JP2000300286A - Production of highly pure s,s-ethylenediamine-n,n'- disuccinic acid - Google Patents

Production of highly pure s,s-ethylenediamine-n,n'- disuccinic acid

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JP2000300286A
JP2000300286A JP11116199A JP11619999A JP2000300286A JP 2000300286 A JP2000300286 A JP 2000300286A JP 11116199 A JP11116199 A JP 11116199A JP 11619999 A JP11619999 A JP 11619999A JP 2000300286 A JP2000300286 A JP 2000300286A
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JP
Japan
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ethylenediamine
acid
disuccinic acid
amount
reaction
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Application number
JP11116199A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Banba
啓泰 番場
Shigeo Tanaka
茂穂 田中
Kiyonobu Niwa
潔信 丹羽
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing highly pure S,S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid by an enzyme method while suppressing the formation of meso-ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid inferior in the biodegradability. SOLUTION: The amount of ethylenediamene-N-monosuccinic acid formed at the time of preparation of an aqueous solution of fumaric acid or maleic acid, and ethylenediamine, which are substrates, is regulated so as to be <=4 mol% based on the theoretical amount of S,S-ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid to be obtained to regulate the excessive rate of the S,S-ethylenediamine-N,N '-disuccinic acid in the product so as to be >=95% d.e.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高純度S,S−エチ
レンジアミン−N,N’−ジコハク酸の製造法に関す
る。S,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸
[以下、「SS−EDDS」と略記する]は立体異性体
中最も優れた生分解性能を有するため、今後とも洗剤、
写真処理およびパルプ漂白等の分野に用途が期待される
キレート剤である。
The present invention relates to a method for producing high-purity S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid. S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid [hereinafter abbreviated as "SS-EDDS"] has the most excellent biodegradation performance among the stereoisomers, and therefore, detergents,
It is a chelating agent expected to be used in fields such as photographic processing and pulp bleaching.

【0002】[0002]

【従来の技術】SS−EDDSの製造方法としては、
(1)Neal and Roseらの塩基性水性媒体
中でのL−アスパラギン酸とジブロムエタンからの化学
合成法[Inorganic Chemistry、第
7巻、第2405−2412(1968)]、(2)P
atel R.N.らの水酸化カルシウム存在下、L−
アスパラギン酸とジブロムエタンからの化学合成法[W
O 95−12570号公報]、(3)T.Nishi
kioriら[J.Antibiot.37,426−
427(1994)]およびZ.Hansら[WO 9
636725号公報]の放線菌を用いる発酵法、(4)
遠藤らのフマル酸とエチレンジアミンからの酵素法[特
開平9−140390号および特開平10−52292
号各公報]等が知られている。
2. Description of the Related Art As a method for producing SS-EDDS,
(1) Chemical synthesis from L-aspartic acid and dibromoethane in a basic aqueous medium of Neal and Rose et al. [Inorganic Chemistry, Vol. 7, No. 2405-2412 (1968)], (2) P
atel R. N. L- in the presence of calcium hydroxide
Chemical synthesis from aspartic acid and dibromoethane [W
O 95-12570], (3) T.I. Nishi
Kiori et al. [J. Antibiot. 37,426-
427 (1994)] and Z.A. Hans et al. [WO 9
No. 636725], a fermentation method using actinomycetes, (4)
Endo et al. Enzymatic method from fumaric acid and ethylenediamine [JP-A-9-140390 and JP-A-10-52292]
Publications] are known.

【0003】(1)および(2)の化学合成法は未反応
原料や副反応物等が多く残存するため、高純度のSS−
EDDSを得るためには晶析等の精製を行う必要があ
る。(3)の発酵法は生産性が極めて低く工業的製法と
はなり難い。(4)の酵素法は副反応物がほとんど無
く、且つ酵素活性が高く残存未反応原料が少ないため、
晶析等の精製工程が簡略化ないし省略でき、反応液から
菌体を分離するだけで製品化が期待される製法である。
In the chemical synthesis methods (1) and (2), since a large amount of unreacted raw materials and by-products remain, high purity SS-
In order to obtain EDDS, purification such as crystallization must be performed. The fermentation method (3) has extremely low productivity and is unlikely to be an industrial production method. In the enzymatic method (4), since there are almost no by-products and the enzyme activity is high and the amount of unreacted raw materials is small,
This is a production method in which purification steps such as crystallization can be simplified or omitted, and commercialization is expected only by separating bacterial cells from the reaction solution.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記酵
素法においても、工業的製法を検討していく過程におい
て、製品中にSS−EDDSに比べ生分解性の劣るme
so−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸[以
下、meso−EDDSと略記する](R,S−エチレ
ンジアミン−N,N’−ジコハク酸)が混入する現象が
確認された。
However, even in the above-mentioned enzymatic method, in the course of studying an industrial production method, the product has a biodegradability lower than that of SS-EDDS in the product.
A phenomenon was confirmed in which so-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid [hereinafter abbreviated as meso-EDDS] (R, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid) was mixed.

【0005】したがって、本発明の目的は、如何にして
このmeso−EDDSの生成を抑制し、精製工程を実
質的に要しない効率的なSS−EDDSの工業的製法を
提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an efficient industrial method for producing SS-EDDS which suppresses the production of meso-EDDS and does not substantially require a purification step.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべくmeso−EDDSの混入原因について鋭
意検討を行った結果、意外にも、酵素反応に移る以前の
基質水溶液調製時にラセミ体のエチレンジアミン−N−
モノコハク酸が生成し、そのうちR−エチレンジアミン
−N−モノコハク酸のみが酵素反応を経ることによりm
eso−EDDSに変換(S−エチレンジアミン−N−
モノコハク酸はSS−EDDSに変換)され、これがそ
のまま製品中に含まれることを見い出し、本発明を完成
するに到った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on the cause of contamination of meso-EDDS in order to solve the above-mentioned problems. As a result, surprisingly, the racemate was prepared at the time of preparing the aqueous substrate solution before proceeding to the enzymatic reaction. Ethylenediamine-N-
Monosuccinic acid is produced, of which only R-ethylenediamine-N-monosuccinic acid undergoes an enzymatic reaction.
Converted to eso-EDDS (S-ethylenediamine-N-
Monosuccinic acid was converted to SS-EDDS), which was found to be contained in the product as it was, and the present invention was completed.

【0007】すなわち、本発明は、エチレンジアミン−
N,N’−ジコハク酸エチレンジアミンリアーゼの作用
による酵素反応にて、基質としてフマル酸およびエチレ
ンジアミン、並びにアルカリ金属の水酸化物、アルカリ
土類金属の水酸化物およびアンモニアから選ばれる少な
くとも1種のアルカリを含有する水溶液中で該基質から
S,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸を製
造する方法において、該基質水溶液調製時に生成するエ
チレンジアミン−N−モノコハク酸の量を、得られる
S,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸の理
論量に対し4モル%以下とすることにより製品中のS,
S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸過剰率を
95%d.e.以上とすることを特徴とする高純度S,
S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸の製造法
である。
That is, the present invention relates to an ethylenediamine
In an enzymatic reaction by the action of N, N'-disuccinic acid ethylenediamine lyase, at least one alkali selected from fumaric acid and ethylenediamine, a hydroxide of an alkali metal, a hydroxide of an alkaline earth metal and ammonia as substrates. In the method for producing S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid from the substrate in an aqueous solution containing, the amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid produced at the time of preparing the aqueous substrate solution is determined by obtaining S, S -Ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid, the amount of S,
S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid excess is 95% d. e. High purity S,
This is a method for producing S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid.

【0008】さらに、本発明は、マレイン酸イソメラー
ゼおよびエチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸エチ
レンジアミンリアーゼの作用による酵素反応にて、基質
としてマレイン酸およびエチレンジアミン、並びにアル
カリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物およ
びアンモニアから選ばれる少なくとも1種のアルカリを
含有する水溶液中で該基質からS,S−エチレンジアミ
ン−N,N’−ジコハク酸を製造する方法において、該
基質水溶液調製時に生成するエチレンジアミン−N−モ
ノコハク酸の量を、得られるS,S−エチレンジアミン
−N,N’−ジコハク酸の理論量に対し4モル%以下と
することにより製品中のS,S−エチレンジアミン−
N,N’−ジコハク酸過剰率を95%d.e.以上とす
ることを特徴とする高純度S,S−エチレンジアミン−
N,N’−ジコハク酸の製造法である。
[0008] The present invention further provides a maleic acid and ethylenediamine as a substrate, an alkali metal hydroxide and an alkaline earth in an enzymatic reaction by the action of maleic acid isomerase and ethylenediamine-N, N'-disuccinic ethylenediamine lyase. In the method of producing S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid from the substrate in an aqueous solution containing at least one alkali selected from metal hydroxides and ammonia, it is produced when the substrate aqueous solution is prepared. By making the amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid 4 mol% or less based on the theoretical amount of S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid obtained, S, S-ethylenediamine in the product is obtained.
95% of N, N'-disuccinic acid excess d. e. High purity S, S-ethylenediamine-
This is a method for producing N, N'-disuccinic acid.

【0009】また、これらの製造法の好ましい態様とし
ては、基質水溶液調製および酵素反応を連続的に行うこ
と、および/または基質水溶液調製時の温度を50℃以
下とすることが挙げられる。ここでいうS,S−エチレ
ンジアミン−N,N’−ジコハク酸過剰率[以下、「S
S体過剰率」という]とは、次式で定義される値であ
る。
In a preferred embodiment of these production methods, the preparation of the aqueous substrate solution and the enzymatic reaction are continuously performed, and / or the temperature during the preparation of the aqueous substrate solution is set to 50 ° C. or lower. The S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid excess ratio referred to here [hereinafter, "S
The “S-body excess rate” is a value defined by the following equation.

【0010】SS体過剰率(%d.e.)=(SS体生成量−R
S体生成量)/(SS体生成量+RS体生成量)×100
[0010] SS body excess rate (% de) = (SS body production amount-R
S-body production amount) / (SS-body production amount + RS-body production amount) x 100

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明の一般的実施態様に
ついて説明する。
Next, a general embodiment of the present invention will be described.

【0012】基質水溶液の調製:基質水溶液の調製は、
所定量のフマル酸またはマレイン酸、エチレンジアミ
ン、並びに、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金
属の水酸化物および物およびアンモニアから選ばれる少
なくとも1種のアルカリを水に溶解させることにより行
われる。この際、中和熱の発生により温度が上昇する
が、生成するエチレンジアミン−N−モノコハク酸の量
を得られるS,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコ
ハク酸の理論量に対し4モル%以下とするため、溶解温
度を通常60℃以下、好ましくは40℃以下になるよう
調節する。温度の下限は溶解操作が可能であればよく、
通常0℃以上である。また、基質水溶液の調製から調製
後反応に供するまでの時間も生成するエチレンジアミン
−N−モノコハク酸の量を抑制する上記目的からできる
だけ短縮することが望ましい。この時間は温度にもよる
が、通常20時間以下、好ましくは12時間以下であ
る。フマル酸またはマレイン酸の濃度は、通常、0.0
1〜3Mであり、液中に飽和溶解度以上の沈殿物が存在
しても反応の際反応の進行と共に溶解するため差し支え
ない。エチレンジアミンの濃度は、通常、0.01〜2
Mである。また、アルカリの添加量フマル酸またはマレ
イン酸に対して、0.8〜1.2倍当量である。
Preparation of an aqueous substrate solution:
The reaction is carried out by dissolving a predetermined amount of fumaric acid or maleic acid, ethylenediamine, and at least one alkali selected from alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides and substances, and ammonia in water. At this time, the temperature rises due to the generation of heat of neutralization, but the amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid generated is 4 mol% or less based on the theoretical amount of S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid. The dissolution temperature is usually adjusted to 60 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or lower. The lower limit of the temperature may be any as long as the dissolving operation is possible,
It is usually 0 ° C. or higher. In addition, it is desirable that the time from the preparation of the aqueous substrate solution to the start of the reaction after the preparation be reduced as much as possible for the above-mentioned purpose of suppressing the amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid to be produced. This time depends on the temperature, but is usually 20 hours or less, preferably 12 hours or less. The concentration of fumaric or maleic acid is usually 0.0
It is 1 to 3M, and even if a precipitate having a saturation solubility or higher exists in the solution, it dissolves with the progress of the reaction during the reaction. The concentration of ethylenediamine is usually 0.01 to 2
M. Further, the amount of alkali added is 0.8 to 1.2 times equivalent to fumaric acid or maleic acid.

【0013】上記基質水溶液の調製において、基質の一
方、特にエチレンジアミンを反応の直前に添加すること
は生成するエチレンジアミン−N−モノコハク酸の量を
抑制する上でより有効である。基質水溶液の調製は、回
分、連続いずれでもよいが、2槽以上の多槽連続槽、ス
タティックミキサーなどのライン混合器、またはこれら
の組み合わによる連続法が特に好ましい。連続法におい
ては、エチレンジアミンを反応の直前に添加する等の分
割添加をより効率的に行うことが可能である。
In the preparation of the aqueous substrate solution, the addition of one of the substrates, particularly ethylenediamine, immediately before the reaction is more effective in suppressing the amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid formed. The preparation of the aqueous substrate solution may be batch or continuous, but a continuous method using a multi-tank continuous tank of two or more tanks, a line mixer such as a static mixer, or a combination thereof is particularly preferable. In the continuous method, it is possible to more efficiently perform divided addition, such as adding ethylenediamine immediately before the reaction.

【0014】エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸
エチレンジアミンリアーゼ:本発明で使用できるエチレ
ンジアミン−N,N’−ジコハク酸エチレンジアミンリ
アーゼは特に限定されず、例えば、バークホルデリア
(Burkholderia)属、アシドボラックス
(Acidovorax)属、シュードモナス(Pse
udomonas)属、パラコッカス(Paracoc
cus)属、スフィンゴモナス(Sphingomon
as)属およびブレブンジモナス(Brevundim
onas)属に属する細菌、さらにエチレンジアミン−
N,N’−ジコハク酸エチレンジアミンリアーゼをコー
ドする遺伝子DNAを含むプラスミドをエシェリヒア
(Esherichia)属またはロドコッカス(Rh
odococcus)属細菌に導入した形質転換体由来
のものを挙げることができる。
Ethylenediamine-N, N'-disuccinate ethylenediamine lyase: The ethylenediamine-N, N'-disuccinate ethylenediamine lyase which can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include genus Burkholderia and Acidovorax. (Acidovorax), Pseudomonas (Pse
udomonas), Paracoccus
cus), Sphingomonas
as) genus and Bravendimonas
onas) bacteria, furthermore ethylenediamine-
Plasmids containing the gene DNA encoding N, N'-disuccinic acid ethylenediamine lyase were cloned into the genus Escherichia or Rhodococcus (Rh).
odococcus).

【0015】具体的には、Burkholderia
sp.KK−5株〔FERM BP−5412〕、同K
K−9株〔FERM BP−5413〕、Acidov
orax sp.TN−51株〔FERM BP−54
16〕、Pseudomonas sp.TN−131
株〔FERM BP−5418〕、Paracoccu
s sp.KK−6株〔FERM BP−5415〕、
同TNO−5株〔FERM P−16435〕、Sph
ingomonas sp.TN−28株〔FERM
BP−5419〕、Brevundimonas s
p.TN−30株〔FERM BP−5417〕および
同TN−3株〔FERM BP−5886〕(特開平1
0−52292号公報記載)、E.coli JM10
9/pEDS020(FERM BP−6161)(特
開平10−210984号公報記載)などを挙げること
ができる。これらの微生物は、上記番号にて通産省工業
技術院生命工学工業技術研究所に寄託されている。
Specifically, Burkholderia
sp. KK-5 strain [FERM BP-5412], K
K-9 strain [FERM BP-5413], Acidov
orax sp. TN-51 strain [FERM BP-54
16], Pseudomonas sp. TN-131
Strain [FERM BP-5418], Paracoccu
s sp. KK-6 strain [FERM BP-5415],
TNO-5 strain [FERM P-16435], Sph
ingomonas sp. TN-28 strain [FERM
BP-5419], Brevundimonas s
p. TN-30 strain [FERM BP-5417] and TN-3 strain [FERM BP-5886] (Japanese Unexamined Patent Publication No.
0-52292), E.C. coli JM10
9 / pEDS020 (FERM BP-6161) (described in JP-A-10-210984). These microorganisms are deposited under the above numbers with the Institute of Biotechnology and Industrial Technology, Ministry of International Trade and Industry.

【0016】本発明で使用される微生物の培地には何ら
特別の制限なく、資化しうる炭素源、窒素源、無機塩、
更に微量の有機栄養物などを適当に含有するものであれ
ば合成培地、天然培地のいずれでもよい。また、培養に
あたっては培地へのエチレンジアミン−N,N’−ジコ
ハク酸、エチレンジアミン−N−モノコハク酸、アスパ
ラギン酸、グルタミン酸、ヒスチジンなどのアミノ酸や
フマル酸等の添加は、目的とする活性の高い菌体が得ら
れることがあり好ましい。培養条件は菌体や培地により
異なるが、培地のpHは4〜10、好ましくは6〜9の
範囲、培養温度は20〜45℃、好ましくは25〜35
℃の範囲で、活性が最大となるまで1〜10日間好気的
に培養すればよい。
The medium of the microorganism used in the present invention is not particularly limited, and there are no particular limitations on carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts,
Furthermore, any of a synthetic medium and a natural medium may be used as long as they contain a small amount of organic nutrients and the like. In culturing, addition of amino acids such as ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid, ethylenediamine-N-monosuccinic acid, aspartic acid, glutamic acid, histidine and the like, fumaric acid, etc., to the culture medium is a high activity of the desired cells. Is sometimes preferred. Culture conditions vary depending on the cells and medium, but the pH of the medium is in the range of 4 to 10, preferably 6 to 9, and the culture temperature is 20 to 45 ° C, preferably 25 to 35.
The culture may be performed aerobically for 1 to 10 days until the activity is maximized in the range of ° C.

【0017】酵素反応:反応は、基質水溶液に上記微生
物菌体または該菌体処理物(乾燥菌体、菌体の破砕物、
粗・精製酵素、固定化菌体・酵素など)を添加し、通
常、0〜60℃、好ましくは10〜40℃の範囲で行
う。pHは4〜11、好ましくはpH6〜10の範囲で
ある。微生物などの使用量は基質に対する乾燥菌体換算
で、通常、0.01〜5重量%である。反応終了後、菌
体または菌体処理物をろ過あるいは遠心分離等で除去す
ることによりSS−EDDS塩の水溶液を得ることがで
きる。
Enzyme reaction: The reaction is carried out by adding the above-mentioned microbial cells or a processed product thereof (dried cells, crushed cells,
Crude / purified enzymes, immobilized cells / enzymes, etc.) are added, and the reaction is usually performed at 0 to 60 ° C, preferably 10 to 40 ° C. The pH ranges from 4 to 11, preferably from 6 to 10. The amount of the microorganism or the like to be used is usually 0.01 to 5% by weight in terms of dry cells based on the substrate. After completion of the reaction, an aqueous solution of the SS-EDDS salt can be obtained by removing the cells or the treated cells by filtration or centrifugation.

【0018】本発明で得られるSS−EDDS塩の水溶
液は、反応が高収率、高選択性であることに加えてme
so−EDDS含量が少ないため、これをそのまま生分
解性の優れたキレート剤として各種用途に利用できる
が、必要により、イオン交換樹脂等により精製すること
もできる。さらに必要に応じ、該水溶液を濃縮、固化、
あるいは噴霧乾燥することによりSS−EDDSの塩の
結晶を、また、鉱酸を添加すればSS−EDDSの結晶
を得ることができる。
The aqueous solution of the SS-EDDS salt obtained by the present invention has a high yield and a high selectivity in addition to the reaction.
Since the so-EDDS content is low, it can be used as it is as a chelating agent having excellent biodegradability for various uses, but if necessary, it can be purified with an ion exchange resin or the like. Further, if necessary, the aqueous solution is concentrated, solidified,
Alternatively, SS-EDDS salt crystals can be obtained by spray drying, and SS-EDDS crystals can be obtained by adding a mineral acid.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0020】(1)菌体触媒の調製 Esherichia coli JM109/pED
S020を斜面培地から1白金耳とり、50mg/Lア
ンピシリンを含有するLB培地(1%バクトトリプト
ン、0.5%バクトイーストエキス、0.5%NaC
l)に接種して37℃にて8時間振とう培養した。これ
を、LB培地(50mg/Lアンピシリン、1mM i
sopropyl−b−galactosideを含
有)に、2.5%量接種し、37℃、30時間、好気的
に振とう培養した。培養液1Lから、菌体を遠心分離
(7,000rpm,20分)により集菌し、100m
M 1,4−ジアミノブタンを含む50mMほう酸緩衝
液pH7.75、500mLで1回洗浄した。500m
Lの同様の緩衝液に菌体を再懸濁した後、氷中において
25%グルタルアルデヒドを25mMとなるように徐々
に添加した。pHが低下するので6N NaOHにてp
H7.75に調整した後、撹拌しながら2時間放置し
た。エチレンジアミンを50mMとなるように添加し、
6N NaOHでpH9.0とした後、2時間放置し
た。次に水素化ほう素ナトリウムを25mMとなるよう
に添加して撹拌しながら更に2時間放置した。さらに、
6N NaOHにてpH9.2に調整した後、水浴中で
45℃、4時間、加熱処理を行い、フマラーゼ活性を除
去した。
(1) Preparation of cell catalyst Escherichia coli JM109 / pED
One loop of S020 was taken from the slant medium, and an LB medium containing 50 mg / L ampicillin (1% bactotryptone, 0.5% bactoeast extract, 0.5% NaC
1) and cultured with shaking at 37 ° C. for 8 hours. This was added to an LB medium (50 mg / L ampicillin, 1 mM i
Sopropyl-b-galactoside) was inoculated in an amount of 2.5%, followed by aerobically shaking culture at 37 ° C. for 30 hours. From 1 L of the culture solution, the cells are collected by centrifugation (7,000 rpm, 20 minutes).
The well was washed once with 500 mL of 50 mM borate buffer pH 7.75 containing M 1,4-diaminobutane. 500m
After resuspending the cells in L of the same buffer, 25% glutaraldehyde was gradually added to 25 mM in ice. Since the pH decreases, pN with 6N NaOH
After adjusting to H 7.75, it was left for 2 hours with stirring. Ethylenediamine is added to be 50 mM,
After adjusting the pH to 9.0 with 6N NaOH, the mixture was allowed to stand for 2 hours. Next, sodium borohydride was added to a concentration of 25 mM, and the mixture was left for 2 hours with stirring. further,
After adjusting the pH to 9.2 with 6N NaOH, heat treatment was performed at 45 ° C. for 4 hours in a water bath to remove fumarase activity.

【0021】 (2)エチレンジアミン−N−モノコハク酸濃度の測定 HPLC条件 カラム:Inertsil ODS−3V 4.6×250mm 検出器:日本分光UV−970(波長254nm) 移動相:2mM Sodium 1−hexanesulfonate 50mM HPO/NaHPO 2mM CuSO 流 速:1ml/min カラムオーブン 40℃ (3)エチレンジアミン−N,N’−ジコハク酸濃度の測定 HPLC条件 カラム:Develosil ODS−UG−5 4.6×250mm 検出器:日本分光UV−970(波長270nm) 移動相:10mM Tetra−n−butylammonium Hy droxide 50mM HPO 0.4mM CuSO 流 速:1ml/min カラムオーブン 40℃ (4)サンプル調整 反応液を0.42NNaOHaq.にて10倍希釈後1
2000rpm、5min遠心。その後、定量範囲に入
るよう水で適宜希釈。
(2) Measurement of ethylenediamine-N-monosuccinic acid concentration HPLC conditions Column: Inertsil ODS-3V 4.6 × 250 mm Detector: JASCO UV-970 (wavelength: 254 nm) Mobile phase: 2 mM Sodium 1-hexanesulfonate 50 mM H 3 PO 4 / Na 2 HPO 4 2 mM CuSO 4 Flow rate: 1 ml / min Column oven 40 ° C. (3) Measurement of ethylenediamine-N, N′-disuccinic acid concentration HPLC conditions Column: Develosil ODS-UG-5 4.6 × 250mm detector: JASCO UV-970 (wavelength 270 nm) mobile phase: 10mM Tetra-n-butylammonium Hy droxide 50mM H 3 PO 4 0.4mM CuSO 4 flow rate: 1 ml / min Karamuo (4) Sample preparation 0.42N NaOHaq. After 10-fold dilution with 1
Centrifugation at 2000 rpm for 5 minutes. Then, appropriately dilute with water to be within the quantitative range.

【0022】実施例1 (1)基質水溶液の調製 基質水溶液は、菌体を投入した時点での合計が1Kgと
なるように水、フマル酸1.027モル、エチレンジア
ミン0.513モル、水酸化マグネシウム0.513モ
ル、NaOH0.513モルを強制的に冷却し15℃に
温度調節しながら2時間かけて調製した。このようにし
て調製した基質水溶液中のエチレンジアミン−N−モノ
コハク酸の量を分析したところ、0.65マイクロモル
であった。これは得られるSS−EDDSの理論量に対
し約0.0001モル%である。
Example 1 (1) Preparation of Substrate Aqueous Solution The substrate aqueous solution was prepared such that water, fumaric acid (1.027 mol), ethylenediamine (0.513 mol), magnesium hydroxide and magnesium hydroxide were added so that a total of 1 kg at the time of adding the cells was obtained. 0.513 mol of NaOH and 0.513 mol of NaOH were prepared for 2 hours while forcibly cooling and adjusting the temperature to 15 ° C. The amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid in the aqueous substrate solution thus prepared was analyzed and found to be 0.65 micromol. This is about 0.0001 mol% based on the theoretical amount of SS-EDDS obtained.

【0023】(2)反応 上記基質水溶液調整後、温度を40℃に調節し、ついで
菌体100g(乾燥重量換算)と投入して12時間かけ
て反応を行った。菌体添加前のpHは約8.5であった
が、反応中にpHが低下するので、24wt%NaOH
にてpHを8.5に保った。反応終了液中のSS−ED
DS濃度は475mM、meso−EDDS濃度は0.
95mMであった。SS体過剰率は99.6%d.eで
あった。
(2) Reaction After the preparation of the aqueous substrate solution, the temperature was adjusted to 40 ° C., and then 100 g of cells (in terms of dry weight) were charged, and the reaction was carried out for 12 hours. The pH before the addition of the cells was about 8.5, but the pH dropped during the reaction.
The pH was maintained at 8.5. SS-ED in reaction completed solution
The DS concentration was 475 mM, and the meso-EDDS concentration was 0.1.
It was 95 mM. SS excess is 99.6% d. e.

【0024】実施例2 (1)基質水溶液の調製 実施例1において強制的な冷却を行わずに実施した。そ
の結果、調製後の温度は約49℃まで上昇した(使用し
た水の温度は約25℃)。このようにして調製した基質
水溶液中のエチレンジアミン−N−モノコハク酸の量を
分析したところ、1.56ミリモルであった。これは得
られるSS−EDDSの理論量に対し約0.3モル%で
ある。
Example 2 (1) Preparation of Substrate Aqueous Solution Example 1 was carried out without forcible cooling. As a result, the temperature after preparation rose to about 49 ° C (the temperature of the used water was about 25 ° C). The amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid in the aqueous substrate solution thus prepared was analyzed and found to be 1.56 mmol. This is about 0.3 mol% based on the theoretical amount of SS-EDDS obtained.

【0025】(2)反応 実施例1と同じ。反応終了液中のSS−EDDS濃度は
470mM、meso−EDDS濃度は1.68mMで
あった。SS体過剰率は99.3%d.eであった。 実施例3 (1)基質水溶液の調製 実施例1において、調製中の40℃に温度調節しながら
実施し、更に調製後反応に使用するまで12時間保温し
ながら置いた。このようにして調製した基質水溶液中の
エチレンジアミン−N−モノコハク酸の量を分析したと
ころ、6.4ミリモルであった。これは得られるSS−
EDDSの理論量に対し約1.3モル%である。
(2) Reaction Same as in Example 1. The SS-EDDS concentration in the reaction completed solution was 470 mM, and the meso-EDDS concentration was 1.68 mM. SS body excess ratio is 99.3% d. e. Example 3 (1) Preparation of Substrate Aqueous Solution In Example 1, the reaction was carried out while adjusting the temperature to 40 ° C. during the preparation, and further kept warm for 12 hours after the preparation until it was used for the reaction. The amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid in the aqueous substrate solution thus prepared was analyzed and found to be 6.4 mmol. This is the SS-
It is about 1.3 mol% based on the theoretical amount of EDDS.

【0026】(2)反応 実施例1と同じ。反応終了液中のSS−EDDS濃度は
472mM、meso−EDDS濃度は4.3mMであ
った。SS体過剰率は98.2%d.eであった。
(2) Reaction Same as in Example 1. The SS-EDDS concentration in the reaction completed solution was 472 mM, and the meso-EDDS concentration was 4.3 mM. SS body excess ratio is 98.2% d. e.

【0027】実施例4 (1)基質水溶液の調製 基質水溶液は、菌体を投入した時点での合計が1Kgと
なるように水、フマル酸1.027モル、水酸化マグネ
シウム0.513モル、NaOH0.513モルを強制
的に冷却し40℃に温度調節しながら2時間かけて調製
した。その後、40℃に保温したまま約24時間置いた
後、40℃に温度調節しながらエチレンジアミン0.5
13モルを添加し、直ちに反応を行った。
Example 4 (1) Preparation of Aqueous Substrate Solution The aqueous substrate solution was prepared such that water, fumaric acid 1.027 mol, magnesium hydroxide 0.513 mol, and NaOH .513 mol was prepared over 2 hours while forcibly cooling and adjusting the temperature to 40 ° C. Then, after keeping the temperature at 40 ° C. for about 24 hours, while adjusting the temperature to 40 ° C., ethylenediamine 0.5
13 mol was added and the reaction was carried out immediately.

【0028】(2)反応 実施例1と同じ。反応終了液中のSS−EDDS濃度は
474mM、meso−EDDS濃度は0.92mMで
あった。SS体過剰率は99.6%d.eであった。
(2) Reaction Same as in Example 1. The SS-EDDS concentration in the reaction completed solution was 474 mM, and the meso-EDDS concentration was 0.92 mM. SS excess is 99.6% d. e.

【0029】実施例5 (1)基質水溶液の調製 基質水溶液は、菌体を投入した時点での合計が1Kgと
なるように水、フマル酸2.054モル、水酸化マグネ
シウム1.026モル、NaOH1.026モルを強制
的に冷却し40℃に温度調節しながら2時間かけて調製
した。その後、40℃に保温したまま約24時間置いた
後、40℃に温度調節しながらエチレンジアミン0.5
13モルを添加し、直ちに反応を行った。
Example 5 (1) Preparation of Aqueous Substrate Solution The aqueous substrate solution was prepared such that water, fumaric acid 2.054 mol, magnesium hydroxide 1.026 mol, and NaOH 0.026 mol was prepared over 2 hours while forcibly cooling and adjusting the temperature to 40 ° C. Then, after keeping the temperature at 40 ° C. for about 24 hours, while adjusting the temperature to 40 ° C., ethylenediamine 0.5
13 mol was added and the reaction was carried out immediately.

【0030】(2)反応 実施例1と同じ。反応終了液中のSS−EDDS濃度は
912mM、meso−EDDS濃度は2.13mMで
あった。SS体過剰率は99.5%d.eであった。
(2) Reaction Same as in Example 1. The SS-EDDS concentration in the reaction completed solution was 912 mM, and the meso-EDDS concentration was 2.13 mM. SS body excess ratio is 99.5% d. e.

【0031】比較例−1 (1)基質水溶液の調製 基質水溶液は、菌体を投入した時点での合計が1Kgと
なるように水、フマル酸2.054モル、エチレンジア
ミン1.026モル、水酸化マグネシウム1.026モ
ル、NaOH1.026モルを温度調節しないで2時間
かけて混合した。この時、調合した液の温度は約76℃
(調合前の水の温度は約25℃)であった。このように
して調製した基質水溶液中のエチレンジアミン−N−モ
ノコハク酸の量を分析したところ、56.8ミリモルで
あった。これは得られるSS−EDDSの理論量に対し
約5.5モル%である。
Comparative Example-1 (1) Preparation of Substrate Aqueous Solution The aqueous substrate solution was prepared such that water, 2.054 mol of fumaric acid, 1.026 mol of ethylenediamine, and 1.06 mol of hydroxylamine were added so that the total at the time of adding the cells was 1 kg. 1.026 mol of magnesium and 1.026 mol of NaOH were mixed without temperature control over 2 hours. At this time, the temperature of the prepared liquid is about 76 ° C.
(The temperature of the water before blending was about 25 ° C.). When the amount of ethylenediamine-N-monosuccinic acid in the aqueous substrate solution thus prepared was analyzed, it was 56.8 mmol. This is about 5.5 mol% based on the theoretical amount of SS-EDDS obtained.

【0032】(2)反応 実施例1と同じ。反応終了液中のSS−EDDS濃度は
909mM、meso−EDDS濃度は30.9mMで
あった。SS体過剰率は93.4%d.eであった。
(2) Reaction Same as in Example 1. The SS-EDDS concentration in the reaction completed solution was 909 mM, and the meso-EDDS concentration was 30.9 mM. The SS body excess was 93.4% d. e.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、meso−EDDSの
生成を抑制できるため、精製工程を実質的に要しない簡
略化された工程により高純度のSS−EDDS塩を提供
できる。
According to the present invention, since the production of meso-EDDS can be suppressed, a high-purity SS-EDDS salt can be provided by a simplified process that does not substantially require a purification process.

フロントページの続き Fターム(参考) 4B064 AE01 CA21 CC06 CD01 CD07 CD12 DA19 4H006 AA02 BB31 BE10 BE11 BE14 BS10 BU32 NB10 Continued on the front page F-term (reference) 4B064 AE01 CA21 CC06 CD01 CD07 CD12 DA19 4H006 AA02 BB31 BE10 BE11 BE14 BS10 BU32 NB10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エチレンジアミン−N,N’−ジコハク
酸エチレンジアミンリアーゼの作用による酵素反応に
て、基質としてフマル酸およびエチレンジアミン、並び
にアルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化
物およびアンモニアから選ばれる少なくとも1種のアル
カリを含有する水溶液中で該基質からS,S−エチレン
ジアミン−N,N’−ジコハク酸を製造する方法におい
て、該基質水溶液調製時に生成するエチレンジアミン−
N−モノコハク酸の量を、得られるS,S−エチレンジ
アミン−N,N’−ジコハク酸の理論量に対し4モル%
以下とすることにより製品中のS,S−エチレンジアミ
ン−N,N’−ジコハク酸過剰率を95%d.e.以上
とすることを特徴とする高純度S,S−エチレンジアミ
ン−N,N’−ジコハク酸の製造法。
1. An enzyme reaction by the action of ethylenediamine-N, N'-disuccinate ethylenediamine lyase, wherein fumaric acid and ethylenediamine as substrates, alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide and ammonia are used as substrates. In a method for producing S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid from the substrate in an aqueous solution containing at least one selected alkali, ethylenediamine formed at the time of preparing the aqueous substrate solution is prepared.
The amount of N-monosuccinic acid is 4 mol% with respect to the theoretical amount of S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid obtained.
The S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid excess in the product is 95% d. e. A process for producing high-purity S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid, characterized in that:
【請求項2】 マレイン酸イソメラーゼおよびエチレン
ジアミン−N,N’−ジコハク酸エチレンジアミンリア
ーゼの作用による酵素反応にて、基質としてマレイン酸
およびエチレンジアミン、並びにアルカリ金属の水酸化
物、アルカリ土類金属の水酸化物およびアンモニアから
選ばれる少なくとも1種のアルカリを含有する水溶液中
で該基質からS,S−エチレンジアミン−N,N’−ジ
コハク酸を製造する方法において、該基質水溶液調製時
に生成するエチレンジアミン−N−モノコハク酸の量
を、得られるS,S−エチレンジアミン−N,N’−ジ
コハク酸の理論量に対し4モル%以下とすることにより
製品中のS,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハ
ク酸過剰率を95%d.e.以上とすることを特徴とす
る高純度S,S−エチレンジアミン−N,N’−ジコハ
ク酸の製造法。
2. An enzyme reaction by the action of maleate isomerase and ethylenediamine-N, N'-disuccinate ethylenediamine lyase, maleic acid and ethylenediamine as substrates, and hydroxides of alkali metals and hydroxylation of alkaline earth metals. A process for producing S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid from the substrate in an aqueous solution containing at least one alkali selected from a product and ammonia, wherein ethylenediamine-N- By making the amount of monosuccinic acid 4 mol% or less based on the theoretical amount of S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid to be obtained, S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid in the product is obtained. Excess 95% d. e. A process for producing high-purity S, S-ethylenediamine-N, N'-disuccinic acid, characterized in that:
【請求項3】 基質水溶液調製および酵素反応を連続的
に行う請求項1または2記載の高純度S,S−エチレン
ジアミン−N,N’−ジコハク酸の製造法。
3. The method for producing high-purity S, S-ethylenediamine-N, N′-disuccinic acid according to claim 1, wherein the preparation of the aqueous substrate solution and the enzymatic reaction are carried out continuously.
【請求項4】 基質水溶液調製時の温度を50℃以下と
する請求項1、2または3記載の高純度S,S−エチレ
ンジアミン−N,N’−ジコハク酸の製造法。
4. The method for producing high-purity S, S-ethylenediamine-N, N′-disuccinic acid according to claim 1, wherein the temperature during preparation of the aqueous substrate solution is 50 ° C. or lower.
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