JPS61202696A - 微生物を利用したエポキシドの製造方法 - 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】 産１上匁■朋公立 本発明は微生物を利用して芳香環を有するオレフィンか
ら相当する芳香環を有するエポキシドを製造する方法に
関するものである。

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有機化学製品の製造原料或いは中
間体として広範囲に利用されている。

従」ｑＬ医 従来、エポキシドを相当するオレフィンから製造する方
法としては、過酸化水素や有機過酸などの過酸化物を酸
化剤とする化学的方法と微生物を用いて酸素酸化する生
化学的方法とが知られている。又、微生物を利用してエ
ポキシドを製造する方法ではノカルディア属、シュード
モナス属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム
属、マイコバクテリウム属、アルスロバクタ−属、アシ
ネトバクタ−属、アルカリ土類金属、メチロバタテリウ
ム属、メチロコツカス属、メチロシナス属などに屈する
微生物による直鎖状オレフィンからのエポキシドの生成
が知られている。

しかしながら、芳香環を有するオレフィンから微生物を
利用して相当するエポキシドを生産する方法としてはシ
ュードモナス属並びにブレビバクテリウム属に属する微
生物を利用する方法のみが知られている。

すなわち、芳香環を有するオレフィンからエポキシド生
産能を有する微生物としては上記属に属する微生物が知
られているのみである。

本発明者は、種々の属に属する微生物について芳香環を
有するオレフィンからエポキシドの生産能を有するもの
を検索した結果、ミクロコツカス属に属するエポキシド
生産菌が芳香環を有するオレフィンからも芳香環を有す
るエポキシドを生産し得ることを見出し、本発明をなす
に至った。

皇ユ立貝迫 したがって、本発明の目的は、芳香環を有するオレフィ
ンからミクロコツカス属に属するエポキシド生産菌を利
用して相当する芳香環を有するエポキシドを製造する方
法を提供することにある６以下本発明の詳細な説明する
。

丈ユ皇盪底 本発明の構成上の特徴は、ミクロコツカス属に属するエ
ポキシド生産能を有する微生物を、芳香環を有するオレ
フィンに好気的条件下で作用させて相当する芳香環を有
するエポキシドを産生し、得られたエポキシドを分離、
採取す・ることにある。

また、本発明は、上記微生物を、水不熔性有機熔剤の存
在下で作用させることにより、上記エポキシドを更に有
利に産生させることも特徴とする。

本発明で用いられる微生物はミクロコツカス属に属する
ものであって、ミクロコツカス・パラフイノリテイカス
（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ　　ａｒａｆｆｉｎｏｌ　ｔ
ｉｃｕｓ）　ＡＴＣＣ１５５８９を例示し得る。この菌
株はアメリカン・タイプ・カルチュア・コレクション（
八ｍｅｒｉｃａｎ　Ｔｙｐｅ　Ｃｕ１ｔｕｒｅ　Ｃｏ１
１ｅｃｔｉｏｎ）に寄託されていて容易に入手が可能で
ある。

本発明において、上記微生物を利用してエポキシドを生
産するための反応基質に用いられる芳香環を有するオレ
フィン（以下原料オレフィンと称する）としてはフェニ
ル基やナフチル基のような芳香環を有する直鎖状又は分
岐状オレフィン（ただし、二重、結合の位置がいずれか
の末端炭素原子からα、βまたはγ位のオレフィン）、
例えばスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチ
レン、アリルベンゼン、４−フェニル−１−ブテン、１
−フェニル−２−ブテン、２−ビニルナフタレン等、更
には上記芳香環に置換基を有するオレフィン、例えばｐ
−メチルスチレン、０−クロロスチレン、…−クロロス
チレン、ｐ−クロロスチレンなどが含まれる。

本発明ではこれらの原料オレフィンは、単独または二種
以上の混合物として反応基質に用いられる。

本発明においては、上記原料オレフィンに前記の微生物
を作用させてエポキシ化を行なうには、例えば、（ａ）
該微生物を予め培養増殖して得られる菌体に原料オレフ
ィンを好気的条件下で接触させて反応させる方法、（ｂ
ｌ上記微生物を原料オレフィンを含む培養培地中で好気
的条件下で培養する方法を通用し得る。

上記（ａｌの増殖菌体に原料オレフィンを接触させて反
応させる方法では、まず炭素源として糖質例えばグルコ
ース、シュクロース、糖蜜、澱粉加水分解物、炭化水素
例えばプロパン、ブタン、ドデカン、テトラデカン及び
そのほか酢酸、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
、リン酸アンモニウム、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、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、
硫酸マグネシウム、硫酸マンガン、硫酸第１鉄、塩化第
２鉄、塩化カルシウム、塩化マンガンのごとき無機塩類
、更には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如き成長促進物質を添加した培地に
、上記微生物の種菌を接種し、好気的条件下で培養して
菌体を増殖させる。このようにして得られた菌体培養物
、又は該培養物から分離した菌体の懸濁液もしくは菌体
を固定化したものに、原料オレフィン及び空気、酸素、
酸素富化ガスのような酸素含有ガスを供給して反応させ
る。

反応はｐＨ５〜９．２０〜５０℃の範囲で用いる微生物
及び原料オレフィンの種類により適宜定め、半日〜６日
間行なう。反応は通常常圧下で行なわれるが、加圧下で
行なうことによりエポキシドの生産性を向上させること
もできる。なお、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することにより、
菌体濃度や菌体のエポキシド生産能を維持し或いは高め
ることが出来る。

反応に用いる原料オレフィンの菌体含有水性液に対する
割合は通常０．１〜５０　ｖｏｌ／ｖｏ１％、好ましく
は０．５〜２０　ｖｏｌ／ｖｏ１％である。

反応は回分式又は連続式さらには原料オレフィン或いは
その他の成分を反応中に連続的に又は間歇的に補給する
半回分式のいずれでも実施し得る。

上記反応により反応液中に生成したエポキシドは相分離
、抽出、蒸留等の公知の手法を適用して分離、採取する
。

次に、前記（ｂｌの培養による方法は、上記（ａｌＯ方
法における菌体増殖時に原料オレフィンを添加し一段階
でエポキシドの生産を図るものである。培養条件（ｐＨ
１温度、圧力及び原料オレフィンの添加量等）、培養方
式及び生成したエポキシドの分離、採取は前記Ｔａｌの
反応条件、反応方式及び分離、採取方法が同様に用い得
る。

本発明は、前述したように、上記微生物による原料オレ
フィンのエポキシ化反応を水不溶性有機溶剤の存在下で
行なう態様を包含するものであり以下この態様について
説明する。

本発明において、上記原料オレフィンに前記微生物を作
用させてエポキシ化を行なうに際して存在させる水不溶
性有機溶剤（以下単に有機溶剤と称する）は、炭素数９
乃至１７を有するパラフィン、炭素数１０乃至１８を有
するオレフィン、炭素数９乃至１６を有するハロゲン化
パラフィン、および鎖長が６乃至１５の側鎖を有するア
ルキルベンゼンから成る群から選択される有機溶剤であ
って、これらは単独もしくは２種以上の混合物としても
使用し得る。

これらの有機溶剤について詳しく説明すると、炭素数９
〜１７を有するパラフィンのうちノルマルパラフィンは
石油の灯油及び軽油留分中に約２０〜２５％含有されて
いるものである。すなわち、沸点的１６０℃〜３５０℃
の留分を水素化説破した後、ゼオライト（モレキュラー
シーブ）等を用いて分離、回収し得るものであって、一
般にソフト洗剤の原料として使用されている。

上記パラフィンのうちでも炭素数の多いものの方がエポ
キシ化の促進作用が高く、特に炭素数１２〜１６のもの
が好ましい。因に、炭素数が９より少ないとエポキシ化
の促進作用がみられず、一方１７より多くなっても該促
進作用が低下し、加うるに室温で固化するようになるの
で実用的でない。また、上記パラフィンのうちイソパラ
フィンは、上述した留分中にノルマルパラフィンと共存
しているものであって、精密蒸留によりノルマルパラフ
ィンと分離し得るが、実際にはノルマルパラフィンとの
混合物として用いるのが便利である。なお、側鎖がメチ
ルやエチルのような短い鎖長のものが一般的であるが、
炭素数が１２〜１６を有するイソパラフィンがエポキシ
化促進上好ましい。

次に、炭素数１０〜１８を有するオレフィンはプロピレ
ンやブチレンの低重合体又はオリゴマーであってもよく
、また試薬として市販されているものも適用し得る。一
般には直鎖状又は低分岐状モノオレフィンである。

なお、炭素数が９より少ないオレフィンではエポキシ化
の促進効果がみられず、一方１８より多いものでは該効
果も低く、加うるに粘性が高くなるので実用的でない。

有機溶剤としての炭素数９〜１６を有するハロゲン化パ
ラフィンは、塩素化並びに臭素化パラフィンであって、
塩化デシル、塩化ウンデシル、塩　　−化ドデシル、塩
化トリデシル、塩化テトラデシル、臭化デシル、臭化ウ
ンデシル、臭化ドデシル、臭化テトラデシル、臭化ヘキ
サデシル等を包含する。

なお、炭素数が９より少なくても又１６より多くてもエ
ポキシ化促進効果がみられなくなる。

次に、鎖長が６〜１５の側鎖を有するアルキルベンゼン
は通常ハード又はソフト洗剤の中間体として利用されて
いるものであって、炭素数６〜１５の直鎖もしくは分岐
アルキル基を側鎖に有するものである。

なお、上記鎖長が６〜１５の範囲外のものではエポキシ
化促進効果がみられないか、又は低（て実用的でない。

上記有機溶剤の菌体培養液もしくは菌体懸濁液などの菌
体含有水性液に対する使用割合は、有機溶剤の種類によ
り異なることもあるが通常１〜２００ｖｏ１／ｖｏ１　
％、好ましくは１０〜１００ｖｏｌ／ｖｏｌ　％である
。

なお、有機溶剤を存在させる場合の反応条件、反応方式
および生成エポキシドの分離、採取方法は前述したと同
様に通用することができ、この有機溶剤の存在下での反
応により、目的とするエポキシドの生産性を−そう顕著
に高めることができる。

本発明により得られるエポキシドはさきに言及した如き
従来知られている種々の広範囲な用途に供することがで
きる。

以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ ミクロコツカス・バラフィノリティヵス＾ＴＣＣ１５５
８９の３白金耳をＮＢＧ培地（オキソイド社製ラブレン
コパウダーｌｏｇ　、バクテリオロジカルペプトン１０
ｇ１グルコースＩＯ＆及び塩化ナトリウム５ｇに水道水
を加えて１１とし、ＩＮ−苛性ソーダ水溶液でｐＨ７，
５に調整した後、オートクレーブ中で１２０’Ｃ１Ｓ分
加熱殺菌した液体培地）　１００ｗｊ！を収容した５０
０ｔａ　ｌ容の坂ロフラスコに接種し、３０℃で４８時
間振盪培養した。

この培養により生成した菌体を０．ＯＩＭ−リン酸緩衝
液（ｐＨ７，５）で１回洗浄し、ついで下記に示す反応
培地で１回洗浄後、同反応培地中に再懸濁することによ
り菌懸濁液を調製した。なお、菌懸濁液の菌濃度は乾燥
菌体濃度として３．５〜４．０ｇ／ｌの範囲となる様に
した。

反応培地 Ｋｔｕｐｏ吟　　　　１．７４　　ｇ ＭｇＳＯ吟・７８２０　　１．５０　　ｇＦｅＳ％４Ｈ
２００，０５ｇ 脱イオン水　　１　！ ｐｎは２Ｎ−Ｈ２ＳＯ４で８．０に調整。

この菌懸濁液２０ｍ　ｌに第１表記載の原料オレフィン
０１ＩＩＩ　ｌ　ｓ　ｎ−テトラデカン２Ｉ１１とを添
加し密栓した５００ｍ　Ａ容坂ロフラスコ内で３０℃、
２４時間振盪培養したのち５０ｍ　ｉｔのエーテルで抽
出して生成したエポキシドを分析した。結果を第１表に
示す。

第　　１　　表 実施例２ 菌株ミクロコツカス・パラフイノリテイカスＡＴＣＣ１
５５８９を用いて実施例１と同様の方法で菌懸濁液を調
製した。

菌懸濁液２０＋ｅ　１、原料オレフィンとしてｐ−クロ
ロスチレン０．５ｎ＋ｊ！、第２表に示されている有機
溶剤ｌ０１１１を５００ｍ　１容坂ロフラスコに入れ実
施例１に記載の方法で反応させ、反応後有機溶剤層をガ
スクロマトグラフで分析し、生成したｐ−クロロスチレ
ンオキサイドを定量した。

用いた有機溶剤の種類と生成したｐ−クロロスチレンオ
キサイドの量を第２表に示す。

なお、対照として有機溶剤を存在させない場合について
も同様にして第２表に示した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ミクロコッカス属に属するエポキシド生産能を有
   する微生物を、芳香環を有するオレフィンに好気的条件
   下で作用させて相当する芳香環を有するエポキシドを産
   生し、得られたエポキシドを分離、採取することを特徴
   とするエポキシドの製造方法。
2. （２）ミクロコッカス属に属するエポキシド生産能を有
   する微生物を、水不溶性有機溶剤の存在下に、芳香環を
   有するオレフィンに好気的条件下で作用させて相当する
   エポキシドを産生し、得られたエポキシドを分離、採取
   することを特徴とするエポキシドの製造方法。
3. （３）水不溶性有機溶剤は、炭素数９乃至１７を有する
   パラフィン、炭素数１０乃至１８を有するオレフィン、
   炭素数９乃至１６を有するハロゲン化パラフィン及び鎖
   長が６乃至１５の側鎖を有するアルキルベンゼンから成
   る群から選択される１種又は２種以上の混合物である特
   許請求の範囲第（２）項記載の製造方法