JPS58187193A - 一級アルコ−ルからのアルデヒドの製造法 - Google Patents
一級アルコ−ルからのアルデヒドの製造法Info
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- JPS58187193A JPS58187193A JP5345283A JP5345283A JPS58187193A JP S58187193 A JPS58187193 A JP S58187193A JP 5345283 A JP5345283 A JP 5345283A JP 5345283 A JP5345283 A JP 5345283A JP S58187193 A JPS58187193 A JP S58187193A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、概括的に、−級アルコールから、有益な商品
を製造するための、酵素法に関連する。 より詳細には、反応を効果的に行うため、−素を用いて
、−級アルコールからアルデヒドを生産するための改良
法に関連する。 アルデヒド9の工業的実用性は周知のとおりである。ア
ルデヒドは溶媒、樹脂、染料、重合体の製造中筒体とし
て用いられ、香料及び調味料産業においても使用される
。 今日、アルデヒド9は、以下の式に示す如く、特定の、
良く知られた酸化触媒の存在下、−級アルコールを脱水
素反応せしめる方法を含む数種の方法で製造されている
。 しかしながら、これら触媒を用いる場合、酸化程度が進
んで、対応する酸(R−Co2H)に変換されるのが一
般の問題点である(米国特許ム4.220,803.
Marcinkowsky等、1980)。又、発し
、−級アルコールの酸化より優先うる揚合さえある(米
国特許A 4,218,401 、 VJyffIor
e。 1980 )。又、イ7ジルフルコ−#(R:C6H3
)は脱水素灰、応を行うのが国難で、容易にエーテルが
形成される(米国特許A4,224,254 。 5auer等、1980)。更に、これら酸化触媒は高
温が必要である(150@〜500G)。 従来の触媒脱水木法に比べて、本発明の方法は、生成さ
れるアルデヒドのlTi11度に関して、全体として良
好な結果か得られる。又、本発明の方法は、その実施に
おいて、常温で行う事が出来、結果として熱エネルギー
の節約になる。 アルデヒドは又、次式に示す如(、特定の既知オキシダ
ーゼ酵ぷの存在下、−級アルコールを脱水素反応せしめ
て製造する事が出来る。 しかしながら、これら[2を用いる場合、例えば、NA
DH及び/又はNADPHの如き高価なコファクターが
消費される。又、二級アルコールの酸化が併発しくケト
ンを生成する)、−級アルコールの酸化よりも優先する
場合さえある(米国特許ム4.241,184.Hou
等、1980 )。更に、過酸化水素(H2O2)が嗣
生し、この副生成物は、酸化#素のH20□不活性化を
防ぐために消費もしくは分解せねばならない(Coua
erc等、 Agric。 町り、q畳44.2279(1980))。 従来の酵素による脱水素法に比べ、本発明の方法は、萬
価なコファクターを必要としない。その代り、本発明の
方法は、希釈H2O2(精製する必要がない)を用いる
ものである。H2O2は直接加えるか又は、酵素反応あ
るいは、化学反応で、そのまま(in 5itu )、
発生せしめる事が出来る。 本方法により、鍛縮、純過酸化水素の価格に比べH20
□の価格が低くなり、その使用上の安全性を高め、更に
、酵素の寿命を延は−1゜ したがって、本発明の目的は、−級アルコールからアル
デヒドを製造する方法を提供する事にある。 又、本発明の目的は、二級アルコールの存在下で一級ア
ルコールからアルデヒド°を製造する事である。 更に一級アルコールからアルデヒドを製造するための低
価格の方法を提供する墨も、本発明の目的である。 他の目的は当業者において、以下の記述から明らかにな
ろう。 ごく概括的には、本発明の方法によれば、反応容器中で
一級アルコール及び過酸化水素を混合し、次にクロロパ
ーオキシダーゼを容器中に入れ、十分な時間、上記混合
物と接触せしめて、−級アルコールを、目的とするアル
デヒドに変換する事により、−級アルコールからアルデ
ヒド9を製造する事が出来る。 本発明は、カルダリオマイセス ツマ!(Caldar
iomyces fumago ) (NRRL 1
5272 )から得られるクロロ・ぞ−オキシダーゼは
、%定の一級アルコールをアルデヒドに変換する能力が
あるという発見に基づ(。良好な一級アルコールは、ア
リル(c−c−aH2oH)、プロノぞルギル(c =
c−aH2on)及びにンジル(φ−CH20)1)
の−級アルコールである。 過去、クロロパーオキシダーゼは、次式に示す如くエタ
ノール(飽和−級アルコール)をアセトアルデヒド(ア
ルデヒド)に酸化する能力がある事が知られていた: (Thomas等、 J、Bioj、Chem、 24
5. 3129及び3135(1970))。しカルな
がら今まで、他の一級アルコールがクロロノく一オキシ
ダーゼとの反応に適当であるとか、又は良好であると(
・5事が明らかにされなかった。例えば、カタラーゼも
クロロノ(−オキシダーゼもH20□の存在下で一級ア
ルコールを酸化せしめる事が出来るが、本発明の良好な
一級アルコールの反応は、これら二種の酵素から期待出
来るものに対し完全に正反対である。 例えば、カタラーゼは、アリルアルコール(CH2=C
1(−OH20H)よりもエタノール(OH3−OH2
0H)に対して反応性があり、本発明で記述の如くクロ
ロノ−オキシダーゼはエタノールよりもむしろアリルア
ルコールに対して反応性力tある。それ故、クロロパー
オキシダーゼがアリル、プロノ署ルギル、k/:)ルの
7級アルコールに対して良好である事は明らかでなかっ
た。又二級又は三級アルコールでなく、特定の一級アル
コールのみtJtクロロノセーオキシダーゼによつ
を製造するための、酵素法に関連する。 より詳細には、反応を効果的に行うため、−素を用いて
、−級アルコールからアルデヒドを生産するための改良
法に関連する。 アルデヒド9の工業的実用性は周知のとおりである。ア
ルデヒドは溶媒、樹脂、染料、重合体の製造中筒体とし
て用いられ、香料及び調味料産業においても使用される
。 今日、アルデヒド9は、以下の式に示す如く、特定の、
良く知られた酸化触媒の存在下、−級アルコールを脱水
素反応せしめる方法を含む数種の方法で製造されている
。 しかしながら、これら触媒を用いる場合、酸化程度が進
んで、対応する酸(R−Co2H)に変換されるのが一
般の問題点である(米国特許ム4.220,803.
Marcinkowsky等、1980)。又、発し
、−級アルコールの酸化より優先うる揚合さえある(米
国特許A 4,218,401 、 VJyffIor
e。 1980 )。又、イ7ジルフルコ−#(R:C6H3
)は脱水素灰、応を行うのが国難で、容易にエーテルが
形成される(米国特許A4,224,254 。 5auer等、1980)。更に、これら酸化触媒は高
温が必要である(150@〜500G)。 従来の触媒脱水木法に比べて、本発明の方法は、生成さ
れるアルデヒドのlTi11度に関して、全体として良
好な結果か得られる。又、本発明の方法は、その実施に
おいて、常温で行う事が出来、結果として熱エネルギー
の節約になる。 アルデヒドは又、次式に示す如(、特定の既知オキシダ
ーゼ酵ぷの存在下、−級アルコールを脱水素反応せしめ
て製造する事が出来る。 しかしながら、これら[2を用いる場合、例えば、NA
DH及び/又はNADPHの如き高価なコファクターが
消費される。又、二級アルコールの酸化が併発しくケト
ンを生成する)、−級アルコールの酸化よりも優先する
場合さえある(米国特許ム4.241,184.Hou
等、1980 )。更に、過酸化水素(H2O2)が嗣
生し、この副生成物は、酸化#素のH20□不活性化を
防ぐために消費もしくは分解せねばならない(Coua
erc等、 Agric。 町り、q畳44.2279(1980))。 従来の酵素による脱水素法に比べ、本発明の方法は、萬
価なコファクターを必要としない。その代り、本発明の
方法は、希釈H2O2(精製する必要がない)を用いる
ものである。H2O2は直接加えるか又は、酵素反応あ
るいは、化学反応で、そのまま(in 5itu )、
発生せしめる事が出来る。 本方法により、鍛縮、純過酸化水素の価格に比べH20
□の価格が低くなり、その使用上の安全性を高め、更に
、酵素の寿命を延は−1゜ したがって、本発明の目的は、−級アルコールからアル
デヒドを製造する方法を提供する事にある。 又、本発明の目的は、二級アルコールの存在下で一級ア
ルコールからアルデヒド°を製造する事である。 更に一級アルコールからアルデヒドを製造するための低
価格の方法を提供する墨も、本発明の目的である。 他の目的は当業者において、以下の記述から明らかにな
ろう。 ごく概括的には、本発明の方法によれば、反応容器中で
一級アルコール及び過酸化水素を混合し、次にクロロパ
ーオキシダーゼを容器中に入れ、十分な時間、上記混合
物と接触せしめて、−級アルコールを、目的とするアル
デヒドに変換する事により、−級アルコールからアルデ
ヒド9を製造する事が出来る。 本発明は、カルダリオマイセス ツマ!(Caldar
iomyces fumago ) (NRRL 1
5272 )から得られるクロロ・ぞ−オキシダーゼは
、%定の一級アルコールをアルデヒドに変換する能力が
あるという発見に基づ(。良好な一級アルコールは、ア
リル(c−c−aH2oH)、プロノぞルギル(c =
c−aH2on)及びにンジル(φ−CH20)1)
の−級アルコールである。 過去、クロロパーオキシダーゼは、次式に示す如くエタ
ノール(飽和−級アルコール)をアセトアルデヒド(ア
ルデヒド)に酸化する能力がある事が知られていた: (Thomas等、 J、Bioj、Chem、 24
5. 3129及び3135(1970))。しカルな
がら今まで、他の一級アルコールがクロロノく一オキシ
ダーゼとの反応に適当であるとか、又は良好であると(
・5事が明らかにされなかった。例えば、カタラーゼも
クロロノ(−オキシダーゼもH20□の存在下で一級ア
ルコールを酸化せしめる事が出来るが、本発明の良好な
一級アルコールの反応は、これら二種の酵素から期待出
来るものに対し完全に正反対である。 例えば、カタラーゼは、アリルアルコール(CH2=C
1(−OH20H)よりもエタノール(OH3−OH2
0H)に対して反応性があり、本発明で記述の如くクロ
ロノ−オキシダーゼはエタノールよりもむしろアリルア
ルコールに対して反応性力tある。それ故、クロロパー
オキシダーゼがアリル、プロノ署ルギル、k/:)ルの
7級アルコールに対して良好である事は明らかでなかっ
た。又二級又は三級アルコールでなく、特定の一級アル
コールのみtJtクロロノセーオキシダーゼによつ
【酸
化される事も今まで明らかにされなかった。
、 、本発明に関連して用いられる「−級
アルコー?−ル」は、次の構造式: R−OH201(
(R&−!、炭イし水素)で表わされる。代表的な一級
アルコールR−OH20Hを次表に示す。 一級アルコール R アリルアルコール OHwaH クロチルアルコール CH3CH=CH6−プテン
ー1−オール aH2=ci−taH2シンナミルアル
コール φ0H−C;H2−ブテンー1.4−ジトル
HOCH2CH−CHプロ/ぞルギルアルコール
GH三G2−ブチン−1,4−ジオール HO
CH2C三Cインジルアルコール φ フェネチルアルコール φCH2本発明はハロパ
ーオキシダーゼ#索を用いて構成される。微生物カルダ
リオマイセ子 乙二!(Caldariomyces
fumago)(NRRL 15272)から得られ
るクロロ、e−オキシダーゼは本発明の方法に使用出来
るハロパーオキシダーゼである。礫類より得られるゾロ
モノ−オキシダーゼ、ミルクより得られるラフトノモー
オキシダーゼおよびセイヨウワサビよ?得られるセイヨ
ウワサビパーオキシダーゼは本発明の方法に使用出来な
い。 微生物力ルダリオマイセス フマゴ (Caldariomyces fumago)(NR
RL 15272)又はカルダリオーqイ*x 7
−ri(GaLaariomyceafumago)(
NRRL 15272)から得られるクロロノーオキ
シダーゼと類似のクロロ/<−オキシダーゼ活性を有す
る微生物変異株はツア堅ツクート0ツクス(Gzape
k−Doz)培地中、室温で3〜10日間常法に従い静
置培養、振と5培養、深部培養を行って増殖スる。酵素
、クロロパーオキシダーゼは、静置培養で得られた微生
物の菌体のホモゲネート又は、静置培養、振と5培養で
得られた微生物の培養f液から製する。クロロノーオキ
シダーゼの製造の詳細は、次の文献及び特許に記載され
ている。 (1)米国特許44.247.641 、 Niedl
eman等に対し1981年1月27日発行; (2) Morris等、 J、BioJ、Chem
、 241.1763(1966)。 (3) Cooney等、 Biotech、 Bi
oeng、 16.1045(1974)。 酵素は、固定形を用いる事が出来る。酵素固定化法は当
業者にとって一般的であり、例えば、酵素溶液又は酵素
を含む1細胞の懸濁液を広範囲の有機又は無機担体と反
応せしめる。これらの担体は、ポリアクリルアミド、エ
チレン−マレイン酸共重合体、メタアクリル基部のポリ
マー、ポリ4プチド、スチレン基部のポリマー、アガロ
ース、セルローズ、デキストリン、多孔性がラスビーズ
、及び水酸化アルミニウム又はチタニウムである。 この形での酵素は安定性が補強され、寿命と有効性が嬌
長し回収率が良い。固定酵素を用いた反応は、管中又は
反応タンク中で行う事が出来る。 本反応混合物中には、酵素の他に、酸化剤が必要である
。良好な酸化剤、過敏化水素を混合物にあるいは、過酸
化水素発生酵素系を用いて、そのまま反応系内で発生さ
せる。このような酵素系は、当業者間では良く知られて
おり、例えば、D−グルコース存在下でのグルコース−
1−オキシダーゼ:D−グルコース存在下でのピラノー
ス−2−オキシダーゼ;D及びL−メチオニン存在下で
のD−及びL−アミノ酸オキシダーゼ:ヒスタミン存在
下でのジアミンオキシダーゼである。過酸化水素発生系
はハロ、e−オキシダーゼ酵素と同様に、非固定形又は
固定形で存在せしめる。過酸化水素は例えばアンスラキ
ノン酸化工程の如き化学反応によっても発生出来る。 存在せしめる過酸化水素は、−級アルコールに対し、モ
ル比で約α5:1から50=1の範囲が良好であり、最
も好適なモル比は約1:1又はそれ以下である。好適な
モル比は反応中の過酸化水素の平均存在比を表わしてい
る。一般に正確なモル比は反応中に変化し、特定の時間
においては、上述の範囲を越えるか、又は、その範囲を
下まわる。 本反応はpHが約2.8〜7.0の範囲で行う。反応の
pHは緩衡剤を用いて、好適な範囲にとどめるのが良い
。好適な緩衝剤は、リン酸ナトリウム又はカリウム、ク
エン酸ナトリウム又はカリウム、酢酸ナトリウム又はカ
リウムである。pHの制御及び調節は、緩衝化の他の適
当な方法を用いる事が出来る。 本反応は水溶媒中で行う。本方法によりアルデヒド0に
変換出来る一級アルコールが、水溶媒に、実質的に不溶
の場合でも、反応を行うための十分な基質嬉解性が得ら
れる混合又は他の懸濁方法11Cより反応を行う事が出
来る。 反応温度は一約15C〜50cの範囲で反応を行うが、
約20iC〜30cが好適である。 前述の如く、反応混合物の組成物、すなわち、−il
f /l/ コー ル、クロロ・e−オキシダーゼ、4
酸化水素、緩衝剤を水中で単に混合し、例えば約60秒
〜1時間攪拌し、アルデヒド9を得る。 −級アルコールの反応は次式で表わされる。 本発明による反応で得られる生成物はガスクロマトグラ
フィー−マススイクトロメトリ−(GcMs)で同定、
定置する。反応混合物10μlを、テt、yクベ(Te
nax)−G O(80/ 100メツシユ)を充てん
した、6の流速はヘリウム60鴫吻に調節する。カラム
温度は、定温を用い、(各実施例に記述する温度)注入
温度を240Cとし、ジェットセ・ぞレータ−は240
Cにする。マススはクトロメーターは70 eV、
電子衝撃イオン化法で行う。 次の実施例は本発明を例示するものであり本発明の態様
を限定するものではない。 実施例 1 本実施例は一級アルコールからアルデヒドを製造する方
法を例示する。 pH3,0及びpH7,0でのリン酸緩衝液(10IL
I、Q、5M)、過酸化水素(4,IIv、Sul液1
67戸l;最終的に12mM)及びはンジルアルコール
(1aw9;最終的に12mM;φCH20H;Ald
rich Chemica1社、 Milwaukee
、 WL より購入)を25117のPyrexフラス
コ中、室温、常圧でitする。次K、ハロパーオキシグ
ーゼ、クロロパーオキシダーゼ(Q、1iu)を加える
。この後15分間反応を行う。 クロロパーオキシダーゼは、以下の如く製造す・る。 カルダリオマイセス フマゴ(Caldariomyc
es些翌駐)(NRRL 15272)の菌体をポテ
ト寒天培地で培養する。薄切りボテ)(200,1を蒸
留水(5QQd)中で40分間煮沸し、1遇する。 蒸留水(5QQaj)中に溶かしたグルコース(21g
)及び寒天末(2ON)の溶液を上述1過液に加える。 pHを6.8にし、蒸留水を加えて全量1リツトルにす
る。この培地を121Cで15分間滅菌する。 上述の方法で作製したポテト寒天培地に微生物を接種し
、室温で1週間培養する。この微生物な大豆−グルコー
ス培地(5Q+wj)4c接種する。1リツトルの蒸留
水に、数取過程の大豆粉末(60I)、グルコース(3
0jl)、CaGOs (7Il)を加えて大豆−グル
コース培地を調製する。培地を121Cで60分間滅菌
し、冷却後微生物を接種する。 ツク−ドックス培地100−を入れ、上述培養物5−を
入れる。ツアはツクート9ツクス(Czapek−Do
x )培地は、蒸留水1リツトルにN a NOa (
3j’ )、KH2PO4(111)、KCI(α5.
f)、MgSO4・7H20(Q、5M)、FeSO4
−7H20(10m9)、グルコース(40g)を加え
て121Cで20分間滅菌する。 室温で5〜7日間靜置装養する。成長した黒色菌体を取
り、蒸留水で洗浄し、後の使用のため、フリーザー中に
一10Cでプラスチック容器に入れて保存する。 ハロゲン化酵素は、上述の如く調製した菌体保存物6コ
を、60gの酸洗浄砂、603117の蒸留水とバーチ
ス(Virtia) 45ホモゲナイザー中で粉砕して
製造する。ホモゲネートを冷却遠心分離し、ハpゲン化
11111素、クロロパーオキシダーゼの源として用い
る。 最終的なり0ロバ−オキシダーゼ上清を室温でワットマ
ン(Whatman )111紙で1遇する。1液ヲロ
ータリーフイルムエバポレーターにて減圧下35C以下
で10倍に濃縮する。濃縮液を水浴中OCに冷却し、あ
らかじめ冷却した(DC)エタノールを加えて45 ’
1 (v/v )エタノール濃度にする。混合物を15
分間はげしく攪拌し、次に、ツルパル(5orval
) RC−5x−パースシートi(5uperspee
d)を用い、55−340−タIcて、−10Cで15
分間遠心分離(15,000,9,)する。黒色沈澱を
除き、上清に、あらかじめ冷却したエタノールを65%
エタノール(v/v)になるまでOCで加える。混合物
をDCで60分間ゆっくり攪拌する。これを上述の如く
遠心分離する。 上清を除き、クロローゼ−オキシダーゼ活性を有する沈
澱を[105Mリン酸カリウム(pH7)1社中に溶か
し、この酵素溶液を一2DCで保存する。 生成物を、ガスクロマトグラフィー−マススペクトルメ
) y −(GCMS )で同定及び定量する。 反応混合物10μ遭をテナックス(Tenax) −G
O(80/100メツシユ)を充てんした6フイート×
4nのコイル状ガラスカラムを装備したフイ二ガン(F
innigan) 4021GCMSに注入する。カラ
ム中の流速はヘリウム60紅/分に調節しジェットセパ
レーターは230tll’にする。マススはクトロメー
ターは70θV、電子衝撃イオン化法で行う。 生成物のGOの保持時間は8分て、マススペクトルはベ
ンズアルデヒド0の性質を示す。すなわち分子イオン1
06、主フラグメントマスイオン105(分子イオンよ
りH脱離)、同じ<77(φ1イオン)。本生成物は標
品はンズアルデヒド(Aldrich Chemica
1社より購入)のGO保持時間及びマススはクトルト一
致。 以下に得られた生成物の収量を示す。 実施例 2 本実施例はアリル、プロノセルギル、インジルの一級ア
ルコールが本発明の方法に用いる好適な一級アルコール
である事を示す。 緩衝液pH5,0にする以外、実施例1の方法に従う。 以下の一級アルコールを用い(最終的に12mM;全て
、Aldrich Chemical 社より購入)以
下の結果を得る。 一級アルコール基質 0H30H,OHエタノール 0H1qH=cHGH20Hクロチルアルコールφ0H
=CHCHOHシンナミルアルコール0H,=CHGH
,0H20H3−ブテン−1−オールHOCHCH=C
HGH20H2−ブテン−1,4−:)オールHC?”
COHOHプロパルギルアルコールHOCH2C三〇G
H,OH2、−ブチン−1,4−:)オールφ0H20
H,OH2−フェネタノールこれらの生成物はAldr
ich Chemical社より購入アルデヒド生成物
収量□□=:==□□□□□ OHGHOアセトアルデヒド Q、1
1190H1CH=GHCHOクロトンアルデヒド
2.3φCH=CHCHOシンナムアルデ
ヒド 5.2GH=(1:HCH2CHO
3−ブテン−1−アール [1,6HOC
H2GH−C,HC,HO4−ヒト90キシ−2−ブテ
ン−1−アール 6.6Hα=ccHo プ
ロlセルギルアルデヒ)” t3HOGH
,C三GGHO4−ヒドロキシ−2−ブチン−1−アー
ル t5φOHCHOフェニルアセトアルデヒド
z2、した標品とGO保持時間及びマススイクト
ルで一致した。 実施例 3 本実施例は、本発明におけ一過酸化水素の半連続添加法
を示す。 4.1ηの過酸化水素を4回(各々6%溶液を167μ
l°加える)15分間毎に加える事以外実施例1の方法
を用いる。アリルアルコール(7呼。 12 mM、 0H2=GHCH,OH,Aldric
h Chemical社より購入)を−級アルコールと
して加える。 生成物のGO保持時間は、カラム温度160C1定温で
2.9分であり、アクロレインのマススはクトルパター
ンである、分子マスイオン56:主フラグメントマスイ
オン55(分子イオンよりHの脱離)を示す。本生成物
は標品のアクロレイン(Aldrich Chemic
al 社より購入)とGO保持時間、マススはクトル共
に一致する。 以下に生成物の収量を示す。 添加 C)12−cH−GHQ 2.211& 4.1y
5.9q &21111&実施例 4 本実施例においては、二級アルコールの存在下で一級ア
ルコールの選択的酸化を例示する。二種のアルコール基
質ニー級アルコールは2−フェネタノール(φCH2C
H20H;12mM); 二級アルコール、1−フェ
ネタノール(φ0H(OH)OH8;12 m M 、
Aldrich Chemical社より購入)を反
応混合物中に加える事以外、実施例2の方法に従う。 −級アルコール(2−7エネタノール)0)−”4化さ
れる。 ゛以下に生成物の収量を示す。 基 質 生成物 収量 φCH2CH20Hφ0H2GHQ 2.2〜
実施例 5 本実施例においては、反応系中で、そのまま過酸化水素
をゆっくりと酵素的に発生せしめる方法を示す。 以下に示す方法以外は実施例1の方法を用いる。 すなわち 1)リン酸カリウム緩衝液をpH6,0に調節する。 2)反応系中でそのまま過酸化水素を酵素的に発生せし
めるー。 反応混合物に、β−D−グルコース(10mM)及び、
グルコース−1−オキシダーゼ(Q、id;シグマケミ
カル(Signm Chemical )社より購入、
カタログ番号G−6500)あるいはピラノース−2−
オキシダーゼ(Q、1m;米国特許4.246,347
に記載の方法で製造する)を加える。反応はオキシダー
ゼ酵素を添加、60分稜に終了する。 以下に生成物の収量を示す。 φCHO8,01J96.1■ グルコース−1−オキシダーゼを用いた場合グルコース
の酸化生成物はD−グルコノ−δ−ラクトンでありピラ
ノース−2−オキシダーゼの場合はD−グルコソンであ
る。 以上、本発明は酵素反応により、−級アルコールからア
ルデヒドを製造する方法を示している事が理解されよう
。本方法で用いた酵素は微生物在ルダリオマイセス 乙
−q −/ (Galdarion+yces f’u
mago)(NRRL 15272)から得られるク
ロロパーオキシダーゼである。木酢3(’−i遊離又は
固定形で用いる事が出来る。アルデヒドを製造するのに
用いる一級アルコールはアリル、フロパルギル及びベン
ジルの一級アルコールが好適である。 既知の酵素的脱水素法と異なり、本発明の方法は、高価
な補因子を必要としない。加うるに、本方法は常温で実
施出来、結果として従来の方法に比べ、主要な熱エネル
ギーの節約になる。本方法は又、二級アルコール存在下
での一級アルコールの選択的酸化が可能である。 ここに記述して示した方法に加え、本発明において種々
、変更出来る事は前述の記載から、当業者にとつく明ら
かになろう。このような変更は特許請求の範囲内である
。 4,218,401 C,E、 Wymore
&/804.220,80 S A、
E、 MarcinkaWBky、 J、 P、 He
nry 9/804.224,254 W、5aue
r、 W、Fliege、 CDudek、 9/
8ON、Petri 4.241.184 CT、 Hau、 R,N、 P
ateLん1.La5kin IZ/104.246,
347 S、L、Neidleman、 W、F、Am
un、 1/81J、 Geigert 4.247,641 S、L、Neldlemane
W、F、Amon、 1,431J、 Geig
ert その他 1、 R+Gouderc及びJ、 Baratti
、 Agric、 Biol。 Chew 44.2279(1980)2、J、尤Th
omas、 D、FLMorris及$L P、 Ha
ger。 J、 Biol、 Chew 245.3129及び3
135(1970) 3、 D、R,Morris及びり、 P、 Hag
er、 J、 Btpt、 Chem々41. 176
+(1966) 4、 C,L、Gooney及びJ、 Hueter
、 Biotech、 B】oeng。 16.1045(1974)。 %許出1j人 シータス・コーポレー ジョン(外
4名)
化される事も今まで明らかにされなかった。
、 、本発明に関連して用いられる「−級
アルコー?−ル」は、次の構造式: R−OH201(
(R&−!、炭イし水素)で表わされる。代表的な一級
アルコールR−OH20Hを次表に示す。 一級アルコール R アリルアルコール OHwaH クロチルアルコール CH3CH=CH6−プテン
ー1−オール aH2=ci−taH2シンナミルアル
コール φ0H−C;H2−ブテンー1.4−ジトル
HOCH2CH−CHプロ/ぞルギルアルコール
GH三G2−ブチン−1,4−ジオール HO
CH2C三Cインジルアルコール φ フェネチルアルコール φCH2本発明はハロパ
ーオキシダーゼ#索を用いて構成される。微生物カルダ
リオマイセ子 乙二!(Caldariomyces
fumago)(NRRL 15272)から得られ
るクロロ、e−オキシダーゼは本発明の方法に使用出来
るハロパーオキシダーゼである。礫類より得られるゾロ
モノ−オキシダーゼ、ミルクより得られるラフトノモー
オキシダーゼおよびセイヨウワサビよ?得られるセイヨ
ウワサビパーオキシダーゼは本発明の方法に使用出来な
い。 微生物力ルダリオマイセス フマゴ (Caldariomyces fumago)(NR
RL 15272)又はカルダリオーqイ*x 7
−ri(GaLaariomyceafumago)(
NRRL 15272)から得られるクロロノーオキ
シダーゼと類似のクロロ/<−オキシダーゼ活性を有す
る微生物変異株はツア堅ツクート0ツクス(Gzape
k−Doz)培地中、室温で3〜10日間常法に従い静
置培養、振と5培養、深部培養を行って増殖スる。酵素
、クロロパーオキシダーゼは、静置培養で得られた微生
物の菌体のホモゲネート又は、静置培養、振と5培養で
得られた微生物の培養f液から製する。クロロノーオキ
シダーゼの製造の詳細は、次の文献及び特許に記載され
ている。 (1)米国特許44.247.641 、 Niedl
eman等に対し1981年1月27日発行; (2) Morris等、 J、BioJ、Chem
、 241.1763(1966)。 (3) Cooney等、 Biotech、 Bi
oeng、 16.1045(1974)。 酵素は、固定形を用いる事が出来る。酵素固定化法は当
業者にとって一般的であり、例えば、酵素溶液又は酵素
を含む1細胞の懸濁液を広範囲の有機又は無機担体と反
応せしめる。これらの担体は、ポリアクリルアミド、エ
チレン−マレイン酸共重合体、メタアクリル基部のポリ
マー、ポリ4プチド、スチレン基部のポリマー、アガロ
ース、セルローズ、デキストリン、多孔性がラスビーズ
、及び水酸化アルミニウム又はチタニウムである。 この形での酵素は安定性が補強され、寿命と有効性が嬌
長し回収率が良い。固定酵素を用いた反応は、管中又は
反応タンク中で行う事が出来る。 本反応混合物中には、酵素の他に、酸化剤が必要である
。良好な酸化剤、過敏化水素を混合物にあるいは、過酸
化水素発生酵素系を用いて、そのまま反応系内で発生さ
せる。このような酵素系は、当業者間では良く知られて
おり、例えば、D−グルコース存在下でのグルコース−
1−オキシダーゼ:D−グルコース存在下でのピラノー
ス−2−オキシダーゼ;D及びL−メチオニン存在下で
のD−及びL−アミノ酸オキシダーゼ:ヒスタミン存在
下でのジアミンオキシダーゼである。過酸化水素発生系
はハロ、e−オキシダーゼ酵素と同様に、非固定形又は
固定形で存在せしめる。過酸化水素は例えばアンスラキ
ノン酸化工程の如き化学反応によっても発生出来る。 存在せしめる過酸化水素は、−級アルコールに対し、モ
ル比で約α5:1から50=1の範囲が良好であり、最
も好適なモル比は約1:1又はそれ以下である。好適な
モル比は反応中の過酸化水素の平均存在比を表わしてい
る。一般に正確なモル比は反応中に変化し、特定の時間
においては、上述の範囲を越えるか、又は、その範囲を
下まわる。 本反応はpHが約2.8〜7.0の範囲で行う。反応の
pHは緩衡剤を用いて、好適な範囲にとどめるのが良い
。好適な緩衝剤は、リン酸ナトリウム又はカリウム、ク
エン酸ナトリウム又はカリウム、酢酸ナトリウム又はカ
リウムである。pHの制御及び調節は、緩衝化の他の適
当な方法を用いる事が出来る。 本反応は水溶媒中で行う。本方法によりアルデヒド0に
変換出来る一級アルコールが、水溶媒に、実質的に不溶
の場合でも、反応を行うための十分な基質嬉解性が得ら
れる混合又は他の懸濁方法11Cより反応を行う事が出
来る。 反応温度は一約15C〜50cの範囲で反応を行うが、
約20iC〜30cが好適である。 前述の如く、反応混合物の組成物、すなわち、−il
f /l/ コー ル、クロロ・e−オキシダーゼ、4
酸化水素、緩衝剤を水中で単に混合し、例えば約60秒
〜1時間攪拌し、アルデヒド9を得る。 −級アルコールの反応は次式で表わされる。 本発明による反応で得られる生成物はガスクロマトグラ
フィー−マススイクトロメトリ−(GcMs)で同定、
定置する。反応混合物10μlを、テt、yクベ(Te
nax)−G O(80/ 100メツシユ)を充てん
した、6の流速はヘリウム60鴫吻に調節する。カラム
温度は、定温を用い、(各実施例に記述する温度)注入
温度を240Cとし、ジェットセ・ぞレータ−は240
Cにする。マススはクトロメーターは70 eV、
電子衝撃イオン化法で行う。 次の実施例は本発明を例示するものであり本発明の態様
を限定するものではない。 実施例 1 本実施例は一級アルコールからアルデヒドを製造する方
法を例示する。 pH3,0及びpH7,0でのリン酸緩衝液(10IL
I、Q、5M)、過酸化水素(4,IIv、Sul液1
67戸l;最終的に12mM)及びはンジルアルコール
(1aw9;最終的に12mM;φCH20H;Ald
rich Chemica1社、 Milwaukee
、 WL より購入)を25117のPyrexフラス
コ中、室温、常圧でitする。次K、ハロパーオキシグ
ーゼ、クロロパーオキシダーゼ(Q、1iu)を加える
。この後15分間反応を行う。 クロロパーオキシダーゼは、以下の如く製造す・る。 カルダリオマイセス フマゴ(Caldariomyc
es些翌駐)(NRRL 15272)の菌体をポテ
ト寒天培地で培養する。薄切りボテ)(200,1を蒸
留水(5QQd)中で40分間煮沸し、1遇する。 蒸留水(5QQaj)中に溶かしたグルコース(21g
)及び寒天末(2ON)の溶液を上述1過液に加える。 pHを6.8にし、蒸留水を加えて全量1リツトルにす
る。この培地を121Cで15分間滅菌する。 上述の方法で作製したポテト寒天培地に微生物を接種し
、室温で1週間培養する。この微生物な大豆−グルコー
ス培地(5Q+wj)4c接種する。1リツトルの蒸留
水に、数取過程の大豆粉末(60I)、グルコース(3
0jl)、CaGOs (7Il)を加えて大豆−グル
コース培地を調製する。培地を121Cで60分間滅菌
し、冷却後微生物を接種する。 ツク−ドックス培地100−を入れ、上述培養物5−を
入れる。ツアはツクート9ツクス(Czapek−Do
x )培地は、蒸留水1リツトルにN a NOa (
3j’ )、KH2PO4(111)、KCI(α5.
f)、MgSO4・7H20(Q、5M)、FeSO4
−7H20(10m9)、グルコース(40g)を加え
て121Cで20分間滅菌する。 室温で5〜7日間靜置装養する。成長した黒色菌体を取
り、蒸留水で洗浄し、後の使用のため、フリーザー中に
一10Cでプラスチック容器に入れて保存する。 ハロゲン化酵素は、上述の如く調製した菌体保存物6コ
を、60gの酸洗浄砂、603117の蒸留水とバーチ
ス(Virtia) 45ホモゲナイザー中で粉砕して
製造する。ホモゲネートを冷却遠心分離し、ハpゲン化
11111素、クロロパーオキシダーゼの源として用い
る。 最終的なり0ロバ−オキシダーゼ上清を室温でワットマ
ン(Whatman )111紙で1遇する。1液ヲロ
ータリーフイルムエバポレーターにて減圧下35C以下
で10倍に濃縮する。濃縮液を水浴中OCに冷却し、あ
らかじめ冷却した(DC)エタノールを加えて45 ’
1 (v/v )エタノール濃度にする。混合物を15
分間はげしく攪拌し、次に、ツルパル(5orval
) RC−5x−パースシートi(5uperspee
d)を用い、55−340−タIcて、−10Cで15
分間遠心分離(15,000,9,)する。黒色沈澱を
除き、上清に、あらかじめ冷却したエタノールを65%
エタノール(v/v)になるまでOCで加える。混合物
をDCで60分間ゆっくり攪拌する。これを上述の如く
遠心分離する。 上清を除き、クロローゼ−オキシダーゼ活性を有する沈
澱を[105Mリン酸カリウム(pH7)1社中に溶か
し、この酵素溶液を一2DCで保存する。 生成物を、ガスクロマトグラフィー−マススペクトルメ
) y −(GCMS )で同定及び定量する。 反応混合物10μ遭をテナックス(Tenax) −G
O(80/100メツシユ)を充てんした6フイート×
4nのコイル状ガラスカラムを装備したフイ二ガン(F
innigan) 4021GCMSに注入する。カラ
ム中の流速はヘリウム60紅/分に調節しジェットセパ
レーターは230tll’にする。マススはクトロメー
ターは70θV、電子衝撃イオン化法で行う。 生成物のGOの保持時間は8分て、マススペクトルはベ
ンズアルデヒド0の性質を示す。すなわち分子イオン1
06、主フラグメントマスイオン105(分子イオンよ
りH脱離)、同じ<77(φ1イオン)。本生成物は標
品はンズアルデヒド(Aldrich Chemica
1社より購入)のGO保持時間及びマススはクトルト一
致。 以下に得られた生成物の収量を示す。 実施例 2 本実施例はアリル、プロノセルギル、インジルの一級ア
ルコールが本発明の方法に用いる好適な一級アルコール
である事を示す。 緩衝液pH5,0にする以外、実施例1の方法に従う。 以下の一級アルコールを用い(最終的に12mM;全て
、Aldrich Chemical 社より購入)以
下の結果を得る。 一級アルコール基質 0H30H,OHエタノール 0H1qH=cHGH20Hクロチルアルコールφ0H
=CHCHOHシンナミルアルコール0H,=CHGH
,0H20H3−ブテン−1−オールHOCHCH=C
HGH20H2−ブテン−1,4−:)オールHC?”
COHOHプロパルギルアルコールHOCH2C三〇G
H,OH2、−ブチン−1,4−:)オールφ0H20
H,OH2−フェネタノールこれらの生成物はAldr
ich Chemical社より購入アルデヒド生成物
収量□□=:==□□□□□ OHGHOアセトアルデヒド Q、1
1190H1CH=GHCHOクロトンアルデヒド
2.3φCH=CHCHOシンナムアルデ
ヒド 5.2GH=(1:HCH2CHO
3−ブテン−1−アール [1,6HOC
H2GH−C,HC,HO4−ヒト90キシ−2−ブテ
ン−1−アール 6.6Hα=ccHo プ
ロlセルギルアルデヒ)” t3HOGH
,C三GGHO4−ヒドロキシ−2−ブチン−1−アー
ル t5φOHCHOフェニルアセトアルデヒド
z2、した標品とGO保持時間及びマススイクト
ルで一致した。 実施例 3 本実施例は、本発明におけ一過酸化水素の半連続添加法
を示す。 4.1ηの過酸化水素を4回(各々6%溶液を167μ
l°加える)15分間毎に加える事以外実施例1の方法
を用いる。アリルアルコール(7呼。 12 mM、 0H2=GHCH,OH,Aldric
h Chemical社より購入)を−級アルコールと
して加える。 生成物のGO保持時間は、カラム温度160C1定温で
2.9分であり、アクロレインのマススはクトルパター
ンである、分子マスイオン56:主フラグメントマスイ
オン55(分子イオンよりHの脱離)を示す。本生成物
は標品のアクロレイン(Aldrich Chemic
al 社より購入)とGO保持時間、マススはクトル共
に一致する。 以下に生成物の収量を示す。 添加 C)12−cH−GHQ 2.211& 4.1y
5.9q &21111&実施例 4 本実施例においては、二級アルコールの存在下で一級ア
ルコールの選択的酸化を例示する。二種のアルコール基
質ニー級アルコールは2−フェネタノール(φCH2C
H20H;12mM); 二級アルコール、1−フェ
ネタノール(φ0H(OH)OH8;12 m M 、
Aldrich Chemical社より購入)を反
応混合物中に加える事以外、実施例2の方法に従う。 −級アルコール(2−7エネタノール)0)−”4化さ
れる。 ゛以下に生成物の収量を示す。 基 質 生成物 収量 φCH2CH20Hφ0H2GHQ 2.2〜
実施例 5 本実施例においては、反応系中で、そのまま過酸化水素
をゆっくりと酵素的に発生せしめる方法を示す。 以下に示す方法以外は実施例1の方法を用いる。 すなわち 1)リン酸カリウム緩衝液をpH6,0に調節する。 2)反応系中でそのまま過酸化水素を酵素的に発生せし
めるー。 反応混合物に、β−D−グルコース(10mM)及び、
グルコース−1−オキシダーゼ(Q、id;シグマケミ
カル(Signm Chemical )社より購入、
カタログ番号G−6500)あるいはピラノース−2−
オキシダーゼ(Q、1m;米国特許4.246,347
に記載の方法で製造する)を加える。反応はオキシダー
ゼ酵素を添加、60分稜に終了する。 以下に生成物の収量を示す。 φCHO8,01J96.1■ グルコース−1−オキシダーゼを用いた場合グルコース
の酸化生成物はD−グルコノ−δ−ラクトンでありピラ
ノース−2−オキシダーゼの場合はD−グルコソンであ
る。 以上、本発明は酵素反応により、−級アルコールからア
ルデヒドを製造する方法を示している事が理解されよう
。本方法で用いた酵素は微生物在ルダリオマイセス 乙
−q −/ (Galdarion+yces f’u
mago)(NRRL 15272)から得られるク
ロロパーオキシダーゼである。木酢3(’−i遊離又は
固定形で用いる事が出来る。アルデヒドを製造するのに
用いる一級アルコールはアリル、フロパルギル及びベン
ジルの一級アルコールが好適である。 既知の酵素的脱水素法と異なり、本発明の方法は、高価
な補因子を必要としない。加うるに、本方法は常温で実
施出来、結果として従来の方法に比べ、主要な熱エネル
ギーの節約になる。本方法は又、二級アルコール存在下
での一級アルコールの選択的酸化が可能である。 ここに記述して示した方法に加え、本発明において種々
、変更出来る事は前述の記載から、当業者にとつく明ら
かになろう。このような変更は特許請求の範囲内である
。 4,218,401 C,E、 Wymore
&/804.220,80 S A、
E、 MarcinkaWBky、 J、 P、 He
nry 9/804.224,254 W、5aue
r、 W、Fliege、 CDudek、 9/
8ON、Petri 4.241.184 CT、 Hau、 R,N、 P
ateLん1.La5kin IZ/104.246,
347 S、L、Neidleman、 W、F、Am
un、 1/81J、 Geigert 4.247,641 S、L、Neldlemane
W、F、Amon、 1,431J、 Geig
ert その他 1、 R+Gouderc及びJ、 Baratti
、 Agric、 Biol。 Chew 44.2279(1980)2、J、尤Th
omas、 D、FLMorris及$L P、 Ha
ger。 J、 Biol、 Chew 245.3129及び3
135(1970) 3、 D、R,Morris及びり、 P、 Hag
er、 J、 Btpt、 Chem々41. 176
+(1966) 4、 C,L、Gooney及びJ、 Hueter
、 Biotech、 B】oeng。 16.1045(1974)。 %許出1j人 シータス・コーポレー ジョン(外
4名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 クロロパーオキシダーゼ、酸化剤及び−級アルコ
ールの反応混合物を反応容器中に調製し、該−級アルコ
ールを反応混合物と十分な時間接触せしめてアルデヒド
に変換することを%徴とする一級アルコールよりアルデ
ヒドを製造する方法。 2、 g*化剤が過酸化水素である、%Wf請求の範
囲第1項の方法。 3、過酸化水素を反応容器内でそのまま発生せしめる特
許請求の範囲第2項の方法。 4、クロロパーオキシダーゼ、酸化剤、−Mアルコール
の反応をpH約6.0〜ZOの範囲内で行う、特許請求
の範囲第1項の方法。 5、クロロパーすキシダーゼ、酸化剤、−級アルコール
の反応を常温、常圧で、水性媒体中で行う、特許請求の
範囲第1項の方法。 −6,上述のクロロノミ−オキシダーゼを微生物カルダ
リオマイセス7−r ! (Caldariomyce
sfumago)(NRRL 15272)又はその
子孫より得る特許請求の範囲第1項の方法。 7、 クロロ・ミーオキシダーゼを、上述のL土!リオ
マイ+2 乙−q −/ (Galdatiomyc
ea 聾翌堅)(NRRL 15272)又はその子
孫から得られるクロロ−ぞ−オキシダーゼ活性と類似の
クロロ、e−オキシダーゼ活性を有する微生物変異株よ
り得る特許請求の範囲vg1項の方法。 s、上A−Mアルコールカアリルアル=y −/L/
;クロチルアルコール:シンナミルアルコール;2−フ
テン−1,4−:)オール:フロ/(ルギルアルコール
:2−ブチン−1,4−:)オール:ベンジルアルコー
ル:フェネチルアルコール:フル71J#フルコール:
2−ピリジルカルビノール;m−メチル(ンジルアルコ
ールより成る群から選出したものである特許請求の範囲
第1項の方法。 9、上述−級アルコールを二級アルコールの存在下で選
択的に酸化せしめる特許請求の範囲第1項の方法。
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---|---|---|---|
US36274682A | 1982-03-29 | 1982-03-29 | |
US362746 | 1982-03-29 |
Publications (1)
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JPS58187193A true JPS58187193A (ja) | 1983-11-01 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5345283A Pending JPS58187193A (ja) | 1982-03-29 | 1983-03-29 | 一級アルコ−ルからのアルデヒドの製造法 |
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JP (1) | JPS58187193A (ja) |
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US5010005A (en) * | 1989-04-28 | 1991-04-23 | Duff Sheldon J B | Bio-oxidation of high alcohols in non-aqueous reaction media |
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