JPH05284982A - 微生物によるラセミ化2−アミノニトリルの製造法 - Google Patents

微生物によるラセミ化2−アミノニトリルの製造法

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JPH05284982A
JPH05284982A JP11535192A JP11535192A JPH05284982A JP H05284982 A JPH05284982 A JP H05284982A JP 11535192 A JP11535192 A JP 11535192A JP 11535192 A JP11535192 A JP 11535192A JP H05284982 A JPH05284982 A JP H05284982A
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Japan
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aminonitrile
microorganism
racemic
optically active
rhodococcus
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JP11535192A
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Akiko Wakamoto
明子 若本
Keizo Furuhashi
敬三 古橋
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Eneos Corp
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Japan Energy Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 光学活性な2−アミノニトリルに、アクチノ
マジュラ属(Actinomadura) 、アルスロバクター属(Ar
throbacter)、シュードモナス属(Pseudomonas)、ロド
コッカス属(Rhodococcus)、キャンディダ属(Candida)
あるいはヤロウィア属(Yarrowia)に属する微生物また
はその処理物を作用させて光学活性2−アミノニトリル
をラセミ化し、このラセミ化2−アミノニトリルを採取
することよりなるラセミ化2−アミノニトリルの製造
法。 【効果】 微生物を使用するので水性媒体中で温和な条
件でラセミ化することができ、反応副生成物の生成を抑
制することができる。得られるラセミ体は、純度が高
く、高光学純度光学活性アミノ酸の製造原料として有用
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学活性2−アミノニ
トリルから微生物の作用によりラセミ体の2−アミノニ
トリルを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】合成法による光学活性α−アミノ酸の製
造では、ストレッカー法或はその変法を用いてラセミ化
α−アミノ酸を合成し、ついで該アミノ酸を光学分割し
て光学活性α−アミノ酸を製造している。このストレッ
カー法によるα−アミノ酸合成における合成中間体であ
るラセミ化2−アミノニトリルから微生物を利用して光
学活性なα−アミノ酸を製造しようとする試みがこれま
で多数報告されてきた〔文献1.Y. Fukuda, et al.,
J. Ferment. Technol., 49, 1011(1971);文献2.特表
昭63-500004 号公報;文献3.J. C. Jallageas et a
l., Adv. Biochem. Engineer., 14, 1(1980)〕。これら
の文献に記載されている方法は原理的にはニトリル加水
分解酵素による速度論的光学分割であるが、これらの文
献には、残存する光学活性な2−アミノニトリルのラセ
ミ化の工程が含まれておらず、生成するのはラセミ体
(文献1)あるいは光学純度の低いアミノ酸(文献
2)、あるいはアミノ酸とアミノ酸アミドの混合物(文
献3)である。本発明のラセミ化工程をこれらの方法に
加えることにより、ニトリル加水分解酵素により水解さ
れずに残存する光学活性な2−アミノニトリルをラセミ
化し、次いでこれを不斉水解するようにできるため、こ
の工程を繰り返すことにより高光学純度の光学活性なア
ミノ酸を収率良く合成することができる。
【0003】2−アミノニトリルのラセミ化方法は、酒
石酸類による光学分割の際にラセミ化を同時に行う方法
(USP4,683,324、特開昭48-13341号公報、特開昭53-710
21号公報、特開昭54-48729号公報)が知られているのみ
であり、ラセミ化の反応だけを行う方法、特に水性媒体
中で微生物を用いて行うラセミ化方法は知られていな
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は水性媒体中
で、特に温和な条件で、光学活性な2−アミノニトリル
を微生物によりラセミ化することを目的とする。また、
本発明は、収率よく高光学純度の光学活性アミノ酸の製
造原料となるラセミ化2−アミノニトリルを得ることを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、アクチノマジュラ
Actinomadura)、アルスロバクター(Arthrobacte
r)、シュードモナス(Pseudomonas)、ロドコッカス(R
hodococcus)、キャンディダ(Candida)、ヤロウィア(Y
arrowia)属に属する微生物を、光学活性α−アミノニ
トリルに作用させると、α−アミノニトリル化合物の光
学純度が低下することを見出した。
【0006】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
もので、下記一般式(1)及び(2)
【化1】
【化2】 (ただし、式中Rは、アルキル基、置換アルキル基、フ
ェニル基、置換フェニル基、イミダゾリル基、置換イミ
ダゾリル基、インドリル基、置換インドリル基、フリル
基、置換フリル基、ピリジル基、置換ピリジル基、チア
ゾリル基または置換チアゾリル基を示す)で表される光
学活性2−アミノニトリル化合物に、アルスロバクタ
ー、シュードモナス、ロドコッカス、アクチノマジュ
ラ、ヤロウィア、キャンディダ属に属し、該ニトリルの
ラセミ化活性を有する微生物の菌体またはその処理物を
作用させ、得られた反応物から上記一般式(1)に相応
するラセミ体の2−アミノニトリル化合物を採取するこ
とからなるものである。
【0007】本発明におけるα−アミノニトリルとして
は、2−アミノプロパンニトリル、2−アミノブタンニ
トリル、2−アミノ−3−メチルブタンニトリル、2−
アミノ−4−メチルペンタンニトリル、2−アミノ−3
−メチルペンタンニトリル、2−アミノ−3−ヒドロキ
シプロパンニトリル、2−アミノ−3−ヒドロキシブタ
ンニトリル、2−アミノ−5−グアニジノペンタンニト
リル、2−アミノ−3−メチルカプトプロパンニトリ
ル、2,7−ジアミノ−4,5−ジチアオクタンニトリ
ル、2−アミノ−4−メチルチオブタンニトリル、2−
アミノ−3−フェニルプロパンニトリル、3−(4−ヒ
ドロキシフェニル) プロパンニトリル、2,6−ジアミ
ノヘキサンニトリル、2,6−ジアミノ−5−ヒドロキ
シヘキサンニトリル、2−アミノ−3−(3−インドリ
ル) プロパンニトリル、2−アミノ−3−(4−イミダ
ゾリル) プロパンニトリル、2−アミノ−2−フェニル
エタンニトリル等を例示しうる。
【0008】一方、本発明に用いられる微生物は、アク
チノマジュラ、アルスロバクター、シュードモナス、ロ
ドコッカス、キャンディダ及びヤロウィア属に属する微
生物で、ラセミ化活性、すなわち、光学活性な2−アミ
ノニトリルをラセミ化する性質を有する菌株で、表1に
示すものが例示しうる。
【0009】
【表1】
【0010】本発明において原料ニトリルに、アクチノ
マジュラ属、アルスロバクター属、シュードモナス属、
ロドコッカス属、ヤロウィア属、キャンディダ属に属す
るα−アミノニトリルのラセミ化活性を有する前記の各
微生物を作用させてラセミ化α−アミノニトリルを生産
するには、例えば下記の方法を適用するとよい。
【0011】すなわち、これらの微生物を培地中で培養
して増殖して得られた菌体に、原料ニトリルを接触させ
て反応させる方法を適応する。この方法では、炭素源と
してグルコース、シュークロース、糖蜜、でんぷん加水
分解物のような糖質、もしくは酢酸等のごとき菌体増殖
作用を有する物質を培地に添加し、更に、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、硝酸ア
ンモニウム、尿素、アンモニア水、硝酸ナトリウム、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、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシ
ウム、硫酸マンガン、硫酸第1鉄、塩化第2鉄、塩化カ
ルシウム、塩化マンガンのごとき無機塩類、及びホウ
素、銅、亜鉛などの塩、すなわち、いわゆる微量元素、
更に必要に応じてビタミン類、酵母エキス、コーンステ
ープリカーのごとき成長促進物質を添加した培地に、上
記各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、
またはこの培養物から分離した菌体の懸濁液あるいは菌
体破砕物等の菌体処理物に、原料ニトリルを供給して反
応させる。この原料ニトリルの反応時の濃度は2〜20g/
l の範囲とすることが好ましい。反応は、pH4〜13、温
度20〜50℃の範囲で1〜6日間行なう。反応には種々の
緩衝液を用い得る。なお、上記pHおよび温度は用いる原
料ニトリルの種類により適宜決めるとよく、また、反応
中に菌体増殖に用いた上記炭素源、窒素源、その他の成
分を適宜添加して菌体濃度や菌体のラセミ化能を維持
し、かつ高めることができる。上記反応により生成した
ラセミ化2−アミノニトリルは、相分離、濾過、抽出、
カラムクロマトグラフィー等の公知の手段を適用して分
離、採取する。
【0012】次に本発明の実施例を示し、本発明を具体
的に説明する。
【実施例1】 培地の調製 ブイヨン〔Nutrient Broth (OXOID)〕25gとグリコース
10gとをイオン交換水1000mlに加えて撹拌溶解した。こ
れを坂口フラスコに 100mlずつ加え、 120℃で20分間オ
ートクレーブで殺菌して培地を調製した。
【0013】菌体の培養増殖 上記培地に次の菌株の3白金耳をそれぞれ接種し、140r
pmで振盪しながら30℃の温度で24時間振盪培養を行なっ
た。
【0014】 菌 株 名 アクチノマジュラ マジュラエ(Actinomadura madurae) ATCC 15904 アルスロバクター パラフィネウス(Arthrobacter paraffineus) ATCC 21161 アルスロバクター パラフィネウス(Arthrobacter paraffineus) ATCC 21003 シュードモナス フルオレッセンス(Pseudomonas fluorescens) ATCC 17513 シュードモナス プチダ(Pseudomonas putida) IFO 3738 ロドコッカス sp. (Rhodococcus sp.) ATCC 21131 ロドコッカス sp. (Rhodococcus sp.) ATCC 21162 ロドコッカス ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous) ATCC 19149 ロドコッカス ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous) ATCC 29670 ロドコッカス ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous) ATCC 33025 キャンディダ トロピカリス(Candida tropicalis) IFO 0587 ヤロウィア リポリティカ(Yarrowia lipolytica) ATCC 20362
【0015】上記培養により得られた菌体を遠心分離で
分離し、0.1Mリン酸緩衝液(pH7)(KH2PO4-K3HPO4)で
洗浄後、光学的濃度(OD)が20となるように0.1Mリン酸
緩衝液(pH7)(KH2PO4-K3HPO4)に再懸濁した。
【0016】ラセミ化 上記のようにして得られた菌体懸濁液5mlを、直径24mm
の試験管に収容し、これに光学純度98%eeのD−2−ア
ミノ−2−フェニルエタンニトリル50mgを加えて密栓
し、30℃の温度に、300rpmで3時間振盪培養を行なっ
た。反応終了後、反応液をトルエン2mlを用いて抽出
し、得られたトルエン相から溶媒を留去し、これにベン
ゼン:ヘキサン(1:1)の溶液を加えて再結晶して2
−アミノ−2−フェニルエタンニトリルの結晶を得た。
これをヘキサン:2−プロパノール(9:1)の溶液に
溶解し、高速液体クロマトグラフィーで分析した。得ら
れた2−アミノ−2−フェニルエタンニトリルの絶対配
置と光学純度の決定にはカラム充填剤として、CHIRALCE
L OJ (ダイセル化学工業社製) を用いた。結果は表2に
示すとおりである。反応系中に微生物を含まないもので
は、反応終了後のD−2−アミノ−2−フェニルエタン
ニトリルの光学純度は76%eeであった。この結果、2−
アミノ−2−フェニルエタンニトリルのラセミ化率は表
2に示すとおりであった。
【0017】
【表2】 ──────────────────────────────────── 菌 株 名 絶対配置 光学純度 ラセミ化率 (%ee) % ──────────────────────────────────── アクチノマジュラ マジュラエ D 67 12 (Actinomadura madurae) アルスロバクター パラフィネウス D 69 9 (Arthrobacter paraffineus) アルスロバクター パラフィネウス D 71 7 (Arthrobacter paraffineus) シュードモナス フルオレッセンス D 63 17 (Pseudomonas fluorescens) シュードモナス プチダ D 61 20 (Pseudomonas putida) ロドコッカス sp. D 70 8 (Rhodococcus sp.) ロドコッカス sp. D 70 8 (Rhodococcus sp.) ロドコッカス ロドクロウス D 68 11 (Rhodococcus rhodochrous) ロドコッカス ロドクロウス D 68 11 (Rhodococcus rhodochrous) ロドコッカス ロドクロウス D 69 12 (Rhodococcus rhodochrous) キャンディダ トロピカリス D 65 14 (Candida tropicalis) ヤロウィア リポリティカ D 38 50 (Yarrowia lipolytica) ────────────────────────────────────
【0018】
【発明の効果】本発明によると、光学活性2−アミノニ
トリルを微生物により水性媒体中で温和な条件でラセミ
化2−アミノニトリルに変換しうるので、得られるラセ
ミ化2−アミノニトリルは反応副産物が少なく、光学活
性なα−アミノ酸類の製造原料として有益である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12P 13/00 C12R 1:38) (C12P 13/00 C12R 1:01) (C12P 13/00 C12R 1:72)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学活性な2−アミノニトリルに、ラセ
    ミ化活性を有する微生物またはその処理物を作用させ、
    該2−アミノニトリルをラセミ化2−アミノニトリルに
    変換し、これを採取することを特徴とする微生物による
    ラセミ化2−アミノニトリルの製造法。
  2. 【請求項2】 微生物が、アクチノマジュラ(Actinoma
    dura)、アルスロバクター(Arthrobacter)、シュード
    モナス(Pseudomonas)、ロドコッカス(Rhodococcus)
    キャンディダ(Candida)及びヤロウィア(Yarrowia)属
    に属する群より選択され、ラセミ化活性を有する微生物
    である請求項1記載の製造法。
JP11535192A 1992-04-08 1992-04-08 微生物によるラセミ化2−アミノニトリルの製造法 Pending JPH05284982A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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