JP3192835B2 - (s)−1,3−ブタンジオールの製法 - Google Patents
(s)−1,3−ブタンジオールの製法Info
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Description
液晶などの製造に有用な(S)−1,3−ブタンジオー
ルの製法に関する。
方法として、化学的に合成された1,3−ブタンジオー
ルのラセミ体を、光学分割剤を用いて光学分割する方法
(特開昭61−191631号公報)、光学活性化合物
で処理したラネーニッケル触媒を用い、4−ヒドロキシ
−2−ブタノンから1,3−ブタンジオールを不斉合成
する方法[特開昭58−204187号公報およびBul
l. Chem. Soc. Jpn., 53,1356-1360 (1980) ]などが提
案されている。しかし、これらの方法は、いずれも高価
な光学分割剤や触媒を使用する必要がある。特に後者の
方法では生成物の光学純度が低い。そのため、これらの
方法では、経済的かつ簡便な方法で光学純度の高い
(S)−1,3−ブタンジオールを得るのが困難であ
る。
ンジオールのエナンチオマー混合物に、前記混合物を不
斉的に資化する能力を有する微生物を作用させ、残存す
る光学活性1,3−ブタンジオールを採取する方法を提
案している(国際公開番号WO 89/10410)。
純度の高い(S)−1,3−ブタンジオールを簡便かつ
効率よく工業的に製造できる方法を提供することにあ
る。
鋭意検討の結果、従来とは異なる属に属する微生物、す
なわち、グルコノバクター(Gluconobacter )属又はア
セトバクター(Acetobacter )属に属する微生物が、
1,3−ブタンジオールのエナンチオマー混合物に作用
して(S)−1,3−ブタンジオールを選択的に残存さ
せること、従って、光学純度の高い(S)−1,3−ブ
タンジオールが効率よく得られることを見いだし、本発
明を完成した。
(Gluconobacter )属又はアセトバクター(Acetobacte
r )属に属し、1,3−ブタンジオールのエナンチオマ
ー混合物に作用して(S)−1,3−ブタンジオールを
選択的に残存させうる能力を有する微生物又はその処理
物を、前記エナンチオマー混合物に作用させ、残存する
(S)−1,3−ブタンジオールを回収する(S)−
1,3−ブタンジオールの製法を提供する。
ンジオールのエナンチオマー混合物におけるR体とS体
との割合は特に制限されないが、経済性の点からラセミ
体を使用するのが有利である。
(Gluconobacter )属又はアセトバクター(Acetobacte
r )属に属し、1,3−ブタンジオールのエナンチオマ
ー混合物に作用して(S)−1,3−ブタンジオールを
選択的に残存させうる能力を有する微生物である限り特
に制限されない。
オールの両エナンチオマーのうち、(R)−1,3−ブ
タンジオールを選択的に資化、或いは酸化などの酵素反
応により、(R)−1,3−ブタンジオール以外の他の
化合物(R体、S体を問わない)に変換する微生物が含
まれる。なかでも、(R)−1,3−ブタンジオールを
選択的に資化する微生物が好適に用いられる。
バクター(Gluconobacter )属に属する微生物として、
グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxyd
ans)IFO 3171、グルコノバクター・フラチュ
ーリ(Gluconobacter frateurii )IFO 3254な
どが挙げられる。また、アセトバクター(Acetobacter
)属に属する微生物として、アセトバクター・リクエ
ファシエンス(Acetobacter liquefaciens)IFO 1
2388などが挙げられる。上記に例示した微生物は、
1,3−ブタンジオールの両エナンチオマーのうち、
(R)−1,3−ブタンジオールを選択的に資化しうる
能力を有する。これらの微生物は少なくとも一種使用さ
れる。
3−ブタンジオールを選択的に残存させうる能力を有す
る限り、野生株、変異株、又は細胞融合もしくは遺伝子
操作法などの遺伝子的手法により誘導される組み換え株
など、いずれの株でも用いることができる。
生物は、(財)醗酵研究所(IFO)発行の微生物カタ
ログ、第9版(1992年)に記載されており、該IF
Oから入手することができる。
ルのエナンチオマー混合物に前記微生物又はその処理物
を作用させる。
て反応に供してもよい。培地は、微生物が増殖し得るも
のであれば特に制限されない。培地の炭素源としては、
上記微生物が利用可能であればいずれも使用でき、具体
的には、例えば、グルコース、フルクトース、シュクロ
ース、デキストリン、デンプンなどの糖類;ソルビトー
ル、エタノール、グリセロールなどのアルコール類;フ
マル酸、クエン酸、酢酸、プロピオン酸などの有機酸類
及びその塩類;パラフィンなどの炭化水素類;これらの
混合物などが使用できる。窒素源としては、例えば、塩
化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウ
ムなどの無機酸のアンモニウム塩;フマル酸アンモニウ
ム、クエン酸アンモニウムなどの有機酸のアンモニウム
塩;肉エキス、酵母エキス、麦芽エキス、ペプトン、コ
ーンスティープリカー、カゼイン加水分解物、尿素など
の無機又は有機含窒素化合物;これらの混合物が使用で
きる。培地には、無機塩、微量金属塩、ビタミン類など
の通常の培養に用いられる栄養源を適宜添加してもよ
い。また、必要に応じて、培地には、微生物の増殖を促
進する因子、培地のpH保持に有効な緩衝物質(例え
ば、炭酸カルシウムなど)、本発明の目的化合物の生成
能力を高める因子、例えば1,3−ブタンジオールなど
を添加してもよい。
えば、培地のpH3.0〜10.0、好ましくは4〜
8、温度20〜45℃、好ましくは25〜37℃で行う
ことができる。微生物の培養は、嫌気的又は好気的条件
下で行うことができる。培養時間は、例えば、5〜12
0時間、好ましくは12〜72時間程度である。
混合物から(S)−1,3−ブタンジオールを選択的に
残存させる方法としては、例えば、(1) 培養液に1,3
−ブタンジオールのエナンチオマー混合物を添加して反
応させる方法、(2) 培養液から遠心分離などにより分離
した菌体を、そのまま又は洗浄した後、緩衝液、水など
に再懸濁し、菌体を含む懸濁液に1,3−ブタンジオー
ルのエナンチオマー混合物を添加し反応させる方法など
が挙げられる。反応の際、エネルギー源として、グルコ
ース、シュクロースなどの炭素源を添加すると、目的化
合物の残存率が高まる場合がある。
く、菌体処理物、例えば、菌体破砕物、アセトン処理、
凍結乾燥などの処理を施した処理物を使用してもよい。
これらの菌体又は菌体処理物は、例えば、ポリアクリル
アミドゲル法、含硫多糖ゲル法(カラギーナンゲル法な
ど)、アルギン酸ゲル法、寒天ゲル法などの慣用の方法
で固定化して用いることもできる。さらに、菌体処理物
から取得した酵素も使用できる。前記酵素は、慣用の方
法を適宜組み合わせて精製することにより得ることがで
きる。
混合物は、そのまま使用してもよく、溶媒を含む溶液、
懸濁又は分散液として使用してもよい。前記溶媒として
は、水、反応に悪影響を及ぼさない有機溶媒が使用でき
る。懸濁又は分散液では、界面活性剤などを必要に応じ
て使用できる。1,3−ブタンジオールのエナンチオマ
ー混合物は、反応当初から反応系に一括して存在させて
もよく、反応系に分割して添加してもよい。
度が低下しない範囲で適宜選択できる。基質である1,
3−ブタンジオールのエナンチオマー混合物の使用濃度
は、特に制限されないが、例えば0.1〜20重量%、
好ましくは1〜10重量%程度である。
範囲で選択できる。反応系のpHは、例えば、pH3〜
10、好ましくはpH4〜8程度、反応温度は、例え
ば、10〜60℃、好ましくは20〜40℃程度であ
る。前記反応は、撹拌下又は静置下、1〜120時間程
度行うことができる。
て、塩基又は酸を添加することができる。反応系のpH
を調整することにより、収率及び光学純度の点で良好な
結果が得られる場合がある。前記塩基としては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸
化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのア
ルカリ土類金属の水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリ
ウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;炭酸マグネシウム、
炭酸カルシウムなどのアルカリ土類金属の炭酸塩;炭酸
水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属
の炭酸水素塩;アンモニアなどが挙げられる。前記酸と
しては、塩酸、硫酸などの鉱酸類;酢酸などの有機酸類
等が挙げられる。
混合物を前記微生物又はその処理物で処理することによ
り、(S)−1,3−ブタンジオールが選択的に効率よ
く残存する。なお、反応時間が長くなると、1,3−ブ
タンジオールの残存量は減少するが、光学純度の高い
(S)−1,3−ブタンジオールが得られる。
ンジオールは、慣用の分離精製手段により回収できる。
例えば、反応液から直接又は菌体を分離した後、膜分
離、有機溶媒による抽出、カラムクロマトグラフィー、
減圧濃縮、蒸溜などの通常の精製方法に供することによ
り、(S)−1,3−ブタンジオールを容易に得ること
ができる。なお、(S)−1,3−ブタンジオールの光
学純度は、例えば、光学異性体分離カラムを用いた高速
液体クロマトグラフィー(HPLC)により測定でき
る。
処理物の作用により、(S)−1,3−ブタンジオール
が選択的に残存するため、光学純度の高い(S)−1,
3−ブタンジオールを簡便かつ効率よく製造することが
できる。
説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではない。
オールの定量は、ガスクロマトグラフィー[カラム:T
hermon 3000 5%Chromosorb
W80〜100メッシュ(3mmφ×2.1m)、温
度:130℃]により行った。また、光学純度の測定
は、反応により得られた(S)−1,3−ブタンジオー
ルを常法により塩化アセチルでアセチル化した後、光学
分割カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー[カラ
ム:ダイセル化学工業(株)製、商品名キラルセルO
B、移動相:n−ヘキサン/2−プロパノール=19/
1、波長:220nm、流速:0.5ml/分、温度:
40℃]により行った。上記の測定条件において、
(S)−1,3−ブタンジオールのジアセチル体の保持
時間は15分、(R)−1,3−ブタンジオールのジア
セチル体の保持時間は19.3分である。
れ、滅菌処理した後、下記の供試菌体を植菌し、30℃
で24時間振盪培養した。なお、実施例1及び2では培
地(1) を、実施例3では培地(2) をそれぞれ用いた。
ス(Gluconobacter oxydans )IFO 3171 実施例2:グルコノバクター・フラチューリ(Gluconob
acter frateurii) IFO 3254 実施例3:アセトバクター・リクエファシエンス(Acet
obacter liquefaciens)IFO 12388 続いて、遠心分離により菌体を分離し、生菌体を得た。
次に、生菌体を脱イオン水に懸濁して12.5mlと
し、500ml容の坂口フラスコに入れた。これに、
1,3−ブタンジオールのラセミ体10重量%水溶液に
0.2重量%の炭酸カルシウムを含有させた混合液を加
え、30℃で24時間往復振盪し反応させた(反応開始
時の1,3−ブタンジオールの濃度は5重量%、炭酸カ
ルシウムの濃度は0.1重量%)。反応終了後、遠心分
離により除菌し、得られた上澄液2mlを塩化ナトリウ
ムで飽和した後、酢酸エチル2mlで抽出した。抽出液
を脱溶媒し、残渣に塩化アセチル100μlを加えてア
セチル化し、高速液体クロマトグラフィーの移動相2m
lに溶解し、前記方法により光学純度を測定した。
ガスクロマトグラフィーにより1,3−ブタンジオール
を定量した。得られた1,3−ブタンジオールの絶対配
置、光学純度及び残存量(反応混合液中の濃度)を表1
に示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 グルコノバクター(Gluconoba
cter)属又はアセトバクター(Acetobact
er)属に属し、1,3−ブタンジオールのエナンチオ
マー混合物に作用して(S)−1,3−ブタンジオール
を選択的に残存させうる能力を有する微生物又はその処
理物を、前記エナンチオマー混合物に作用させ、残存す
る(S)−1,3−ブタンジオールを回収する(S)−
1,3−ブタンジオールの製法。 - 【請求項2】 微生物が(R)−1,3−ブタンジオー
ルを資化しうる能力を有する請求項1記載の(S)−
1,3−ブタンジオールの製法。 - 【請求項3】 微生物が、グルコノバクター・オキシダ
ンス(Gluconobacter oxydan
s)、グルコノバクター・フラチューリ(Glucon
obacter frateurii)又はアセトバク
ター・リクエファシエンス(Acetobacter
liquefaciens)である請求項1記載の
(S)−1,3−ブタンジオールの製法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP20853693A JP3192835B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | (s)−1,3−ブタンジオールの製法 |
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0739390A JPH0739390A (ja) | 1995-02-10 |
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JP20853693A Expired - Fee Related JP3192835B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | (s)−1,3−ブタンジオールの製法 |
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1993
- 1993-07-29 JP JP20853693A patent/JP3192835B2/ja not_active Expired - Fee Related
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