JPH0889267A - S−(+)−マンデルアミドおよびその誘導体の製造法 - Google Patents
S−(+)−マンデルアミドおよびその誘導体の製造法Info
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- JPH0889267A JPH0889267A JP25156294A JP25156294A JPH0889267A JP H0889267 A JPH0889267 A JP H0889267A JP 25156294 A JP25156294 A JP 25156294A JP 25156294 A JP25156294 A JP 25156294A JP H0889267 A JPH0889267 A JP H0889267A
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Abstract
ン、またはアルデヒドと青酸から光学活性なS−(+)
−マンデルアミドまたはその誘導体を製造する際に、ア
ルデヒドを、反応系内に溶解し得る範囲内で、且つシア
ンヒドリンに対しては1〜10倍モル、また青酸に対し
ては2〜11倍モル添加する。 【効果】酵素の失活を抑制し、ラセミ体のシアンヒドリ
ン、またはアルデヒドと青酸から直接優位量(50〜1
00%)のS−(+)−マンデルアミド等を高収率で生
産、蓄積することができ、原料の全てを化学量論的に目
的物に変換することも可能である。
Description
のシアンヒドリンまたはこのシアンヒドリンに対応する
アルデヒドと青酸から光学活性なS−(+)−マンデル
アミドおよびその誘導体を製造する方法に関する。S−
(+)−マンデルアミドおよびその誘導体は、加水分解
することによりS−(+)−マンデル酸およびその誘導
体に変換することができる。S−(+)−マンデルアミ
ドおよびS−(+)−マンデル酸ならびにこれらの誘導
体は医・農薬の合成原料として重要な物質である。
応するアミドを生産する技術に関する発明は多く、不斉
炭素を分子内に有するニトリルからのアミドの生産に関
しては、バチルス属、バクテリジューム属、マイクロコ
カス属、ブレビバクテリウム属に属する微生物をD,L
−α−アミノニトリルに作用させL−α−アミノ酸とD
−α−アミノアミドの混合物を得る方法(特表昭56−
50031号公報参照)、ブレビバクテリウム属R31
2株のA4変異株を用いてラセミ体のα−アミノ−γ−
メチルチオブチロニトリル、α−アミノプロピオニトリ
ル、α−アミノブチロニトリル、α−アミノ−β−フェ
ニルプロピオニトリル、α−アミノ−γ−メチルペンチ
ルニトリルおよびα−アミノイソバレロニトリルから対
応するL−体のアミノ酸とD−体のアミノアミドを50
%づつの混合比で得る方法〔Adv.Biochem. Engineer.
14 1(1980)参照)、シュードモナス属、ロド
コッカス属、ノカルディア属によるD,L−アミノニト
リルから光学活性なα−アミノ酸および/またはα−ア
ミノアミドを生産する方法(特開平2−31694号公
報参照)、およびD,L−α−アミノニトリルから立体
特異的加水分解酵素により約40%eeのL−α−アミノ
アミドを得る方法(特表昭63−500004号公報参
照)などが知られている。
ノ酸類を製造する際に、対応するアルデヒドを存在させ
ることによりアミド類の副生を抑え、L−アミノ酸を選
択的に産生させる方法(特開平1−317393号公報
参照)があるが、この方法におけるアルデヒドの添加は
アミド類の副生を防止することを意図したものであり、
対応するアルデヒドを添加することによる反応速度およ
び生産性の改良を目的としたものではない。
が光学活性なアミドとアミノ酸の混合物を与えるため
に、純粋な一方の化合物を取得するには煩雑な分離操作
が要求されること、また原理的にもアミドの収率が半分
にしか達し得ないことなど、製造上、技術的に解決すべ
き諸々の問題が見られることから、原料のすべてを一方
の光学活性体に変換する手法の開発を行い、微生物を用
いてラセミ体のマンデロニトリルおよびその誘導体、ま
たはベンズアルデヒドおよびその誘導体と青酸の混合物
から直接優位量の光学活性なS−(+)−マンデルアミ
ドおよびその誘導体を製造する方法(特開平4−222
591号公報参照)を提案した。
591号公報記載の方法は、原料のラセミ体シアンヒド
リンが水溶液中でベンズアルデヒドと青酸に解離平衡す
ることにより容易にラセミ化する性質を利用し、このラ
セミ化と光学特異的なニトリル水和活性を有する微生物
とを組合わせることにより、シアンヒドリンの全てをS
−体マンデルアミドおよびその誘導体に変換するもので
ある。しかしながら、反応時に酵素活性が除々に低下
し、菌体当りのマンデルアミド生産性が充分に高いもの
ではなかった。したがって、如何に酵素の失活を抑制
し、S−(+)−マンデルアミドおよびその誘導体の生
産性を上昇させるかが課題であった。
を解決すべく研究を重ねた結果、反応時に原料のシアン
ヒドリンに対応するアルデヒドを特定量添加することに
より酵素の失活を抑制し得ることを見い出し本発明を完
成した。
示されるラセミ体のシアンヒドリン、または該シアンヒ
ドリンに対応する下記一般式(2)で示されるアルデヒ
ドと青酸に、中性または塩基性の水性媒体中で、該シア
ンヒドリンのシアン基を立体特異的に水和する能力を有
する微生物またはその処理物を作用させることにより、
一般式(1)で示されるラセミ体のシアンヒドリンまた
は一般式(2)で示されるアルデヒドと青酸から直接優
位量の下記一般式(3)で示される光学活性なS−
(+)−マンデルアミドまたはその誘導体を製造する方
法において、該シアンヒドリンに対応する一般式(2)
で示されるアルデヒドを、反応系内に溶解し得る範囲内
で、且つ一般式(1)で示されるラセミ体のシアンヒド
リンに対しては1〜10倍モル、また青酸に対しては2
〜11倍モル添加することを特徴とするS−(+)−マ
ンデルアミドおよびその誘導体の製造法、である。
ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基またはハロゲン
を表す〕
て、一般式(1)で示されるラセミ体のシアンヒドリ
ン、またはこのシアンヒドリンに対応する、すなわち水
溶液中で該シアンヒドリンと解離平衡する下記一般式
(2)で示されるアルデヒドと青酸を使用する。
例えば、マンデロニトリル、2−メチルマンデロニトリ
ル、2−メトキシマンデロニトリル、4−イソプロピル
マンデロニトリル、4−ヒドロキシマンデロニトリル、
3−および4−ニトロマンデロニトリル、3−スルホマ
ンデロニトリル、2−、3−および4−クロルマンデロ
ニトリル、2−、3−および4−ブロムマンデロニトリ
ルが挙げられ、一般式(2)で示されるアルデヒドは、
ベンズアルデヒド等のそれぞれ一般式(1)のシアンヒ
ドリンに対応するアルデヒドである。
シアンヒドリンの濃度は、通常0.1〜10重量%、好
ましくは0.2〜5.0重量%であり、このシアンヒド
リンに対応するアルデヒドを反応系内に溶解し得る範囲
内で、且つ該シアンヒドリンに対して1〜10倍モル、
好ましくは1〜5倍モル添加する。また、基質としてア
ルデヒドと青酸を用いる場合には、青酸濃度は、通常
0.1〜1.0重量%、好ましくは0.1〜0.5重量
%であり、アルデヒドを反応系内に溶解し得る範囲内
で、且つ青酸に対して2〜11倍モル、好ましくは2〜
6倍モル添加する。
類、濃度により異なるが、上記範囲内で適宜決めること
ができる。添加量が反応系内に溶解し得る範囲を越える
と、アルデヒドの油滴が生成し、この油滴に基質が移行
するためか、反応速度が低下する。また、上記下限値未
満では効果が少なく、一方上限値地を越えても効果は頭
打ちとなる。
リンのラセミ化を促進するために、水または緩衝液など
の水性媒体を用い、反応系を中性付近ないしは塩基性、
すなわちpH4〜11、好ましくはpH6〜10に調整
する。
ば、ロドコッカス属の微生物としてATCC 3327
8、ロドコッカス sp.HN6−1(微工研菌寄第1
1773号)、ロドコッカス sp.HT40−6(微
工研菌寄第11774号)、ロドコッカス sp.PN
42−2(微工研菌寄第11775号)およびシュード
モナス属の微生物としてシュードモナス クロロラフィ
ス B23(微工研条寄第187号)を挙げることがで
きる。
する。本発明に使用される微生物の培養は資化し得るグ
ルコース、グリセロール、サッカロースなどの炭素源、
尿素、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウムなどの窒素
源、生育に必須の塩化マグネシウム、塩化カルシウム、
塩化鉄などの無機栄養素などを含有した通常の培地を用
いて行なわれる。また、これらの培地に酵母エキス、肉
エキス、糖蜜などの天然培地を添加したものも使用する
ことができる。さらに、培養初期から中期に生育を大き
く阻害しない濃度のベンゾニトリル、ベンジルシアニ
ド、イソブチロニトリルなどのニトリル類、ε−カプロ
ラクタムなどのラクタム類、イソブチルアミド、フェニ
ルアセトアミドなどのアミド類を酵素誘導物質として、
またコバルトイオン、鉄イオンなどを酵素の補欠分子族
として添加することにより高い酵素活性が得られる。
は5〜50℃の範囲で選べばよく、培養は1〜14日程
度好気的に行い活性が最大となるまで継続すればよい。
の水和反応は、上記の方法にて培養した微生物の菌体ま
たは菌体処理物(菌体の破砕物、粗・精製酵素、固定化
菌体・酵素等)を所定のpHに調製した水または緩衝液
などの水性媒体中で、所定量の基質およびアルデヒドに
接触させることによって行われる。
として0.01〜5.0重量%であり、反応温度は0〜
50℃、好ましくは10〜30℃、反応時間は1〜72
時間程度である。
体のシアンヒドリンまたは一般式(2)で示されるアル
デヒドと青酸から高収率で光学活性S−(+)−マンデ
ルアミドおよびその誘導体が生産、蓄積される。生成物
の単離は濃縮、抽出、晶析などの公知の方法を利用して
行うことができる。
る。
およびHT40−6株を各々接種し30℃で96時間好
気的に培養を行った。 培地(pH7.4) グルコース 27g ポリペプトン 4g 酵母エキス 2g 硫酸アンモニウム 0.2g 硝酸アンモニウム 2g MgCl2 0.2g CaCl2 40mg MnSO4 ・4H2 O 4mg FeCl3 ・7H2 O 0.7mg ZnSO4 ・7H2 O 0.1mg ε−カプロラクタム 4g CoCl2 ・6H2 O 30mg 30mMりん酸緩衝液(pH7.4) 1000ml
0mMりん酸緩衝液(pH7.5)で3回洗浄した。沈
殿した菌体を上記緩衝液に懸濁し、これを終濃度が10
mMマンデロニトリルと0〜40mMベンズアルデヒド
となるようにりん酸緩衝液(pH7.5)に添加し、3
0℃、30分間攪拌しながら反応を行った。反応の停止
は反応液を遠心分離し菌体を除去することにより行っ
た。上清中のマンデルアミド含量を液体クロマトグラフ
ィー(HPLC)(カラム;SHODEXODS F511A キャリ
ア;0.1M H3 PO4 :アセトニトリル=4:1,モニタ
ー;254nm)で分析した。活性は、30℃において乾燥菌
体1mgが1分間に反応液1ml当り1μmolの生成物
を与える能力を1ユニット(1U)と定義して求めた。
ベンズアルデヒド添加区の活性を無添加区を100とし
たときの相対活性で表−1に示した。
ヒドを含むりん酸緩衝液(pH7.5)に微量(反応時
OD630 = 0.005)の菌体を添加し、30℃、72時間
攪拌しながら反応させた。反応後、上清中のマンデルア
ミド含量を測定し、使用した菌体重量当たりのアミド生
産量を計算で求めた。ベンズアルデヒド無添加区の生産
性を100としたときの相対生産性で表−1に示した。
を接種し25℃で96時間好気的に培養を行った。 培地(pH7.2) シュークロース 10g 味液 10g メタクリルアミド 2g FeSO4 ・7H2 O 10mg MgSO4 ・7H2 O 20mg 蒸留水 1000ml
培養した。
2または3mMのシアンヒドリンおよび各シアンヒドリ
ンに対応するアルデヒド2〜9mMを含む20mMりん
酸緩衝液(pH7.5)に添加し、30℃、30分間攪
拌しながら反応を行い、実施例1と同様に相対活性を求
めた。結果を表−2に示した。
2または3mMのシアンヒドリンおよび各シアンヒドリ
ンに対応するアルデヒド2〜9mMを含む20mMりん
酸緩衝液(pH7.5)に添加し、30℃で72時間攪
拌しながら反応を行い、実施例1と同様にして相対生産
性を求めた。結果を表−2に示した。
した。
菌体として0.6g)を10mMのマンデロニトリルと
30mMのベンズアルデヒドを含む300mlの20m
Mりん酸緩衝液(pH7.5)に添加し、15℃で攪拌
しながら反応を行い、実施例1に示したHPLCにより
反応の進行を確認しながら、マンデロニトリルを手動で
供給し48時間蓄積反応を行った。また、比較のためベ
ンズアルデヒド無添加でも同様な実験を行った。結果を
表−3に示した。
たマンデルアミドおよびその誘導体の光学純度を光学分
割用カラム(CHIRALCEL CA−1,ダイセル
化学工業、キャリア;100%エタノール)を用いて測
定した。その結果、いずれの実施例においても光学純度
はS−(+)体として90%ee以上であった。
き、ラセミ体のシアンヒドリン、またはアルデヒドと青
酸から直接優位量(50〜100%)のS−(+)−マ
ンデルアミド等を高収率で生産、蓄積することができ、
原料の全てを化学量論的に目的物に変換することも可能
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 下記一般式(1)で示されるラセミ体の
シアンヒドリン、または該シアンヒドリンに対応する下
記一般式(2)で示されるアルデヒドと青酸に、中性ま
たは塩基性の水性媒体中で、該シアンヒドリンのシアン
基を立体特異的に水和する能力を有する微生物またはそ
の処理物を作用させることにより、一般式(1)で示さ
れるラセミ体のシアンヒドリンまたは一般式(2)で示
されるアルデヒドと青酸から直接優位量の下記一般式
(3)で示される光学活性なS−(+)−マンデルアミ
ドまたはその誘導体を製造する方法において、該シアン
ヒドリンに対応する一般式(2)で示されるアルデヒド
を、反応系内に溶解し得る範囲内で、且つ一般式(1)
で示されるラセミ体のシアンヒドリンに対しては1〜1
0倍モル、また青酸に対しては2〜11倍モル添加する
ことを特徴とするS−(+)−マンデルアミドおよびそ
の誘導体の製造法。 【化1】 〔Xは水素、メチル基、メトキシ基、イソプロピル基、
ヒドロキシル基、ニトロ基、スルホン基またはハロゲン
を表す〕
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25156294A JP3313000B2 (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | S−(+)−マンデルアミドおよびその誘導体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25156294A JP3313000B2 (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | S−(+)−マンデルアミドおよびその誘導体の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0889267A true JPH0889267A (ja) | 1996-04-09 |
JP3313000B2 JP3313000B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=17224669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25156294A Expired - Fee Related JP3313000B2 (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | S−(+)−マンデルアミドおよびその誘導体の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3313000B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6900037B2 (en) | 2001-06-15 | 2005-05-31 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Method for producing amide compounds |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP25156294A patent/JP3313000B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6900037B2 (en) | 2001-06-15 | 2005-05-31 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Method for producing amide compounds |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP3313000B2 (ja) | 2002-08-12 |
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