JPH04503755A - ２―（４―ヒドロキシフェノキシ―）プロピオン酸の発酵による製造方法 - 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】 ２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸の発酵による製造方法 本発明は２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸の製造方法に関する 。

２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸は、特に除草剤の製造につい ての有用な中間体である。

２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸のラセミ形、ならびに鏡像体 純粋形の化学的製造方法は公知である。この方法は、ヒドロキノンから出発する が、その際、分離が困難な副生成物が生じるという欠点を有する。従って、経済 的方法は不可能である。

微生物が芳瞥族化合物をヒドロキシル化することができるのは公知である。この 場合、原則として、ビスヒドロキシル化された化合物または多様な位置異性体の 混合物が生じる（Ｒ，Ｊ、　Ｗ、　Ｂｙｒｄｅ、　Ｄ、　Ｗｏｏｄｃｏｏｋ、　 Ｂｉｏｃｈｅｍ、　Ｊ、　６５．６８２　（１９５７）　）。

２−（フェノキシ−）プロピオン酸を微生物により２−（４−ヒドロキシフェノ キシ−）プロピオン酸にする位置選択的酸化は今まで公知でなかった。

多様な微生物が、廉価な２−（フェノキシ−）プロピオン酸を、高度に位置選択 的に酸化して、２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸にすることが 見出されたのは意想外であった。

本発明の対象は、２−（フェノキシ−）プロピオン酸またはその塩を、好気性条 件下で、微生物の存在で、酸化することを特徴とする２−（４−ヒドロキシフェ ノキシ−）プロピオン酸の発酵による製造方法である。

この方法にとって、多数の微生物、特に菌類および細菌が適している。使用可能 な菌類は、たとえば土壌試料、特に腐植質含有土壌試料から単離することができ る。特にこの反応に適しているのはクロカビ菌株（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎ ｉｇｅｒ−５ｔａｅｍｍｅ）である、さらに、ハクキョウサンビョウキン（Ｂｅ ａｕｖｅｒｉａ）　、Ｐａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓ、　Ｓｃｌｅｒｏｔｉｃｕｍ、 ヒトヨタケ（Ｃｏｐｒ　１ｎｕｓ　）の属の多様な菌類も適しており、これらは たとえば、菌株収集機関から取り寄せることができおよびヒドロキシル化のため のその適性は簡単な予備実験で測定することができる。適当な細菌も特に土壌試 料から単離することができる。細菌として特にＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ菌株が 挙げられる。

本発明による方法を実施するために、適当な菌株を２−（ペルオキシ−）プロピ オン酸を含有する培養基に植え付け、その中で、それぞれの微生物に望ましい成 長−もしくは産生条件で好気性にインキュベートする。発酵は、１〜１０日間連 続的または間欠的に行うことができる。

使用した微生物の細胞（これは、休止している増殖しない細胞の形で使用するこ ともできる）を、基質に直接作用させる。任意の公知のインキュベート法を使用 することができ、通気され撹拌される深いタンクの形の発酵槽が特に有利である 。最も良い結果は液体培養基のインキュベートにより得られる。

炭素源、窒素源、無機塩および場合によりわずかな量の微量元素およびビタミン を含有する培養基が適当である。窒素源として、無機または有機窒素化合物また はこの化合物を含有する材料を使用することができる。この例は、アンモニウム 塩、硝酸塩、トウモロコシ膨潤水、ビール酵母自己分解物、大豆粉、小麦グルテ ン、酵母抽出液、酵母、尿素およびジャガイモタンパク質である。炭素源として 、たとえばグルコースのような糖、グリセリンのようなポリオールまたは大豆油 のような脂肪を使用することができる。

無機塩の例は、カルシウム、マグネシウム、マンガン、カリウム、亜鉛、銅、鉄 およびその他の金属の塩が挙げられる。塩のアニオンとして、特にリン酸イオン が挙げられる。場合により、培養基に成長因子、たとえばビオチン、リボフラビ ンまたはその他のビタミンが添加される。

前記した培養物質の混合比は、発酵の種類に依存し、これは個々の場合において 決められる。

一般に、本発明による方法の実施のために、約１〜１００ｇ／］のフェノキシプ ロピオン酸濃度が適しておす、約５〜５０ｇ／ｌの濃度が有利である。

この培養条件は、最も有効な収率を達成するように決められる。有利な培養温度 は２０〜４０℃である。

２５〜３０℃の温度が特に有利である。ｐＨ値は、３〜９の範囲内に決めるのが 有利である。４〜７のｐＨ値が特に有利である。一般に、１５〜１００時間のイ ンキュベート時間で十分である。この時間内で、培養基中に所望の生成物の最大 量が蓄積される。この酸は、有利に塩、たとえばナトリウム塩の形で添加される 。

この酸は、培養基に、最初に一度に、生じた増殖の後に、または培養の間に数回 に分けてまたは連続的に添加することができる。

２−（ペルオキシ−）プロピオン酸を使用するのが有利であるが、その塩を使用 することもできる。有利な塩はアルカリ金属−およびアルカリ土類金属塩、たと えば、Ｎａ−１Ｋ−１Ｌｉ−塩である。

この新規の方法は、ラセミ体の２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン 酸の酸化のため、ならびにその対掌体の酸化のために適している。本発明による 方法の場合、不斉中心には触れられないままである。

たとえば、Ｒ−２−（フェノキシ）−プロピオン酸を使用した場合、立体配置を 維持しながら、相応するＲ−２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸 が得られる。他のヒドロキシル化生成物は、この反応において観察されない。従 って、この新規の方法は、容易にかつ廉価に２−（４−ヒドロキシフェノキシ− ）プロピオン酸を選択的に製造する方法である。

次に、本発明を詳説する： 例１ 多様な細菌菌株を試験するために、２つの液体培養基を使用した： 培養基Ａ グルコース　２０ｇ／ｌ 酵母抽出液　５ｇ／ｌ 硫酸アンモニウム　５ｇ／ｌ 硫酸マ硫酸マグネシウム−換水和物　０．５ｇ／ｌ硫酸マンガンー１永和物　０ ．０５ｇ／ｌリン酸二水素カリウム　１．５ｇ／ｌ リン酸水素二カリウム　３．６ｇ／１ （Ｒ）−２−（フェノキシ−）プロピオン酸　１ｇ／ｌ硫酸鉄（ＩＩ）−１水和 物　２ｒｎｇ／　１硫酸亜鉛（ＩＩ）−４水和物　１００μｇ／ｌホウ酸　３０ ０μｇ／ｌ 塩化コバルト（ＩＩ）−６水和物　２００μｇ／ｌ塩化鋼（ＩＩ）−２水和物　 ｌＯμｇ／ｌ塩化ニッケル（ＩＩ）−６水和物　２０μｇ／ｌモリブデン酸ナト リウム−２水和物　３０μｇ／ｌｐＨ値は５Ｎ苛性ソーダ液で６．８に調節した 。グルコースおよびリン酸塩をそれぞれ別々に１２１’Ｃで１０分間オートクレ ーブにかけた。（Ｒ）−２−（）二ツキシー）プロピオン酸は、わずがな５Ｎ苛 性ソーダ液と一緒に水に溶かし、無菌濾過した。残留した培養液を１２１’ｃで １０分間オートクレーブにかけた。

培養基Ｂ グルコース　２０ｇ／ｌ トウモロコシ膨潤水　４０ｇ／ｌ リン酸二水素カリウム　１．５ｇ／ｌ リン酸水素二カリウム　３．６ｇ／１ （Ｒ）−２−（フェノキシ−）プロピオン酸　１ｇ／ｌこのｐＨ値を５Ｎ苛性ソ ーダ液で６゜８に調節した。

グルコースおよびリン酸塩をそれぞれ別々に１２１℃で１０分間オートクレーブ にかけた。（Ｒ）−２−（フェノキシ−）プロピオン酸をわずかな５Ｎ苛性ソー ダ液と共に水に溶かし、無菌濾過した。残留した培養液を１２１’Ｃで４５分間 オートクレーブにかけた。

無菌培養基２０ｍ１をそれぞれ、無菌の綿で封鎖しておいた無菌の三角フラスコ １００ｍ１に満たした。

それぞれ試験すべき細菌菌株を白金耳に取ってフラスコに植え込んだ１次に、こ のフラスコを２８℃で２５０ＵｍＭで３から７日間振盪しながらインキュベート した。引き続き、発酵液１０００μｍを取り出し、ＩＮ　ＨＣＩ　１００μｌお よび酢酸エチルエステル８００μｌを添加し、１５秒間強力に撹拌した。有機相 ７００μｌを注意深く取り去り、５０℃で、穏やかな窒素流下で試験管中で蒸発 させた。残分を酢酸エチルエステル７０μｌに溶かし、ガスクロマトグラフィー のための試験管中に定量的に移した。これに、Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルシリ ルトリフルオロアセトアミド（ＭＳＴＦＡ）を添加した０次いで、この試料をガ スクロマトグラフィーにより調査した。外部標準として、化学合成した純正試料 （Ｒ，５）−２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸を使用した。

次の表は、結果の一覧表である。

Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ａｎｔｉｂｉａｔｉｃｕｓ　ＤＭＳ　４０７２５　 １１　ＡＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｕｓ　ＡＴＣＣ１１ ８９１１０ＡＳｔｒｅｐｔｏ＋ｎｙｃｅｓ　ｆｌｏｃｃｕｌｕｓ　ＡＴＣＣ１３ ８５０１８ＡＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃｕｓ　ＡＴＣ Ｃ１９０４０９７ＢＳｔｒｅｐｔｏ＋ｍｙｃｅｓ　ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃｕｓ 　ＡＴＣＣ２１７０５９８ＡＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｋｕｕｇａｅｎｓｉｓ 　ＡＴＣＣ１５７１５４ＡＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｋａｓｕｇａｅｎｓｉｓ 　ＡＴＣＣ１５７１４２３ＢＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｍｅｄｉｏｃｉｄｆｃ ｕｓ　ＡＴＣＣ１３２７９１３ＡＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｎ１ｖｅｕｓ　Ａ ＴＣＣ１９７９３２３ＡＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｐａｎａｙｅｎｓｉｓ　Ａ ＴＣＣ３１０５５２ＡＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｒｏｓｅｎｏｃｈｒｏｍｏｇ ｅｎｅｓ　ＡＴＣＣ２１８９５４ＡＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ　ｖｉｒｉｄ汀ａ ｃｉｅｎｓ　ＡＴＣＣ１１９８９２４Ａ例２ 多様な土壌試料から、Ｄ　ＲＥ　Ｗ　Ｓ　（Ｍｉｋｒｏｂｉｏｌａｇｔｇｃｈｅ ｓ　Ｐｒａｋｔｉｋｕｍ、第３版、　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ　Ｖｅｒｌａｇ、　４７ −４８頁。

１９７６　）の手順により、約４００の異なる新規のＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｔ ｅｎ　９株を単離した。これを例１の手順により試験した０次の表は、陽性であ ると確認された菌株の反応率に関する一覧表である。

菌株記号　反応率　培養基 １０３４　８　Ａ １０４５　２８　Ａ １０５３　２２　Ａ １０５７　７　Ａ １０７１　１１　Ａ ２４７６　１３　Ａ ３２７９　４　Ａ ３２９２　３３　Ｂ ５３８８　２６　Ｂ ５５２０　４２　Ｂ ５５２３　８０　Ａ ３５４９　８０　Ｂ ５５５８　２４　Ａ ３５５９　３２　Ａ ３５６０　９８　Ａ ３５６１　９０　Ａ ３５６５　４　Ａ ３５６７　７２　Ｂ ５５７４　４１　Ａ ３５７５　２４　Ｂ ５７８２　４４　Ａ ３９２５　２４　Ｂ ４Ｏ４１１４Ａ ３４３１　１９　Ａ ３４３２　９９　Ａ ３６０７　２４　Ａ ３６０８　２６　Ａ ３６１３　３３　Ａ ３６１９　５１　Ａ ３６３２　１８　Ａ ３６３５　１５　Ａ ３６３６　５　Ａ ３６３７　３９　Ａ ３６３８　３８　Ａ ３６４８　２５　Ａ ３６５４　５９　Ａ 例３ 次の成分を含有する液体培養基を製造したニゲルコース　２０ｇ／ｌ 酵母抽出液　５ｇ／ｌ 硫酸アンモニウム　５ｇ／ｌ 硫酸マグネシウムー７水和物　０．５ｇ／ｌ硫酸マンガンー１水和物　０．０５ ｇ／ｌリン酸二水素カリウム　１．５ｇ／ｌ リン酸水素二カリウム　３．６ｇ／Ｉ Ｃａｒｂｏｐｏ１９９４６ （侍に高い分子量を有するカルボキシビニルポリマー）　３ｇ／１（Ｒ）−２− （フェノキシ−）プロピオン酸　３ｇ／ｌ硫酸鉄（ＩＩ）−１永和物　２ｍｇ／ 　１硫酸亜鉛（ＩＩ）　−４水和物　１００μｇ／ｌホウ酸　３００μｇ／ｌ 塩化コバルト（ＩＩ）−６水和物　２００μｇ／ｌ塩化鋼（４１）−２水和物　 ｔｏ　μｇ／ｌ塩化ニッケル（Ｉｆ）−６水和物　２０μｇ／ｌモリブデン酸ナ トリウム−２水和物　３０μｇ／ｌこのｐＨ値を５Ｎ苛性ソーダ液で６．８に調 節した。

グルコースおよびリン酸塩をそれぞれ別々に１２１ｔ：で１０分間オートクレー ブにかけた。この（Ｒ）　−２−（フェノキシ−）プロピオン酸をわずかな５Ｎ 苛性ソーダ液と共に水に溶かし、無菌濾過した。得られた培養基を１２１℃で１ ０分間オートクレーブにかけた。

無菌培養基２０　ｍ　ｌをそれぞれ、無菌の１００ｍ１三角フラスコに充填し、 これを無菌の綿で封鎖した。菌類菌株のクロカビ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎ ｉｇｅｒ　ＡＴＣ（：　１１３９４）の芽胞を白金耳に取りフラスコに植え込ん だ０次に、このフラスコを２８℃で、２５０ＵｐＭで３日間振盪させてインキュ ベートした。引き続き、発酵液１０００μｌを取り出し、ＩＮ　ＭＣＩ　１００ μｌおよび酢酸エチルエステル８００μｌを添加し、１５秒間強力に撹拌した。

有機相７００μｌを注意深く取り出し、５０℃で穏やかな窒素流下で試験管中で 蒸発させた。

残分を酢酸エチルエステル７０μｌに溶かし、ガスクロマトグラフィーのための 試験管に定量的に移した。

これにＮ−メチル−Ｎ−トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド（ＭＳＴＦ Ａ）　３ｏＩＬｌを添加した。

次に、この試料をガスクロマトグラフィーにより試験した。探準として、純正試 料２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸を用いた。

例４ 次の成分を含有する液体培養基を製造したニゲルコース　４０ｇ／ｌ 酵母抽出液　１０ｇ／ｌ 硫酸マグネシウムー７永和物　０．５ｇ／ｌ硫酸マンガンー１水和物　０．０５ ｇ／！リン酸二水素カリウム　１．５ｇ／ｌ リン酸水素二カリウム　３．６ｇ／１ （Ｒ）−２−（フェノキシ−）プロピオン酸　１ｇ／ｌ硫酸鉄（ＩＩ）−１水和 物　２ｍｇ／　１硫酸亜鉛（ｌ　Ｉ）　−４水和物　１００μｇ／ｌホウ酸　３ ００μｇ／ｌ 塩化コバルト（Ｉり−６水和物　２００μｇ／ｌ塩化鋼（ＩＩ）−２永和物　１ ０μｇ／ｌ塩化ニッケル（！＋）−６水和物　２０μｇ／ｌモリブデン酸ナトリ ウム−２水和物　３０μｇ／ｌこのｐＨ値を５Ｎ苛性ソーダ液で６．８に調節し た。

グルコースおよびリン酸塩をそれぞれ別々に１２１℃で１０分間オートクレーブ にかけた。この（Ｒ）　−２−（フェノキシ−）プロピオン酸をわずかな５Ｎ苛 性ソーダ液と共に水に溶かし、無菌濾過した。得られた培養基を１２１℃で１０ 分間オートクレーブにかけた。

無菌培養基５０ｍ１をそれぞれ、無菌のｌｏｏｍ＋三角フラスコに充填し、これ を無菌の綿で封鎖した。

Ｂｅａｕｖｅｒｉａ　ｂａｓｓｉａｎａ　ＡＴＣＣ７１５９の７２ｈの古い前培 養２．５ｍｌ　（同じ培養基で培養するが、（η）−２−（フェノキシ−）プロ ピオン酸５ｇ／Ｉだけ存在させる）に植え込んだ後、２８℃で４〜５日間、２０ ０Ｕｐｍで振盪させてインキュベートさせた。引き続くガスクロマトグラフィー 分析は、使用した酸の９８％がヒドロキシル化していたことを示した。

使用した（Ｒ）　−２−（フェノキシ−）プロピオン酸の９８％が（Ｒ）−２− （４−ヒドロキシフェノキシ−）プロピオン酸に酸化されていた。２−（フェノ キシ−）プロピオン酸のＳ−鏡像体またはラセミ体を使用した場合も、同様の結 果が得られた。

例５ クロカビ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎｉｇｅｒ）の新規の菌株を、腐植含有土 壌試料から、Ｄ　ＲＥ　Ｗ　Ｓ　（Ｍｉｋｒｏｂｉｏｌｏｇｉｓｃｈｅｓ　Ｐｒ ａｋｔｉｋｕｍ、　第３版、　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ　Ｖｅｒｌａｇ、　５１−５３ 頁（１９７６）　）の方法により単離した。この菌株（番号１７７７）を例３の 手順により試験した。３日後に、使用した酸の９９．８％が酸化された。

例６ 、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎｉｇｅｒ種の他の菌株を、例３に記載したように 試験し、３ないし７日間後に発酵時間を分析した。次の表はこの結果の一覧表で ある：属／１！　収集／番号　反応率（％）　日例７ 例３と同様に、他の菌類を試験し、３または７日後に発酵時間を分析した。

属／種　収集／番号　反応率（％）　日Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｃａｒｂｏｎ ａｒｉｕｓ　ＡＴＣＣ８７４０７７Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｃａｒｂｏｎａｒ ｉｕｓ　ＡＴＣＣ６２７６５７Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｆｏｅｔｉｄｕｓ　Ａ ＴＣＣ１０２５４６２７Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｐａｒａＳｉｔｉｃｕｓ　Ａ ＴＣＣ２６８５０７３Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ　Ｄ ＳＭ　６３３５７　５　３Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｓｃｌｅｒｏｔｉｏｒｕｍ 　ＣＭＩ　１１２３２８　１７　３Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｓｃｌｅｒｏｔｉ ｏｒｕｍ　ＣＭＩ　１１６９３５　１５　３Ｂｅａｕｖａｒｉｏｓ　ｂａｓｓｉ ａｎａ　ＡＴＣＣ７１５９９９３Ｐａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓ　ｆａｒｉｎｏｓｕ ｓ　ＡＴＣＣ２６８５３６３７Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍ　ｒｏｌｆｓｉｉ　ＡＴＣ Ｃ１５２０６８５７Ｓｃｌｅｒｏ℃ｉｕｍ　ｒｏｌｆｓｉｉ　ＡＴＣＣ１５２０ ４１９７Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍ　ｒｏｌｆｓｉｉ　ＡＴＣＣ１５２０３８９７Ｓ ｃｌｅｒｏｔｉｕｍ　ｒｏｌｆｓｉｉ　ＡＴＣＣ１５２０１８１７Ｓｃｌｅｒｏ ｔｉｕｍ　ｒｏｌｆｓｉｉ　ＡＴＣＣ１５１９５８５７Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍ　 ｒｏｌｆｓｉｉ　ＡＴＣＣ２６３２６４７Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍ　ｄｅｌｐｈｉ ｎｉｉ　ＡＴＣＣ１５１９６１７Ｃｏｐｒｉｎｕｓ　ｃｉｎｅｒｅｕｓ　ＡＴＣ Ｃ２０１２０２７国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＥＰ　９０１００４７２ Ｓ＾　３５３２２ ５１頁の続き ［相］Ｉｎｔ　ｅｌ、’　識別記号　庁内整理番号溌　明　者　ラトナー、ヴオ ルフガング　ドイツ連邦共和国レン　５ 醗　明　者　ハウアー、ベルンハルト　ドイツ連邦共和国シュトラーセ　１ 醗　明　者　ジーゲル、ハルト　ドイツ連邦共和国特表千４−５０３７５５　（ ６） ｆ−−６７０１フスゲンハイム　イン　デン　ベデー−６７０１フスゲンハイム 　メロヴインガー７’＝　−６７２０シュバイアー　ハンスープルマン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．２−（フェノキシ−）プロピオン酸またはその塩を、好気性条件下で、徴生 物の存在で酸化させることを特徴とする２−（４−ヒドロキシフェノキシ−）プ ロピオン酸の発酵による製造方法。
2. ２．微生物として菌類を使用する請求項１記載の方法。
3. ３．微生物として細菌を使用する請求項１記載の方法。
4. ４．２−（フェノキシ−）プロピオン酸の鏡像体を使用することを請求項１から ３までのいずれか１項記載の方法。