent für Komensäure) wurde aus der optischen weise werden nur 0,5 g Komensäure aus 100 g Glucose 35 Dichte, gemessen bei 500 ηιμ mittels eines Spektrodurch Fermentation erhalten). photometers, berechnet. Dabei wurde die Farbbildung

Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 3 140 239 in folgender Weise festgestellt:

ein Verfahren zur Herstellung von Komensäure aus '/₂ ^m' einer Versuchsprobe aus der nach der Um-

Kojisäure bekannt, wobei unter aeroben Eintauchbe- Setzung erhaltenen Reaktionsmischung mit den gebildingungen eine Komensäure erzeugende Mikroorga- 40 deten y-Pyronderivaten wurde in einem Prüfglas nachnismenart aus der Gruppe von genus Fusarium und einander mit 1,2 ml einer 10%igen Schwefelsäure, genus Absidia in einem wäßrigen Nährmedium kulti- 0,4 ml einer 5%igen Ferrisulfatlösung und 2,9 ml viert wird, das Kojisäure, eine Stickstoffquelle, Kohlen- destilliertem Wasser behandelt. Nach dem Mischen stoffquelle, und eine Quelle für Mineralien enthält. wurde die Absorption bei 500 ηιμ unter Verwendung Gemäß dieser bekannten Arbeitsweise werden jedoch 45 einer Reagenz-Leerlösung gemessen. Die optische ebenfalls nur niedere Ausbeuten erzielt. Überdies wird Dichte in Prozent, gemessen bei 500 ηιμ, ändert sich bei dem bekannten Verfahren als Ausgangsmaterial die entsprechend der Konzentration von Komensäure in teure Kojisäure eingesetzt, die bekanntlich durch ein der Versuchsprobe. Die Konzentration wurde dabei langwieriges Fermentierungsverfahren unter Verwen- mit Hilfe einer Standardkurve die unter Verwendung dung von Aspergirus Mikroorganismen hergestellt 50 einer authentischen Probe von Komensäure festgelegt wird (vgl. Journal of the Japan Agricultural Chemical wurde, ermittelt. Das Verhältnis der Menge von jedem Society 30, S. 196 bis 198). vorhandenen y-Pyronderivat wurde durch Vergleich

Dabei werden nur außerordentlich niedere Ausbeu- des Wertes, der nach dem vorstehend beschriebenen ten erhalten. Darüber hinaus muß hierbei die Fermen- kolorimetrischen Analysenverfahren bestimmt wurde, tierung in Medien mit kostspieligen Komponenten wie 55 mit den bei Papierchromatographie erhaltenen ge-Polypeptone ausgeführt werden. trennten Flecken, die bei Auftrag der Reaktions-

Ferner wird in der USA.-Patentschrift 3 130 204 mischung erhalten wurden, berechnet,
ein Verfahren beschrieben, bei dem Kojisäure mit Die Abtrennung der Komensäure von anderen

Sauerstoff in Anwesenheit eines Edelmetallkatalysa- y-Pyronderivaten kann leicht durch Um kristall isation tors bei einem pH-Wert von wenigstens etwa 10 unter 60 aus Wasser erfolgen.
Bildung Komensäure oxydiert wird. Diese Arbeits- . .

weise erwies sich jedoch ebenfalls nicht als wirtschaft- Beispiel

Hch, da die Ausbeute insgesamt gesehen nicht groß ist 20 g einer rohen 45 %igen 2,5-Diketogluconsäure, die

und das hierbei eingesetzte Ausgangsmaterial außer- nach Journal of Biological Chemistry 204, S. 43 bis 59 ordentlich teuer ist, ν"? dies vorstehend erläutert wurde. 65 (1953), erhalten worden waren, wurden in Wasser Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines gelöst und die Lösung wurde zur Entsalzung mit 30 ml neuen und technisch vorteilhaften Verfahrens zur Her- eines Kationenaustauschharzes versetzt. Das Harz stellung von Komensäure, das die Gewinnung von wurde dann abfiltriert und das Filtrat mit Wasser auf