RU2094461C1 - Способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей - Google Patents

Способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей Download PDF

Info

Publication number
RU2094461C1
RU2094461C1 SU925011940A SU5011940A RU2094461C1 RU 2094461 C1 RU2094461 C1 RU 2094461C1 SU 925011940 A SU925011940 A SU 925011940A SU 5011940 A SU5011940 A SU 5011940A RU 2094461 C1 RU2094461 C1 RU 2094461C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carboxylic acid
salts
carried out
biotransformation
acid
Prior art date
Application number
SU925011940A
Other languages
English (en)
Inventor
Кинер Андреас
Original Assignee
Лонца Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лонца Аг filed Critical Лонца Аг
Application granted granted Critical
Publication of RU2094461C1 publication Critical patent/RU2094461C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/10Nitrogen as only ring hetero atom
    • C12P17/12Nitrogen as only ring hetero atom containing a six-membered hetero ring

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Использование: биотехнология. Сущность изобретения: описан микробилогический способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей из пиразинкарбоновой кислоты и ее солей в качестве субстрата с помощью микроорганизмов, выращенных с никотиновой кислотой и/или ее солями как единственным источником углерода. Используются бактерии Pseudomonas acidovorans, Achromobacter xylosoxydans. Процесс биотрансформации ведут при pH 4 - 10 и 10 - 60oC. 5 з. п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к новому способу получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей из пиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей с использованием микроорганизмов, выращенных с никотиновой кислотой и/или ее солей.
В последующем под никотиновой кислотой, пиразинкарбоновой и 5-гидроксипиразинкарбоновой кислотой следует понимать также их соли, например соли щелочных металлов или соли аммония.
5-Гидроксипиразинкарбоновую кислоту можно применять, например как промежуточный продукт, для получения фармацевтических средств, в частности для получения пиразин-нуклеозидных аналогов с цитостатическим действием (M. Bobek, J. Heterocylic Chem. 1991, 28, с. 1131).
Известно, что 5-гидроксипиразинкарбоновая кислота образуется в процессе обмена веществ у собак и людей из пиразинамида через пиразинкарбоновую кислоту [J. Pharmacol Exp. Ther. 1972, 180(2), 411-434]
5-Ступенчатый химический способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты из фурфурилглиоксаля был описан, (например в J. Heterocyclic Chem. 19, 1982, с. 402). Способ, однако, имеет существенный недостаток, состоящий в том, что он не может быть применен в крупном промышленном масштабе.
Микробиологический способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты до сих пор не был известен.
Задача изобретения создание простого, экономичного и экологически чистого способа получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты.
Согласно настоящему изобретению в способе получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей осуществляют биотрансформацию пиразинкарбоновой кислоты и/или ее соли в целевой продукт с помощью микроорганизмов, выращенных с использованием никотиновой кислоты и/или ее солей в качестве единственного источника углерода, азота и энергии, причем целевой продукт аккумулируют в реакционной среде.
Предпочтительно проводить биотрансформацию с помощью штамма бактерий Pseudomonas acidovarans DSM 4746, Achromobacter xylosoxydans DSM 2783, Pseudomonas putida NCIB 10521.
Предпочтительно также вести процесс при однократном или постоянном добавлении пиразинкарбоновой кислоты и/или ее соли до достижения концентрации ее в среде не более 20 мас.
Причем целесообразно биотрансформацию проводить в анаэробных условиях при pH 4 10 и температуре 10 60oC.
В принципе для проведения способа могут быть использованы все микроорганизмы, способные разрушать никотиновую кислоту через 6-гидроксиникотиновую кислоту. Эти микроорганизмы могут быть выделены с помощью обычных микробиологических методик, например из очистных установок, с никотиновой кислотой в качестве субстрата. Могут быть использованы семейства типа Pseudomonas, Achromobacter, BBacillus, Azorhizobium, Sarcina и Mycobacterium, уже описанные в Европейской патентной заявке N 152948. Реакцию можно проводить со смесями, а также с чистыми изолятами этих микроорганизмов, в стерильных или нестерильных условиях.
Наиболее предпочтительно использовать следующие виды микроорганизмов:
Pseudomonas acidovorans DSM 4746,
Achromobacter xylosoxydans DSM 2402,
Achromobacter xylosoxydans DSM 2783,
Pseudomonas putida NCIB 10521,
Pseudomonas putida NCIB 8176,
а также их потомство и мутанты. Оптимальным в этом смысле является Pseudomonas acidovorans DSM 4746.
Микроорганизмы Pseudomonas acidovorans DSM 4746 25 июля 1988 г. передали в Германскую коллекцию микроорганизмов и клеточных структур ГМбх.
Микроорганизмы Achromobacter xylosoxydans DSM 2402 и DSM 2783 также хранятся в описанном выше институте и описаны в Европейской патентной заявке EP-A N 152948.
Микроорганизмы вида Pseudomonas putida NCIB 10521 и NCIB 8176 хранятся в Национальной коллекции Института бактерий в Шотландии.
Обычно перед началом собственно реакции проводится выращивание (культивирование) микробов или индукция микроорганизмов в присутствии никотиновой кислоты.
Преимущественно культивирование (выращивание) и индукцию осуществляют в присутствии никотиновой кислоты, которая служит единственным источником углерода, азота и энергии.
Перед подачей субстрата (пиразинкарбоновой кислоты) микроорганизмы либо отделяют с применением обычных способов отделения и ресуспендируют в новую среду, ибо субстрат (пиразинкарбоновую кислоту) добавляют непосредственно к микроорганизмам в первоначальной питательной среде. Для представляемого способа суспензию клеток целесообразно доводить до оптической плотности 650 нм, от 1 до 100, предпочтительно от 10 до 30.
В качестве сред как для культивирования, так и для собственно биотрансформации применяют известные для этих целей среды. Оптимальным можно считать применение сред, состав которых представлен в табл. 1.
Субстрат (пиразинкарбоновую кислоту) можно добавлять однократно или же непрерывным методом.
Наиболее целесообразно добавку субстрата осуществлять таким образом, чтобы концентрация субстрата не превышала 20 мас. предпочтительно 5 мас. Обычно реакция пиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей протекает с клетками, находящимися в состоянии покоя.
Реакцию рекомендуется проводить в аэробных условиях при pH от 4 до 10, предпочтительно от 6 до 8.
Температура должна лежать в пределах от 10 до 60oC, предпочтительно от 15 до 45oC.
Обычная продолжительность реакции 4 100 ч, после чего продукт осаждают путем подкисления соответствующим раствором и выделяют с применением обычных методов обработки. В случае натриевой соли 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты продукт осаждают уже в ходе реакции.
Пример 1. Pseudomonas acidovorans DSM 4746 выращивают в минеральной питательной среде (см. табл. 1) при непрерывном добавлении никотината натрия (0,6 г/л/ч) в ферментере при pH 7,0 и температуре от 30oC до оптической плотности при 650 нм порядка 10.
Затем клетки отделяют с помощью центрифуги и суспендируют в 2 л раствора, содержащего 1 моль (146 г) натриевой соли пиразинкарбоновой кислоты с pH 7,0.
Оптическая плотность при 650 нм составляет 20.
По истечение инкубационного периода, 16 ч, в аэробных условиях при pH 7,0 и температуре 30oC с использованием способа УФ-спектроскопи, обнаружить аддукты не удалось. Часть образовавшейся соли 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты выкристаллизовывалась уже при этих условиях. Выпавший в осадок продукт вместе с биомассой отделяют на центрифуге.
Образовавшийся осадок затем ресуспендируют в 500 мл воды и снова отделяют методом центрифугирования.
Затем не содержащий клеток продукт (верхний слой) соединяют и концентрируют в ротационном испарителе до 300 мл и охлаждают до 0oC. Образующиеся кристаллы отфильтровывают, высушивают. В общей сложности можно выделить 0,67 моль (108 г) натриевой соли 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты, что соответствует выходу 67% в перерасчете на использованную натриевую соль пиразинкарбоновой кислоты.
Пример 2. Pseudomonas acidovorans DSM 4746 культивируют в минеральной питательной среде (см. табл. 1) при непрерывном добавлении никотината натрия (0,6 г/л/ч) в ферментере при pH 7,0 и температуре 30oC до оптической плотности при 650 нм порядка 10.
Затем клетки отделяют методом центрифугирования и ресуспендируют в 100 мл раствора, содержащего 0,056 моль (7,9 г) аммониевой соли пиразинкарбоновой кислоты, pH 7,0.
Оптическая плотность при 650 нм составляет тогда 20.
По истечении инкубационного периода, 24 ч, при аэробных условиях, при pH 7,0 и температуре 30oC методом УФ-спектроскопии, аддукта обнаружить не удалось.
Затем не содержащий клеточной структуры верхний слой подкисляют концентрированной серной кислотой до pH 2,0 с целью осаждения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты. После этого суспензию охлаждают до 4oC и фильтруют.
Остаток от фильтрования дважды промывают 10 мл воды и высушивают.
В общей сложности получают 0,054 моль (7,56 г) 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты, что соответствует выходу 96% на введенную аммониевую соль пиразинкарбоновой кислоты. Содержание 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты составляет более 90% по данным жидкостной хромотографии высокого разрешения (HPLC).
Пример 3. Микроорганизм Bacillus sp. выращивали как описано в работе Ensign Rittenberg (J. Biol. Chem. т.239, N 7, 1964, с. 2285).
Затем клетки отделяют центрифугированием в соответствии с примером 1 и переводят в минеральную питательную среду (см. табл. 1), содержащей 0,65 моль (94,9 г) натриевой соли пиразинкарбоновой кислоты. Биотрансформация происходит при тех же аналогичных условиях, что и в примере 1. В общей сложности может быть выделено 0,34 моль (54,8 г) 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты, что соответствует выходу 52,3%
Примеры 4 и 5. Микроорганизмы Achromobacter xylosoxydans DSM 2783 и Pseudomonas putida NCIB 10521 выращивали так, как описано в Европейской заявке EP-A-152 N 948, и затем проводили биотрансформацию так, как описано в примере 1, (результаты представлены в табл. 2).

Claims (6)

1. Способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей, отличающийся тем, что осуществляют биотрансформацию пиразинкарбоновой кислоты и/или ее соли в целевой продукт с помощью микроорганизмов, выращенных с использованием никотиновой кислоты и/или ее солей в качестве единственного источника углерода, азота и энергии, причем целевой продукт аккумулируют в реакционной среде.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что биотрансформацию проводят с помощью штамма бактерии Pseudomonas acidovorans DSM 4746.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что биотрансформацию проводят с помощью штамма бактерий Achromobacter xylosoxydans DSM 2783.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что биотрансформацию проводят с помощью штамма бактерий Pseudomonas putida NCJB 10521.
5. Способ по пп. 1 4, отличающийся тем, что процесс ведут при однократном или постоянном добавлении пиразинкарбоновой кислоты и/или ее соли до достижения концентрации ее в среде не более 20 мас.
6. Способ по пп. 1 5, отличающийся тем, что биотранформацию проводят в аэробных условиях при рН 4 10 и температуре 10 60oС.
SU925011940A 1991-06-21 1992-06-19 Способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей RU2094461C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1843/91 1991-06-21
CH184391 1991-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2094461C1 true RU2094461C1 (ru) 1997-10-27

Family

ID=4219911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925011940A RU2094461C1 (ru) 1991-06-21 1992-06-19 Способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей

Country Status (24)

Country Link
US (1) US5273893A (ru)
EP (1) EP0519512B1 (ru)
JP (1) JPH05244967A (ru)
KR (1) KR930000688A (ru)
AR (1) AR244807A1 (ru)
AT (1) ATE134385T1 (ru)
AU (1) AU658632B2 (ru)
BG (1) BG61510B1 (ru)
BR (1) BR9202293A (ru)
CA (1) CA2069596A1 (ru)
CZ (1) CZ279302B6 (ru)
DE (1) DE59205377D1 (ru)
DK (1) DK0519512T3 (ru)
ES (1) ES2083623T3 (ru)
FI (1) FI922125A (ru)
HU (1) HU213020B (ru)
IE (1) IE72211B1 (ru)
IL (1) IL102071A (ru)
MX (1) MX9202930A (ru)
PL (1) PL169635B1 (ru)
RO (1) RO109865B1 (ru)
RU (1) RU2094461C1 (ru)
SK (1) SK278570B6 (ru)
ZA (1) ZA923876B (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX9206934A (es) * 1991-12-05 1993-07-01 Lonza Ag Procedimiento microbiologico para la preparacion de acidos carboxilicos hidroxi-heterociclicos
JP3275353B2 (ja) * 1992-02-26 2002-04-15 三菱化学株式会社 6−ヒドロキシ含窒素6員環化合物の製造方法
CZ282939B6 (cs) * 1992-03-04 1997-11-12 Lonza A.G. Mikrobiologický způsob hydroxylace dusíkatých heterocyklických karboxylových kyselin
JP3319628B2 (ja) * 1992-07-08 2002-09-03 ロンザ リミテッド 5−ヒドロキシピラジンカルボン酸を製造するための微生物学的方法
US5763232A (en) * 1996-02-15 1998-06-09 Mitsubishi Chemical Corporation Method for producing 3-hydroxy nitrogen-containing six-membered cylic compound
KR20070010527A (ko) * 2005-07-19 2007-01-24 주식회사 엘지화학 6환 질소함유 화합물의 위치 선택적 수산화반응을 촉매하는미생물 및 이를 이용한 수산화된 6환 질소함유 화합물의제조방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH658866A5 (de) * 1984-02-21 1986-12-15 Lonza Ag Verfahren zur herstellung von 6-hydroxynikotinsaeure.
IN170700B (ru) * 1989-12-20 1992-05-02 Lonza Ag
CZ279464B6 (cs) * 1990-09-24 1995-05-17 Lonza A.G. Způsob hydroxylace methylových skupin v aromatických heterocyklech, hybridní plasmidy pL05 a p L04 uložené v mikroorganismech Pseudomonas putida a Escherichia coli
JP3027442B2 (ja) * 1990-10-30 2000-04-04 日東電工株式会社 光学活性エポキシアルコールの製法
MX9206934A (es) * 1991-12-05 1993-07-01 Lonza Ag Procedimiento microbiologico para la preparacion de acidos carboxilicos hidroxi-heterociclicos
JP3275353B2 (ja) * 1992-02-26 2002-04-15 三菱化学株式会社 6−ヒドロキシ含窒素6員環化合物の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Bobek M. Heterocyclis J. Chem., 1991, 28, 1131. 2. J. Pharmacol Exp. Rer., 1972, 180(2), 411 - 434. 3. J. Heterocyclis Chem., 19, 1982, 402. 4. EP, заявка, 152948, кл. C 12 P 17/12, 1985. 5. J. Biol. Chem., 239, N 7, 1964, 2285. *

Also Published As

Publication number Publication date
HUT65850A (en) 1994-07-28
IL102071A (en) 1996-09-12
BG96511A (en) 1994-03-24
FI922125A0 (fi) 1992-05-11
IL102071A0 (en) 1993-01-14
CA2069596A1 (en) 1992-12-22
EP0519512A2 (de) 1992-12-23
IE72211B1 (en) 1997-04-09
FI922125A (fi) 1992-12-22
SK188592A3 (en) 1997-10-08
RO109865B1 (ro) 1995-06-30
KR930000688A (ko) 1993-01-15
HU9202069D0 (en) 1992-09-28
MX9202930A (es) 1992-12-01
ES2083623T3 (es) 1996-04-16
US5273893A (en) 1993-12-28
CZ188592A3 (en) 1993-01-13
AU658632B2 (en) 1995-04-27
ATE134385T1 (de) 1996-03-15
PL169635B1 (pl) 1996-08-30
DK0519512T3 (da) 1996-03-18
ZA923876B (en) 1993-02-24
BG61510B1 (bg) 1997-10-31
HU213020B (en) 1997-01-28
AR244807A1 (es) 1993-11-30
JPH05244967A (ja) 1993-09-24
IE921680A1 (en) 1992-12-30
PL294938A1 (en) 1993-02-22
BR9202293A (pt) 1993-01-05
AU1819792A (en) 1993-03-11
CZ279302B6 (cs) 1995-04-12
SK278570B6 (en) 1997-10-08
EP0519512B1 (de) 1996-02-21
EP0519512A3 (ru) 1994-03-30
DE59205377D1 (de) 1996-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2720140B2 (ja) フェニル基を有する光学活性α−ヒドロキシカルボン酸の製造法
JPS60224488A (ja) 微生物学的手段によるl−カルニチンの製造
RU2094461C1 (ru) Способ получения 5-гидроксипиразинкарбоновой кислоты и/или ее солей
JPH0569514B2 (ru)
CZ279492B6 (cs) Mikrobiologický způsob výroby kyseliny 6-hydroxypikolinové
US6165777A (en) Process for the resolution of cis 1,2-indane diols using Pseudomonas putida
US5238829A (en) Microbiological process for the production of 6-hydroxypyrazinecarboxylic acid
KR100471703B1 (ko) 알칼리게네스속미생물을사용하여헤테로방향족카르복실산을제조하는미생물학적방법
JPH04218385A (ja) R(−)−マンデル酸の製造法
KR100290444B1 (ko) 미생물을 이용한 5-히드록시피라진카본산 및 그의 염의 제조방법
US5338667A (en) Microbiological process for the production of malonyl-7-amino-cephalosporanic acid derivatives using Sphingomonas sp. DSM 7007
JPH03277292A (ja) 光学活性な2―ヒドロキシカルボン酸の製造法
JPH04304893A (ja) 微生物による含窒素複素環化合物の水酸化物の製造方法
US4370415A (en) Process for producing uroporphyrin III
US4334021A (en) Process for producing coproporphyrin III
CZ279298B6 (cs) Mikroorganismy Alcaligenes faecalis DSM 6335 a způsob mikrobiologické výroby kyseliny 6-hydroxypikolinové
JPH0538295A (ja) ウロポルフイリンiii の製造方法
JPH0378999B2 (ru)
JPH0223876A (ja) (r)−2−ヒドロキシ−4−フェニル−3−ブテン酸の製造方法
CZ279297B6 (cs) Mikroorganismy agrobacterium sp. DSM 6336 a způsob mikrobiologické výroby kyseliny 6-hydroxynikotinové
JPH02142496A (ja) 光学活性2−ヒドロキシ‐4−フェニル酪酸の製造方法
JPH01112993A (ja) 5−ヒドロキシ−l−トリプトファンの製造法及び微生物
JPH09234089A (ja) ヒドロキシビフェニル類の製造法
JPH0352959B2 (ru)