JP2008131861A - Method for industrially producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, by which an un-reacted 1,3-dihalo-2-propanol and an un-reacted cyanide donor can be reused to profitably produce the 4-halo-3-hydroxybutyronitrile. <P>SOLUTION: This method for producing the 4-halo-3-hydroxybutyronitrile from the 1,3-dihalo-2-propanol and the cyanide donor by an enzymatic reaction in an aqueous system is characterized by comprising (1) the process of distilling the aqueous reaction solution after the finish of the enzymatic reaction to recover the un-reacted 1,3-dihalo-2-propanol and the un-reacted cyanide donor, and (2) the process of repeatedly using the recovered cyanide donor and the recovered 1,3-dihalo-2-propanol for the enzymatic reaction once or more. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、種々の医薬品や生理活性物質の合成原料として有用な物質である、4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの工業的製造方法に関する。   The present invention relates to an industrial method for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, which is a substance useful as a raw material for synthesizing various pharmaceuticals and physiologically active substances.

1,3-ジハロ-2-プロパノールとシアニドドナーとから酵素反応により4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルを製造するに際し使用される酵素として、ハロヒドリンエポキシダーゼが例示できる。ハロヒドリンエポキシダーゼとしては、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、ミクロバクテリウム(Microbacterium)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、オウレオバクテリウム(Aureobacterium)属のものが知られている。本出願人らは先に、コリネバクテリウム属、ミクロバクテリウム属、オウレオバクテリウム属の脱ハロゲン化酵素の作用により、1,3-ジハロ-2-プロパノールから光学活性4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法(特許文献1、特許文献2参照)及びエピハロヒドリンから光学活性4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法(特許文献3参照)を提案している。さらに遺伝子組換え技術を利用し、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属由来のハロヒドリンエポキシダーゼ酵素遺伝子DNAを有する組換えベクターを得、この組換えベクターを導入した形質転換体を使用し4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを製造することに成功している(特許文献4、特許文献5、非特許文献1参照)。また、Janssenらはアグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter) AD1株、マイコバクテリウム(Mycobacterium) sp. GP1、アースロバクター(Arthrobacter) sp. AD2のハロヒドリンエポキシダーゼを見出し、アグロバクテリウム ラジオバクターAD1株においては、その酵素の立体構造を明らかにしている。(非特許文献2,3)   A halohydrin epoxidase can be exemplified as an enzyme used in producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile by an enzymatic reaction from 1,3-dihalo-2-propanol and a cyanide donor. As halohydrin epoxidases, those of the genus Corynebacterium, the genus Microbacterium, the genus Agrobacterium, and the genus Aureobacterium are known. The present applicants have previously described the optically active 4-halo-3-hydroxylase from 1,3-dihalo-2-propanol by the action of dehalogenating enzymes of the genus Corynebacterium, Microbacterium, and Aureobacteria. A method for producing hydroxybutyronitrile (see Patent Literature 1 and Patent Literature 2) and a method for producing optically active 4-halo-3-hydroxybutyronitrile from epihalohydrin (see Patent Literature 3) are proposed. Furthermore, using a gene recombination technique, a recombinant vector having a halohydrin epoxidase enzyme gene DNA derived from the genus Corynebacterium is obtained, and a 4-halo compound using a transformant introduced with this recombinant vector is obtained. It has succeeded in producing -3-hydroxybutyronitrile (see Patent Document 4, Patent Document 5, and Non-Patent Document 1). Janssen et al. Also found the halohydrin epoxidase of Agrobacterium radiobacter AD1 strain, Mycobacterium sp. GP1, Arthrobacter sp. AD2, and Agrobacterium radiobacter. In AD1 strain, the three-dimensional structure of the enzyme has been clarified. (Non-Patent Documents 2 and 3)

このような酵素反応によって生成した4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルは、通常、反応液から有機溶媒で抽出を行い、次いで減圧下で溶媒を留去することにより回収される。このとき、留去した有機溶媒には、未反応の1,3-ジハロ-2-プロパノール及びシアニドドナーが含まれている。反応の効率性を考慮すれば、これら未反応原料は再利用することが好ましいが、酵素反応は通常、水系で反応を実施するため、未反応原料を再利用するにはさらなる有機溶媒の蒸留等の煩雑な操作が必要となる。また、廃液処理にかかるコスト面・環境面の負担が大きい。よって、工業的に好適であるとはいえなかった。そこで、これら未反応原料ならびに反応溶媒を効率的に回収、再利用し、4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルを工業上有利に製造するための方法が望まれていた。   4-halo-3-hydroxybutyronitrile produced by such an enzyme reaction is usually recovered by performing extraction from the reaction solution with an organic solvent and then distilling off the solvent under reduced pressure. At this time, the distilled-off organic solvent contains unreacted 1,3-dihalo-2-propanol and cyanide donor. Considering the efficiency of the reaction, it is preferable to reuse these unreacted raw materials. However, since the enzyme reaction is usually carried out in an aqueous system, further distillation of an organic solvent or the like is required to reuse the unreacted raw materials. Complicated operations are required. In addition, the cost and environmental burden of waste liquid treatment are large. Therefore, it cannot be said that it is industrially suitable. Therefore, a method for efficiently recovering and reusing these unreacted raw materials and reaction solvent and industrially producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile has been desired.

特許2840722号Patent 2840722 特許3168202号Patent 3168202 特許2840723号Patent No.2840723 特許3073037号Patent 3073037 特許3026367号Patent 3026367 Biosci. Biotech. Biochem.,58(8), 1451-1457, 1994Biosci. Biotech. Biochem., 58 (8), 1451-1457, 1994 The EMBO Journal.,22(19), 4933-4944, 2003The EMBO Journal., 22 (19), 4933-4944, 2003 J.Bacteriology 183(17), 5058-5066, 2001J. Bacteriology 183 (17), 5058-5066, 2001

本発明の課題は、未反応の1,3-ジハロ-2-プロパノール及びシアニドドナーを再利用し、4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの工業上有利な製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an industrially advantageous production method of 4-halo-3-hydroxybutyronitrile by reusing unreacted 1,3-dihalo-2-propanol and cyanide donor.

本発明者らは、前記課題を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、酵素反応終了後の反応液を蒸留することにより、未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルから効率的に分離回収でき、容易に再利用できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors distilled unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol into 4-halogen by distilling the reaction solution after completion of the enzyme reaction. It has been found that it can be efficiently separated and recovered from -3-hydroxybutyronitrile and can be easily reused, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、以下の発明を包含する。
1,3-ジハロ-2-プロパノールとシアニドドナーとから、水系での酵素反応により4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法において、
(1) 酵素反応終了後の反応水溶液を蒸留し、未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを回収する工程、
(2) 回収したシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを、少なくとも1回以上、繰り返し酵素反応に使用する工程、
を含む、4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの製造方法。
That is, the present invention includes the following inventions.
In a method for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile from 1,3-dihalo-2-propanol and a cyanide donor by an enzymatic reaction in an aqueous system,
(1) A step of distilling the reaction aqueous solution after completion of the enzyme reaction to recover unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol;
(2) a step of repeatedly using the recovered cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol for the enzymatic reaction at least once,
A process for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile.

本発明によれば、未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを効率良く分離回収、再利用できる。よって、生産性が高く、工業的に好適な4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの製造方法を提供することができる。さらには、この蒸留を蒸留中の圧力における1,3-ジハロ-2-プロパノールの沸点未満で実施できるため、蒸留にかかるエネルギーが節約できる。   According to the present invention, unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol can be efficiently separated and recovered and reused. Therefore, it is possible to provide a production method of 4-halo-3-hydroxybutyronitrile having high productivity and industrially suitable. Furthermore, since this distillation can be carried out below the boiling point of 1,3-dihalo-2-propanol at the pressure during distillation, energy for distillation can be saved.

本発明は、1,3-ジハロ-2-プロパノールとシアニドドナーとから、水系での酵素反応により4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法において、
(1) 酵素反応終了後の反応水溶液を蒸留し、未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを回収する工程、
(2) 回収したシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを、少なくとも1回以上、繰り返し酵素反応に使用する工程、
を含む、4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの製造方法である。
The present invention relates to a method for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile from 1,3-dihalo-2-propanol and a cyanide donor by an enzymatic reaction in an aqueous system.
(1) A step of distilling the reaction aqueous solution after completion of the enzyme reaction to recover unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol;
(2) a step of repeatedly using the recovered cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol for the enzymatic reaction at least once,
Is a process for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile.

1.用語の説明
(1) 1,3-ジハロ-2-プロパノール
1,3-ジハロ-2-プロパノールとは、下記一般式(1)で表される化合物のことをいう。

Figure 2008131861
(式中、X1、X2はハロゲン原子を示す。)
式1において、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的には1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノール、1,3−ジヨード−2−プロパノールが挙げられ、好ましくは、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,3−ジブロモ−2−プロパノールである。 1. Explanation of Terms (1) 1,3-Dihalo-2-propanol
1,3-dihalo-2-propanol refers to a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2008131861
(In the formula, X 1 and X 2 represent halogen atoms.)
In Formula 1, as the halogen atom, fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. Specific examples include 1,3-difluoro-2-propanol, 1,3-dichloro-2-propanol, 1,3-dibromo-2-propanol, and 1,3-diiodo-2-propanol. 1,3-dichloro-2-propanol and 1,3-dibromo-2-propanol.

(2) シアニドドナー
シアニドドナーとは、反応液中に添加した際にシアンイオン(CN)又はシアン化水素を生じる化合物を意味し、特に制限されないが、青酸(HCN)、シアン化カリウム(KCN)、シアン化ナトリウム(NaCN)、アセトンシアンヒドリン(ACH)が例示される。青酸、シアン化カリウム、シアン化ナトリウムが好ましく使用され、特に青酸が回収リサイクルが容易な点から好ましく使用される。
(2) Cyanide Donor Cyanide donor means a compound that generates cyanide ion (CN ) or hydrogen cyanide when added to a reaction solution, and is not particularly limited. NaCN) and acetone cyanohydrin (ACH). Cyanic acid, potassium cyanide, and sodium cyanide are preferably used. In particular, cyanic acid is preferably used because it can be easily recovered and recycled.

(3) 4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリル
4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルとは、下記一般式(2)で表される化合物のことをいう。

Figure 2008131861
(式中X1はハロゲン原子を示す。*は不斉炭素を示す。)
式2において、X1のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。その立体配置は(R)-体、(S)-体、ラセミ体のいずれでも構わないが、(R)-体が好ましい。 (3) 4-halo-3-hydroxybutyronitrile
4-halo-3-hydroxybutyronitrile refers to a compound represented by the following general formula (2).
Figure 2008131861
(In the formula, X 1 represents a halogen atom. * Represents an asymmetric carbon.)
In Formula 2, as the halogen atom of X 1 , fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable, and chlorine and bromine are particularly preferable. The configuration may be any of the (R) -isomer, (S) -isomer, and racemate, but the (R) -isomer is preferred.

具体的には、4-フルオロ-3-ヒドロキシブチロニトリル、4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリル、4-ブロモ-3-ヒドロキシブチロニトリル、4-ヨード-3-ヒドロキシブチロニトリルが挙げられ、好ましくは、4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリル、4-ブロモ-3-ヒドロキシブチロニトリルである。また、光学活性4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルとは、一方の鏡像異性体(例えばR体)が他方の鏡像異性体(例えばS体)より多く含まれている4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルのこと、または、いずれか一方の鏡像異性体のみからなる4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルのことをいう。なお、4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルがいずれか一方の鏡像異性体のみからなる場合、光学純度100%という。   Specific examples include 4-fluoro-3-hydroxybutyronitrile, 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile, 4-bromo-3-hydroxybutyronitrile, 4-iodo-3-hydroxybutyronitrile. 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile and 4-bromo-3-hydroxybutyronitrile are preferable. Moreover, optically active 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is 4-halo-3-containing one enantiomer (for example, R form) more than the other enantiomer (for example, S form). It refers to hydroxybutyronitrile or 4-halo-3-hydroxybutyronitrile consisting of only one of the enantiomers. When 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is composed of only one of the enantiomers, the optical purity is 100%.

(4) ハロヒドリンエポキシダーゼ
ハロヒドリンエポキシダーゼとは、上記一般式(1)で表される1,3-ジハロ-2-プロパノールを脱ハロゲン化水素し、下記一般式(3) で表されるエピハロヒドリンを合成する活性、及びその逆反応を触媒する活性を有する酵素(EC number: 4.5.1.-)を意味する。
(4) Halohydrin epoxidase A halohydrin epoxidase is dehalogenated from 1,3-dihalo-2-propanol represented by the above general formula (1) and represented by the following general formula (3). An enzyme (EC number: 4.5.1.-) having an activity to synthesize epihalohydrin and an activity catalyzing the reverse reaction.

Figure 2008131861
(図中、X1はハロゲン原子を示す。)
式3において、X1は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素が特に好ましい。具体的にはエピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリンが挙げられ、特に好ましくはエピクロロヒドリン、エピブロモヒドリンである。
Figure 2008131861
(In the figure, X 1 represents a halogen atom.)
In Formula 3, X 1 is preferably fluorine, chlorine, bromine or iodine, particularly preferably chlorine or bromine. Specific examples include epifluorohydrin, epichlorohydrin, epibromohydrin, and epiiodohydrin, with epichlorohydrin and epibromohydrin being particularly preferred.

この酵素を産生する微生物としては、コリネバクテリウム(Corynebacterium)sp.N-1074(FERM BP-2643)、ミクロバクテリウム(Microbacterium)sp.N-4701(FERM BP-2644)、アグロバクテリウム ラジオバクター(Agrobacterium radiobacter) AD1、マイコバクテリウム(Mycobacterium)sp.GP1、アースロバクター(Arthrobacter)sp.AD2等が挙げられる。特に好ましい微生物は、コリネバクテリウム(Corynebacterium)sp.N-1074(FERM BP-2643)である。コリネバクテリウム(Corynebacterium)sp.N-1074由来の ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子(hheB)はGenBankに公表されており、のAccession番号は D90350である。   Microbes that produce this enzyme include Corynebacterium sp. N-1074 (FERM BP-2643), Microbacterium sp. N-4701 (FERM BP-2644), Agrobacterium radiobacter (Agrobacterium radiobacter) AD1, Mycobacterium sp.GP1, Arthrobacter sp.AD2, etc. are mentioned. A particularly preferred microorganism is Corynebacterium sp. N-1074 (FERM BP-2643). The halohydrin epoxidase gene (hheB) derived from Corynebacterium sp. N-1074 has been published in GenBank and its Accession number is D90350.

前記ハロヒドリンエポキシダーゼは、上記微生物からの抽出によって調製することができるが、ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子をクローニングし、当該遺伝子を組み込んで作製した遺伝子組換え微生物によって生産することもできる。また、天然型のハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を改変し、酵素機能を改変したハロヒドリンエポキシダーゼについても、上記の活性を有するものであれば本発明に用いることができる。抽出は常法によって実施すればよく、調製物にはハロヒドリンエポキシダーゼ以外の成分が含まれていても反応に悪影響を与えなければ特に精製する必要はない。ハロヒドリンエポキシダーゼ遺伝子を組み込んで作成した遺伝子組換え微生物を培養して得られるハロヒドリンエポキシダーゼが、調製が容易なことから好ましく使用される。また、形質転換に用いる宿主微生物としては大腸菌(Escherichia coli)あるいはロドコッカス (Rhodococcus)属細菌に属する微生物が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではなく、他の宿主微生物を用いることも出来る。   The halohydrin epoxidase can be prepared by extraction from the microorganism, but can also be produced by a recombinant microorganism prepared by cloning a halohydrin epoxidase gene and incorporating the gene. In addition, a halohydrin epoxidase obtained by modifying a natural halohydrin epoxidase gene and modifying the enzyme function can also be used in the present invention as long as it has the above activity. Extraction may be carried out by a conventional method, and even if the preparation contains components other than halohydrin epoxidase, it does not need to be purified if it does not adversely affect the reaction. A halohydrin epoxidase obtained by culturing a genetically modified microorganism prepared by incorporating a halohydrin epoxidase gene is preferably used because it is easy to prepare. In addition, examples of host microorganisms used for transformation include microorganisms belonging to the genus Escherichia coli or Rhodococcus, but are not particularly limited thereto, and other host microorganisms can also be used.

前記ハロヒドリンエポキシダーゼを生産する微生物を培養するための培地としては、通常これらの微生物が生育し得るものであれば何れのものでも使用できる。炭素源としては、例えば、グルコース、シュークロース、マルトースやフルクトース等の糖類、酢酸、クエン酸やフマル酸等の有機酸あるいはその塩、またはエタノールやグリセロール等のアルコール類等を使用できる。窒素源としては、例えば、ペプトン、肉エキス、酵母エキスやアミノ酸等の一般天然窒素源の他、各種無機、有機酸アンモニウム塩等が使用できる。その他、硫酸、塩酸、燐酸やホウ酸などの無機酸あるいはその塩、用いられる微生物が利用可能なナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウムなどを含む無機塩、鉄、マンガン、亜鉛、コバルト、ニッケル微量金属塩、微生物育成促進剤としてビタミンB1、B2、C、K等のビタミン等が必要に応じて適宜添加される。本発明の微生物の培養は、通常は液体培養で行われるが、固体培養によっても行うことができる。培養は10〜50℃の温度で、pH 2〜11の範囲で行われる。微生物の生育を促進させるために通気攪拌を行ってもよい。培養により得られた微生物は、培養液そのまま若しくは該培養物から遠心分離等の集菌操作によって得られる微生物菌体、若しくは菌体処理物(例えば、菌体破砕物、粗酵素、精製酵素)あるいは常法により固定化した菌体または菌体処理物の形で、ハロヒドリンエポキシダーゼとして利用することができる。   As a medium for culturing microorganisms producing the halohydrin epoxidase, any medium can be used as long as these microorganisms can usually grow. As the carbon source, for example, sugars such as glucose, sucrose, maltose and fructose, organic acids such as acetic acid, citric acid and fumaric acid or salts thereof, alcohols such as ethanol and glycerol can be used. As the nitrogen source, for example, various inorganic and organic acid ammonium salts can be used in addition to general natural nitrogen sources such as peptone, meat extract, yeast extract and amino acids. In addition, inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and boric acid or salts thereof, inorganic salts containing sodium, magnesium, potassium, calcium, etc. that can be used by microorganisms used, iron, manganese, zinc, cobalt, nickel trace metal salts In addition, vitamins such as vitamins B1, B2, C, and K are appropriately added as necessary as a microorganism growth promoter. The culture of the microorganism of the present invention is usually performed by liquid culture, but can also be performed by solid culture. Culturing is performed at a temperature of 10 to 50 ° C. and in a pH range of 2 to 11. In order to promote the growth of microorganisms, aeration and agitation may be performed. Microorganisms obtained by culturing are microbial cells obtained from the culture solution as it is or by collection operations such as centrifugation from the culture, or treated cells (for example, disrupted cells, crude enzyme, purified enzyme) or It can be used as a halohydrin epoxidase in the form of a microbial cell immobilized by a conventional method or a processed microbial cell product.

2.酵素反応
本製造方法において、ハロヒドリンエポキシダーゼによる、1,3-ジハロ-2-プロパノールとシアニドドナーを基質とする酵素反応は、使用する酵素の至適pH4〜10の付近である水または緩衝液の存在下で行うことが好ましい。緩衝液としては、例えば、青酸、リン酸、ホウ酸、クエン酸、グルタル酸、リンゴ酸、マロン酸、o-フタル酸、コハク酸又は酢酸等の塩等によって構成される緩衝液、トリス緩衝液あるいはグッド緩衝液等が例示され、青酸とその塩によって構成される緩衝液、トリス緩衝液が好ましく、特に、青酸とその塩によってのみ構成される緩衝液が緩衝剤由来の不純物が混入しない点で好ましい。
2. Enzyme reaction In this production method, an enzyme reaction using 1,3-dihalo-2-propanol and a cyanide donor as a substrate by halohydrin epoxidase is in the vicinity of an optimum pH of 4 to 10 for the enzyme used. It is preferably carried out in the presence of water or a buffer. As the buffer solution, for example, a buffer solution composed of a salt such as hydrocyanic acid, phosphoric acid, boric acid, citric acid, glutaric acid, malic acid, malonic acid, o-phthalic acid, succinic acid or acetic acid, Tris buffer Alternatively, Good buffer, etc. are exemplified, and a buffer composed of hydrocyanic acid and its salt is preferable, and a Tris buffer is preferable. Particularly, a buffer composed only of hydrocyanic acid and its salt is not mixed with impurities derived from the buffer. preferable.

上記緩衝液を含む反応系へのシアニドドナー、1,3−ジハロ−2−プロパノール及びハロヒドリンエポキシダーゼの投入順序については、1,3−ジハロ−2−プロパノールとハロヒドリンエポキシダーゼが接触して反応開始する前に、反応系内に反応開始時における濃度が0.01〜1.5mol/kgとなる量のシアニドドナーを存在させておくことが、反応開始時に高い反応速度を得られる点、及びエピハロヒドリンの副生を抑えることができる点で好ましい。0.8〜1.5mol/kgのシアニドドナーを存在させておくことがより好ましい。   Regarding the order of introduction of cyanide donor, 1,3-dihalo-2-propanol and halohydrin epoxidase into the reaction system containing the above buffer solution, 1,3-dihalo-2-propanol and halohydrin epoxidase are in contact with each other. Before starting the reaction, it is possible to obtain a high reaction rate at the start of the reaction by allowing the cyanide donor in an amount such that the concentration at the start of the reaction is 0.01 to 1.5 mol / kg in the reaction system. And it is preferable at the point which can suppress the byproduct of epihalohydrin. More preferably, 0.8 to 1.5 mol / kg cyanide donor is present.

1,3−ジハロ−2−プロパノールは、反応開始時において0.01mol/kg以上となるように予め投入しておくことが、反応開始時に高い反応速度を得られる点で好ましい。   It is preferable that 1,3-dihalo-2-propanol is added in advance so as to be 0.01 mol / kg or more at the start of the reaction because a high reaction rate can be obtained at the start of the reaction.

1,3−ジハロ−2−プロパノールの濃度は、酵素の安定性の観点から1mol/kg以下とすることが好ましい。また、反応速度向上、高生産性の観点から1,3−ジハロ−2−プロパノールを1mol/kgを超えないよう追添加することが好ましい。   The concentration of 1,3-dihalo-2-propanol is preferably 1 mol / kg or less from the viewpoint of enzyme stability. Moreover, it is preferable to add 1,3-dihalo-2-propanol so that it may not exceed 1 mol / kg from the viewpoint of improving the reaction rate and high productivity.

反応開始以降、反応液中のシアニドドナーは反応により消費されるため、シアニドドナーを追添加することが好ましい。その場合、反応系内に0.05mol/kg以上存在させておくよう追添加することが好ましい。酵素の安定性の観点から1.5mol/kgに超えないようにすることがさらに好ましい。   Since the cyanide donor in the reaction solution is consumed by the reaction after the start of the reaction, it is preferable to add a cyanide donor. In that case, it is preferable to add additionally so that 0.05 mol / kg or more exists in the reaction system. From the viewpoint of enzyme stability, it is more preferable not to exceed 1.5 mol / kg.

また、シアニドドナーの使用量は、最終的に使用する1,3−ジハロ−2−プロパノールの1.2当量以上とすることが反応の円滑な進行の点から好ましく、2当量以下とすることがシアニドドナーの効率的な利用の観点から好ましい。最終的に使用する1,3−ジハロ−2−プロパノールの量とは、反応開始から反応終了までに使用した1,3−ジハロ−2−プロパノールの全量のことを意味する。   In addition, the amount of cyanide donor used is preferably 1.2 equivalents or more of 1,3-dihalo-2-propanol to be used finally from the viewpoint of smooth progress of the reaction, and is preferably 2 equivalents or less. It is preferable from the viewpoint of efficient use. The amount of 1,3-dihalo-2-propanol finally used means the total amount of 1,3-dihalo-2-propanol used from the start of the reaction to the end of the reaction.

反応温度は、10〜30℃とすることが酵素の安定性が良く、円滑に反応が進行する点から好ましい。   The reaction temperature is preferably 10 to 30 ° C. from the viewpoint of good enzyme stability and smooth reaction.

反応が進行するに際して、反応液中にハロゲン化水素が生成するためpHが低下していくが、反応系内にアルカリを逐次添加することにより系内のpHを酵素の活性が発揮される領域に維持することが好ましい。pHは7.0〜8.5とすることが反応の円滑な進行や副反応の抑制の点から特に好ましい。   As the reaction proceeds, hydrogen halide is generated in the reaction solution and the pH is lowered. By sequentially adding alkali to the reaction system, the pH in the system is brought into a region where the enzyme activity is exerted. It is preferable to maintain. The pH is particularly preferably 7.0 to 8.5 from the viewpoint of smooth progress of the reaction and suppression of side reactions.

アルカリとしては、ハロゲン化水素と塩を形成し、その塩の水溶液が酵素の活性が発揮されるpH領域にあるものであれば特に制限されず、例えば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属またはアンモニアの、水酸化物あるいは弱酸との塩が例示される。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水、シアン化ナトリウム、シアン化カリウムが好ましい。アルカリの使用形態としては、特に制限されないが、取り扱いの容易さから水溶液が好ましい。   The alkali is not particularly limited as long as it forms a salt with hydrogen halide and the aqueous solution of the salt is in a pH range where the activity of the enzyme is exerted. For example, an alkali metal, an alkaline earth metal, or ammonia is used. And salts with hydroxides or weak acids. Sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, sodium cyanide and potassium cyanide are preferred. The form of alkali used is not particularly limited, but an aqueous solution is preferable from the viewpoint of ease of handling.

ハロヒドリンエポキシダーゼの使用量は特に制限されず、反応が円滑に進行する量を使用すればよい。例えば、反応開始時において反応液1gあたり1U〜1000U使用することができる。ここで、1U(ユニット)とは、20℃、pH8.0の緩衝液中において、1,3-ジクロロ-2-プロパノールから1分間に1μmolのエピクロロヒドリンを生成することができる酵素量のことを意味する。   The amount of halohydrin epoxidase used is not particularly limited, and an amount that allows the reaction to proceed smoothly may be used. For example, 1 U to 1000 U can be used per 1 g of the reaction solution at the start of the reaction. Here, 1U (unit) is the amount of enzyme that can produce 1 μmol of epichlorohydrin per minute from 1,3-dichloro-2-propanol in a buffer solution at 20 ° C. and pH 8.0. Means that.

反応系内の1,3-ジハロ-2-プロパノール、及び4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの濃度は、例えば高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって定量することができる。また、反応系内のシアニドドナーの濃度は、例えば滴定によって定量することができる。これらの定量結果を反応進行の指標として、追添加する1,3-ジハロ-2-プロパノール及びシアニドドナーの量を決定することができる。   The concentration of 1,3-dihalo-2-propanol and 4-halo-3-hydroxybutyronitrile in the reaction system can be quantified by, for example, high performance liquid chromatography (HPLC). The concentration of cyanide donor in the reaction system can be quantified by titration, for example. Using these quantitative results as an indicator of reaction progress, the amount of 1,3-dihalo-2-propanol and cyanide donor to be added can be determined.

反応時間は基質等の濃度、菌体濃度、又はその他の反応条件等によって適時選択するが、1〜120 時間で反応が終了するように条件を設定するのが好ましい。 The reaction time is appropriately selected depending on the concentration of the substrate and the like, the bacterial cell concentration, or other reaction conditions, but it is preferable to set the conditions so that the reaction is completed in 1 to 120 hours.

3.蒸留・再利用
酵素反応終了後の4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルを含む反応液からの、反応溶媒及び未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールの分離回収は、蒸留することにより行う。また、蒸留対象となる反応液に、酵素反応で使用したハロヒドリンエポキシダーゼ由来の固形物が存在する場合、蒸留前に固形物を除去しても構わない。上記固形物の除去は、常法によって行えば良く、例えば、ろ過、遠心分離といった方法が例示される。
3. The reaction solvent, unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol are separated and recovered from the reaction solution containing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile after completion of the distillation / reuse enzyme reaction. By doing. Moreover, when the solid substance derived from the halohydrin epoxidase used by the enzyme reaction exists in the reaction liquid used as distillation object, you may remove a solid substance before distillation. The removal of the solid matter may be performed by a conventional method, and examples thereof include methods such as filtration and centrifugation.

蒸留は、未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールの反応液からの分離効率を上げるために、空気または不活性気体を吹き込みながら実施することが好ましい。不活性気体としては、蒸留の際に生成物である4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルや、未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールと実質的に反応しない気体であればよく、水蒸気、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴンが例示される。これらの気体は単独で用いても2種類以上混合されていても、蒸留の間において組成が一定であっても変化しても良い。空気としては、蒸留を行う系内に過剰の酸素が導入されないよう、上記不活性気体により希釈して使用することが好ましい。上記気体の流量については、1〜120時間で反応容器内の気相部が置換されるように設定することが好ましい。   The distillation is preferably performed while blowing air or inert gas in order to increase the separation efficiency of unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol from the reaction solution. The inert gas is a gas that does not substantially react with 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, which is a product during distillation, or an unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol. Often, water vapor, nitrogen, carbon dioxide, helium, and argon are exemplified. These gases may be used alone or in combination of two or more, or the composition may be constant or change during distillation. The air is preferably used after being diluted with the above inert gas so that excessive oxygen is not introduced into the system in which distillation is performed. The gas flow rate is preferably set so that the gas phase in the reaction vessel is replaced in 1 to 120 hours.

また、この蒸留操作においては、未反応のシアニドドナーの反応液からの分離効率を上げ、1,3-ジハロ-2-プロパノール及び4−ハロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの分解を防ぐために、反応液に青酸より強い酸を添加し、蒸留ボトムを酸性に維持することが好ましい。蒸留ボトムのpHについては、8以下が好ましく、5以下がより好ましい。添加する酸としては、青酸より強い酸、すなわち、青酸と強塩基からなる塩の水溶液と混合することにより青酸ガスが発生するものであれば、特に制限されない。例えば、p-トルエンスルホン酸、酢酸等の有機酸、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸等の無機酸である。   In this distillation operation, in order to increase the separation efficiency of the unreacted cyanide donor from the reaction solution and prevent decomposition of 1,3-dihalo-2-propanol and 4-halo-3-hydroxybutyronitrile, It is preferable to add an acid stronger than hydrocyanic acid to keep the distillation bottom acidic. The pH of the distillation bottom is preferably 8 or less, and more preferably 5 or less. The acid to be added is not particularly limited as long as it is an acid stronger than hydrocyanic acid, that is, hydrocyanic acid gas is generated by mixing with an aqueous solution of a salt composed of hydrocyanic acid and a strong base. Examples thereof include organic acids such as p-toluenesulfonic acid and acetic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid.

減圧度及び温度は、用いる装置の種類に応じて適宜決定することができる。蒸留中の圧力における1,3-ジハロ-2-プロパノールの沸点より低い温度においても、1,3−ジハロ−2−プロパノールが得られることから、蒸留の温度は1,3-ジハロ-2-プロパノールの沸点より低い温度であることがエネルギー節約の面から好ましい。通常、蒸留温度を0〜110℃、好ましくは40〜110℃にし、減圧度は1〜760torr、好ましくは50〜760torrとする。蒸留の温度が高いと、光学活性4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルが、未反応の1,3-ジハロ-2-プロパノールとシアニドドナーが非酵素的に反応することにより、ラセミ体の4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルが一部生成し、光学純度が低下することとなるため好ましくない。   The degree of decompression and the temperature can be appropriately determined according to the type of apparatus used. Since 1,3-dihalo-2-propanol is obtained even at a temperature lower than the boiling point of 1,3-dihalo-2-propanol at the pressure during distillation, the temperature of distillation is 1,3-dihalo-2-propanol. A temperature lower than the boiling point of is preferable from the viewpoint of energy saving. Usually, the distillation temperature is 0 to 110 ° C, preferably 40 to 110 ° C, and the degree of vacuum is 1 to 760 torr, preferably 50 to 760 torr. When the distillation temperature is high, the optically active 4-halo-3-hydroxybutyronitrile is reacted with unreacted 1,3-dihalo-2-propanol and cyanide donor non-enzymatically, resulting in racemic 4- A part of halo-3-hydroxybutyronitrile is generated, and the optical purity is lowered.

したがって、蒸留ボトムのシアニドドナー濃度を適宜測定し、1000ppm未満、好ましくは500ppm未満、より好ましくは100ppm未満となるまでは、蒸留の温度は40〜80℃としておくことが好ましい。留出した反応溶媒、シアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールは、それぞれを捕集するのに十分な温度、例えば、10℃以下に冷却された冷却管を使い捕集することができる。   Therefore, the concentration of cyanide donor in the distillation bottom is appropriately measured, and the distillation temperature is preferably 40 to 80 ° C. until it is less than 1000 ppm, preferably less than 500 ppm, more preferably less than 100 ppm. The distilled reaction solvent, cyanide donor, and 1,3-dihalo-2-propanol can be collected using a cooling tube cooled to a temperature sufficient to collect each, for example, 10 ° C. or less.

こうして回収した未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを含む溶液は、次の酵素反応の溶媒として用いることができる。 The solution containing the unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol recovered in this way can be used as a solvent for the next enzyme reaction.

本製造方法において、回収された未反応の1,3-ジハロ-2-プロパノールは、酵素反応中の反応液と同様、例えば高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって定量することができる。また、反応系内のシアニドドナーも酵素反応中の反応液と同様に、例えば滴定によって定量することができる。
In the present production method, the recovered unreacted 1,3-dihalo-2-propanol can be quantified by, for example, high performance liquid chromatography (HPLC) in the same manner as the reaction solution during the enzyme reaction. In addition, the cyanide donor in the reaction system can be quantified by titration, for example, in the same manner as the reaction solution during the enzyme reaction.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。なお、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、エピクロロヒドリン、及び4−クロロ−3−ヒドロキシブチロニトリルの定量は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて下記の分析条件で行った。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto. In addition, 1,3-dichloro-2-propanol, epichlorohydrin, and 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile were quantified using high performance liquid chromatography (HPLC) under the following analysis conditions.

[HPLC分析条件]
試料調製方法 : 反応液を移動相に溶解
カラム : Inertsil ODS-3V, 4.6mm I.D.×250mm, 粒径5μm
(GLサイエンス製)
カラムオーブン温度 : 40℃
移動相 : 水/アセトニトリル/燐酸= 70/30/0.1, 1mL/min
検出 : 示差屈折計(RI)
リテンションタイム : 1,3-ジクロロ-2-プロパノール 15.7min
: エピクロロヒドリン 11min
: 4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリル 7.2min
[HPLC analysis conditions]
Sample preparation method: Dissolve reaction solution in mobile phaseColumn: Inertsil ODS-3V, 4.6mm ID × 250mm, particle size 5μm
(GL Science)
Column oven temperature: 40 ℃
Mobile phase: water / acetonitrile / phosphoric acid = 70/30 / 0.1, 1mL / min
Detection: Differential refractometer (RI)
Retention time: 1,3-dichloro-2-propanol 15.7min
: Epichlorohydrin 11min
: 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile 7.2min

<参考例1> 菌体懸濁液の調製
ハロヒドリンエポキシダーゼ活性を持つ大腸菌(Escherichia coli) JM109/pST111(FERM P-12065、特開平5-317066号公報参照)を、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%NaCl、1mM IPTG、50μg/mlアンピシリン) 100mL×20本植菌し、37℃で20時間振盪培養した。培養菌体を50mM トリス−硫酸緩衝液(pH 8.0)で洗浄し、50mM トリス−硫酸緩衝液(pH 8.0)を20gになるように加え、懸濁した。この菌体懸濁液0.25gを50mM トリス−硫酸緩衝液(pH 8.0)100mLに加え、さらに50mMとなるように1,3-ジクロロ-2-プロパノールを加え、20℃で10分間反応した。HPLCにより反応液中のエピクロロヒドリンの量を測定したところ、11mMであった。すなわち、10分当たり1100μmolのエピクロロヒドリンが生成したことになり、この菌体懸濁液の活性は菌体懸濁液1gあたり440Uであることがわかった。この菌体懸濁液を50mM トリス−硫酸緩衝液(pH 8.0)で菌体懸濁液1gあたり400Uになるように希釈した。
<Reference Example 1> Preparation of cell suspension Escherichia coli JM109 / pST111 (FERM P-12065, see JP-A-5-317066) having halohydrin epoxidase activity was added to LB medium (1% 100 mL × 20 cells were inoculated (bactotryptone, 0.5% bacto yeast extract, 0.5% NaCl, 1 mM IPTG, 50 μg / ml ampicillin), and cultured with shaking at 37 ° C. for 20 hours. The cultured cells were washed with 50 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0), and 50 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0) was added to 20 g and suspended. 0.25 g of this bacterial cell suspension was added to 100 mL of 50 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0), and further 1,3-dichloro-2-propanol was added so as to be 50 mM, followed by reaction at 20 ° C. for 10 minutes. When the amount of epichlorohydrin in the reaction solution was measured by HPLC, it was 11 mM. That is, 1100 μmol of epichlorohydrin was produced per 10 minutes, and the activity of this cell suspension was found to be 440 U per 1 g of cell suspension. This cell suspension was diluted with 50 mM Tris-sulfate buffer (pH 8.0) to 400 U per gram of cell suspension.

<実施例1>
(1)4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの合成-1回目
pH電極、ならびにpHコントローラーにより制御されたアルカリ投入配管を装着した1L容フラスコに水319.4g、HCN10.9gを入れ、30%NaOH 1.0gで、pH7.5に調整した。1,3-ジクロロ-2-プロパノール25.0gを入れ、均一に溶解するまで攪拌した。
系内のpHを7.5〜7.6に維持するよう、30%NaOHを投入するようにpHコントローラーを設定し、参考例1で調製した菌体懸濁液43.2g(19.0kU)を加え、20℃で反応を開始した。
反応開始直後より、1,3-ジクロロ-2-プロパノール25.0g, HCN6.5gを2時間かけて均等に滴下した。その後、20℃で系内のpHを7.5~7.6に維持しながら、22時間(反応開始から24時間)反応させた。反応終了時、30%NaOHは、47.1g投入されており、反応液の全量は478.1gであった。反応終了液の組成を表1に示す。
<Example 1>
(1) First synthesis of 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile
31 L of water and 10.9 g of HCN were placed in a 1 L flask equipped with an alkaline charging pipe controlled by a pH electrode and a pH controller, and adjusted to pH 7.5 with 30 g NaOH 1.0 g. 1,5-dichloro-2-propanol (25.0 g) was added and stirred until evenly dissolved.
In order to maintain the pH in the system at 7.5 to 7.6, the pH controller was set so that 30% NaOH was added, and 43.2 g (19.0 kU) of the cell suspension prepared in Reference Example 1 was added. The reaction was started.
Immediately after the start of the reaction, 25.0 g of 1,3-dichloro-2-propanol and 6.5 g of HCN were added dropwise evenly over 2 hours. Thereafter, the reaction was carried out for 22 hours (24 hours from the start of the reaction) while maintaining the pH in the system at 7.5 to 7.6 at 20 ° C. At the end of the reaction, 47.1 g of 30% NaOH was added, and the total amount of the reaction solution was 478.1 g. The composition of the reaction completion liquid is shown in Table 1.

(2)4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリル合成反応液の蒸留
上記(1)で得られた反応終了液に、35%塩酸を1.1g添加し、pHを4.6とした後、窒素ガスを毎分10mL吹き込みながら常圧蒸留し、2℃に冷却した冷却管を用いて341.5gの留出液を得た。留出液、ならびに釜残の組成を表1に示す。
(2) Distillation of 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile synthesis reaction liquid To the reaction completion liquid obtained in (1) above, 1.1 g of 35% hydrochloric acid was added to adjust the pH to 4.6. Distilling at atmospheric pressure while blowing 10 mL per minute, 341.5 g of distillate was obtained using a cooling tube cooled to 2 ° C. Table 1 shows the composition of the distillate and the residue in the kettle.

(3)4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの合成-2回目
上記蒸留で得られた留出液のうち329.2gに、HCN6.6gを加え、30%NaOH 1.2gで、pH7.5に調整し、1,3-ジクロロ-2-プロパノール21.2gを加えて、均一に溶解するまで攪拌した後、上記と同様に反応を行った。反応終了時、30%NaOHは、47.5g投入されており、反応液の全量は480.4gであった。反応終了液の組成を表1に示す。
(3) Synthesis of 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile-2nd time Add 6.6 g of HCN to 329.2 g of the distillate obtained by the above distillation, and adjust to pH 7.5 with 1.2 g of 30% NaOH. After adjusting and adding 21.2 g of 1,3-dichloro-2-propanol and stirring until it was uniformly dissolved, the reaction was carried out in the same manner as described above. At the end of the reaction, 47.5 g of 30% NaOH was added, and the total amount of the reaction solution was 480.4 g. The composition of the reaction completion liquid is shown in Table 1.

Figure 2008131861
Figure 2008131861

上記の結果より、反応液内に残存していた1,3-ジクロロ-2-プロパノールおよびHCNを80%前後の回収率で回収できた。生成物である4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリルはほぼ全量釜残に残り、ロスは殆どないことがわかった。また、蒸留した水、未反応の1,3-ジクロロ-2-プロパノールおよびHCNをリサイクル使用しても、酵素反応にはまったく悪影響がなく、新しい水、HCNおよび1,3-ジクロロ-2-プロパノールを使用した場合となんら変わらない反応結果が得られた。   From the above results, 1,3-dichloro-2-propanol and HCN remaining in the reaction solution could be recovered at a recovery rate of about 80%. It was found that almost all the product 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile remained in the kettle residue and there was almost no loss. In addition, recycling of distilled water, unreacted 1,3-dichloro-2-propanol and HCN has no adverse effect on the enzymatic reaction, and fresh water, HCN and 1,3-dichloro-2-propanol The reaction results were the same as when using.

<実施例2> 4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリル合成反応液の蒸留(2)
実施例1(3)で得られた反応終了液に、35%塩酸を1.1g添加し、pHを4.6とした後、窒素ガスを毎分10mL吹き込みながら、110Torr, 50℃で減圧蒸留し、2℃に冷却した冷却管を用いて336.4gの留出液を得た。
<Example 2> Distillation of 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile synthesis reaction solution (2)
To the reaction solution obtained in Example 1 (3), 1.1 g of 35% hydrochloric acid was added to adjust the pH to 4.6, and then distilled under reduced pressure at 110 Torr and 50 ° C. while blowing nitrogen gas at 10 mL / min. 336.4 g of distillate was obtained using a cooling tube cooled to ° C.

Figure 2008131861
Figure 2008131861

上記の結果より、反応液内に残存していた1,3-ジクロロ-2-プロパノールを70%の回収率で回収できた。生成物である4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリルはほぼ全量釜残に残り、ロスは殆どないことがわかった。また、4-クロロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの光学純度は蒸留の前後において92.0%eeであり、蒸留による光学純度の低下はみられなかった。   From the above results, 1,3-dichloro-2-propanol remaining in the reaction solution could be recovered at a recovery rate of 70%. It was found that almost all the product 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile remained in the kettle residue and there was almost no loss. The optical purity of 4-chloro-3-hydroxybutyronitrile was 92.0% ee before and after distillation, and no decrease in optical purity due to distillation was observed.

Claims (3)

1,3-ジハロ-2-プロパノールとシアニドドナーとから、水系での酵素反応により4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルを製造する方法において、
(1) 酵素反応終了後の反応水溶液を蒸留し、未反応のシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを回収する工程、
(2) 回収したシアニドドナー及び1,3-ジハロ-2-プロパノールを、少なくとも1回以上、繰り返し酵素反応に使用する工程、
を含む、4-ハロ-3-ヒドロキシブチロニトリルの製造方法。
In a method for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile from 1,3-dihalo-2-propanol and a cyanide donor by an enzymatic reaction in an aqueous system,
(1) A step of distilling the reaction aqueous solution after completion of the enzyme reaction to recover unreacted cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol;
(2) a step of repeatedly using the recovered cyanide donor and 1,3-dihalo-2-propanol for the enzymatic reaction at least once,
A process for producing 4-halo-3-hydroxybutyronitrile.
蒸留の際の温度が、蒸留中の圧力における1,3-ジハロ-2-プロパノールの沸点未満である、請求項1記載の方法。   The process according to claim 1, wherein the temperature during the distillation is below the boiling point of 1,3-dihalo-2-propanol at the pressure during the distillation. 蒸留の際の温度が、0℃〜110℃、圧力が1〜760torrである、請求項1又は2記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the temperature during distillation is 0 ° C to 110 ° C and the pressure is 1 to 760 torr.
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