JP2869486B2 - 光学活性（ｒ）‐（‐）‐３‐ハロ‐１，２‐プロパンジオールの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,2
−プロパンジオールの製造法に関する。（Ｒ）−（−）
−３−ハロ−1,2−プロパンジオールは種々の医薬品や
生理活性物質の合成原料、例えば、Ｌ−カルニチンの合
成原料として有用であることが知られている（特開昭57
−165352号公報参照）。

（従来の技術と問題点） 光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,2−プロパン
ジオールの製造に関しては、Ｄ−マンニトールを原料と
して得る方法（特開昭57−165352号公報参照）、メチル
−５−クロロ−５−デオキシンα−Ｌ−アラビノフラノ
シドから得る方法（ケミストリー・アンド・インダスト
リー,P.533,15,July,1987参照）などが知られている
が、これら化学合成的手法では工程が複雑であり、工業
的製法とするには問題点が多い。また生物学的手法とし
ては、ラセミ体である（R,S）−３−ハロ−1,2−プロパ
ンジオールに微生物を作用させて（Ｓ）−（＋）−３−
ハロ−1,2−プロパンジオールを選択的に代謝させ、
（Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,2−プロパンジオールを
残存させる方法（特開昭62−158494号公報参照）、シュ
ードモナス属に属する細菌をラセミ体の（R,S）−2,3−
ジクロロ−１−プロパノールに作用させて（Ｒ）−
（−）−３−クロロ−1,2−プロパンジオールを分取す
る方法（特開昭62−69993号公報参照）が知られている
が、これらの手法ではラセミ体が原料となるために取得
できる（Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,2−プロパンジオ
ールの対原料収率は50％以下となり経済的に有利な製造
法とはなり得ない。

（発明の概要） そこで本発明者らは、光学活性（Ｒ）−（−）−３−
ハロ−1,2−プロパンジオールを工業的に製造し得る方
法について鋭意検討した結果、本発明者らが土壌中より
分離した微生物由来の脱ハロゲン化酵素の作用により、
安価なプロキラル化合物である1,3−ジハロ−２−プロ
パノールから光学活性な（Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,
2−プロパンジオールを容易に得ることができることを
見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、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（Ｒ）−
（−）−３−ハロ−1,2−プロパンジオールを生成せし
めることを特徴とする光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハ
ロ−1,2−プロパンジオールの製造法である。

本発明によれば、プロキラルな基質を使用するため、
理論的には100％の収率で目的物を得ることが可能であ
り経済的に有利である。

（発明の具体的説明） 本発明でいう脱ハロゲン化酵素とは1,3−ジハロ−２
−プロパノールのハロゲン原子一個を最終的に水酸基に
転換し得る酵素である。具体的には、例えば、本発明者
らにより新たに分離、見い出されたコリネバクテリウム
属に属する微生物、Ｎ−653ならびにＮ−1074株、およ
びミクロバクテリウム属に属する微生物、Ｎ−4701株等
の産生する酵素を挙げることができる。これらの微生物
は、工業技術院微生物工業技術研究所（微工研）に、そ
れぞれ微工研条寄第2642号（コリネバクテリウム sp.N
−653）、微工研条寄第2643号（コリネバクテリウム s
p.N−1074）および微工研条寄第2644号（ミクロバクテ
リウム sp.N−4701）として寄託託されており、その菌
学的性質は以下に示す通りである。

Ｎ−653 形 態 多形性桿菌 集落の周辺細胞 伸長せず グラム染色性 ＋ 抗 酸 性 − 芽 胞 認めず 運 動 性 ＋ オキシダーゼ − カタラーゼ ＋ OF Ｏ 嫌気下での生育 − 全細胞の塩酸加水分解物中の meso−ジアミノピメリン酸の存在 − 細胞壁のジアミノ酸 ジアミノ酪酸 グリコリル試験 −（アセチル型） デンプン分解 − ゼラチン液化 ＋ セルロースの分解 − 尿素分解 − スキムミルク培地中での耐熱性 63℃ 30分間 − 72℃ 15分間 − Ｎ−1074 形 態 多形性桿菌 集落の周辺細胞 伸長せず グラム染色性 ＋ 抗 酸 性 − 芽 胞 認めず 運 動 性 ＋ オキシダーゼ − カタラーゼ ＋ OF Ｏ 嫌気下での生育 − 全細胞の塩酸加水分解物中の meso−ジアミノピメリン酸の存在 − 細胞壁のジアミノ酸 ジアミノ酪酸 グリコリル試験 −（アセチル型） デンプン分解 ＋ ゼラチン液化 − セルロースの分解 − 尿素分解 − スキムミルク培地中での耐熱性 63℃ 30分間 − 72℃ 15分間 − Ｎ−4701 形 態 多形性桿菌 集落の周辺細胞 伸長せず グラム染色性 ＋ 芽 胞 認めず 運 動 性 ＋ 鞭 毛 極〜側毛 集落の色 黄橙色 オキシダーゼ ＋ カタラーゼ ＋ OF Ｏ 嫌気下での生育 − 全細胞の加水分解物中のmeso− ジアミノピメリン酸の存在 − 細胞壁のジアミノ酸 リジン グリコリル試験 ＋（グリコリル型） デンプン分解 ＋ ゼラチン液化 − 硝酸塩還元 − アルギニン利用 ＋ 硫化水素産生 − 尿素分解 − スキムミルク培地中での 耐熱性 60℃ 30分間 − 酸の産生 イヌリン ＋ グリセロール − グルコース ＋ シュークロース ＋ トレハロース ＋ ラフィノース ＋ 以上の菌学的性質をバージェーズ・マニュアル・オブ
・システマティック・バクテリオロジー Vol.2（198
6）〔Bergy′s Manual of Systematic Bateriology Vo
l.2（1986）〕に従って検索すると、Ｎ−653ならびにＮ
−1074株はコリネバクテリウム属およびＮ−4701株はミ
クロバクテリウム属にそれぞれ属する細菌と同定され
た。

上記微生物を培養するための培地組成としては通常こ
れらの微生物が生育しうるものであれば何でも使用でき
る。例えば、炭素源としてグルコース、フラクトース、
シュークロース、マルトース等の糖類、酢酸、クエン酸
等の有機酸類、エタノール、グリセロール等のアルコー
ル類など、窒素源としてペプトン、肉エキス、酵母エキ
ス、蛋白質加水分解物、アミノ酸等の一般天然窒素源の
他に各種無機、有機酸アンモニウム塩等が使用でき、こ
の他無機塩、微量金属塩、ビタミン等が必要に応じて適
宜使用される。この際高い酵素活性を誘導させるため
に、1,3−ジクロロ−２−プロパノール、３−クロロ−
1,2−プロパンジオール等を培地に添加することも有用
である。

上記微生物の培養は常法によればよく、例えばpH4〜1
0、温度20〜40℃の範囲にて好気的に10〜96時間培養す
る。

本発明で使用する1,3−ジハロ−２−プロパノールは
1,3−ジクロロ−２−プロパノール、1,3−ジブロモ−２
−プロパノール等である。

1,3−ジハロ−２−プロパノールに脱ハロゲン化酵素
を作用させて（Ｒ）−（−）−−３−ハロ−1,2−プロ
パンジオールを得る方法としては、該酵素が微生物由来
のものである場合、上記のように培養して得た微生物の
培養液あるいは遠心分離などにより得た菌体の懸濁液に
基質を添加する方法、菌体処理物（例えば菌体粉砕物、
粗酵素・精製酵素等の菌体抽出物等）あるいは常法によ
り固定化した菌体または菌体処理物等の懸濁液に基質を
添加する方法、微生物の培養時に基質を培養液に添加し
て培養と同時に反応を行う方法等がある。

反応液中の基質濃度は特に限定するものではないが、
0.1〜10（W/V）％が好ましく、基質は反応液に一括して
加えるかあるいは分割添加することができる。

反応温度は５〜50℃、反応pHは４〜10の範囲で行うこ
とが好ましい。

反応時間は基質濃度、菌体濃度あるいはその他の反応
条件等によって変わるが、通常１〜120時間で終了する
ように条件を設定するのが好ましい。

かくして反応液中に生成、蓄積した（Ｒ）−（−）−
３−ハロ−1,2−プロパンジオールは、公知の方法を用
いて採取および精製することができる。例えば、反応液
から遠心分離などの方法を用いて菌体を除いた後、酢酸
エチルなどの溶媒で抽出を行い、減圧下に溶媒を除去す
ることにより（Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,2−プロパ
ンジオールのシロップを得ることができる。また、この
シロップを減圧下に蒸溜することによりさらに精製する
こともできる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、
本発明はこれらの例のみに限定されるものではない。

実施例１〜２ グルコース１％、ペプトン0.5％、肉エキス0.3％、酵
母エキス0.3％からなる培地をpH7.0に調整して、500ml
三角フラスコに100mlずつ分注し、120℃で15分殺菌後、
メンブランフィルタ−にて除菌した25（W/V）％の３−
クロロ−1,2−プロパンジオール水溶液を0.8ml添加し
た。

上記培地に表−１に示した菌株を各々接種し、30℃に
て48時間振とう培養を行った。これらの培養液を各々遠
心分離して菌体を集め、100mMのリン酸緩衝液100mlで１
回洗浄後、1.0（W/V）％の1,3−ジクロロ−２−プロパ
ノール溶液（1Mリン酸緩衝液,pH7.5）100mlに菌体を懸
濁し、30℃で22〜23時間振とうして反応を行った。

反応後、反応液から菌体を遠心分離によって除去し、
上清中の生成３−クロロ−1,2−プロパンジオールをガ
スクロマトグラフィーにて定量し基質からの収率を求め
た。また、この上清中から50mlの酢酸エチルで４回抽出
を行い、抽出液を無水硫酸ナトリウムで脱水し、減圧下
で溶媒を除去してシロップを得た。

このシロップの比旋光度を測定し、表−１に示す結果
を得た。なお、（Ｒ）−（−）−３−クロロ−1,2−プ
ロパンジオールの文献値は以下のとおりである。

また、各々のシロップ中の３−クロロ−1,2−プロパ
ンジオールを常法にてトシル化した後、ダイセル製のカ
ラム（キラルセルOC）を用いて高速液体クロマトグラフ
ィーによる光学異性体の分析を行い、（Ｒ）体の存在を
確認した。

実施例３ 実施例１〜２と同様にして得た培地にＮ−4701菌株を
接種し、30℃にて48時間振とう培養を行った。この培養
液80mlを遠心分離して菌体を集め、100mMのトリス−HCl
緩衝液（pH8.0）80mlで１回洗浄後、1.0（W/V）％の1,3
−ジクロロ−２−プロパノール溶液（1Mトリス−HCl緩
衝液,pH8.0）40mlに菌体を懸濁し、20℃で６時間撹拌し
て反応を行った。

反応後、反応液から菌体を遠心分離によって除去し、
上清中の生成３−クロロ−1,2−プロパンジオールをガ
スクロマトグラフィーにて定量した結果、基質からの収
率は100％であった。また、この上清中から50mlの酢酸
エチルで３回抽出を行い、抽出液を無水硫酸ナトリウム
で脱水し、減圧下で溶媒を除去してシロップを得た。

このシロップの比旋光度を測定したところ、 であった。

また、シロップ中の３−クロロ−1,2−プロパンジオ
ールを常法にてトシル化した後、ダイセル製のカラム
（キラルセルOC）を用いて高速液体クロマトグラフィー
による光学異性体の分析を行い、（Ｒ）体の存在を確認
した。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,2−プロパ
   ンジオールを生成し得るコリネバクテリウム（Coryneba
   cterium）属またはミクロバクテリウム（Microbacteriu
   m）属に属する微生物の菌体、菌体破砕物あるいはその
   抽出物の作用により1,3−ジハロ−２−プロパノールか
   ら光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,2−プロパン
   ジオールを生成せしめることを特徴とする光学活性
   （Ｒ）−（−）−３−ハロ−1,2−プロパンジオールの
   製造法。