JPH0530984A - アミド類の製造法 - Google Patents

アミド類の製造法

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JPH0530984A
JPH0530984A JP19549891A JP19549891A JPH0530984A JP H0530984 A JPH0530984 A JP H0530984A JP 19549891 A JP19549891 A JP 19549891A JP 19549891 A JP19549891 A JP 19549891A JP H0530984 A JPH0530984 A JP H0530984A
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JP
Japan
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nitriles
microorganism
amides
citrobacter
cells
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JP19549891A
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English (en)
Inventor
Kiyoyuki Miyasaka
清幸 宮坂
Masanori Ochiai
正則 落合
Kazunori Yamada
和徳 山田
Reiko Sashita
玲子 指田
Hironori Morimoto
裕紀 森本
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】シトロバクター属に属し、ニトリル類を分解す
る能力を有する微生物を用いて、ニトリル類からアミド
類を製造する方法。 【効果】本発明の方法によれば新規なシトロバクター属
に属する微生物を用いて工業的に有用な純度の高いアミ
ド類が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微生物の作用によって
ニトリル類に水を付加し、対応するアミド類を製造する
方法に関し、さらに具体的には、本発明は使用する微生
物に特徴を有するアミド類の生物学的製造法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
ニトリル類を原料として、対応するアミド類を生産する
方法としては硫酸法、銅触媒法などによる化学法が広く
工業化されてきたが、近年微生物に由来する酵素を用い
た方法も報告されるようになった。微生物を用いた方法
の利点としては、反応条件が温和なため原料、生産物の
重合反応が起きにくい、副生物が少ない、反応装置が小
さくて済むなどがあげられる。ニトリル類に水を添加し
てアミド類を生成する酵素活性を持った微生物として
は、グラム染色陽性の細菌(特公昭62−21519号
公報)、特にコリネ型細菌(アルスロバクター、ロドコ
ッカス、コリネバクテリウムなど:特公昭56−179
18号公報、特開昭59−2693号公報)、特開昭6
1−162193号公報、特開昭62−91189号公
報)や、真菌類(フザリウム:特開昭64−86889
号公報)などが報告され、グラム染色陰性の細菌として
は唯一シュードモナスが報告されている(特公昭59−
37951号公報)だけである。
【0003】微生物は大きく分類すると真核細胞に分類
されるもの(担子菌、糸状菌、酵母など)と原核細胞に
分類されるもの(細菌、藍藻、放線菌など)に大別され
る。細菌は更に細胞壁の構成により、グラム染色陽性の
もの(コリネ型細菌、枯草菌、ブドウ状球菌、乳酸菌、
酢酸菌、放線菌など)と、陰性のもの(腸内細菌、緑膿
菌、ビブリオ菌など)に分けられ、それぞれ分類学的に
は大きく異なるものとされている。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明者らは土壌からの微
生物のスクリーニングを広く行った結果、以下に示すよ
うに従来全く知られていなかった腸内細菌科シトロバク
ター属に属する微生物がニトリル類からアミド類への変
換能を有することを見出して、アミド類の新たな製造法
を確立した。
【0005】即ち本発明の要旨は、ニトリル類からアミ
ド類を微生物の作用により製造する方法において、該微
生物がシトロバクター(Citrobacter)属に
属し、ニトリル類を分解する能力を有する微生物である
ことを特徴とするアミド類の製造法に存する。
【0006】以下、本発明につき詳細に説明する。本発
明において反応原料となるニトリル類としては、 ○ アセトニトリル、プロピオノニトリル、n−ブチ
ロニトリル、イソブチロニトリルのような単純なニトリ
ル類; ○ α−アミノプロピオニトリル、α−アミノ−メチ
ルチオブチロニトリル、α−アミノブチロニトリル、ア
ミノアセトニトリルのようなα−アミノニトリル類; ○ ラクトニトリル、ヒドロキシアセトニトリル、α
−ヒドロキシ−γ−メチルチオブチロニトリルのような
α−ヒドロキシルニトリル類; ○ アミノ−3−プロピオニトリルのようなβ−アミ
ノニトリル類; ○ マロニトリル、スクシノニトリル、アジポニトリ
ルのようなジニトリル類; ○ アクリロニトリル、メタクリロニトリルのような
α−不飽和ニトリル類; ○ ホモベラトリンニトリル、ベンゾニトリルのよう
なα−ベンゼンニトリル類; ○ ニコチノニトリル、イソニコチノニトリルのよう
な複素環式ニトリル類等が挙げられ、中でもアセトニト
リル、プロピオノニトニル、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、n−ブチロニトリル、イソブチロニトリ
ル等の炭素数2〜4のニトリル類が好ましい。特に好ま
しいのはアクリロニトリルである。
【0007】また上記のニトリル類から生成されるアミ
ド類は、上記の各ニトリル類に対応するアミド類であ
る。即ちアセトニトリルからはアセトアミドが、プロピ
オノニトリルからはプロピオンアミドが、アクリロニト
リルからはアクリルアミドが生成する。
【0008】次に本発明において使用される微生物につ
いて説明する。本発明において使用される微生物として
はシトロバクター(Citrobacter)属に属
し、ニトリル類を分解してアミド類に変換させる能力を
有するものであれば特に制限はされない。かかる微生物
としてはシトロバクター・フロンディ(Citroba
cter freundii)MCI2615(以下、
「本菌株」または「MCI2615号菌」と略記する)
が挙げられ、本菌株は工業技術院微生物工業技術研究所
に微工研菌寄第12390号(FERM P−1239
0)として寄託されている。
【0009】MCI2615号菌は本発明者等により、
天然土壌から分離された細菌であり、その菌学的性状は
次の通りである。 a) 形態的性状 ハートインフュージョン寒天培地上、30°C、3日間
培養 1)細胞の大きさ、形 :桿状 2)細胞の多形性の有無 :なし 3)運動性 :あり 周毛 4)胞子形成 :なし 5)グラム染色 :陰性 6)抗酸性 :陰性
【0010】b) 生育状態 1)ハートインフュージョン寒天培地上、30°C 3日間培養のコロニーの特徴 1 外形 :円形 2 表面の隆起 :半レンズ状 3 表面の形状 :平滑 4 光沢 :あり 5 色調 :黄味灰色 6 透明度 :半透明 7 周縁 :波状
【0011】c) 生理的性質 1)空気中での生育 :+ 2)嫌気条件下での生育 :+ 3)カタラーゼ :+ 4)オキシダーゼ :− 5)O−Fテスト :F 6)ゼラチンの加水分解 :− 7)リトマス・ミルク :酸性 8)硝酸塩の還元 :+ 9)脱窒反応 :+ 10)メチルレッドテスト :− 11)VPテスト :− 12)インドールの生成 :− 13)硫化水素の生成 :+ 14)デンプンの加水分解 :− 15)クエン酸の利用 :+ (クリステンセン培地上) 16)無機窒素源の利用NH4:+ NO3 :− 17)ウレアーゼ :+ 18)リジンの脱炭酸 :− 19)オルニチンの脱炭酸 :− 20)DNase :− 21)IPA反応 :− 22)色素の生成 :− 23)生育温度域 :10〜45°C 24)生育pH :pH4〜10 25) 唯一炭素源より 酸及びガスの生成 炭 素 源 MCI 2615号菌 酸 ガス 1 L−アラビノース + + 2 D−キシロース + + 3 D−グルコース + + 4 D−マンノース + + 5 D−フラクトース + + 6 D−ガラクトース + − 7 マルトース + + 8 シュクロース + + 9 ラクトース + + 10 トレハロース + + 11 D−ソルビット + + 12 D−マンニット + + 13 グリセリン + + 14 デンプン ± −
【0012】d) 化学分類学的性質 DNA中のGC含量 :52%
【0013】e) 分類学的考察 ○ 科レベルの同定 本菌株MCI2615号菌は、1)グラム陰性桿菌、
2)通性嫌気を示す、3)グルコースを発酵する、4)
オキシダーゼ陰性などの性質からBergey’sMa
nual of Systematic Bacter
iology第一巻及びCowanとSteelのMa
nual for the Identificati
on of Medical Bacteria第2版
(1974年)に記載されている、Facultati
vely AnaerobicGram−Negati
ve Rods群のEnterobacteriaca
e科に属することが判明した。
【0014】○ 属及び種レベルの同定 MCI2615号菌の同定 本菌株を他のEnterobacteriacae科に
属し硫化水素を発生する菌群(CowanとSteel
のManual for the Identific
ation of Medical Bacteria
第2版(1974年)及びThe Prokaryot
es Vol.2記載)と比較した。下表に示したよう
に本菌はイノシトールの資化性を除いてCitroba
cterfreundiiの性質とよく一致した。イノ
シトールの資化能の有無は種内変異と考えられるため、
本菌をCitrobacter freundiiと同
定した。また本菌株のDNA中のGC含量は52%であ
り、Citrobacterfreundiiの50〜
53%の範囲とも一致している。
【0015】
【0016】本発明によるニトリル類の微生物学的水和
反応は、使用する微生物が特定のものであるという点を
除けば、公知の方法と本質的には変わらない。従って、
本発明で「ニトリル類を微生物の作用により水和して対
応するアミド類に変換させる」ということはニトリルの
存在下に微生物を培養する場合、ならびに微生物培養後
の培養液、菌体またはこれらの処理物とニトリル類を接
触させる場合のいずれをも包含するものとする。また、
微生物菌体、またはこの微生物が菌体内もしくは菌体外
に産生する酵素を固定化して反応に利用する場合をも含
むものである。
【0017】本発明で使用される微生物の培養は定法通
りに行うことができる。使用する培地としてはグルコー
ス、グリセロール、水飴、澱粉などの炭素源、硫酸アン
モニウム、硝酸アンモニウムなどの無機窒素源、大豆
粉、酵母エキス、ペプトン、尿素などの有機窒素源、及
び燐酸塩、ナトリウム、カリウム、マグネシウムなどの
無機塩類を適当な割合で含有する通常の培地が使用され
る。また目的の酵素を誘導するために培地中にアセトニ
トリルなどのニトリル類、アクリルアミドなどのアミド
類や酵素活性に必要な無機塩類、例えば鉄イオン、コバ
ルトイオンを添加することも望ましい。これらの培地の
pHは5〜10とし温度は20〜37°Cで1〜5日間
培養を行う。
【0018】ニトリル類からアミド類への変換は、当該
微生物を水和を目的とするニトリルの存在下で培養して
行うことも可能であるが、好ましくは以下の方法によ
る。当該微生物を前述の方法で培養しその培養液から菌
体を遠心分離により集め、これを水、生理食塩水、リン
酸やトリスなどのpH4〜11の緩衝液中に懸濁し、こ
れに目的とするニトリル例えばアクリロニトリルを加
え、適当な温度条件の下、たとえば氷点以上40°C以
下で共存させれば良い。その場合目的とするニトリルを
反応の進行と共に逐次添加していくことも可能である。
【0019】上記のように培養した微生物菌体または培
養上清から、破砕、硫安沈澱、イオン交換、ゲル炉過、
疎水性担体などのカラムクロマトグラフィーの手段によ
り酵素を精製し、得られた酵素を用いて上記のような反
応を行わせることも可能である。また上記の方法で得ら
れた微生物菌体または酵素を、ポリアクリルアミド、光
架橋性樹脂、寒天、カラギーナンなどのゲルで包括固定
化し、上記に示したと同様適当なpH、温度条件下で撹
拌型反応槽内でニトリル類と反応させ、またはカラムに
充鎮しニトリル類を含有する液を流通させることにより
反応させることも可能である。
【0020】反応後得られたアミド類はそのまま水溶液
として、または膜濃縮やスプレイドライ濃縮などの方法
により濃縮し粉末として利用することができる。場合に
よっては活性炭、イオン交換樹脂、イオン交換膜などの
方法によりさらに純度を上げることも可能である。
【0021】
【実施例】以下、本発明につき実施例を挙げて具体的に
説明するが、その要旨を超えない限り以下に限定される
ものではない。なお、ニトリル類およびアミド類の分析
は、高速液体クロマトグラフィーにより行った。
【0022】実施例 シトロバクターMCI2615号菌をグリセロール0.
4%、酵母エキス0.2%、ポリペプトン0.05%、
FeSO4・7H2O0.001%、CoCl2・6H2
0.001%、NaCl0.2%、MgSO4・7H2
0.04%、K2HPO40.25%を含む培地により、
30°Cで3日間好気的に培養した。終了後遠心により
菌体を分離した後生理食塩水で洗浄し、リン酸緩衛液
(pH7.0、0.1M)に懸濁した。この内の0.8
mlをサンプリングし、7%アクリロニトリル水溶液
0.2ml混和し、30°Cで1時間反応させた。その
結果反応液中にアクリルアミドが検出された。
【0023】
【発明の結果】上記で示したように本発明の方法によれ
ば、新規なシトロバクター属に属する微生物を用いて、
ニトリル類から工業的に有用な純度の高いアミド類が得
られる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年8月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】次に本発明において使用される微生物につ
いて説明する。本発明において使用される微生物として
はシトロバクター(Citrobacter)属に属
し、ニトリル類を分解してアミド類に変換させる能力を
有するものであれば特に制限はされない。かかる微生物
としてはシトロバクター・フロンディ(Citroba
cter freundii)MCI2615(以下、
「本菌株」または「MCI2615号菌」と略記する)
が挙げられ、本菌株は工業技術院微生物工業技術研究所
に微工研菌寄第12390号(FERM P−1239
0)として寄託され、1992年7月29日に同所に微
工研条寄第3951号(FERM BP−3951)と
して移管された
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】本発明で使用される微生物の培養は定法通
りに行うことができる。使用する培地としてはグルコー
ス、グリセロール、水飴、澱粉などの炭素源、硫酸アン
モニウム、硝酸アンモニウムなどの無機窒素源、大豆
粉、酵母エキス、ペプトン、尿素などの有機窒素源、及
び燐酸塩、ナトリウム、カリウム、マグネシウムなどの
無機塩類を適当な割合で含有する通常の培地が使用され
る。また目的の酵素を誘導するために培地中にアセトニ
トリルなどのニトリル類、アクリルアミドなどのアミド
類や酵素活性に必要な無機塩類、例えば鉄イオン、亜鉛
イオン、コバルトイオン等添加することも望ましい。
これらの培地のpHは5〜10とし温度は20〜37°
Cで1〜5日間培養を行う。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】ニトリル類からアミド類への変換は、当該
微生物を水和を目的とするニトリルの存在下で培養して
行うことも可能であるが、好ましくは以下の方法によ
る。当該微生物を前述の方法で培養しその培養液から菌
体を遠心分離により集め、これを水、生理食塩水、リン
酸やトリスなどのpH4〜11の緩衝液中に懸濁し、こ
れに目的とするニトリル例えばアクリロニトリルを加
え、適当な温度条件の下、たとえば氷点以上0°C以
下で共存させれば良い。その場合目的とするニトリルを
反応の進行と共に逐次添加していくことも可能である。
【書類名】 受託番号変更届
【提出日】 平成4年8月5日 旧寄託機関の名称】 工業技術院微生物工業研究所
【旧受託番号】 微工研菌寄第12390号(FERM
P−12390)
【新寄託機関の名称】 通商産業省工業技術院微生物工
業技術研究所
【新受託番号】 微工研条寄第3951号(FERMB
P−3951)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 指田 玲子 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内 (72)発明者 森本 裕紀 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニトリル類からアミド類を微生物の作
    用により製造する方法において、該微生物がシトロバク
    ター属に属し、ニトリル類を分解する能力を有する微生
    物であることを特徴とするアミド類の製法。
  2. 【請求項2】 微生物の培養液にニトリル類を添加し
    てこれを対応するアミド類に変換させることを特徴とす
    る請求項1に記載の製法。
  3. 【請求項3】 ニトリル類の添加を連続的または間欠
    的に行うことを特徴とする請求項1または2に記載の製
    法。
  4. 【請求項4】 ニトリル類がアクリロニトリルである
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製
    法。
  5. 【請求項5】 微生物がシトロバクター・フロンディ
    MCI2615号菌であることを特徴とする請求項1〜
    4のいずれかに記載の製法。
JP19549891A 1991-08-05 1991-08-05 アミド類の製造法 Pending JPH0530984A (ja)

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AU20773/92A AU2077392A (en) 1991-08-05 1992-08-03 Process for preparing amides
CN92110448A CN1070686A (zh) 1991-08-05 1992-08-05 制备酰胺的方法
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5395758A (en) * 1992-04-30 1995-03-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for production of amide compounds using agrobacterium radiobacter
WO2022172880A1 (ja) 2021-02-10 2022-08-18 三菱ケミカル株式会社 アルデヒドによるニトリルヒドラターゼの反応性向上

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US5395758A (en) * 1992-04-30 1995-03-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for production of amide compounds using agrobacterium radiobacter
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