JPH04141096A - Ｒ（―）―１，３―ブタンジオールの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発胡は、医薬や農、　化粧品などの合成素材として有
用な光学活性Ｒ（−）−１，３−ブタンジオールの微生
物による製造法に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
光学活性な１．３−ブタンジオールを製造する方法とし
ては、（１）化学的に修飾された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６ｌ−１９１６３１
）、（２）光学活性な乳酸やβ−ヒドロキシ酪酸から誘
導する方法〔ジャーナル・オブ・オルガニック・ケミス
トリー（Ｊ、　Ｏｒｇ、　Ｃｈｅｍ、　＞４７巻、３８
５０頁（１９Ｂ２）　］　、（３）エステル修飾された
ラセミ体にリパーゼを作用させ立体選択的な加水分解を
行なわせる方法（特開平２−３９８９８）及び（４）ラ
セミ体−１，３−ブタンジオールを特定の微生物を用い
て不斉資化する方法（特開平２−１９５８９７、特開平
１−３２０９９７）等が知られている。

しかしながら、（１）〜（３）の方法は高価な光学分割
剤、還元剤又は酵素剤を必要とする点で工業的製法とし
て問題があり、また（４）の方法においては、工業的規
模で経済的にＲ（−）−１，３−ブタンジオールを製造
することのできる要件を具備した微生物が存在しないと
いう問題があり、工業的に有利なＲ（−）−１，３−ブ
タンジオールの製造法の開発が望まれていた。

〔課題を解決するための手段〕

斯かる実情において、本発明者らは、微生物を用いる不
斉資化法について、基質のラセミ体−１゜３−ブタンジ
オールに対する増殖及び資化における濃度耐性、選択資
化能を有する微生物を見出すべく、多数の微生物を分離
、培養して検索を行なった結果、沖縄県下の土壌より分
離したガラクトマイセス・ゲオトリウム（ＧａＬａｃｔ
ｏｍｙｃｅｓｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ）　ＳＡＭ　１５６
５、同ＳＡＭ　１５６８及びロードコツカス（Ｒｈｏｄ
ｏｃｏｃｃｕｓ）ｓｐ、　ＳＡＭ　１５６９と命名され
た微生物が上記条件を具備することを見出し、本発明を
完成した。

すなわち、本発明は、ラセミ体−１，３−ブタンジオー
ルに、ガラクトマイセス属又はロードコツカス属に属す
る微生物を作用させてＳ　（＋）　−１，３−ブタンジ
オールを選択的に資化させ、残存するＲ　（−）　−１
，３−ブタンジオールを採取することを特徴とするＲ　
（−）−１，３−ブタンジオールの製造法を提供するも
のである。

本発明で使用する微生物は次のような菌学的性質を有す
る。

（Ａ）ガラクトマイセス・ゲオトリウムＳＡＭ　１５６
５、ＳＡＭ　　１５６８ ■培地における生育状態 ＣＭＢＹＡ培地（麦芽エキス４％、酵母エキス０．５％
、寒天２％、ｐＨ無調整）、２５℃、８日間培養〕 ＳＡＭ１５６５：コロニーの直径は５３〜５４ｍｍ０Ｄ
　口＝−はほふく菌糸あるいは培地表面からやや立ち上
がった菌糸の東からなる。コロニーの中心部は白色の培
地表面に密着した菌糸の東からなる。

基中菌糸を欠く。コロニーの周縁はぎざぎざのへり取り
状（ｆｉｍｂｒｉａｔｅ）。コロニー表面は乾性。

臭いは無い。コロニーの裏面はクリーム色。

ＳＡＭ　１５６８　：コロニーの直径は４５〜４７ｍｍ
、　：ｌ　ｏ　＝−は白色。やや帯状を呈す。コロニー
は伏した菌糸の東からなり、平滑。コロニー表面は乾性
。

臭いは無い。コロニーの裏側はクリーム色。

■形態 アナモルフ二分生子形成様式は分節型。分生子は円筒形
又は楕円形、無色、長さ５〜１７ＥＩ＋、幅４〜６Ｉｓ
ｌ。

テレオモルフ：配偶子のうは菌糸の隔膜を挟んで形成さ
れる。配偶子のうは球形又は種棒形。

子のうは亜球形又は楕円形、子のう胞子を１個持つ、長
さ６〜９Ｉ１ｍ、輻７〜１ＯＩＥｎ０子のう胞子は楕円
形、薄黄褐色、長さ６〜９即、輻７〜１０μｍＯ ■生理・生化学的性質 以下余白 ｂ：小さな気泡が数個見られる。

なお、Ｇａｌａｃｔｏｍｙｃｅｓ　ｇｅｏｔｒｉｃｈｕ
＋ｒ＋　ＳＡＭ　１５６Ｂ株は工業技術院微生物工業技
術研究所に微工研条寄第３１１５号（ＦＢＲＭ　ＢＰ−
３１１５＞’として平成２年９月２５日に寄託されてい
る。

（Ｂ）　ロードフッカス　ｓｐ、　ＳＡＭ　１５６９■
形態 （１）細胞は桿菌−短い菌糸状−桿菌の多形性を示す。

（２）胞子を形成しない。

（３）運動性はない （４）クラム染色は陽性 ■生理学的性質 （１）カタラーゼの生成　　　　　　陽性（２）オキシ
ダーゼの生成　　　　　陰性（３）酸素に対する態度　
　　　　　好気性■ＤＮＡのＧＣ含量 ６９．５％ ＤＮＡのＧＣ含量はＦＢＭＳ・ミクロバイオロジ・レタ
ーズ（ＦＢＭＳ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ　Ｌｅｔｔ
ａｒｓ）、第２５巻・１２５−１２８頁、１９８４年に
従って測定した。

■細胞内キノンの分子種の同定 ＭＫ８　（Ｈ２）を有する。

測定は、山田雄三、倉石行著、「ユビキノンとメナキノ
ン」、駒形和男編「微生物の化学分類実験法Ｊ　１４３
−１５５頁、１９８２年、学会出版センター、東京に従
って行った。

■菌体脂肪酸組成 測定はインターナショナル・ジャーナル・オブ・システ
ィマチイック・バクテリオロジー（４ｎｔｅｒｎａｔｉ
ｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉ
ｃＢａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ）第３３巻、１８８−２０
０頁、１９８３年に従って行った。

直鎮不飽和脂肪酸 ｎ　−１４２，２（％） ｎ　−１６３２，２ ｎ−１？　　　　　　　　　　　　　０．２ｎ　−１８
１，２ モノ不飽和脂肪酸 １６：１　　　　　　　　　　　　２１．２１８：１　
　　　　　　　　　　　１０．０１０メチル脂肪酸 １０−　Ｍｅ　−１７４，９ １０−Ｍｅ　−１８０，６ １０−Ｍｅ　−１９２７，７ ■細胞壁ペプチドグリカンの主要アミノ酸ｍｅｓｏ−ジ
アミノピメリン酸が検出された。

分析方法は鈴木健−朗著、ペプチドグリカン、日本細菌
学会教育委員全編「細菌学技術叢書８新しい分類学に伴
走する細菌同定法Ｊ　７４−８５頁、菜種出版、１９８
７年、東京に従った。

なお、１ｔｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ　ｓｐ、　ＳＡＭ　１
５６９株は工業技術院微生物工業技術研究所に微工研条
寄第３１１４号（ＦＢＲＭ　ＢＰ−３１１４）として平
成２年９月２５日に寄託されている。

上記微生物を培養するための培地組成として（ま、通常
これらの微生物が成育しうる培地ならなんら限定される
ものはなく、例えば、グルコース、シュークロースなど
の糖類や本発明の資化対象であるラセミ体−１，３−ブ
タンジオールなどの炭素源、硫酸アンモニウム、尿素、
各種ペプトン、酵母エキスなどの窒素源、鉄、銅、亜鉛
などの無機塩類、ビタミン類など通常の培養に用いられ
る栄養源を適宜混合して用いることができる。

上記微生物の培養は通気攪拌培養、しんとう培蚕など通
常の方法に従えばよく、例えばｐ）Ｉを９〜３、培’！
温度を１５〜３５℃の範囲に設定し好気的に１０〜７２
時間培養するのが望ましい。

ラセミ体−１，３−ブタンジオールに本発明の微生物を
作用させてＲ（−）−１，３−ブタンジオールを得るた
めには、前記のようにして培養した培養液、あるいはこ
の培養液から遠心分離、フィルター濾過などの操作によ
って得られる菌体懸濁液に基質であるラセミ体−１，３
−ブタンジオールを添加し、微生物に資化反応を行なわ
せる。

また、微生物をアルギン酸ゲル、寒天ゲルなどを用いた
公知の方法により固定化して用いることもできる。目的
製造物に不純物が混入しない限りにおいて、資化反応を
速やかに行なわせるために窒素源やその他の栄養源を加
えてもよいし、反応中のｐＨを保持するための緩衝剤を
添加してもよい。

資化反応は温度１５〜３５℃、反応ｐ）１１０〜３の範
囲で行なうことが好ましい。反応中の基質濃度は１〜２
０％（ｖ／ｖ）が好ましく、基質は反応初期に一括して
加えてもよいし、分割して添加してもよい。資化反応は
静置、しんとう、攪拌あるいは通気攪拌しながら行なう
。菌体添加量、基質添加量を調節することにより２４〜
１２０時間内に目的とする光学純度物を得られるように
設定するのが望ましい。

資化反応後残存したＲ　（−）−１，３−ブタンジオー
ルは反応液から直接、あるいは菌体を遠心分離、フィル
ター濾過などの操作によって除去した後、酢酸エチルな
どの有機溶媒による抽出、蒸留、カラムクロマトグラフ
ィーなどの通常の精製方法を用いて得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的に実施例によって説胡するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例における反応液中の１．３−ブタンジオールの定
量はガスクロマトグラフィー（カラム：クロモソルブＷ
を支持体とするアドバンスＤＳ（２ｍ）、温度１９０℃
）により行い、光学純度は常法に従い無水酢酸／ピリジ
ン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：ダイセル化学工業製牛
ラルセルＤＢ。

溶媒：ｎ−ヘキサン／２−プロパノ−ルー９＝１、波長
２１５ｎｍ、流速０．５−／分）により測定した。

実施例１ 基本組成液（培地１１あたりＫＨ２ＰＯ４２ｇ。

ＫＪＰｏ、　７ｇ、　Ｍｇ５Ｏ，・７）１２００．８ｇ
、　Ｚｎ５Ｏ，・７）＋２０６０ｒｏｇ、　ＦｅＳＯ４
・７Ｈ２０９０＋ｎｇ、　Ｃｕ５Ｏｎ　・５）１２０５
ｍｇ。

Ｍｎ５Ｏａ　・４−５Ｈ２０１０ｍｇ、　ＮａＣ１１０
０ｍｇを含む）に、最終濃度として１％ラセミ体−１，
３−ブタンジオール、０．５％ポリペプトン、０．２５
％酵母エキスとなるように加えた培地の１０−を試験管
（内径２５ｍｍ）に入れ滅菌後、本発明菌株であるＳＡ
Ｍ　１５６５、ＳＡＭ　１５６８菌株を植菌し、２８℃
で４８時間しんとう培養を行なった。これにより得られ
た培養物から遠心分離により菌体を分離し、生理的食塩
水で１度洗浄し、生菌体を得た。この生菌体を上記基本
組成液に５％ラセミ体−１，３−ブタンジオール、０．
２５％酵母エキス、０．３％硫酸アンモニウムを加えた
資り反応液の１０−で懸濁させた後、試験管（内Ｍ　、
１．５ｍｍ）に入れ２８℃で４日間しんとつすることに
より反応を行なった。反応終了後、遠心分離により菌を
除き、得られた上澄の５−を塩化ナトリウムで飽和させ
た後に酢酸エチル１０ｒｎＩ！を用いて抽出を行ない、
酢酸エチル層に移行した１、３−ブタンジオール残存量
をガスクロマトグラフィーで測定して、１．３−ブタン
ジオール残存量を求めた。次に、酢酸エチル抽出物を無
水硫酸ナトリウムで脱水した後に濃縮し、常法に従い無
水酢酸／ピリジンでアセチル化した。このアセチル化反
応物から薄層クロマトグラフィーにより１．３−ブタン
ジオールのジアセチル化物を分画し、これを溶媒に溶出
させ、高速液体クロマトグラフィーにより残存１，３−
ブタンジオールの絶対配置及び光学純度を測定した。結
果を表１に示す。

表１ 実施例２ 基本組成液に最終濃度として１％ラセミ体−１゜３−ブ
タンジオール、０．３％硫酸アンモニウム、０．３％酵
母エキス、０．１％消泡剤（にＭ７２、信越化学部）と
なるように加え製した培地を５０〇−坂ロフラスコに１
００　ｄずつ入れ滅菌後、ＳＡＭ　１５６５菌株を植菌
し、２８℃、２日間、しんとう培養することにより種菌
を調製した。上記の培地３０１を５０１ジャーファーメ
ンタ−に入れ滅菌後、上記の種菌培養物３００−を植菌
し、２８℃、４８時間、通気攪拌培養（０，５ｖｖｍ、
　３００ｒｐｍ）を行なった。これにより得られた培養
物から遠心分離により菌体を分離し、生理的食塩水で１
度洗浄した後に、５１の生理的食塩水を加え菌体懸濁液
を調製した。この菌体懸濁液の１１に、３％硫酸アンモ
ニウム、０．０３％酵母エキスを加えた上記基本組成液
の３倍濃縮液を１１．１５％（ｖ／ｖ）ラセミ体−１，
３−ブタンジオール水溶液を１１混合させた後に５１ジ
ャーファーメンタ−に入れ、２８℃で通気攪拌（０，５
ｖｖｍ、５００ｒｐｍ）することにより資化反応を行な
わせた。

その結果として、反応９０時間後に、１，３−ブタンジ
オール残存量が３９．８％、Ｒ体としての光学純度は９
３．６ｅｅ％に到達した。

実施例３ 基本組成液（培地１１あたりにＬＰ０４２ｇ。

Ｋ２ＨＰＯ−７ｇ、　Ｍｇ５Ｏ−・７８２００．８ｇ、
　ＺｎＳＯ４・７ＨＪ　６０ｍｇ、　Ｆｅ５Ｏａ　・７
Ｈｚ０９０ｍｇ、　Ｃｕ５Ｌ　・５Ｈ２０５ｔｎｇ。

Ｍｎ５Ｌ　・４−５Ｌ０１０ｍｇ、　ＮａＣ１１００ｍ
ｇを含む）に、最終濃度として１％ラセミ体−１，３−
ブタンジオール、０．５％ポリペプトン、０．２５％酵
母エキスとなるように加えた培地の１０ｍ１を試験管（
内径２５ｍｍ）に入れ滅菌後、本発明菌株であるＳＡＭ
　１５６９菌株を植菌し、２８℃で４８時間しんとう培
養を行なった。これにより得られた培養物から遠心分離
により菌体を分離し、生理的食塩水で１度洗浄し、生菌
体を得た。この生菌体を上記基本組成液に３％ラセミ体
−１，３−ブタンジオール、１％硫酸アンモニウムを加
えた資化反応液の１０ｒｄで懸濁させた後、試験管（内
径２５ｍｍ）に入れ２８℃で４日間しんとつすることに
より反応を行った。反応終了後、遠心分離により菌を除
き、得られた上澄の５ｉを塩化ナトリウムで飽和させた
後に酢酸エチル１０−を用いて抽出を行い、酢酸エチル
層に移行した１゜３−ブタンジオール残存量をガスクロ
マトグラフィーで測定し、１，３−ブタンジオール残存
量を求めた。次に、酢酸エチル抽出物を無水硫酸ナトリ
ウムで脱水した後に濃縮し、常法に従い無水酢酸／ピリ
ジンでアセチル化した。このアセチル化反応物から薄層
クロマトグラフィーにより１，３ブタンジオールのジア
セチル化物を分画し、これを溶媒に溶出させ、高速液体
クロマトグラフィーにより残存１．３−ブタンジオール
の絶対配置及び光学純度を測定した結果、１．３−ブタ
ンジオール残存量が４７．３％、Ｒ体としての光学純度
は８４、０１ｅｅ％であった。

〔発明の効果〕

叙上の如く、本発明の微生物を使用すれば、簡単な操作
でＳ　（＋）−１，３−ブタンジオールのみを高い選択
率で資化し、高収率にて高光学純度のＲ（−）−１，３
−ブタンジオールを製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ラセミ体−１，３−ブタンジオールに、ガラクトマ
   イセス属又はロードコッカス属に属する微生物を作用さ
   せてＳ（＋）−１，３−ブタンジオールを選択的に資化
   させ、残存するＲ（−）−１，３−ブタンジオールを採
   取することを特徴とするＲ（−）−１，３−ブタンジオ
   ールの製造法。