JPS60214892A - 微生物を利用してオレフインからエポキシドを製造する方法 - Google Patents

微生物を利用してオレフインからエポキシドを製造する方法

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JPS60214892A
JPS60214892A JP7194884A JP7194884A JPS60214892A JP S60214892 A JPS60214892 A JP S60214892A JP 7194884 A JP7194884 A JP 7194884A JP 7194884 A JP7194884 A JP 7194884A JP S60214892 A JPS60214892 A JP S60214892A
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carbon
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古橋 敬三
Kifuku Takagi
基福 高木
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 MJIJ!L(UEJ3JJ 本発明は微生物を利用し−(オレン・インからエポキシ
ドを製造する方法に関する。
囚に、エポキシド化合物は合成樹脂、界面活性剤、医薬
、農薬をはじめとする種々の自機化学製品の製造原料も
しくは中間体とし゛C広範囲な用途に供せられCいる。
JL末2技Mj 従来、微生物を利用してエポキシドをlI+!造する方
法としては、ノカルディア属(N就ardia) 、i
zニド°モナス属(Pseudomonas) 、コリ
ネバクテリウム属(Corynebacterium)
 、ミコバクテリウム属(MycobacteriuI
ll) 、メチロシナス属(Metl+ylosinu
S)、メチロコツカス属(Metl+ylococcu
s) 、ツレしバタテリウム属(IlrevibacL
erium)又はキートツノ” −イダ属(Candi
da)に属するエポキシ1−′生産菌を利川−」ろ力l
大か知られている。
しかし、i;C未公知の方法(はエポキシ1の収量は炭
」−数51?シトもしくは11以1−をイ1するオレノ
ーインを出光原オ′1とし7て用いる場合には比較的良
好ζμ、るか、炭」、故が」−記オレフインの中間であ
る0乃至10のオレン・インを出発原料として用いる場
合はiqられるj−ボキシlの収J荻が低いことが多い
ため、該オレノーインからエポキシ1”を製造するには
実用性Gに乏しい。
また、炭素数6乃至1()を有−Jるオレフィンから上
ボキソトを製造するに当って、反応系にシフ1」・〜・
キリーンをlト加する二相醗酵法や出発原料としての−
1−記オレフーインを多し1に用い、かつ微生物を含も
水相を新しいものと何度か取替える方法が提案されてい
る(特開昭53−790955+並びに+Ip Sme
t、M、J、、Wynl+erg+ If、、Wit)
+olt、B、、^I’JPI。
14nviron、旧(、r(l旧of、、 Q (5
)、旧1 (19111) )が・これらの方法CLJ
操作が煩flc ’(:あるため実用上自利とは詐えな
い。
一力、一般に微生物による反応においでは微生物の種類
や反応系に添力1目゛る添加物の種(」1などにより、
得られる生産物の種類や収量か大きく影響されることが
知られており、それらの最適な組合わせを見出すことが
実用上重要なこと−(ある。
発所袋七−的 本発明は、従来、炭素数6乃至10を自するオレフィン
を出発原料として用いて相当するエポキシドを生産する
場合、エポキシドを111収量で得ることが実用上不可
能であったことに泪のなされたものであつ′C1」二記
オレフィンから敬41物を利用して節易な操作で相当す
るエポキシ1を高酸h1で生産し得る方法を提供するこ
とをLI的と−Jる。
以下に本発明の詳細な説明する。
発凱■盪戒 本発明の構成上の特徴は、ノカルデ・イ゛]′属、ブレ
ビバクテリウム属又はコリネバクテリウム属に屈する上
ボ4−ソl’ /−1産11Lを白」゛る微ノ]物を、
炭素数9乃至I5を白するバラン・rノ、炭素数12乃
全18を自゛するAレソイン、炭素数10乃至16をl
’i’J−るハロケン化パラフ・インおよび6乃至15
の釘i長の側鎖を白′4゛るアルキルヘンゼンから成る
群から選択される1種もしくはそれらの2種以−にの混
合物から成る水不溶性の自機溶剤の存在下に、炭翠数6
乃至10を有する直鎖状又は分岐状オレン・インに好気
的条件下で作用させて該オレノーインに相当する」−ボ
ギソl、を産生し、得られたエボキー71を分離採取4
.r)ごとにある。
4−ノ4わ1八本発明は、炭素数6乃至10をrlする
オレフィンから相当するエポキシ1を生産するに際し、
微生物としてノカル〜)°−イア属、プレヒハクテリウ
Jオ属もり、 <はJ」リネハクテリウム属に属4るエ
ポキシ1/、L産菌を利用し、かつ該微生物を1、掲の
自1幾溶剤の71・1j下に」−記オレフインに作用さ
せることGこよりエポキシドを、r+1収量で生産し得
る方法を達成したものである。
本発明で利用する微生物は、上述したごとく、ノカルデ
ィア属、プレヒハクテリウノ・屈又は−1リネハクテリ
ウム属に属するエポキシ1什産121(あって、工業技
術院微生物工業技術研究所に受託されている下記閑を例
示し得る。
なお1、これらのj)“没生物O月y1学的性質につい
ては特公昭5(i−40号公報および特公昭56−46
790号公報に+i’l記されている。
本発明において1−記徹生物を利用して:しボキシlを
?1°産°・する人−めの反応基7゛1に用いられる炭
素数〔)乃至10を白するオレフィン(以「原料オレフ
・インと称」る)は、直鎖状又は分岐状オレフィンご炭
素 炭素−重結合の位置がいずれかの末i:Ij!、l
炭素から数えて第3位炭素以内にあるものであって、例
えば、1−ヘキセン、l−・・ブテン、1−オクテン、
l−ノネン、I −、i’ セン、3−メチル−1−ペ
ンテン、3−メチル−1−−\キーセン、4−メチル−
1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、5−イチル
ー1−−\キセン、3゜4−ジノチル−1ペンテン、4
,4−ジメチル−1ペンテン、3,4−ジメチル−1−
ヘキセン、4,4−ジメチル−1−・\キセノ、3,5
.5−1リメチル−1−パ・キルン、2へ4−セン、3
−・\キセノ、2−メチル−1−ベンゾン、2−メチル
−2−ペンテン、3−メチル2−ペンテン、4−メチル
−2−ペンテン、2.3−ジメチル1−ソーノーン、2
−エチル−1−ブテン、2−ヘプテン、2−メチル−1
ヘキセン、5−メチル2−ヘキセン、2,4−シメナル
ーI−ペンテン、2,5−ジメチル−1−ヘキセン、2
−ILデル−1−ヘキセン、4−エチル−2−一・キセ
ノ、2,6ジメチルー1ヘプテン、2−ノネン、2−メ
チル−1−ノネン、3−ヘプテン、2−メチル−2−ヘ
キセン、3−メチル−2−ヘキセン、3−メチル−3−
ヘキセン、4−メチル−2−ヘキセン、2,3−シメヂ
ルー1−ペンテン、3.4ジメチル−2−ペンテン、3
−エチル−2−ペンテン、2,3−ジメチ月へ1−ヘキ
セン、2.4−ジメチル−1−ヘキセン、2,4.4−
Lジメチル−1−ペンテン、2−メチル、■−ヘプテン
、2−オクテン、3−オクテン、2.4−ジメナルーL
−\ブテン、2,6−シメチルー3−ヘプテン、3,5
−ジメチル−3−ヘプテン、2−メチル−1−オクテン
、3−ノネン、2,4.4−Lジメチル−1−ヘキセン
などを包含する。なおこれら原料オレフィンは単独もし
くは2種以上の混合物として用い得本発明に」iいC1
記原料」レフインに0;J記徹生物を作用さ一ロイ1際
に4在ざlる水不溶性の自機溶剤(以1り弓こ白1戊溶
剤と称する)は、炭素数9乃芋15を白4ろバラツイン
、炭素!5!12乃至18分0するメレフ・イン、炭素
数IO乃至16をaするハ1」リーン化バッソインもし
くは6乃至15の鎖長の(凹釘)を自′JるーJ′ルキ
ル・\ンI?ンであって、パラフィンとしてはノルマル
バラソーイン並びにイソバッフインを、メレソーfンと
してはα−オレフィンを、お、Lびハ1−Iゲン化パラ
ソ・インとし一ζは塩素化又臭素化さ扛ノ、ニパソフイ
ンを挙げられる。
これらの自機溶剤につい゛(更にi1シ<説明すると、
炭素数9〜15を自゛Jるツルマルバラフ・インは・般
に石油中の月浦〜軽浦留分、ずなわら沸点約I G O
’f:〜約3(1(1℃の留分中に含有され′(おり、
該Wlう)を水素化脱硫触媒を用いζ高温、高圧Fルこ
処理しソ、後、固体尿素又はビオライ1〜のような分子
篩と接触して分F411 L得る。なお、このパラフィ
ンは溶剤又はソフI〜洗剤用原オ′」とし′(市販され
ている。
又、炭素数9〜15を有するイソパラフィンは同様に石
油の上記幻油〜軽油留分に含有されており、一般には」
1記ノルマルパラフィンのうj離の際に、ノルマルパラ
フィン中に約2〜5%1自されているのでこれを精密蒸
留してノルマルパラフィンから分離1′る。
このようにして得られる・イソパラフィンは主針Iに対
して短い鎖長、例えばメチル基やエチルノ1(が分岐し
ているものが主体であって、具体的には2−メチルノナ
ン、3−メチルノナン、2−二1ニチルノナン、2−メ
チルデカン、3−メチルデカン、2,9−ジメチルノナ
ン、2−メチルウンデカン、2−メチル1゛デカン、3
−エチルデカン、2−メチルトリデカン、2−メチルテ
I・ラブカン等を例示し得る。
、 なお、実際にはノルマルパラフィンと・fソバラフ
ィンの混合物の使用が人手の容易性の観点からも便利“
Cあり、また、これらのパラフィンの′うちCも炭素数
の人きい力が効果が優れCおり、炭素数11〜15.1
1、冒、二12へ・14のものが好ましい。
炭7+−敗12〜18を白する」レフ・インは直鎖状又
は分岐状の1)0)Cもよく、特に炭素数14〜I8の
ものが好ましい。ごのオレン・インを自(幾ン容剤とし
て用いる場合はj原料オレン・インの炭素数より)1ノ
くよも4人きいものが有効であって、例えば環1′1オ
レフ・インとし7てl−オクテン(C8)を用いる場合
は」記熔剤としての一、t Lノフィンに1−]゛デデ
センデトラデセン、又は1−一、キザデセン等を用いる
とよく、原料」レフインとしてl −8’−bン(Ct
o )を用いる場合は上記オレフィンに1う一トラデセ
ン\’I−゛・ギリう12ンを用いる。因に、このこと
は、自機溶剤に用いるオレフィンの炭素数が原料オレン
・インのそれより4以上大きいと微生物によるエボ・1
−ソ1化が進行しない理由による。
なお、これらのオレフィンは試薬とし2(11ル売され
′ζおり、実際の使用に当っては単独又は2種以」二の
混合物として用い得る。
次に、炭素数10〜16を自するハUす°ン化パラフィ
ンは直鎖状又はうl枝状でもよ< 、J!a 、1:、
化パラフィン又は臭素化パラン・インであって、塩コミ
化パラフィンとしては塩化デシル、ル(化ウンJツル、
塩化1テシル、塩化テトラデシル等を例示でき、臭素化
パラフィンとしでは臭化デシル、臭化ウンデシル、臭化
ドテシル、臭化テトラデシル、臭化ヘキザデシル等を例
示しiUる。これらのハロゲン化パラフィンは単独又は
2種以上の混合物とし′(使用し得る。
6〜15の鎖長の側鎖を有するアルキルヘンセンは、塩
素化パラフィンによるアルキル化又はプロピレン重合に
よる3W体、4量体並びに5星体から製造され、一般に
ハード又はソフト洗剤の中間原料として利用されている
ものである。有機溶剤としてのアル−1ル・・・ンj!
ンは炭J 数!l〜15のものが好ましく、1yにl 
+1〜15のものが好ましい。このようなアルキル・\
ンセンとし−(はパ、キシルヘンセン、ノニールヘンレ
ン、)−′ツルー・ンセン、1デシル・・ンl!ン等を
例示しi!Iる。これらのアルキルベンセンは単独又は
2種以]−の混合物として使用し得る。
因に、」一連した各l−1機溶剤におい゛(炭素数が」
−記範囲外のものではエポキシlの収blの向には期待
できず、又ものによっては固体状になるので実用的でな
い。
本発明においで、1−記有機溶剤の存在下に原料オレン
・インに前記微生物を好気的条件−1・で作用さ一已る
には、例えば(イ)微生物を予め培養し増殖して1qら
れる菌体に、原料オレフィンをイ1機溶剤の存在下に好
気的に接触さ・Uて反応さ・lる方法、(+1)m生物
を原料オレフィンと他の炭素源、窒素源、無機塩類、更
には必要に応じて生長促進物質を添加し′ζなる栄養培
地に有機溶剤を加えに系におい′CC気気的条件下培養
する方法なとを適用し得る。
上記(・イ)の増殖菌体に原料オレフィンを¥1機溶剤
の存在下で好気的に接触さ廿゛ζ反応さ一ロる方法では
、まず炭素源として糖質例えばグルJ ス、シュクロー
ス、糖蜜、澱粉加水分解物、炭化水素例えばノルマルパ
ラフィン、及びそのほか酢酸やエタノールの如き菌体増
殖作用の高いものを用い、これに塩化アンモニウム、硫
酸アンモニウム、燐酸アンモニウム、硝酸アンモニウム
、尿素、アンモニア水、アミノ酸及びその他の資化性有
機窒素化合物のような窒素源、燐酸カリウム、燐酸すト
リウム、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン、硫酸第一鉄
、塩化第二鉄、塩化カルシウム、塩化マンガンのごとき
無機塩類、更に必要に応じてビタミン類、酵母エキス、
コーンステイープリカーのど^き止器促進物質を添加し
た培地に前記微生物の種菌を接種し、々f気的条件1・
C培養して菌体を増ダ1fJ サ=V ル。こノ、1、
)L1’、 L −(i!7. ラレに菌体培に物、又
は該培芥物から分IMII シた1:ji体の懸濁液も
しくは菌体・k固定化したものに原1ニーlオレフィン
及び有機l容剤を17ト加し2空気、酸素、酸素ふ化ガ
スのような酸素含Y1ガスをIJ(給し゛ζ反応させる
−1−記菌体J8養物又は菌体の’、”t!SB液のよ
うな菌体含a水性液に対4°る原料オレン・インおよげ
有機溶剤の使用割合は、用いる微生物および自1瓜溶剤
の種類により異なることもあるが、通常、原料オレフィ
ンでは0.1乃至25νof/vo1%、好ましくは0
.5乃至5vol/vo1%であり、I−f JJM溶
剤ではl乃至200 vol/νol !16、好まし
くは10乃至100vol/vol %でCちる。
反応はp115〜9、好ましくは6〜8の111範囲、
反応?AA度は20〜50°C1好ましくは25〜45
°Cの温度−(1・〜61−1間行う。また、反応は通
常品+[i=で41われるが、加圧下で行うことにより
エポキシドの生産性を向上させるごともできろ。)、に
お、反応中に菌体増殖に用いた炭素源、窒素源、更には
その他の成分を適宜添加°Jることにより菌体のエポキ
シド生産活性を維持し或いは高める、二とが出来る。
反応は、回分方式又は連続方式のいずれ゛(も実施し得
る。また、原料オレフィンの供給は回分方式の場合、全
量を反応開始時に添加するほか、反応中に連続的に又は
間歇的に供給することもiIJ能である。
上記反応により生成したエポキシドは:Lとし゛C自機
熔剤相に存在し、これを相分離、蒸留、或いは抽出等の
公知の手法を適用して分離、採取する。
つぎに、前記(ロ)の培養による方法は、上記(イ)の
方法における菌体増殖時に原料オレフィン及び有機溶剤
を添加し一段階でエポキシI°のイ]。
産を行ない得るものである。この場合、微生物によって
は用いた有機溶剤が菌体生育のための炭素源として消7
1.1される、二ともある。培養条(’l’ (、+1
1、温度、圧力等)、培五力j=u及び生成したエポキ
シ1の分ぬ1v採取は+iii記(・イ)の反応条(I
I、反応力j(及Q・分F)1]、採IIy方法が同様
に適用し得る。
発−明の夕↓果一 本発明に従つ゛(、叙上のように炭素数6乃至10を白
゛J付〕直5111状又は分岐状オレフィンに微生物を
作用さ−I!/!】とごれらオレフィンのエポキシl:
・・、の変換が効率、1、く行なわれるので、該オレフ
ィンから相当゛4るエポキシlパをIrt;収率で生産
することがiIJ fiuとな、シ。
囚に、本発明によって得られるエポキシドは冒頭で述べ
たような広範囲な用途に供しく3る4用性を自するもの
である。
以上に実施例を示して本発明を更に具体的に説明す゛る
実施例1 菌1本忍濁j夜辺り)j11製 ノカルディア・コラリ−すB−276(Flミ+n+−
P4(1!l11)の3白金耳を、N15G培地(オキ
ソイl1社製ラブレンコパウター10g、バクテリオロ
ジカルペプトン10g、グルコース10g、塩化すl−
リウム5gに水道水を加え“ζlβとし、IN−苛性ソ
 ダ水?g llkでpn 7.5とした後オー1−ク
レープ中で1201;、15分間蒸気殺菌した液体培地
) 100nlを収容した500mn容坂ロフラスコに
接種し、30℃で48時間振盪培養(150回/分)し
た。培養終了後、遠心33離で簗菌し、ついでpH8,
0の0.01M−燐酸緩i÷i液で1回洗浄し、さらに
もう一度下記に示す反応培地で洗浄したのら、乾燥菌体
濃度とし03.8g/nとなる様に下記の反応培地に再
懸濁して菌体1u濁液とした。
仮IJ1堰: に、IP国 1.74g Mg5Ot+ ・71120 1 、50gFeSO4
・71120 50mg 脱イlン永 17! p Ifは2N硫酸水溶1lht’ 8.0にδj11
整反、17i> h、;−、J、 Q Ll/: −L
5 J:、J戊JJ cJr−i)jJi−反応1−1
(、]、50(1m p容1及1−1ソ−ノスコtこ上
記の、Lうにし“C111,1,IφJした菌体懸濁液
20mnと第1表に示され乙各種原料オレフ・イン0.
1mlと自機ン容剤としてnづ一トソうカン(炭素数日
)2m/とを収容して宿料した後、3F+ ’C0)温
度で2411.”1間、150回/う)で往fjj I
W盪しながら行なった。反症、終了後、17られた反応
生成物を5(し11りのコー チル°C抽出した抽出物
をカスタ11フ1グシソ・イにより定頃分1j「シた。
カッ、り1171・クランには、155iの1lIiG
s (シコニチレンクリ、J )Ii4J)’/ネ 1
・)をユニボー Ill 11(1〜HIOメツシュに
担持した充填剤を充填した内i¥3mm長さ2 Ill
のカラムを用い、検出器には・イメン化炎型を1月 い
)こ。
に配分))1の9.−4果は第1表に示゛りとおりであ
゛る。
なお、11.!シのために、」記1y Li・1、にお
いて菌体懸濁液2(]m#に右機熔剤とし’((7) 
nう1ツノカンを〆お加せずに、原料オレフィンのめを
1mnづり添加するごとを除いては、同様な手順(反応
を行ない、i′Wられた反応生成物について同様にし−
C分Jli′した結果を併せて第1表に示した。
第1表にのられるように、本発明に、1、す(+Ii族
溶剤としての+1−テトラデカンを存在さIること6C
、Lリエボ4−シlの収量を著しく向」−L/ i!#
 、r+。
実施例2 本例は利用する微生物の種類による王、1ミ4−71の
収量に与える影響を例示したものである。
舅]榎濁11ijZ2UJ司l 微生物としてブレビAクテリウム・フタニカへT(:C
2119G、)゛レヒハクテリウム・ケ1−グルタミカ
ム ^TCC1,5587、コリネバクテリウム・アノ
し・カナム ATCC21194、コリネバクテリウム
・ノー・イ1−゛ロカーボクラスタス ^TCC151
08をそれぞれ利用して、実施例1に記載したと同様の
手順(菌体懸濁液を調製した。なお、菌体濃度は乾燥菌
体濃度として3〜4g/Rになるように調整した。
刀区、星シ」七ンより1営ミ↓トC」視力腎」勿−qλ
シi二tli’−」二記菌体懸濁液の各201に対して
原1′l′Aレノインとしてl−オクテン並びに1−プ
レンの各中独をそれぞれ0.1mを、および−白1m 
l8刑としてI−ヘキサう一セン並ひにnlう一ツル・
・ンレンの各単独をそれぞれ2m/を用い′(実施例]
に記載と同様の手順(反応を行ない、illられた生成
物に一ついて同様にう)1月”を行 なリノご。
結果は第2人並ひに第3表に示すとおりである。
なお、実施例2において、上記自機溶剤を存在させない
場合のエポキシド生成量はいJれの1¥1株を利用した
ときでも0.1mg以下であった。
実施例3 本例は使用する有ta溶剤の種類に、Lるエポキシドの
収量に与える影響を例示したものである。
釦制■11榎糺質 実施例1記載の方法と全く同一の方法で菌体懸濁液を調
製した。
反庶振ス夏ま成上4弓ijb= 20mm!の菌体懸濁液に対して原料オレフィンとして
l−オクテンの0.1m7!並びに0.8m/を、自機
溶剤として第4表に表示した種々のものを用いて実施例
1に示したと同様の手順でエポキシ化を行なった。
得られた反応生成物について実施例1と同様乙こして分
析を行なった。結果は第4表に示すとおりである。
なお、比較、′二し′CイI機溶剤を用いない場合並び
に他の自I幾溶剤を用しり:場合につい゛ζ−lx記同
様にU2て反応を11ない、(IIら扛た反応生成物に
つい′(/、NIIした♀−7果も1i1−iて第4表
に示した。
第4表にみられるように、本発明に従って自機溶剤を反
応系に存在させるごとによりエポキシドの生成量を著し
く向上し得る。
出願人 ト1本鉱業株式会社 代理人 宮 1)広 豊 手続補正書 昭和59年6月4日 2、発明の名称 微生物を利用してオレフィンからエポ
キシドを製造する方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 日本鉱業株式会社 4、代理人 住 所 東京都港区東新橋2丁目7番7号新橋国際ビル
5、補正命令の日付 自 発 8、補正の内容 明細書を下記のように補正する。
Ill 第6頁表中、下から第4欄における「ブレビバ
クテリウム・ブタニカ ^TCC21196Jとあるを
[)゛レビバクテリウム・フ゛タニカムへTCC211
96Jに補正する。
(2) 第22頁第8行に「ブレビバクテリウム・プタ
ニカ」とあるを「ブレビバクテリウム・ブタニカム」に
補正する。
(3) 第24頁および第28頁表中゛菌株名”の欄に
「ブレビバクテリウム・ブタニカ ^TCC21196
」とあるを夫々[ブレビバクテリウム・ブタニカム^T
CC21196Jに補正する。
(4) 第28頁表中、“1−オクテンの量(mlり”
の欄における第11行目にIO,8Jとあるを「0.1
」に補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ノカル)−゛・1)′属、プレヒハクテリウム属又は」
    リネハクテリウム属に属するエポキシド生産能をr]す
    る微41−物を、炭素数9乃至15を自するバシソ・イ
    ン、炭素数12乃至18を白するオレン・イン、炭素’
    MIO乃至16を有するハI]ゲン化バラーノ・rン4
    5.Lび6乃至15の「I長の側鎖を右するアルキル・
    入ンセンから成る群から選択される1種もと7<はそれ
    らの21!If以上の混合物から成る水車l容性の白゛
    機溶剤の存在下に、炭素数6乃至10をイ1′」る直鎖
    状又は分岐状オレフィンに灯気的条四Fで作用させて該
    メレノインに相当4るJ−ホキシトを産斗し、得られノ
    こ呈ボ;1−ン1をう!’ !411、採取することを
    特徴と−4るオレフィンからエポキシドをM 3:1i
    −Jるカメ去。
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