JPS58193694A - 長鎖ジカルボン酸又は長鎖オキシカルボン酸類を含む発酵液の処理法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発酵法で得られる長鎖ジカルボン酸又は長鎖オ
キシカルボン酸類（以下これらをジカルボン酸類と略称
する）を含む発酵液（培養液）からジカルボン酸類を分
離、回収するための処理法に関する。

上記ジカルボン酸類は医薬、塗料、樹脂、香料、潤滑油
、漂白剤、界面活性剤並びに農薬等の各種化学品の製造
原料又は副原料として、更には中間体として広範囲な用
途が期待される物質である。

近年、このようなジカルボン酸類をノルマルパラフィン
、脂肪酸エステル類を主原料とし微生物を利用して発酵
法により生産する方法、例えば特公昭３８−１５６０８
、特公昭４５−２４３９２、特公昭４８−２６２３２、
特公昭５０−１９６３０並びに特公昭５６−４４７１６
等が提案されており、それらの実施化も試みられている
。

又発酵法で得られる上記カルボン酸類を含む発酵液から
ジカルボン酸類を分離、回収あるいは精製方法として特
公昭２８−６１７２、％開昭５６−１５９６３、特開昭
５６−１５６９４、特開昭５６−１５６９５並びに特開
昭５５−２４６０６郷が提案されている。

而して、発酵法で得られるジカルボン酸類を含む発酵液
（発酵プロス）からジカルボン酸類を分離、回収するに
は、一般に該発酵液からアルカリ性領域下で菌体を除去
した後、１）発酵液に硫酸又はその他の鉱酸等を加え酸
性領域下で長鎖ジカルボン酸類を析出、分離する、２）
発酵液中のジカルボン酸類をカルシウム塩のような水に
不溶性な塩に形成して析出、分離する、３）発酵液に無
機塩類を添加してジカルボン酸類をアルカリ塩として塩
析して分離する、４）発酵液に有機溶剤を接触させてジ
カルボン酸類を抽出又は溶解して分離する、及び５）発
酵液をイオン交換樹脂等で処理してジカルボン酸類を分
離する等の方法に分けられろう本発明は、発酵法により
得られる上記ジカルボン酸類を含む発酵液から有機溶剤
を用いてジカルボン酸類を溶解して分離する方法におい
て、発酵液中のジカルボン酸を有機溶剤中に有効に溶解
させ、次いで析出させてジカルボン酸類を発酵液から高
収率で分離、回収し得る方法を提供することを目的とす
る。

本発明者は発酵法により得られる上記ジカルボン酸類を
含む発酵液（培養液）に特定な２種の混合溶剤を加温下
で接触させることにより、発酵液中のジカルボン酸類を
上記混合溶剤中に有効に溶％（抽出）し得ること、及び
次いで該混合溶剤を冷却することによりジカルボン酸を
高収率で析出し得ることの知見を得て本発明をなすに至
った。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明の特徴は、上記ジカルボン酸類を含む発酵液又は
その処理液に、芳香族炭化水素と、アルコール、ケトン
及びアルデヒドからなる群から選択される含酸素有機化
合物とからなる混合溶剤を加温下で接触させてジカルボ
ン酸類を混合溶剤中に溶解（抽出）し、生成する混合溶
剤層を分離した後冷却して上記ジカルボン酸類を析出さ
せて分離、回収することにある。

上記ジカルボン酸類を含む発酵液から溶剤を用いてジカ
ルボン酸を分離する手法での問題点は、使用する溶剤の
単位量が発酵液からジカルボン酸類を効率良く溶解（抽
出）し、且つ析出せしめ得ること、実質上発酵液には不
溶性であること、及び上記ジカルボン酸の抽出に際し発
酵液中に混在している各種原料物質、菌体及び副生成物
等がジカルボン酸類に随伴して溶剤中に抽出し難いこと
等の要件を満たす必要があることである。

本発明者は上述したような見地から、従来上記ジカルボ
ン酸類の抽出に用いられることが知られていル、トルエ
ン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素並び
にその他の有機溶剤について検討した結果、上記芳香族
炭化水素と、アルコール、ケトン及びアルデヒドからな
る群から選択される含酸素有機化合物との混合物を溶剤
として用い、この混合溶剤を発酵液に加温下で接触させ
る場合、前掲の要件を満し得ることが分った。すなわち
、上記混合溶剤を加温下、好ましくは７０〜１００℃の
加温下で上記発酵液と接触させるとき発酵液からのジカ
ルボン酸類の抽出能力が芳香族炭化水素単独を用いると
きに比較し顕著に向上し得、加うるに溶剤の使用量（発
酵液中のジカルボン酸類含量に対する溶剤の使用単位量
）も低減することが可能となる。また、回収したジカル
ボン酸類の品質も含酸素有機化合物単独を用いた場合に
比し向上し得る。

本発明で使用する芳香族炭化水素としてはベンゼン、ト
ルエン、０−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、
エチルベンゼン、トリメチルベンゼン類、プロピルベン
ゼン類、エチルトルエン類を例示し得、又これらは２種
以上の混合物であってもよい。

又、これらの芳香族炭化水素と混合して用いるアルコー
ルとしては、分子中に炭素原子を４個以上を有するもの
が好ましく、ブタノール、イソブタノール、ペンタノー
ル、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノー
ル、シクロヘキサノール、ヘプタツール、イソヘプタツ
ール、オクタツール及びイソオクタツールを例示でき、
これらの２種以上であってもよい。又、ケトンとしては
、同一分子内に炭素原子を４個以上を有するものが好ま
しく、２−ブタノン（メチルエチルケトン）、２−ペン
タノン、３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３−ヘキサ
ノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノ
ン及びメチルイソブチルケトン（炭素原子が側鎖を有す
る化合物）を例示し得、これらの２種以上の混合物であ
ってもよい。

更に、アルデヒドとしては、同一分子内に炭素原子を６
個以上有するものが好ましく、ヘキサナール、ヘプタナ
ール、オクタナールを例示でき、これらの２種以上の混
合物であってもよい。

本発明で用いる混合溶剤は、土掻の芳香族炭化水素の１
００容量部と、土掻のアルコール、ケトンもしくはアル
デヒドの各２〜４０容量部好ましくは３〜３０容量部と
からなる混合物として適用する。

因みに、一般的にアルコール、ケトンもしくはアルデヒ
ド等の含酸素化合物を芳香族溶剤１００容量部に対して
４０容量部を超えて混入すると、発酵液からジカルボン
酸類を抽出する際に発酵液中への溶剤の溶解による逸散
量が増加すると共に冷却時にジカルボン酸類の析出量の
減少を招き、一方２容蓋部より少ないとジカルボン酸類
の溶剤層への抽出量が減少するので実用的でなくなる。

本発明において上述した混合溶剤を上記発酵液に接触さ
せるｆｌｆｉＫは、発酵液中のジカルボン酸の含有率、
混合溶剤の組成、接触時の温度及び以後の溶剤層の冷却
温度によシ変化するも、一般には発酵によシ得た発酵液
（培養液）その１１か又は該発酵液から予め菌体その他
の不溶物を濾過等の手法で除去した液（発酵液の処理液
という）の１００容量部に対して３０〜２００容量部を
接触させるとよい。

この接触はバッチ方式、連続方式、平滝並びに向流方式
等のいずれであってもよく、その方式を問わない。又、
接触は加温下で行うものであって通常７０〜１００℃の
温度下で行うのが好ましい。

この際、接触温度が低くなるに伴いジカルボン酸類の混
合溶剤への溶解（抽出）量が少くなり、一方高くなシす
ぎると水分もしくは溶剤の蒸発等による熱損失が増加す
るだけでジカルボン酸類の混合溶剤への溶解量の増加は
みられない。

なお、上記接触時での加温による温度上昇に伴って混合
溶剤の一部が発酵液層に溶解する現象が若干みられるが
、上記接触後の冷却によって溶剤層は発酵液層と分離す
るので問題はない。

本発明では、上記接触後装置しておくとジカルボン酸類
を抽出した混合溶剤層が分離するので、線溶剤層を発酵
液から分別し、次いで冷却するとジカルボン酸類が析出
してくる。この冷却に際しては温度を上記接触時の温度
より１５〜５０℃、好ましくは１０〜４０℃低下するよ
うに冷却するとよい。

このようにして析出したジカルボン酸類は固液分離の手
法で分離、回収し、その障碍られる混合溶剤は加温して
紡述の発酵液又はその処理液と接触させるべく循環して
繰返しジカルボン酸類の抽出に使用する。

なお、本発明において、発酵して得られるジカルボン酸
類含有発酵液（培養液）そのままで混合溶剤と接触させ
る場合には、一般にジカルボン酸類を抽出した溶剤層と
発酵液層との間に菌体を含むエマルジョン層を形成する
ので、溶剤層を冷却してジカルボン酸類を析出させるに
先立って上記エマルジョン層を砂ｐ過等の手法にかけて
それから菌体を除去することが必要である。

次Ｋ、参考として本発明でいう長鎖ジカルボン酸類並び
に長鎖オキシカルボン酸について説明すると、長鎖ジカ
ルボン酸類は炭素数１０個以上を有するものであって、
例えばデヵンニ酸、つ／デカンニ酸、ドデカンニ酸、ト
リデカンニ酸（ブラシル酸）、テトラデカンニ酸、ベン
タデカンニ酸、ヘキサデカン二酸（タブシン酸）、ヘプ
タデカン二酸、オクタデカ／二酸のような飽和ジカルボ
ン酸及びデセンニ酸、ウンデセンニ酸、ドゼセンニ酸、
トリデセンニ酸、テトラデセンニ酸、ペンタデセンニ酸
、ヘキサデセンニ酸、オクタデセンニ酸のような不飽和
ジカルボン酸を包含するものである。また、長鎖オキシ
カルボン酸類は炭素数１０個以上を有するものであって
、例えば廖−ヒドロキシアルカン酸、ω−メトキシアル
カン酸、ω、ω−１−ジヒドロキシアルカン酸及びα−
１−ヒドロキシ−α、＃−アルカンニ酸等を包含するも
のである。

以上述べたように、本発明によると、発酵法により得ら
れる長鎖ジカルボン酸又は長鎖オキシカルボン酸類を含
む発酵液又はその処理液から溶剤を用いてこれらのジカ
ルボン酸を極めて効率よく分離、回収できるようになる
。

以下に実施例を示して本発明及びその効果を具体的に説
明する。なお、各実施例中のチは特記しない限り重量を
表わす。

実施例１ キャンディダ・トロピカリスに域する菌株ＣＦ’ＥＲＭ
−Ｐ４６０４の変異株）を用いてノルマルパラフィンを
発酵させて得られたトリデヵンニ酸を含む発酵液に２Ｎ
−ＮａＯＨ水溶液を加えてｐＨｔ−１１とし、菌体をＦ
別後２Ｎ−ＬＳＯ４水溶液を加えてｐＨ３，５のスラリ
ー液（トリデヵンニ酸含有率約９８Ｉ／））２５０ｍを
調製した。

ＵスラＩＪ−液２５０ＷＬｔにエチルベンゼン８３．４
ｄと１−ヘキｆｆ−ｈ１６．６ＷＬｔからｆｘるｍｏｌ
ｏｏｍｌを加え、８０Ｃで攪拌下に混合して接触させ、
得られた上澄液（溶剤層）を分取した。上澄液中に含ま
れる懸濁物を８０ｃで戸別後、４０ｃに冷却。

静置後生成した固形物を戸別してｎ−ペンタンで洗浄し
乾燥秤蓋した結果１７．３ｇの固形物を得た。

この固形物の一部をメチルエステル化後ガスクロマトグ
ラフィーで測定した結果９８．９％のトリデヵンニ酸ジ
メチルと同１定された。又固形物中の蛋白質含有率をロ
ーリ−法（Ｌａｗｒ）’　ｍｅｔｈａ４アルブミン相当
ｔ）で測定した結果０．０１％以下でおった。

又前述と同様にして調製し九スラリー液の各２５０ｄに
比較としてエチルベンゼン１００ＩＩＬｔ並びに１−ヘ
キサナール１００１をそれぞれ単独で加えて同様の操作
を行った場合の固形物の収量は夫々４．５２並びに１３
．９　ＩＩであった。夫々の固形物中のトリデカンニ酸
のガスクロマトグラフィーによる純度は９８．９％並び
に９９．０チであり、蛋白質含有率は０．０１チ以下並
びに０．２７％であった。

更に、比較として萌述と同様にしてｖ４製したスラリー
液２５０Ｍをそのま１ｐ別蒸留水で洗浄した場合の固形
物の収ｉ１は２３．’ｌであり、固形物のトリデカンニ
酸の純度は９６．５％、蛋白質含有率は０．６７儂であ
った。

上述のように、溶剤を単独で用いた場合は発酵液中のト
リデカンニ酸の溶解抽出力が劣るため収量が低く、一方
溶剤を使用しないときはトリデカンニ酸の純度が低いこ
とが分る。

更に、上記混合溶剤を用いた場合、単独溶剤を用いた場
合に比較してトリデカンニ酸の収率及び品質の点で優れ
ている。

実施例２ 実施例１と同様にして調製したトリデカンニ酸を含むス
ラリー液１００ｄの各々にエチルベンゼン５５ｍｊど１
−ヘキサール４ｍ７！からなる混液並びにエチルベンゼ
ン５７ｄと１−ヘキサノール３ｒｎｌカらなる混液をそ
れぞれ加え８０Ｃで攪拌後、各上カンニｔ１８．７１並
びに純度９８．６％、蛋白質含有率０．０１　優のトリ
デカンニ酸８．９ｇをそれぞれ得た。

次に比較として上記と同様にして得たトリデカンニ酸を
含むスラ１，１−ｘｏｏａ／！の各々にエチルベンゼン
４０ｍ！並びに１６０１を単独でそれぞれ加え８０Ｃで
攪拌後、上澄液を分離して４０Ｃに冷却後実施例１と同
様にして固形物を回収した結果では固形物の収量は夫々
１．８１ｉ並びに７．５１であった。

上記例にみられるようにエチルベンゼンと１−ヘキサノ
ールとの混液を溶剤として用いるとこれらを単独で用い
た場合に比し、トリデカンニ酸の収量が著しく向上する
。

実施ガ３ トリデカンニ酸含有率約１１０１／１．からなる除菌発
酵液１００ＷＬｔをｐＨ３，０に１１ｉＩ整後、ＳＯＣ
でエチルベンゼン４１．７１Ｌｌと２−へキサノン８．
３１Ｌｔからなる混液と混合し攪拌して得られた上置層
を分離後、４０Ｃに冷却させて得られた固形分を分離洗
浄乾燥後秤量した結果１０．３．９の固形分金得た。

次に、比較として、上記同様にして得た除菌発酵液１０
０ａｕの各々に、ｐＨをそれぞれ３．０に調整後、エチ
ルベンゼン５０−並びに２−へキサノン５０ｒｕｔをそ
れぞれ単独で加え上記同様な手順で固形分を得た。各固
形分の収量はそれぞれ２．１１Ｉ並びに７．９ｇであっ
た。

父、上述のようにして得た除菌発酵液１００ｄの各々に
ｐＨを３．０に調整後、エチルベンゼン５４．６１！ｔ
と２−へキサノン５．４−からなる混液並びにエチルベ
ンゼン６０−の単独をそれぞれ加え上記と同様な手順で
固形分を得た。各固形分の収量はそれぞれ１０．４　Ｊ
並びに２．３Ｉであった。

なお、上記各固形分のトリデカンニ酸の純度はいずれも
９８．８％〜９９．（ｌであり、蛋白質含有率Ｖｉ２−
へキサノンの場合を除いていずれも０．０１　％以下で
あった。２−ヘキサノン単独では０．１２％であった。

上記例にみられるように、エチルベンゼンと２−ヘキサ
ノンとの混液を溶剤として用いた場合はこれらを単独で
用いた場合に比しトリデヵンニ酸の収量が着しく高い。

実施例４ トリデカンニ酸含有率約１１（１／〕からなる除菌発酵
液１００ｄをｐＨ３，ＯＫ調製後８０ｃｍ’ｌ。

３．５トリメチルベンゼン３３．４１１１１４と１−ペ
ンタノール６．６１からなる混液と混合し攪拌して得ら
れる上澄液を分離後、４０Ｃに冷却して生成する固形分
を分離し、洗浄、乾燥後秤量し九結果９．０１であった
。

又、上記除菌発酵液１００１Ｌｔの各々に、同様の操作
で１．３．５）リメチルベンゼン４５．５−と１−ペン
タノール４．５　ｖ＊ｌの混液並びに１．３．５）ジメ
チルベンゼン５０１単蝕をそれぞれ用いた場合得られた
固形分の収量はそれぞれ９，７ｇ並びに２．７１であっ
た。

実施例５ テトラデセン−１を基質として好気的条件下に発酵させ
て得た発＃液をｐＨ１ｌで除菌後、硫酸でｐＨ４，０に
調整したスラリー液の１００１（ｌに１，３゜５−　ト
！Ｊメチルベンゼン６０ｄと１−ヘキサノール６ｄから
なる混液を８０Ｃで攪拌下に混合し。

靜置後得られた上澄層を分離後、６０Ｃに冷却して析出
した固形分をｐ別し洗浄後秤量した結果３．４ｇの収量
であった。この固形分の２００岬を分取してエーテルに
溶解してメチル化し、ついでトリメチルシリル化後ガス
クロマトグラフィーで分析したＭｌｌ、１３．１４−ジ
ヒドロキシテトラデカン酸６２．４チ、デトラデカンニ
酸１３．４優、１４−メトキシテトラデカン酸９．９Ｌ
１４−ヒドロキシテトラデカン酸６．８％、１３−ヒド
ロキシテトラデカン酸５．３％、その他２．２％からな
っていた。

上記析出した固形分を分離後のＰ液（上記混合２溶剤）
の４０１１７を用いて上述と同一のスラリー液５０ｔＪ
と８０ｔｌ’で混合し、得られた上澄層を分１１１後６
０Ｃに冷却した結果２．４９の固形物を得た。

実施的６ 発酵法により得られた１、１５−ｎ−ペンタデカン二酸
の含有率６１ｇ／ノからなる除菌発酵液（ｐＨ３，５）
の各液に下記表に示す各種溶剤をそれぞれ８０Ｃの温度
下で接触せしめ、生成する溶剤層を分離後、４００に冷
却してペンタデカンニ酸の固形分をそれぞれ析出させた
。

各固形分の収量は下記表のとおりである。

表 下記表にみられるように、本発明により混合溶剤を用い
た場合は溶剤単独を用いた場合に比し。

ペンタデカンニ酸の収量が向上する。

代理人　　川　　　口　　諺　　雄

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）発酵法により得られる長鎖ジカルボン酸又は長鎖
   オキシカルボン酸類を含む発酵液又はその処理液から上
   記カルボン酸類を分離回収するに当り、咳発酵液又はそ
   の処理液に、芳香族炭化水素と、アルコール、ケトン及
   びアルデヒドからなる群から選択される含酸素有機化合
   物とからなる混合溶剤を加温下で接触させてジカルボン
   酸類を混合溶剤中に溶解（抽出）し、生成する溶剤層を
   分離１−九後冷却して上記ジカルボン酸類を析出させ、
   析出したジカルボン酸類を分離、回収することを特徴と
   する長鎖ジカルボン酸又は長鎖オキシカルボン酸類を含
   む発酵液の処理法。
2. （２）混合溶剤が芳香族炭化水素の１００容量部と上記
   含酸素有機化合物の３乃至３０容量部との混合物である
   特許請求の範囲第１項記載の処理法。
3. （３）上記含酸素有機化合物が炭素数４個以上のアルコ
   ールである特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の処
   理法。
4. （４）上記含酸素有機化合物が炭素数４＠以上のケトン
   である特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の処理法
   。
5. （５）　　上記含酸素有機化合物が炭素数６個以上のア
   ルデヒドである特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の処理法。
6. （６）上記発酵液又はその処理液に７０乃至１００℃の
   温度で上記混合溶剤を接触させる特許請求の範囲第１項
   に記載の処理法。
7. （７）上記発酵液又はその処理液に上記混合溶剤を接触
   させて生成する混合溶剤層を接触温度よシ１０乃至５０
   ℃低い温度に冷却する特許請求の範囲第１項又は第６項
   に記載の処理法。
8. （８）析出したカルボン酸類を分離、回収した後の液分
   を混合溶剤として上記発酵液又はその処理液との接触に
   循環使用する特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれ
   かに記載の処理法。