JPH0415774B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は微生物を利用してアリルフエニルエー
テル類から相当するエポキシドである２，３−エ
ポキシプロピルフエニルエーテル類を製造し、次
いでこれをアミン類を用いて開環することによ
り、β−ブロツカーとしてのフエニルオキシプロ
パノール類を得る方法に関する。 従来技術 ２，３−エポキシプロピルフエニルエーテル類
はアミン類を用いて開環することにより、フエニ
ルオキシプロパノールアミン類に誘導し得るので
医薬原料、特にβ−ブロツカー合成中間体として
重要なものである。すなわち、β−ブロツカーに
属するフエニルオキシプロパノールアミン類は、
次式で示すように、先ずフエノール類にエピクロ
ルヒドリンを作用させ、得られる２，３−エポキ
シプロピルフエニルエーテル類にアルキルアミン
等を作用させて製造される。 従来、オレフインから相当するエポキシドを製
造する方法としては、過酸化水素や有機過酸など
の過酸化物を酸化剤として用いて酸化する化学的
方法並びに微生物を用いて酸素酸化する生化学的
方法が知られている。このうち、微生物を用いる
方法ではノカルデイア属、シユードモナス属、ブ
レビバクテリウム属、コリネバクテリウム属、マ
イコバクテリウム属、アルスロバクター属、アシ
ネトバクター属、アルカリゲネス属、メチロバク
テリウム属、メチロコツカス属、メチロシナス属
などに属する微生物を直鎖状オレフインあるいは
スチレンやアリルベンゼンなどのアリケニルベン
ゼン類に作用させて相当するエポキシドを生産す
るものであつて、エーテル類のような含酸素不飽
和化合物から微生物を利用してエポキシドを生産
する方法は未だ知られていない。 発明が解決しようとする問題点 本発明者は、種々の属に属する微生物について
エーテル類からエポキシド生産能を有するものを
検索した結果、ノカルデイア属に属するエポキシ
ド生産菌がアリルフエニルエーテル類から相当す
るエポキシドである２，３−エポキシプロピルフ
エニルエーテル類を産生することを見出し、本発
明をなすに至つた。 すなわち、本発明の目的は、フエニルオキシプ
ロパノールアミン類の製造において、その中間体
として用いる２，３−エポキシプロピルフエニル
エーテルを、ノカルデイア属に属するエポキシド
生産菌を利用してアリルフエニルエーテル類から
有利に製造し、次いで得られた２，３−エポキシ
プロピルフエニルエーテルにアミン類を作用させ
てフエニルオキシプロパノールアミン類を製造す
る方法を提供することにある。 以下本発明を詳しく説明する。 発明の構成 本発明の構成上の特徴は、ノカルデイア属に属
するエポキシド生産能を有する微生物を、アリル
フエニルエーテル類に好気的条件下で作用させて
相当する２，３−エポキシプロピルフエニルエー
テル類を産生し、得られた該エポキシドを分離、
採取し、次いでこれにアミン類を作用させてアリ
ルオキシプロパノールアミン類を得ることにあ
る。 また、本発明は、上記微生物を水不溶性有機溶
剤の存在下に上記と同様にして作用させることに
より、上記エポキシドを更に有利に産生させるこ
とも特徴とする。 本発明で利用するノカルデイア属に属する微生
物としては下記の菌株を例示し得る。なお、これ
らの菌株は工業技術院微生物工業技術研究所又は
American Type Culture Collectionに下記番号
で寄託されていて容易に入手が可能である。 Nocardia corallina FERM−Ｐ−4094 Nocardia butanica ATCC 21197 Nocardia Paraffinica ATCC 21198 本発明において上記微生物を作用させてエポキ
シドを生産するための原料基質として用いられる
アリルフエニルエーテル類（以下原料エーテル類
と称する）は、アリルフエニルエーテルやナフチ
ルアリルエーテルのような芳香環に置換基を有し
ない芳香族エーテルおよび芳香環にメチル、エチ
ル、イソプロピル、ブチルのようなアルキル基；
アリル基；メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブ
トキシ、ビンジロキシのようなアルコキシ基；塩
素やフツ素のようなハロゲン又はニトリルなどの
置換基を１個又は２個以上有する置換芳香族エー
テルを包含するものであり、具体的には上記アリ
ルフエニルエーテル、α−ナフチルアリルエーテ
ルのほかに、２，５−ジメチルフエニルアリルエ
ーテル、２，３−ジメチルフエニルアリルエーテ
ル、２−アリルフエニルアリルエーテル、２−シ
アノフエニルアリルエーテル類、２−シクロペン
チルフエニルアリルエーテル、２−アリロキシフ
エニルアリルエーテル、４−β−メトキシエチル
フエニルアリルエーテル、４−ブトキシフエニル
アリルエーテル、３−メチルフエニルアリルエー
テル、２−クロロ−５−メチルアリルエーテルな
どを例示し得る。 本発明ではこれらの原料エーテル類を単独また
は２種以上の混合物として原料基質として用いら
れる。 本発明においては、上記原料エーテル類に前記
ノカルデイア属に属する微生物を作用させてエポ
キシドを産生するには、例えば(a)該微生物を予め
培養増殖して得られる菌体に原料エーテル類を好
気的条件下で接触させて反応させる方法、(b)上記
微生物を原料エーテル類を含む培養培地中で好気
的条件下で培養する方法を適用し得る。 上記(a)の増殖菌体に原料エーテル類を接触させ
て反応させる方法では、まず炭素源として糖質例
えばグルコース、シユクロース、糖蜜、澱粉加水
分解物、炭化水素例えばプロパン、ブタン、ドデ
カン、テトラデカン及びそのほか酢酸、エタノー
ルの如き菌体増殖作用の高いものを用い、これに
塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、燐酸アン
モニウム、硝酸アンモニウム、尿素、アンモニア
水、アミノ酸及びその他の資化性有機窒素化合物
のような窒素源、燐酸カリウム、燐酸ナトリウ
ム、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン、硫酸第一
鉄、塩化第二鉄、塩化カルシウム、塩化マンガン
のごとき無機塩類、更には必要に応じてビタミン
類、酵母エキス、コーンステイープリカーのごと
き生長促進物質を添加した培地に、上記微生物の
種菌を接種し、好気的条件下で培養して菌体を増
殖させる。このようにして得られた菌体培養物、
又は該培養物から分離した菌体の懸濁液もしくは
菌体を固定化したものに原料エーテル類及び空
気、酸素、酸素富化ガスのような酸素含有ガスを
供給して反応させる。 反応はPH５〜９、20〜50℃の範囲で用いる微生
物及び原料エーテル類の種類により適宜定め、半
日〜６日間行う。反応は通常常圧下で行なわれる
が、加圧下で行うことによりエポキシドの生産性
を向上させることも出来る。なお、反応中に菌体
増殖に用いた炭素源、窒素源、更にはその他の成
分を適宜添加することにより、菌体濃度や菌体の
エポキシド生産活性を維持し或いは高めることが
出来る。 反応に用いる原料エーテル類の菌体含有水性液
に対する割合は通常0.1〜50vol／vol％、好まし
くは0.5〜20vol／vol％である。 反応は回分式又は連続式さらには原料エーテル
類或いはその他の成分を反応中に連続的に又は間
歇的に補給する半回分式のいずれでも実施し得
る。 上記反応により生成したエポキシドは相分離、
抽出、蒸留等の公知の手法を適用して分離、採取
する。 つぎに、前記(b)の培養による方法は、上記(a)の
方法における菌体増殖時に原料エーテル類及び必
要に応じて後記する有機溶剤を添加し一段階でエ
ポキシドの生産を図るものである。培養条件
（PH、温度、圧力及び原料エーテル類の添加量
等）、培養方式及び生成したエポキシドの分離、
採取は前記(a)の反応条件、反応方式及び分離、採
取方法が同様に適用し得る。本発明は、前述した
ように、前記微生物による原料エーテル類のエポ
キシ化反応を水不溶性溶剤の存在下で行なう態様
を包含するものであるので、以下この態様につい
て説明する。 本発明において、原料エーテル類に前記微生物
を作用させてエポキシ化を行なうに際して存在さ
せる水不溶性有機溶剤（以下単に有機溶剤と称す
る）は、炭素数９〜17を有するパラフイン、炭素
数10〜18を有するオレフイン、炭素数９〜16を有
するハロゲン化パラフイン、および鎖長が６〜15
の側鎖を有するアルキルベンゼンから成る群から
選択される有機溶剤であつて、これらは単独もし
くは２種以上の混合物としても使用し得る。 これらの有機溶剤について詳しく説明すると、
炭素数９〜17を有するパラフインのうちノルマル
パラフインは石油の灯油および軽油留分中に約20
〜25％含有されているものである。すなわち、沸
点160℃〜350℃の留分を水素化脱硫した後、ゼオ
ライト（もしくはモレキユラーシーブ）等を用い
て分離、回収し得るものであつて、一般にソフト
洗剤の原料として使用されている。 上記パラフインのうちでも炭素数の多いものの
方がエポキシ化の促進作用が高く、特に炭素数12
〜16のものが好ましい。因に、炭素数が９より少
ないとエポキシ化の促進作用がみられず、一方17
より多くなつても該促進作用が低下し、加うるに
室温で固化するようになるので実用的でない。ま
た、上記パラフインのうちイソパラフインは、上
述した留分中にノルマルパラフインと共存してい
るものであつて、精密蒸留によりノルマルパラフ
インと分離し得るが、実際にはノルマルパラフイ
ンとの混合物として用いるのが便利である。な
お、側鎖がメチルやエチルのような短い鎖長のも
のが一般的であるが、炭素数が12〜16を有するイ
ソパラフインがエポキシ化促進上好ましい。 次に、炭素数10〜18を有するオレフインはプロ
ピレンやブチレンの低重合体又はオリゴマーであ
つてもよく、また試薬として市販されているもの
も適用し得る。一般には直鎖状又は低分岐状モノ
オレフインである。 なお、炭素数が10より小さいオレフインではエ
ポキシ化の促進効果はみられず、一方18より多い
ものでは該効果も低く、加うるに粘性が高くなる
ので実用的でない。 有機溶剤としての炭素数９〜16を有するハロゲ
ン化パラフインは、塩素化並びに臭素化パラフイ
ンであつて、塩化デシル、塩化ウンデシル、塩化
ドデシル、塩化トリデシル、塩化テトラデシル、
臭化デシル、臭化ウンデシル、臭化ドデシル、臭
化テトラデシル、臭化ヘキサデシル等を包含す
る。なお、炭素数が９より少くても又16より多く
てもエポキシ化促進効果がみられなくなる。 次に、鎖長が６〜15の側鎖を有するアルキルベ
ンゼンは通常ハード又はソフト洗剤の中間体でと
して利用されているものであつて、炭素数６〜15
の直鎖もしくは分岐アルキル基を側鎖に有するも
のである。 なお、上記鎖長が６〜15の範囲外のものでは、
エポキシ化促進効果はみられないか、又は低くて
実用的ではない。 上記有機溶剤の菌体培養液もしくは菌体懸濁液
などの菌体含有水溶液に対する使用割合は、有機
溶剤の種類により異なることもあるが通常１〜
200vol／vol％、好ましくは５〜100vol／vol％で
ある。 なお、有機溶剤を存在させる場合の反応条件、
反応方式および生成エポキシドの分離、採取方法
は前述したと同様に適用することができ、この有
機溶剤の存在下での反応により、目的とするエポ
キシドの生産性を一そう顕著に高めることができ
る。 上述の方法により得られた２，３−エポキシプ
ロピルフエニルエーテル類に公知方法でアルキル
アミン等のアミン類を作用させることにより、フ
エニルオキシプロパノールアミン類を得る。 発明の効果 上述の方法により、β−ブロツカー等の生理活
性剤および医薬の中間体もしくはその製造原料と
して利用し得るフエニルオキシプロパノールアミ
ン類を有利に製造し得るので、本発明に係る方法
は格別の効果を奏するものであると言うことがで
きる。 以下に実施例により本発明を更に具体的に説明
する。 実施例 １ 菌懸濁液の調製 第１表に記載した３種の菌株の３白金耳を
NBG培地（オキソイド社製ラブレンコパウダー
10ｇ、バクテリオロジカルペプトン10ｇ、グルコ
ース10ｇ及び塩化ナトリウム５ｇに水道水を加え
て１とし、1N−苛性ソーダ水溶液でPH7.5に調
整した後、オートクレーブ中で120℃15分加熱殺
菌した液体培地）100mlを収容した500ml容の坂口
フラスコに接種し、30℃で48時間振盪培養した。
この培養により生成した菌体を0.01M−燐酸緩衝
液（PH7.5）で１回洗浄し、ついで下記に示す反
応培地で１回洗浄後、同反応培地中に再懸濁する
ことにより３種の菌株についてそれぞれ菌懸濁液
を調製した。なお、菌懸濁液中の菌濃度は乾燥菌
体濃度として3.5〜4.0ｇ／の範囲となる様にし
た。 反応培地 K₂HPO₄ 1.74ｇ NgSO₄・7H₂O 1.50ｇ FeSO₄・7H₂O 0.05ｇ 脱イオン水 １ PHは2N−H₂SO₄で8.0に調整。 反応と生成物の分析 前記菌懸濁液20mlとアリルフエニルエーテル１
mlとを500ml容坂口フラスコに入れて密栓し、30
℃で24時間振盪培養したのち40mlのエーテルで抽
出して生成した２，３−エポキシプロピルフエニ
ルエーテル量を定量した。定量はジエチレングリ
コールサクシネートをユニポートＢ（ガスクロ工
業社製）80〜100メツシユに担持したカラムとイ
オン化炎検出器とを有するガスクロマトグラフを
用いて行なつた。 結 果 第１表に用いた菌株の種類とそれぞれの場合の
生成した２，３−エポキシプロピルフエニルエー
テル量とを示した。

【表】 フエニルオキシプロパノールアミンの合成 上記反応を繰り返し行つて集めた２，３−エポ
キシプロピルフエニルエーテル0.3ｇ（2mmol）
を、イソプロピルアミン1.18ｇ（20mmol）、イソ
プロパノール４mlとともにナス型フラスコに入
れ、４時間加熱還流した。冷却後、イソプロピル
アミンとイソプロパノールを留去し、１−（Ｎ−
イソプロピルアミノ）−３−フエノキシ−２−プ
ロパノール0.41ｇを得た。 実施例 ２ Nocardia corallina FERM−Ｐ−4094を実施
例１に記載の方法で培養して菌懸濁液を調製し
た。この菌懸濁液20mlに第２表記載の各種原料エ
ーテル類の各１mlを加えて反応させる方法(A)法、
及び20mlの菌懸濁液に各0.4mlの原料エーテル類
と２mlのｎ−ヘキサデカンを加えて反応させる方
法(B)法の２通りの方法で、実施例１記載と同様の
方法で反応、分析を行なつた。 なお、反応時間は24時間又は72時間である。原
料エーテル類の種類および相当するエポキシドの
生成量を第２表に示す。 アリルオキシプロパノールアミンの合成 上記反応を繰り返し行つて集めた〔（２−メチ
ルフエノキシ）メチル〕オキシラン0.66ｇ
（4mmol）〔〔α〕²⁵ _D＋18.7゜（neat）〕を、イソプロ
ピ
ルアミン2.4ｇ（40mmol）、イソプロパノール40
mlとともにナス型フラスコに入れ、４時間加熱還
流した。冷却後、イソプロピルアミンとイソプロ
パノールを留去し、１−（Ｎ−イソプロピルアミ
ノ）−３−（２−メチルフエノキシ）−２−プロパ
ノール0.9ｇ〔〔α〕²⁵ _D−6.7゜（ｃ＝2.2，メタノー
ル）〕を得た。 また、同様にして集めた〔（２−アリルフエノ
キシ）メチル〕オキシラン0.95ｇ（5mmol）
〔〔α〕²⁵ _D＋13.1゜（neat）〕を、イソプロピルアミ
ン
1.18ｇ（0.02mol）、イソプロパノール１mlととも
にナス型フラスコに入れ、４時間加熱還流した。
冷却後、イソプロピルアミンとイソプロパノール
を留去し、１−（Ｎ−イソプロピルアミノ）−３−
〔２−（２−プロペニル）フエノキシ〕−２−プロ
パノール1.23ｇ〔〔α〕²⁵ _D−6.2゜（ｃ＝2.1，エタノ
ー
ル）〕を得た。 さらに同様にして集めた〔（２−アリロキシフ
エノキシ）メチル〕オキシラン0.41ｇ（2mmol）
〔〔α〕²⁵ _D＋16.2゜（neat）〕を、イソプロピルアミ
ン
1.18ｇ（0.02mol）、イソプロパノール４mlととも
にナス型フラスコに入れ、４時間加熱還流した。
冷却後、イソプロピルアミンとイソプロパノール
を留去し、１−（Ｎ−イソプロピルアミノ）−３−
〔２−（２−プロペニルオキシ）フエノキシ〕−２
−プロパノール0.53ｇ〔〔α〕²⁵ _D−2.7゜（ｃ＝4.3，
エ
タノール）〕を得た。

【表】

【表】 キシランであつた。
注2) 生成物はモノエポキシドであつた。
実施例 ３ 菌株Nocardia corallina FERM−Ｐ−4095を
用いて実施例１に記載と同様の方法で15ｇ／菌
体濃度の菌懸濁液を調製した。その菌懸濁液20
ml、原料エーテル類として２−アリルフエニルア
リルエーテル１mlと第３表に記載の各種有機溶剤
１mlとを500ml容坂口フラスコに入れ、実施例１
に記載と同様の方法で反応を行なわせて、24時間
の反応後有機溶剤層を40mlのエーテルで抽出し、
実施例１に記載の方法で生成した２−アリルフエ
ノキシメチルオキシランを定量した。用いた有機
溶剤の種類と生成したエポキシド量を第３表に示
す。

【表】

【表】 ン５重量％との混合物。
次に、参考として、実施例１において、微生物
としてNocardia corallina FERM−Ｐ−4094を
利用して産生、採取したエポキシド、および実施
例２により産生、採取したエポキシドの各々につ
いてその光学純度を測定した結果を第４表に示
す。 なお、光学純度は、J.A.Dale，D.L.Dull and
H.S.Mosher，J.Org.Chem.34，2543（1963）の方
法により決定した。すなわち、各種エポキシドを
LiAlH₄で対応する１−フエノキシ−２−プロパ
ノール誘導体に還元後、（＋）−α−メトキシ−α
−トリフルオロメチルフエニルアセチルクロリド
とエステルを形成させ、エステルの¹⁹F NMRス
ペクトルを測定し、ジアステレオマーのピーク強
度比より、光学純度を産出した。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ノカルデイア属に属するエポキシド生産能を
   有する微生物を、アリルフエニルエーテル類に好
   気的条件下で作用させて相当する２，３−エポキ
   シプロピルフエニルエーテル類を産生し、得られ
   た該エポキシドにアミン類を反応させることを特
   徴とするフエニルオキシプロパノールアミン類の
   製造方法。 ２ ノカルデイア属に属するエポキシド生産能を
   有する微生物を、水不溶性有機溶剤の存在下に、
   アリルフエニルエーテル類に好気的条件下で作用
   させて相当する２，３−エポキシプロピルフエニ
   ルエーテル類を産生し、得られた該エポキシドに
   アミン類を反応させることを特徴とするフエニル
   オキシプロパノールアミン類の製造方法。 ３ 水不溶性有機溶剤が炭素数９乃至17を有する
   パラフイン、炭素数10乃至18を有するオレフイ
   ン、炭素数９乃至16を有するハロゲン化パラフイ
   ンおよび鎖長が６乃至15の側鎖を有するアルキル
   ベンゼンから成る群から選択される１種又は２種
   以上の混合物である特許請求の範囲第２項記載の
   方法。