JPH06181795A - (r)−マンデル酸の製造法 - Google Patents

(r)−マンデル酸の製造法

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JPH06181795A
JPH06181795A JP4131299A JP13129992A JPH06181795A JP H06181795 A JPH06181795 A JP H06181795A JP 4131299 A JP4131299 A JP 4131299A JP 13129992 A JP13129992 A JP 13129992A JP H06181795 A JPH06181795 A JP H06181795A
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mandelic acid
pseudomonas
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acid
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Kiyoshi Nakayama
清 中山
Yukie Kobayashi
幸江 小林
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 (R,S)−マンデル酸に(S)−マンデル
酸代謝能を有するアクロモバクター,アルカリゲネス、
フラボバクテリウム、ミクロコッカス、パラコッカスお
よびプロテウスの各属、あるいはシュードモナス・フル
バ,シュードモナス・ダクネ、およびシュードモナス・
クルシビエの各菌種の何れかに属する微生物あるいはそ
の処理物を作用させて(S)−マンデル酸をエナンチオ
マー特異的に代謝させ、残存する(R)−マンデル酸を
採取する。また(R,S)−マンデル酸に微生物を作用
させる方法で(S)−マンデル酸の代謝に従って(R,
S)−マンデル酸を反応液に分割添加する方法により反
応液中に高濃度の(R)−マンデル酸をえる。 【効果】 光学分割剤、光学活性医薬合成中間体その他
の用途に有用な(R)−マンデル酸を効率的に製造する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は酸性光学分割剤、セファ
ロスポリン系抗生物質の側鎖修飾剤などとして需要の多
い(R)−マンデル酸の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術と問題点】(R)−マンデル酸の製造法と
しては、アミグダリンを加水分解してえる方法が古くか
ら知られている。またラセミ体マンデル酸と光学活性ア
ミン類とのジアステレオマー塩形成法によりえる光学分
割法が知られており、工業的には光学分割剤としてα−
メチルベンジルアミンによる方法が採用されている
(J.Amer.Chem.Soc.,55巻、411
頁、1933年)。
【0003】近年、微生物あるいは酵素を用いる方法と
して、ラセミ体マンデル酸エステルの不斉加水分解
(J.Org.Chem.,54巻、2453頁、19
89年など)や不斉エステル化(J.Amer.Che
m.Soc.,113巻、9360頁、1991年)、
ベンゾイルギ酸の不斉還元(Appl.Microbi
ol.Biotechnol.,31巻、215頁、1
989年、特開昭57−198096号など)、ベンズ
アルデヒドのシアンヒドリン化と加水分解の組合せ(特
開昭63−219388号など)、マンデロニトリルの
不斉加水分解(特開平3−277292号、特開平2−
84198号、欧州特開044648A2号)、マンデ
ル酸アミドの不斉加水分解(特開昭62−55098
号、特開昭61−88894号)、フェニルグリオキザ
ールにグリオキサラーゼI,IIを作用させる方法
(J.Org.Chem.,46巻、4682頁、19
81年)が知られている。しかし、これらの方法は操作
が繁雑であったり、基質が高価であったり、基質の溶解
度が低かったり、基質の使用菌に対する毒性のため高濃
度の生産に不適であったり、またえられる(R)−マン
デル酸の光学純度が低いなど、工業的製法としてはさら
に改良が望まれる。
【0004】
【発明の概要】本発明者らは、上に述べたような(R)
−マンデル酸製造技術の問題点を克服すべく種々研究し
た結果、微生物またはその処理物(酵素を含む)を用い
る(R,S)−マンデル酸の不斉代謝による方法が、
(R,S)−マンデル酸自体は安価に市場に供給されて
いることから有利であるとの考に立って、広く目的に適
した微生物を探究し、アクロモバクター,アルカリゲネ
ス、フラボバクテリウム、ミクロコッカス,パラコッカ
ス、およびプロテウスの各属あるいはシュードモナス・
フルバ,シュードモナス・ダクネ、シュードモナス・ク
ルシビエの各菌種に属する微生物が(S)−マンデル酸
にエナンチオマー特異的に作用することをみいだし、さ
らに研究を重ねた結果本発明を完成するに至った。従
来、シュードモナス・エルギノーサ、シュードモナス・
フルオレスンス、シュードモナス・マルチボランス、ア
シネトバクター属細菌、バチルス属細菌、酵母が(S)
−マンデル酸を特異的に代謝することが知られている
(FEMS Microbiology Review
s,54巻、85頁、1988年)。しかし本発明に使
用する属または菌種が(S)−マンデル酸にエナンチオ
マー特異的に作用することはこれ迄知られていない。
【0005】さらに本発明者らは、(S)−マンデル酸
をエナンチオマー特異的に代謝する微生物を(R,S)
−マンデル酸に作用させる場合に、微生物に毒性である
ような高濃度の(R,S)−マンデル酸に作用させるの
ではなく、微生物に毒性でない低濃度で(R,S)−マ
ンデル酸と反応させるように、(R,S)−マンデル酸
を反応液に分割添加することにより、高濃度に(R)−
マンデル酸を生成させる方法を確立するに至った。
【0006】
【発明の具体的説明】本発明に使用する微生物は、アク
ロモバクター、アルカリゲネス、フラボバクテリウム、
ミクロコッカス、パラコッカスおよびプロテウスの何れ
かの属、あるいはシュードモナス・フルバ、シュードモ
ナス・ダクネ、シュードモナス・エルギノーサ、シュー
ドモナス・クルシビエの各菌種の何れかに属して(S)
−マンデル酸をエナンチオマー特異的に代謝する微生物
である。例えば実施例に示したようなアクロモバクター
・シクロクラステス(Achromobacter
ycloclastes)ATCC 15446,アク
ロモバクター属菌種ATCC 14648,アルカリゲ
ネス・フェカリス(Alcaligenes faec
alis)ATCC 8750、フラボバクテリウム属
菌種(Flavobacterium sp.)ATC
C 14650,ミクロコッカス・オーランチアクス
Micrococuus aurantiacus
ATCC 11731,パラコッカス・デニトリフィカ
ンス(Paracoccus denitrifica
ns)ATCC 19367,プロテウス・ミタジリ
Proteus mitajiri)ATCC 21
136,シュードモナス・フルバ(Pseudomon
as fulva)ATCC 31418,シュードモ
ナス・ダクネ(Pseudomonas dacunh
ae)IFO 12048、シュードモナス・クルシビ
エ(Pseudomonas cruciviae)I
FO 12047などが挙げられる。これらの菌株はA
TCC(アメリカ)、IFO(大阪、発酵研究所)から
入取できる。
【0007】上記微生物を培養するための培地組成とし
ては、通常これらの微生物が生育しうるものであれば何
れも使用できる。例えば炭素源としてグルコース、フラ
クトース、シュクロースなどの糖類、酢酸、クエン酸な
どの有機酸類、エタノール、グリセロールなどのアルコ
ール類など、窒素源としてはペプトン、肉エキス,酵母
エキス,蛋白質加水分解物、有機酸アンモニウム,アミ
ノ酸,硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムなどが使用
でき、この他に、無機塩、微量金属塩、ビタミンなどが
必要に応じて適宜使用される。高い代謝活性を誘導させ
るために、マンデル酸,ベンゾイルギ酸,フェノキシ酢
酸,チオフェノキシ酢酸などを培地に添加することも有
用である。
【0008】上記微生物の培養は常温によればよく、例
えばpH4〜10、温度20〜40℃の範囲で好気的に
1〜10日間培養する。(R,S)−マンデル酸に対す
る反応法としては、上記のように培養してえた微生物の
培養液あるいは遠心分離などによりえた菌体のけん濁液
に基質を添加する方法、菌体処理物(例えば菌体破砕
物、粗酵素、精製酵素などの菌体抽出物)あるいは、常
法により固定化した菌体または菌体処理物などに基質を
接触させる方法、微生物の培養時に基質を培地に添加し
て培養と同時に反応を行う方法などがある。
【0009】反応液中の基質濃度は通常0.1〜10%
(w/v)が好ましい。微生物の生育と同時に反応させ
る場合、はじめから高濃度に添加して反応させると菌の
生育や反応が停止したり、きわめて遅くなるので、基質
の代謝に従って分割添加する方法がよい。反応温度は5
〜50℃で、反応はpH4〜10の範囲で特に6.5〜
8、0で行うことが好ましい。反応時間は基質濃度、菌
体あるいはその処理物の濃度、その他の条件によって変
るが、通常1〜150時間で終了するように条件を設定
するのが好ましい。菌の代謝活性がなくならぬ限り反応
は進行するので、より長時間かけて反応させてもよいが
効率的ではない。
【0010】かくして反応後反応液中に残存する(R)
−マンデル酸は、反応液から遠心分離などの方法により
菌体を除いた後、上澄液を酸性としてジエチルエーテル
で抽出し、抽出液から溶媒を溜去した後、温ベンゼンに
溶解して冷やすことにより結晶として析出させて分離す
る。必要により更に精製する。その他公知の方法を適用
して回収することができる。
【0011】
【実施例】以下実施例により本発明をより具体的に説明
する。実施例においてマンデル酸の分析、マンデル酸の
光学純度の決定のための(R)−体と(S)−体の分別
定量は高速液体クロマトグラフィーによった。それらの
条件は次のとおりである。 マンデル酸の分析 カラム:TSK GEL ODS−80TM(トーソー
株式会社製品) 移動相:0.1%HPO+25%アセトニトリル 流 速:1.0ml/分, 検 出:UV 210n
m (R)−体と(S)−体の分別定量 カラム:MCI GEL CRS−1OW 移動相:2mM CuPO+15%アセトニトリル 流 速:1.3ml/分, 検 出:UV 254n
m 実施例中の物質濃度%は(W/V)で示した。
【0012】実施例1 (R,S)−マンデル酸0.2%、燐酸二カリウム0.
75%、燐酸一カリウム0.25%、硫酸マグネシウム
・7水塩0.01%、微量元素溶液5ml/リットルの
組成の滅菌培地(pH7.0)10mlを入れた太型試
験管に、第1表に示した微生物菌株を植菌して、26
℃、295r.p.m.で10日または20日振とう培
養した結果、(S)−体が代謝されて、第1表に示した
濃度に(R)−体が残存した。その光学純度(エナンチ
オマー過剰率e.e.で示す)も第1表に示した如くで
しった。微量元素溶液の組成は次の化合物を水にとかし
て1リットルとしたものである:CaCl・2H
10g,FeSO・7HO 10g,MnSO
・4HO 5g,NaMoO・2HO 5g,
CuSO・5HO 1g,ZnSO・7H
1g,CoCl・6HO 1g,NiCl・6H
O 1g,HBO 1g,EDTA・2Na 2
0g。
【0013】
【表1】
【0014】実施例2 (R,S)−マンデル酸1.5%、ペプトン1.0%、
肉エキス0.5%、酵母エキス0.3%、燐酸二カリウ
ム0.75%、燐酸一カリウム0.25%、硫酸マグネ
シウム・7水塩0.01%、微量元素溶液(実施例1と
同じ組成)5ml/リットルの組成の滅菌培地(pH
7.0)30mlを入れた300ml三角フラスコに第
2表に示した微生物菌株を植菌して、26℃、220
r.p.m.で振とう培養した。
【0015】
【表2】
【0016】実施例3 アルカリゲネス・フェカリスATCC 8750を用
い、実施例2の方法において培養時間48時間に15%
(R,S)−マンデル酸溶液(pH7.0にNaOHで
調整)をフラスコ1本あたり3ml添加してさらに培養
する以外は実施例2と同様に実施した。全培養時間96
時間で(R)−マンデル酸1.42%が残存し、その
e.e.は94.5%であった。なお培養の最初から
(R,S)−マンデル酸の濃度を3.0%とした場合は
微生物の生育がきわめて極く、培養時間96時間ではほ
とんど全量のマンデル酸が残存した。
【0017】実施例4 実施例3の方法において培養96時間にさらに(R,
S)−マンデル酸水溶液(pH7.0)をフラスコ1本
あたり3ml添加してさらに培養する以外は実施例3と
同様に実施した。全培養時間144時間で(R)−マン
デル酸が1.78%の濃度に残存し、そのe.e.は1
00%であった。
【0018】実施例5 (R)−マンデル酸0.2%、燐酸二カリウム0.75
%、燐酸一カリウム0.25%、塩化アンモニウム0.
1%、硫酸マグネシウム・7水塩0.01%、微量金属
溶液(実施例1と同じ組成)5ml/リットルの組成の
滅菌培地(pH7.0)10mlを入れた太型試験管に
第3表に示した微生物菌株を植菌して26℃、295
r.p.m.で8日間振とう培養したときの培地中のマ
ンデル酸の濃度と(R)−マンデル酸としてのエナンチ
オマー過剰率は第3表に示したとおりであった。
【0019】
【表3】
【0020】実施例6 (R,S)−マンデル酸0.8%、塩化アンモニウム
0.1%、燐酸二カリウム0.75%、燐酸一カリウム
0.25%、硫酸マグネシウム・7水塩0.01%、酵
母エキス0.3%、ペプトン0.5%、肉エキス0.5
%、微量元素溶液(組成は実施例1と同じ)5ml/リ
ットルの組成の滅菌培地(pH7.0)にシュードモナ
ス・フルバ ATCC 31418を植菌して14日間
培養したとき培養液中にマンデル酸が0.23%残存
し、その(R)−マンデル酸としてのエナンチオマー過
剰率(e.e.)は100%であった。
【0021】実施例7 実施例6で用いた培地の組成中、(R,S)−マンデル
酸の濃度を1.6%とした培地を用い、微生物としてシ
ュードモナス・ダクネ IFO 12048を用いるほ
かは実施例3と同様に実施したとき、培養72時間で培
養液中にマンデル酸が0.60%の濃度に残存し、その
(R)−マンデル酸としてのエナンチオマー過剰率
(e.e.)は100%であった。
【0022】実施例8 (R,S)−マンデル酸1.5%、燐酸二カリウム0.
75%、燐酸一カリウム0.25%、硫酸マグネシウム
・7水塩0.01%、ペプトン1.0%、肉エキス0.
5%、酵母エキス0.3%、微量元素溶液(組成は実施
例1と同じ)5ml/リットルの組成の培地(pH7.
0)に、シュードモナス・ダクネ IFO 12048
を植菌して、26℃、220r.p.m.で振とう培養
し、培養24時間に15%(R,S)−マンデル酸溶液
3ml(pH7.0)を添加してさらに培養を続けた。
全体で144時間培養したとき、培養液中にマンデル酸
が1.00%の濃度に残存し、その(R)−マンデル酸
としてのエナンチオマー過剰率(e.e.)は100%
であった。なお培養のはじめから(R,S)−マンデル
酸の濃度を3.0%とした場合は、菌の生育が悪く14
4時間の培養後もマンデル酸のほとんどが残存した。
【0023】実施例9 実施例8と同じ培地、同じ微生物を用い、(R,S)−
マンデル酸の追加添加を、15%のマンデル酸3ml
(pH7.0)を培養48時間で培養96時間の2回実
施するほかは実施例8と同様に実施した場合、培養16
8時間で培養液中にマンデル酸が1.32%の濃度に残
存し、その(R)−マンデル酸としてのエナンチオマー
過剰率(e.e.)は100%であった。
【0024】実施例10 実施例9の方法で培養168時間の培養液210mlか
ら遠心分離により菌体を除いた上澄液を塩酸を用いてp
H1.5としてジエチルエーテル100mlで2回抽出
し、抽出液から溶媒を溜去した後、70℃でベンゼン約
20mlにとかして室温放置した。析出した結晶をろ別
乾燥して(R)−マンデル酸1.62gをえた。純度9
2%でe.e.は100%であった。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年3月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【発明の具体的説明】本発明に使用する微生物は、アク
ロモバクター、アルカリゲネス、フラボバクテリウム、
ミクロコッカス、パラコッカスおよびプロテウスの何れ
かの属、あるいはシュードモナス・フルバ、シュードモ
ナス・ダクネ、シュードモナス・クルシビエの各菌種の
何れかに分類される微生物であってさらに加え(S)−
マンデル酸をエナンチオマー特異的に代謝する微生物で
ある。例えば実施例に示したようなアクロモバクター・
シクロクラステス(Achromobacter cy
cloclastes)ATCC 15446,アクロ
モバクター属菌種ATCC 14648,アルカリゲネ
ス・フェカリス(Alcaligenesfaecal
is)ATCC 8750、フラボバクテリウム属菌種
Flavobacterium sp.)ATCC
14650,ミクロコッカス、オーランチアクス(Mi
crococuusaurantiacus)ATCC
11731,パラコッカス・デニトリフィカンス(
aracoccus denitrificans)A
TCC 19367.プロテウス・ミタジリ(Prot
eus mitajiri)ATCC 21136,シ
ュードモナス・フルバ (Pseudomonas
ulva)ATCC 31418,シュードモナス・ダ
クネ(Pseudomonas dacunhae)I
FO 12048 、シュードモナス・クルシビエ(
seudomonas cruciviac)IFO
12047なとが挙げられる。これらの菌種はATCC
(アメリカ)、IFO(大阪、発酵研究所)から入取で
きる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【実施例】以下実施例により本発明をより具体的に説明
する。実施例においてマンデル酸の分析、マンデル酸の
光学純度の決定のための(R)−体と(S)−体の分別
定量は高速液体クロマトグラフィーによった。それらの
条件は次のとおりである。 マンデル酸の分析 カラム:TSK GEL ODS−80TM(トーソー
株式会社製品) 移動相:0 1%HPO+25%アセトニトリル 流 速:1.0ml/分, 検 出:UV 210n
m (R)−体と(S)−体の分別定量 カラム:MCI GEL CRS−lOW 移動相:2mM CuSO+15%アセトニトリル 流 速:1 3ml/分, 検 出:UV 254n
m 実施例中の物質濃度%は(W/V)で示した。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【実施例】(R,S) −マンデル酸0.2%、塩化ア
ンモニウム 0.1%燐酸二カリウム0.75%、燐酸
−カリウム0.25%、硫酸マグネシウム・7水塩0.
01%、微量元素溶液5ml/リットルの組成の滅菌培
地(pH7.0)10mlを入れた太型試験管に、第1
表に示した微生物菌株を植菌して、26℃、295r.
p. m. で10日または20日振とう培養した結
果、(S)−体が代謝されて、第1表に示した濃度に
(R )−体が残存した。その光学純度(エナンチオマ
−過剰率e.eで示す)も第1表に示した如くであっ
た。微量元素溶液の組成は次の化合物を水にとかして1
リットルとしたものである:CaCl.2HO10
g,FeSO・7HO 10g,MnSO・4H
O5g,NaMoO・2HO 5g,CuSO
・5HO 1g,ZnSO・7HO 1g,C
oOCl・6HO 1g,NiCl・6H
1g,HBO 1g,EDTA・2Na 20g。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】実施例3 アルカリゲネス・フェカリスATCC 8750を用
い、実施例2の方法において培養時間48時間に15%
(R.S)−マンデル酸溶液(pH7.0にNaOHで
調整)をフラスコ1本あたり3ml添加してさらに培養
する以外は実施例12と同様に実施した。全培養時間9
6時間で(R)−マンデル酸1.42%が残存し、その
e.e.は94.5%であった。なお培養の最初から
(R.S)−マンデル酸の濃度を3.0%とした場合は
微生物の生育がきわめて悪く、培養時間96時間ではほ
とんど全量のマンデル酸が残存した。
───────────────────────────────────────────────────── 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 41/00 C12R 1:20) (C12P 41/00 C12R 1:265) (C12P 41/00 C12R 1:37) (C12P 41/00 C12R 1:38)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (R,S)−マンデル酸に(S)−マン
    デル酸代謝能を有するアクロモバクター,アルカリゲネ
    ス、フラボバクテリウム、ミクロコッカス、パラコッカ
    スおよびプロテウスの各属、あるいはシュードモナス・
    フルバ,シュードモナス・ダクネ、およびシュードモナ
    ス・クルシビエの各菌種の何れかに属する微生物あるい
    はその処理物を作用させて、(S)−マンデル酸をエナ
    ンチオマー特異的に代謝させ残存する(R)−マンデル
    酸を採取することを特徴とする(R)−マンデル酸の製
    造法。
  2. 【請求項2】 (R,S)−マンデル酸に微生物を作用
    させて(S)−マンデル酸をエナンチオマー特異的に代
    謝させ残存する(R)−マンデル酸を採取する(R)−
    マンデル酸の製造法において、(S)−マンデル酸の代
    謝に従って(R,S)−マンデル酸を反応液に分割添加
    して微生物に作用させる(R)−マンデル酸の製造法。
JP4131299A 1992-04-08 1992-04-08 (r)−マンデル酸の製造法 Pending JPH06181795A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100372926C (zh) * 2005-06-23 2008-03-05 华东理工大学 恶臭假单胞菌及其在拆分扁桃酸外消旋体中的应用

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CN100372926C (zh) * 2005-06-23 2008-03-05 华东理工大学 恶臭假单胞菌及其在拆分扁桃酸外消旋体中的应用

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