JPH0746997B2 - Method for producing amide compound by microorganism - Google Patents

Method for producing amide compound by microorganism

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JPH0746997B2
JPH0746997B2 JP31958088A JP31958088A JPH0746997B2 JP H0746997 B2 JPH0746997 B2 JP H0746997B2 JP 31958088 A JP31958088 A JP 31958088A JP 31958088 A JP31958088 A JP 31958088A JP H0746997 B2 JPH0746997 B2 JP H0746997B2
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修 斉藤
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旭化成工業株式会社
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、微生物を用いてニトリル化合物からアミド化
合物を製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an amide compound from a nitrile compound using a microorganism.

(従来の技術) 微生物を用いてニトリル化合物からアミド化合物を製造
する方法は、例えば、シュードモナス(Pseudomonas)
属に属する微生物を用いた特公昭59−37951号(山田
ら)、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属に属
する微生物を用いた特公昭56−17918号(渡辺ら)およ
びロドコッカス(Rhodococcus)属に属する微生物を用
いた特開昭62−91189号(川上ら)が報告されており、
いずれもアクリルアミドおよび/またはメタクリルアミ
ドを微生物を用いて製造する産業上有用な発明である。
(Prior Art) A method for producing an amide compound from a nitrile compound using a microorganism is, for example, Pseudomonas.
Japanese Patent Publication No. 59-37951 (Yamada et al.) Using microorganisms belonging to the genus, Japanese Patent Publication No. 56-17918 (Watanabe et al.) Using microorganisms belonging to the genus Corynebacterium and microorganisms belonging to the genus Rhodococcus Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-91189 (Kawakami et al.) Has been reported.
Both are industrially useful inventions for producing acrylamide and / or methacrylamide using a microorganism.

しかし、ニトリル化合物をアミド化合物に変換させる能
力を有するニトリルヒドラターゼ活性酵素は、原料であ
るニトリル化合物および生成物であるアミド化合物によ
って酵素活性を容易に失うと言う問題点を有している。
したがって、アミド化反応速度を上げる目的でニトリル
化合物濃度を上昇させた場合、ニトリルヒドラターゼ活
性酵素が短時間のうちに失活し、生成物であるアミド化
合物を所定の時間で得ることが困難である。また、生成
物であるアミド化合物によっても容易にニトリルヒドラ
ーゼ活性酵素が活性を失うために、高濃度のアミド化合
物を得ることが困難となっている。
However, the nitrile hydratase active enzyme having the ability to convert a nitrile compound into an amide compound has a problem that the enzyme activity is easily lost by the nitrile compound as a raw material and the amide compound as a product.
Therefore, when the concentration of the nitrile compound is increased for the purpose of increasing the amidation reaction rate, the nitrile hydratase active enzyme is deactivated within a short time, and it is difficult to obtain the product amide compound in a predetermined time. is there. Further, the amide compound as a product easily loses the activity of the nitrile hydrolase active enzyme, so that it is difficult to obtain a high concentration of the amide compound.

これに対し、微生物を用いてアクリロニトリルまたはメ
タクリロニトリルよりアクリルアミドまたはメタクリル
アミドを製造する方法において、水性媒体中における反
応温度を氷点〜15℃の温度範囲とすることによって、ニ
トリルヒドラターゼ活性酵素の活性を維持し、生成物で
あるアクリルアミドまたはメタクリルアミドを高濃度に
濃縮すると言うすぐれた製造法が知られている(特公昭
56−38118)。この方法にしたがえば、ニトリルヒドラ
ターゼ活性酵素の活性低下をある程度抑制することが可
能であり、実施例の記録によれば、アクリルアミド濃度
が反応温度−3〜0℃において最大で31.8%となる。
On the other hand, in the method of producing acrylamide or methacrylamide from acrylonitrile or methacrylonitrile using a microorganism, by setting the reaction temperature in the aqueous medium to a temperature range of freezing point to 15 ° C, the activity of the nitrile hydratase active enzyme It is known that an excellent manufacturing method is known in which the product acrylamide or methacrylamide is concentrated to a high concentration while maintaining
56-38118). According to this method, it is possible to suppress the decrease in the activity of the nitrile hydratase active enzyme to some extent, and according to the record of the example, the acrylamide concentration becomes 31.8% at the maximum at the reaction temperature of -3 to 0 ° C. .

(発明が解決しようとする課題) しかし、反応温度を低下させた場合においても、ニトリ
ルヒドラターゼ活性酵素の活性低下抑制効果は十分では
なく、特公昭56−38118号の実施例2によれば、アクリ
ルアミド濃度31.8%を得るために用いられる微生物の乾
燥重量%は、反応終了時において2.25%であり、乾燥微
生物単位重量(g)当たり生産するアクリルアミド重量
は14.1(g)と少ない。したがって、使用する微生物の
量が多く、工業的生産においてはさらに改善の余地があ
ると考えられる。また、反応温度範囲が氷点〜15℃と低
く、一般に微生物を用いる酵素反応温度範囲20〜35℃と
は異なっており、反応速度が遅くなると言う課題を有し
ている。
(Problems to be Solved by the Invention) However, even when the reaction temperature is lowered, the activity reduction inhibitory effect of the nitrile hydratase active enzyme is not sufficient, and according to Example 2 of JP-B-56-38118, The dry weight% of the microorganisms used to obtain the acrylamide concentration of 31.8% was 2.25% at the end of the reaction, and the acrylamide weight produced per unit weight (g) of dry microorganisms was as small as 14.1 (g). Therefore, the amount of microorganisms used is large, and there is room for further improvement in industrial production. In addition, the reaction temperature range is as low as a freezing point to 15 ° C, which is different from the enzyme reaction temperature range of 20 to 35 ° C which generally uses microorganisms, and there is a problem that the reaction rate becomes slow.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、これらの諸課題を改善するため鋭意研究
を行った結果、驚くべきことに、両性界面活性剤をニト
リルヒドラターゼ活性酵素を有する微生物と共存させる
ことによって、ニトリルヒドラターゼ活性酵素の活性低
下が著しく抑制されることを発見し、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、ニトリルヒドラターゼ活性を
有する微生物の作用によってニトリル化合物からアミド
化合物を製造する方法において、両性界面活性剤を共存
させることを特徴とする微生物によるアミド化合物の製
造法である。
(Means for Solving the Problems) As a result of intensive studies to improve these various problems, the present inventors have surprisingly found that an amphoteric surfactant coexists with a microorganism having a nitrile hydratase active enzyme. It was discovered that the decrease in the activity of the nitrile hydratase active enzyme was remarkably suppressed by this, and the present invention was reached. That is, the present invention is a method for producing an amide compound from a nitrile compound in the method of producing an amide compound from a nitrile compound by the action of a microorganism having a nitrile hydratase activity, which is characterized by allowing an amphoteric surfactant to coexist.

(作用) 以下に、本発明について詳細に説明する。ニトリルヒド
ラターゼ活性を有する微生物は、ニトリル化合物をアミ
ド化合物に変換させる能力を有するニトリルヒドラター
ゼ活性酵素を含有する微生物であり(以下、当該微生物
と略す)、例えば、特公昭59−37951号で用いられてい
るシュードモナス(Pseudomonas)属に属する微生物、
特公昭56−17918号で用いられているコリネバクテリウ
ム(Corynebacterium)属に属する微生物およびノカル
ジア(Nocardia)属に属する微生物、特公昭62−21519
号で用いられているバシルス(Bacillus)属に属する微
生物、バクテリジウム(Bacteridium)属に属する微生
物、ミクロコッカス(Micrococcus)属に属する微生
物、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属に属する
微生物、特開昭62−91189号で用いられているロドコッ
カス(Rhodococcus)属に属する微生物、および本出願
人が先に出願した発明で用いられているアシネトバクタ
ー(Acinetobacter)属に属する微生物などを挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではない。
(Operation) The present invention will be described in detail below. A microorganism having a nitrile hydratase activity is a microorganism containing a nitrile hydratase active enzyme having an ability to convert a nitrile compound into an amide compound (hereinafter, abbreviated as the microorganism), and is used, for example, in JP-B-59-37951. Microorganisms belonging to the known genus Pseudomonas,
A microorganism belonging to the genus Corynebacterium and a microorganism belonging to the genus Nocardia used in Japanese Patent Publication No. 56-17918, Japanese Patent Publication No. 62-21519
Used in No. 6 of the genus Bacillus, microorganisms belonging to the genus Bacteridium, microorganisms belonging to the genus Micrococcus, microorganisms belonging to the genus Brevibacterium. -91189 can be mentioned the microorganisms belonging to the genus Rhodococcus (Rhodococcus) and the microorganism belonging to the genus Acinetobacter (Acinetobacter) used in the invention previously filed by the present applicant, and the like. It is not limited.

本発明で使用される両性界面活性剤は、例えば、ホスホ
グリセリドであるホスファチジルエタノールアミン、ホ
スファチジルコリン、卵黄製レシチン、大豆製レシチ
ン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトー
ル、3´−o−リシルホスファチジルグリセロール、1,
2−ジミリストイルアミド−1,2−デオキシホスファチジ
ルコリン(以下、DDPCと略す)、または次の一般式 (式中、R1は炭素数12〜18の飽和炭化水素または不飽和
炭化水素、R2,R3は水素、メチル基、エチル基またはプ
ロピル基、nは1または2を表す。) で示されるカルボキシベタイン化合物、 または次の一般式 (式中、R1は炭素数12〜18の飽和炭化水素または不飽和
炭化水素、R2,R3は水素、メチル基、エチル基またはプ
ロピル基、Xはメチレン基、エチレン基、プロピレン基
またはフェニル基を表す。) で示されるスルホベタイン化合物、 または次の一般式 R−NHCH2 nCOOH (式中、Rは炭素数12〜18の飽和炭化水素または不飽和
炭化水素、nは1または2を表す。) で示されるアミノカルボン酸塩、 または次の一般式 (式中、Rは炭素数12〜18の飽和炭化水素または不飽和
炭化水素を表す。) で示されるイミダゾリニウムベタイン化合物であるが、
これらに限定されるものではない。
The amphoteric surfactant used in the present invention is, for example, phosphatidylethanolamine which is a phosphoglyceride, phosphatidylcholine, egg yolk lecithin, soybean lecithin, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, 3'-o-lysylphosphatidylglycerol, 1,
2-dimyristoylamide-1,2-deoxyphosphatidylcholine (hereinafter abbreviated as DDPC) or the following general formula (In the formula, R 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon having 12 to 18 carbon atoms, R 2 and R 3 are hydrogen, a methyl group, an ethyl group or a propyl group, and n is 1 or 2.) Carboxybetaine compound, or the following general formula (In the formula, R 1 is a saturated or unsaturated hydrocarbon having 12 to 18 carbon atoms, R 2 and R 3 are hydrogen, a methyl group, an ethyl group or a propyl group, X is a methylene group, an ethylene group, a propylene group or Or a sulfobetaine compound represented by the following general formula: R-NHCH 2 n COOH (wherein R is a saturated or unsaturated hydrocarbon having 12 to 18 carbon atoms, and n is 1 or 2). Represents an aminocarboxylic acid salt represented by or a general formula (In the formula, R represents a saturated hydrocarbon or an unsaturated hydrocarbon having 12 to 18 carbon atoms.) An imidazolinium betaine compound represented by
It is not limited to these.

本発明において、当該微生物によって加水分解されるニ
トリル化合物は、例えば、アセトニトリル、プロピオニ
トリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソ
ブチロニトリル、n−ブチロニトリルなどのモノニトリ
ル化合物、アジポニトリル、イソフタロニトリル、オル
ソフタロニトリルなどのジニトリル化合物を挙げること
ができるが、これらに限定されるものではない。また、
本発明において、当該微生物によってニトリル化合物か
ら製造されるアミド化合物は、対応するニトリル化合物
を加水分解して得られるアミド化合物であり、ジニトリ
ル化合物においては、1−アミド置換体及び2−アミド
置換体を挙げることができ、例えば、アセトアミド、プ
ロピオンアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、
イソブチルアミド、n−ブチルアミドなどを挙げること
ができるが、これらに限定されるものではない。
In the present invention, the nitrile compound hydrolyzed by the microorganism is, for example, a mononitrile compound such as acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, isobutyronitrile, n-butyronitrile, adiponitrile, isophthalonitrile, ortho. Examples thereof include, but are not limited to, dinitrile compounds such as phthalonitrile. Also,
In the present invention, the amide compound produced from the nitrile compound by the microorganism is an amide compound obtained by hydrolyzing the corresponding nitrile compound, and in the dinitrile compound, a 1-amide-substituted compound and a 2-amide-substituted compound are used. Mention may be made of, for example, acetamide, propionamide, acrylamide, methacrylamide,
Examples thereof include isobutyramide and n-butyramide, but are not limited thereto.

両性界面活性剤の共存方法は、例えば、当該微生物の培
養液に両性界面活性剤を添加した後、ニトリル化合物と
の反応を行い、対応するアミド化合物を得る方法、当該
微生物の培養液に両性界面活性剤を添加し混合した後、
濾過し、両性界面活性剤の吸着した分離微生物を得、さ
らに、該分離微生物を水系媒体中に再分散させた後、ニ
トリル化合物との反応を行い、対応するアミド化合物を
得る方法、当該微生物の培養液を濾過し分離微生物を
得、さらに、該分離微生物および両性界面活性剤を水系
媒体中に分散させた後、ニトリル化合物との反応を行
い、対応するアミド化合物を得る方法、当該微生物の培
養液を濾過し分離微生物を得、さらに、ポリアクリルア
ミド、κ−カラギーナン、アルギン酸塩類などの担体に
固定化し、固定化微生物とした後、両性界面活性剤を添
加しながら固定床、流動床等の形式でニトリル化合物と
の反応を行い、対応するアミド化合物を得る方法、当該
微生物の培養液を濾過し、分離微生物を得た後、ポリア
クリルアミド、κ−カラギーナン、アルギン酸塩類など
の担体に、両性界面活性剤とともに該分離微生物を固定
化し、固定化微生物とする。次いで、該固定化微生物を
固定床、流動床等の形式でニトリル化合物との反応を行
い、対応するアミド化合物を得る方法等があるが、これ
らに限定されるものではない。
The method of coexisting with an amphoteric surfactant is, for example, a method of obtaining a corresponding amide compound by reacting with a nitrile compound after adding an amphoteric surfactant to a culture solution of the microorganism, and an amphoteric interface in the culture solution of the microorganism. After adding and mixing the activator,
Filtering to obtain a separated microorganism adsorbed with an amphoteric surfactant, further, after redispersing the separated microorganism in an aqueous medium, a reaction with a nitrile compound to obtain a corresponding amide compound, the method of the microorganism A method of obtaining a corresponding amide compound by filtering the culture solution to obtain a separated microorganism, further dispersing the separated microorganism and the amphoteric surfactant in an aqueous medium, and then reacting with a nitrile compound, culturing the microorganism The liquid is filtered to obtain separated microorganisms, which are then immobilized on a carrier such as polyacrylamide, κ-carrageenan, alginates, etc. to form immobilized microorganisms, and then fixed bed, fluidized bed, etc. form while adding an amphoteric surfactant. In a reaction with a nitrile compound to obtain a corresponding amide compound, and after filtering the culture solution of the microorganism to obtain a separated microorganism, polyacrylamide, κ-color The isolated microorganisms are immobilized together with an amphoteric surfactant on a carrier such as genin or alginates to obtain immobilized microorganisms. Then, the immobilized microorganism is reacted with a nitrile compound in the form of a fixed bed, a fluidized bed or the like to obtain the corresponding amide compound, but the method is not limited thereto.

両性界面活性剤は、該微生物乾燥重量1g当たり0.001g以
上、さらに好ましくは0.01g以上共存させればよい。両
性界面活性剤を該微生物乾燥重量1g当たり0.001g以上共
存させることによって、ニトリル化合物との反応におい
て、微生物乾燥重量1g当たり生産できるアミド化合物量
が大幅に増大するために、使用する該微生物量が少なく
工業的生産に有利である。すなわち、両性界面活性剤を
該微生物乾燥重量1g当たり0.001g以上、さらに好ましく
は0.01g以上共存させることによって、ニトリル化合物
との反応においてニトリルヒドラターゼ活性酵素の活性
低下を著しく抑制するために、該微生物乾燥重量1g当た
り生産できるアミド化合物量が大幅に増大する。これ
は、ニトリル化合物との反応において、微生物の細胞膜
中の脂質が、原料であるニトリル化合物および/または
生成物であるアミド化合物により抽出除去されることに
よって生じるイオン濃度変化等のニトリルヒドラーゼ活
性酵素近傍の環境変化にともなうニトリルヒドラターゼ
活性の活性低下を、両性界面活性剤が抑制することが可
能であることが原因であると考えられる。すなわち、両
性界面活性剤が微生物表面に吸着することによって、微
生物の細胞膜中の脂質の抽出除去が抑制されるか、もし
くは微生物の周囲に両性界面活性剤が存在することによ
って、ニトリル化合物との反応時、原料であるニトリル
化合物および/または生成物であるアミド化合物に対し
両性界面活性剤が溶解し、結果として微生物の細胞膜中
の脂質のニトリル化合物および/またはアミド化合物へ
の溶解量が減少することが原因として考えられる。
The amphoteric surfactant may be present together with 0.001 g or more, and more preferably 0.01 g or more per 1 g of the dry weight of the microorganism. By coexisting 0.001 g or more of the amphoteric surfactant per 1 g of the dry weight of the microorganism, in the reaction with the nitrile compound, the amount of the amide compound that can be produced per 1 g of the dry weight of the microorganism is significantly increased, so that the amount of the microorganism used is Less advantageous for industrial production. That is, the amphoteric surfactant 0.001 g or more per 1 g of the microorganism dry weight, more preferably by coexisting with 0.01 g or more, in order to significantly suppress the activity decrease of the nitrile hydratase active enzyme in the reaction with the nitrile compound, The amount of amide compound that can be produced per 1 g of dry weight of microorganisms is significantly increased. This is a nitrile hydrolase active enzyme such as a change in ion concentration caused by extraction and removal of a lipid in a cell membrane of a microorganism by a nitrile compound as a raw material and / or an amide compound as a product in a reaction with a nitrile compound. It is considered that this is because the amphoteric surfactant can suppress the decrease in the activity of the nitrile hydratase activity due to the environmental change in the vicinity. That is, the adsorption of the amphoteric surfactant on the surface of the microorganism suppresses the extraction and removal of lipids in the cell membrane of the microorganism, or the presence of the amphoteric surfactant around the microorganism causes the reaction with the nitrile compound. At this time, the amphoteric surfactant is dissolved in the raw material nitrile compound and / or the product amide compound, and as a result, the amount of the lipid in the cell membrane of the microorganism dissolved in the nitrile compound and / or the amide compound is reduced. Is thought to be the cause.

両性界面活性剤が微生物乾燥重量1g当たり0.001g未満の
場合、原料であるニトリル化合物および/または生成物
であるアミド化合物による微生物の細胞膜中の脂質の抽
出除去作用を十分に抑制することが困難となり、結果と
して微生物乾燥重量1g当たり生産できるアミド化合物量
に改善が見られない結果となる。
If the amount of the amphoteric surfactant is less than 0.001 g per 1 g of the dry weight of the microorganism, it is difficult to sufficiently suppress the extraction and removal action of the lipid in the cell membrane of the microorganism by the raw material nitrile compound and / or the product amide compound. As a result, there is no improvement in the amount of amide compound that can be produced per 1 g of dry weight of the microorganism.

また、両性界面活性剤が微生物乾燥重量1g当たり50g以
上の場合、ニトリル化合物との反応時の溶媒粘度が上昇
したり、反応後溶媒からの両性界面活性剤の除去が困難
となり、実用上問題である。
Further, if the amphoteric surfactant is 50 g or more per 1 g of dry weight of the microorganism, the solvent viscosity during the reaction with the nitrile compound increases, or it becomes difficult to remove the amphoteric surfactant from the solvent after the reaction, which is a practical problem. is there.

微生物のニトリル化合物との反応における反応条件とし
て、使用するニトリル化合物の添加量は、該ニトリル化
合物の溶解度内とすることが好ましく、より好ましく
は、該ニトリル化合物の溶媒中濃度が常に1重量%以下
となるように添加することである。微生物のニトリル化
合物との反応温度は、好ましくは0〜30℃である。
As the reaction conditions in the reaction with the nitrile compound of the microorganism, the addition amount of the nitrile compound used is preferably within the solubility of the nitrile compound, and more preferably, the concentration of the nitrile compound in the solvent is always 1% by weight or less. Is to be added. The reaction temperature of the microorganism with the nitrile compound is preferably 0 to 30 ° C.

(実施例) 次に、本発明の方法を実施例により具体的に述べるが、
本実施例は、本発明で用いられる方法を具体的に述べた
例にすぎず、本実施例の方法が本発明の内容を何ら制限
しないことは言うまでもない。
(Example) Next, the method of the present invention will be specifically described with reference to Examples.
It goes without saying that the present embodiment is merely an example in which the method used in the present invention is specifically described, and the method of the present embodiment does not limit the content of the present invention in any way.

実施例1〜4 ロドコッカス(Rhodococcus)属AK−32菌株(微工研条
寄第1046号)0.3部(含水率90%)および大豆製レシチ
ン第1表記載の量を、0.05mol/lの硫酸ナトリウム水溶
液100部に分散させ、pHを7.0に調製する。次に、温度を
第1表記載の温度に保ちながら、アクリロニトリルを1
時間当たり第1表記載の割合で連続的に、第1表記載の
時間攪拌しながら添加する。アクリロニトリルの添加終
了後1時間攪拌を継続した後、反応を終了する。反応後
の生成物の定量をガスクロマトグラフィーにより行っ
た。生成物であるアミド化合物の濃度、および乾燥微生
物単位重量(g)当たり生産するアミド化合物量を第1
表に記載した。
Examples 1 to 4 Rhodococcus AK-32 strain (Microtechnology Research Institute No. 1046) 0.3 part (water content 90%) and soybean lecithin The amount shown in Table 1 was adjusted to 0.05 mol / l sulfuric acid. Disperse in 100 parts of sodium aqueous solution and adjust pH to 7.0. Next, while maintaining the temperature at the temperature shown in Table 1, 1 acrylonitrile was added.
It is continuously added at a rate shown in Table 1 per hour with stirring for the time shown in Table 1. After the addition of acrylonitrile is completed, stirring is continued for 1 hour, and then the reaction is completed. The product after the reaction was quantified by gas chromatography. The concentration of the amide compound as the product and the amount of the amide compound produced per unit weight (g) of the dry microorganism were determined as follows:
Listed in the table.

比較例1〜4 大豆製レシチンを添加しない他は、実施例1〜4と同一
の方法でアクロニトリルとの反応を行った。反応後の生
成物の定量をガスクロマトグラフィーにより行った。生
成物であるアミド化合物の濃度、および乾燥微生物単位
重量(g)当たり生産するアミド化合物量を第1表に記
載した。
Comparative Examples 1 to 4 Reaction with acronitrile was carried out in the same manner as in Examples 1 to 4 except that soybean lecithin was not added. The product after the reaction was quantified by gas chromatography. Table 1 shows the concentration of the product amide compound and the amount of the amide compound produced per unit weight (g) of dry microorganisms.

実施例1〜4においては、アミド化合物であるアクリル
アミド濃度が19.7〜20.3%であり、添加したアクリロニ
トリルからほぼ定量的にアクリルアミドが得られた。こ
れに対し、比較例1〜4においては、アクリルアミド濃
度が13.8〜18.0%と低く、反応終了時において未反応の
アクリロニトリルが4.55〜1.37%残留した。比較例1〜
4において、工業的に有益なアクリルアミド濃度である
20%を達成するためには、さらに当該微生物の添加が必
要である。したがって、アミド化合物生産量がさらに低
下するために、実用上問題である。
In Examples 1 to 4, the acrylamide concentration of the amide compound was 19.7 to 20.3%, and acrylamide was obtained almost quantitatively from the added acrylonitrile. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, the acrylamide concentration was as low as 13.8 to 18.0%, and unreacted acrylonitrile remained at 4.55 to 1.37% at the end of the reaction. Comparative Example 1
4 is an industrially beneficial acrylamide concentration
To achieve 20%, further addition of the microorganism is necessary. Therefore, the production amount of the amide compound is further reduced, which is a practical problem.

実施例5〜8 アシネトバクター(Acinetobacter)属SAIE5菌株(微工
研菌寄第10432号)(含水率90%)を第2表記載の重量
および第2表記載の両性界面活性剤種類および重量を、
0.05mol/lの硫酸ナトリウム水溶液100部に分散させ、pH
を7.0に調整する。次に、温度を第2表記載の温度に保
ちながら、第2表記載のニトリル化合物を1時間当たり
第2表記載の割合で連続的に、第2表記載の時間攪拌し
ながら添加する。ニトリル化合物の添加終了後1時間攪
拌を継続した後、反応を終了する。実施例1〜4と同一
の方法で反応後の生成物の定量を行った。得られた結果
を第2表に記載した。
Examples 5 to 8 Acinetobacter genus SAIE5 strain (Microtechnology Research Institute No. 10432) (water content 90%) in Table 2 weight and amphoteric surfactant type and weight described in Table 2,
Disperse in 100 parts of 0.05 mol / l sodium sulfate aqueous solution and adjust the pH.
To 7.0. Next, while maintaining the temperature shown in Table 2, the nitrile compound shown in Table 2 is continuously added at a rate shown in Table 2 per hour continuously with stirring for the time shown in Table 2. After the addition of the nitrile compound is completed, stirring is continued for 1 hour, and then the reaction is completed. The product after the reaction was quantified by the same method as in Examples 1 to 4. The results obtained are shown in Table 2.

比較例5〜8 両性界面活性剤を添加しない他は、実施例5〜8と同一
の方法でニトリル化合物との反応を行った。得られた結
果を第2表に記載した。
Comparative Examples 5-8 The reaction with the nitrile compound was carried out in the same manner as in Examples 5-8 except that the amphoteric surfactant was not added. The results obtained are shown in Table 2.

実施例5,6および比較例5を比較すると、実施例5,6にお
けるアミド生産量はそれぞれ797、781であり、比較例5
におけるアミド生産量は635と低い値である。また、ア
ミド化合物であるアクリルアミド濃度は、比較例5が1
6.1%と低く、工業的に有益なアクリルアミド濃度であ
る20%を達成するためには、さらに当該微生物の添加が
必要である。
Comparing Examples 5 and 6 with Comparative Example 5, the amide production amounts in Examples 5 and 6 were 797 and 781, respectively.
The production amount of amide in 635 is low. In addition, the acrylamide concentration of the amide compound was 1 in Comparative Example 5.
In order to achieve an industrially beneficial acrylamide concentration of 20%, which is as low as 6.1%, it is necessary to further add the microorganism.

実施例7および比較例6を比較すると、アミド生産量
は、それぞれ793、572であり、221の差を有している。
Comparing Example 7 and Comparative Example 6, the amide production amounts are 793 and 572, respectively, with a difference of 221.

実施例8および比較例5を比較すると、アミド生産量
は、それぞれ797、635であり、163の差を有している。
Comparing Example 8 and Comparative Example 5, the amide production amounts are 797 and 635, respectively, with a difference of 163.

実施例9および比較例5を比較すると、アミド生産量
は、それぞれ793、635であり、158の差を有している。
Comparing Example 9 and Comparative Example 5, the amide production amounts are 793 and 635, respectively, with a difference of 158.

実施例10および比較例7を比較すると、アミド化合物で
あるメタクリルアミドの生産量は、アミド化合物生産量
として、それぞれ467、350であり、117の差を有してい
る。
Comparing Example 10 and Comparative Example 7, the production amounts of methacrylamide, which is an amide compound, are 467 and 350, respectively, as the amide compound production amount, which is a difference of 117.

実施例11および比較例8を比較すると、アミド化合物で
あるアセトアミドの生産量は、アミド化合物生産量とし
て、それぞれ828、678であり、150の差を有している。
Comparing Example 11 and Comparative Example 8, the production amounts of acetamide, which is an amide compound, are 828 and 678, respectively, as the production amount of the amide compound, which is a difference of 150.

いずれの比較においても、実施例および比較例間のアミ
ド化合物生産量の差は大きく、両性界面活性剤の共存に
よる効果が明らかに認められた。
In all comparisons, the difference in the amide compound production amount between the examples and the comparative examples was large, and the effect of coexistence of the amphoteric surfactant was clearly recognized.

参考例1 固定化微生物の製法 ロドコッカス(Rhodococcus)属AK−32菌株(微工研条
寄第1046号)50.0部(含水率90%)、大豆製レシチン0.
1部、アルギン酸ナトリウム2部を0.05mol/lの硫酸ナト
リウム水溶液47.9部に混合して、均一な懸濁液とした。
該懸濁液を5℃、2.0重量%の塩化カルシウム水溶液に
滴下し、直径1mmの粒状の固定化微生物を得た。得られ
た固定化微生物中の微生物含有率は、乾燥微生物として
5.0重量%であった。また、得られた固定化微生物中の
大豆製レシチンの含有率は0.1重量%であった。
Reference Example 1 Production Method of Immobilized Microorganisms Rhodococcus sp. AK-32 Strain (Microtechnology Research Institute No. 1046) 50.0 parts (water content 90%), soybean lecithin 0.
1 part and 2 parts of sodium alginate were mixed with 47.9 parts of a 0.05 mol / l sodium sulfate aqueous solution to form a uniform suspension.
The suspension was added dropwise to a 2.0 wt% calcium chloride aqueous solution at 5 ° C to obtain a granular immobilized microorganism having a diameter of 1 mm. The content of microorganisms in the obtained immobilized microorganisms is as dry microorganisms.
It was 5.0% by weight. The content of soybean lecithin in the obtained immobilized microorganism was 0.1% by weight.

参考例2 固定化微生物の製法 アシネトバクター(Acinetobacter)属SAIE5菌株(微工
研菌寄第10432号)50.0部、(含水率90%)、DDPC0.1
部、アルギン酸ナトリウム2部を0.05mol/lの硫酸ナト
リウム水溶液47.9部に混合して、均一な懸濁液とした。
該懸濁液を5℃、2.0重量%の塩化カルシウム水溶液に
滴下し、直径1mmの粒状の固定化微生物を得た。得られ
た固定化微生物中の微生物含有率は、乾燥微生物として
5.0重量%であった。また、得られた固定化微生物中のD
DPCの含有率は0.1重量%であった。
Reference Example 2 Production Method of Immobilized Microorganisms Acinetobacter genus SAIE5 strain (Microtechnology Research Institute No. 10432) 50.0 parts, (water content 90%), DDPC0.1
And 27.9 parts of sodium alginate were mixed with 47.9 parts of a 0.05 mol / l sodium sulfate aqueous solution to form a uniform suspension.
The suspension was added dropwise to a 2.0 wt% calcium chloride aqueous solution at 5 ° C to obtain a granular immobilized microorganism having a diameter of 1 mm. The content of microorganisms in the obtained immobilized microorganisms is as dry microorganisms.
It was 5.0% by weight. In addition, D in the obtained immobilized microorganisms
The DPC content was 0.1% by weight.

参考例3 固定化微生物の製法 大豆製レシチンを加えない他は、実施例9と同一の方法
で直径1mmの粒状の固定化微生物を得た。得られた固定
化微生物中の微生物含有率は、乾燥微生物として5.0重
量%であった。
Reference Example 3 Production Method of Immobilized Microorganism A granular immobilized microorganism having a diameter of 1 mm was obtained in the same manner as in Example 9 except that soybean lecithin was not added. The content of microorganisms in the obtained immobilized microorganisms was 5.0% by weight as dry microorganisms.

参考例4 固定化微生物の製法 DDPCを加えない他は、実施例10と同一の方法で直径1mm
の粒状の固定化微生物を得た。得られた固定化微生物中
の微生物含有率は、乾燥微生物として5.0重量%であっ
た。
Reference Example 4 Preparation of immobilized microorganisms The same method as in Example 10 except that DDPC was not added, and the diameter was 1 mm.
The granular immobilized microorganisms were obtained. The content of microorganisms in the obtained immobilized microorganisms was 5.0% by weight as dry microorganisms.

実施例12〜19,比較例9〜16 参考例1〜4で作成した固定化微生物を第3表記載の量
で、第3表記載の溶媒100部に加え、次いで、溶媒を第
3表記載の温度に保ちながら、第3表記載のニトリル化
合物を1時間当たり第3表記載の割合で連続的に、第3
表記載の時間攪拌しながら添加する。ニトリル化合物の
添加終了後2時間攪拌した後、反応を終了する。実施例
1〜4と同一の方法で、反応後の未反応物および生成物
の定量を行った。さらに、未反応のニトリル化合物濃度
が1%未満の場合、使用した固定化微生物を回収し、再
度同一条件によってニトリル化合物との反応を行う。
Examples 12 to 19 and Comparative Examples 9 to 16 The immobilized microorganisms prepared in Reference Examples 1 to 4 were added in an amount described in Table 3 to 100 parts of the solvent described in Table 3, and then the solvent was described in Table 3. The nitrile compound shown in Table 3 was continuously added at a rate shown in Table 3 per hour to the third
Add while stirring for the time indicated in the table. After the addition of the nitrile compound is completed, the reaction is completed after stirring for 2 hours. Unreacted substances and products after the reaction were quantified by the same method as in Examples 1 to 4. Further, when the concentration of the unreacted nitrile compound is less than 1%, the immobilized microorganism used is recovered and again reacted with the nitrile compound under the same conditions.

反応終了後の未反応のニトリル化合物濃度が1%以上と
なった場合、再度ニトリル化合物との反応は行わず、そ
れまでのニトリル化合物との反応回数を繰り返し回数と
した。
When the concentration of the unreacted nitrile compound after the reaction was 1% or more, the reaction with the nitrile compound was not performed again, and the number of reactions with the nitrile compound up to that point was taken as the number of repetitions.

アミド化合物生産量は、下式により算出した。The amide compound production amount was calculated by the following formula.

(アミド化合物生産量) =(繰り返し生産を含む全アミド化合物生産量) /(使用した全固定化微生物内の乾燥菌体重量) 得られた結果を第3表に記載した。(Production amount of amide compound) = (Production amount of total amide compound including repeated production) / (Weight of dry cells in all immobilized microorganisms used) The results obtained are shown in Table 3.

実施例12および比較例9を比較すると、アミド化合物で
あるアクリルアミドの生産量は、アミド化合物生産量と
して591および195であり、396の差を有している。
Comparing Example 12 and Comparative Example 9, the production amount of acrylamide, which is an amide compound, is 591 and 195 as the production amount of amide compound, which is a difference of 396.

同様に実施例13および比較例10におけるアミド化合物生
産量は449の差を有しており、また、実施例14および比
較例11におけるアミド化合物生産量は449の差を有して
いる。
Similarly, the amide compound production amount in Example 13 and Comparative Example 10 has a difference of 449, and the amide compound production amount in Example 14 and Comparative Example 11 has a difference of 449.

実施例15および比較例12におけるアミド化合物生産量は
408の差を有している。
The amide compound production in Example 15 and Comparative Example 12 is
It has a difference of 408.

実施例16および比較例13において、溶媒として水を用い
たが、実施例16のアミド化合物生産量は453であり、比
較例13ではアミド化合物生産量が高々60にすぎなく、大
きな差を有している。
In Example 16 and Comparative Example 13, water was used as a solvent, but the amide compound production amount of Example 16 was 453, and in Comparative Example 13, the amide compound production amount was no more than 60, which had a large difference. ing.

実施例17および比較例14において、アミド化合物である
アセトアミドのアミド化合物生産量は、それぞれ470、1
36であり、334の差を有している。
In Example 17 and Comparative Example 14, amide compound production of acetamide, which is an amide compound, was 470 and 1, respectively.
36, with a difference of 334.

実施例18および比較例15において、アミド化合物である
メタクリルアミドのアミド化合物生産量は、それぞれ37
5、140であり、大きな差を有している。
In Example 18 and Comparative Example 15, the amide compound production of methacrylamide, which is an amide compound, was 37%, respectively.
5, 140, which is a big difference.

同様に実施例19および比較例16において、アミド化合物
生産量は、それぞれ421、192であり、大きな差を有して
いる。
Similarly, in Example 19 and Comparative Example 16, the amide compound production amounts are 421 and 192, respectively, which are large differences.

いずれの比較においても、実施例および比較例間のアミ
ド化合物生産量の差は大きく、固定化微生物における両
性界面活性剤の共存効果が認められた。
In all the comparisons, the difference in the amide compound production amount between the Examples and Comparative Examples was large, and the coexistence effect of the amphoteric surfactant in the immobilized microorganism was recognized.

(発明の効果) 本発明は、ニトリルヒドラターゼ活性酵素を有する微生
物に両性界面活性剤を共存させることによって、当該微
生物およびニトリル化合物との反応におけるニトリルヒ
ドラターゼ活性酵素の活性低下を著しく抑制するもので
あり、反応に使用する当該微生物量を大幅に減少するこ
とが可能である。
(Effect of the invention) The present invention remarkably suppresses the activity decrease of nitrile hydratase active enzyme in the reaction with the microorganism and the nitrile compound by allowing an amphoteric surfactant to coexist with a microorganism having a nitrile hydratase active enzyme. Therefore, it is possible to significantly reduce the amount of the microorganism used in the reaction.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ニトリルヒドラターゼ活性を有する微生物
の作用によってニトリル化合物からアミド化合物を製造
する方法において、両性界面活性剤を共存させることを
特徴とする微生物によるアミド化合物の製造法。
1. A process for producing an amide compound from a nitrile compound by the action of a microorganism having a nitrile hydratase activity, wherein an amphoteric surfactant is allowed to coexist with the amide compound.
【請求項2】両性界面活性剤がホスファチジルコリンで
ある特許請求の範囲第1項記載の製造法。
2. The process according to claim 1, wherein the amphoteric surfactant is phosphatidylcholine.
【請求項3】両性界面活性剤が1,2−ジミリストイルア
ミド−1,2−デオキシホスファチジルコリンである特許
請求の範囲第1項記載の製造法。
3. The method according to claim 1, wherein the amphoteric surfactant is 1,2-dimyristoylamide-1,2-deoxyphosphatidylcholine.
【請求項4】微生物乾燥重量1g当たり両性界面活性剤を
0.01g以上共存させることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の製造法。
4. An amphoteric surfactant per 1 g of dry weight of microorganisms.
The manufacturing method according to claim 1, wherein 0.01 g or more is allowed to coexist.
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