JP3465366B2

JP3465366B2 - １−テトラロールの製造法

Info

Publication number: JP3465366B2
Application number: JP21592194A
Authority: JP
Inventors: 正美井上; 三千雄佐山; 泰糸井
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 2003-11-10
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: JPH0870877A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は医薬、農薬、香料などの
原料として有用な１−テトラロールの製造法に関する。
さらに詳しくは、安全性が高くかつ安価に大規模な製造
が可能な、微生物を用いた１−テトラロール、とくには
そのＲ−体およびＳ−体の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】分子内に水酸基を含む化合物は、合成原
料あるいは有機溶剤として重要であり、たとえば、テト
ラリン（１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン）の
ような脂環状化合物に水酸基が結合したテトラロールは
機能性化合物合成の中間原料への応用が期待されてい
る。とくに、テトラロールのＲ−体あるいはＳ−体のい
ずれか一方の不斉アルコールをうることができれば医
薬、農薬、香料などへの有用性が高まることが期待され
る。

【０００３】従来、１−テトラロール（１，２，３，４
−テトラヒドロ−１−ナフトール）はナフタレンのスル
フォン化とアルカリ加熱によってえられた１−ナフトー
ルの部分水素化のような多段階の反応によって製造され
ている。さらに、ここでえられたラセミ体からＲ−体も
しくはＳ−体を分離するにはラセミ体をフタル酸エステ
ルとしたのちキニジンによって光学分割をおこなう方法
が知られており（エー・ジー・デビエスおよびエー・エ
ム・ホワイト（Ａ．Ｇ．ＤａｖｉｅｓａｎｄＡ．Ｍ．
Ｗｈｉｔｅ）、ジャーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソサ
イアティ（Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．）、３３００（１９
５２）参照）、また、光学活性物質分離カラムによる分
離も行なわれている。

【０００４】また、コバルトなどの金属錯体を触媒とし
て、酸素加圧下、加熱（７０℃）によってテトラリンの
自動酸化をおこなってテトラロールとテトラロンの混合
物を合成する方法も知られている（エフ・ミズカミおよ
びジェー・イマムラ（Ｆ．Ｍｉｚｕｋａｍｉａｎｄ
Ｊ．Ｉｍａｍｕｒａ）、ブリタン・オブ・ザ・ケミカル
・ソサイアティ・オブ・ジャパン（Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．）、５１、１４０４（１９７８）
参照）。

【０００５】これまで、環境に放出された炭化水素類の
分解浄化の見地から、微生物によるテトラリンの資化分
解性が調べられてきた。その結果、ある種の菌類、バク
テリアがテトラリンに対して酸化活性を示すことが見出
された。アスペルギルスニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌ
ｕｓｎｉｇｅｒ）はテトラリンを酸化して（±）−１
−テトラロール（１．１％）とα−テトラロン（３，４
−ジヒドロ−１（２Ｈ）−ナフタレノン）（０．８％）
を生成した（ピー・ケー・バッタチャリヤおよびケー・
ガナパシィ（Ｐ．Ｋ．Ｂｈａｔｔａｃｈａｒｙｙａａ
ｎｄＫ．Ｇａｎａｐａｔｈｙ）、インディアン・ジャ
ーナル・オブ・バイオケミストリィ・アンド・バイオフ
ィジクス（ＩｎｄｉａｎＪ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏ
ｐｈｙｓ．）、２、１３７（１９６５）参照）。

【０００６】また、シュードモナススツゼリ（Ｐｓｅ
ｕｄｏｍｏｎａｓｓｔｕｚｅｒｉ）ＡＳ３９はサリチ
ル酸塩を栄養源としてテトラリンからテトラロールとテ
トラロンを１：１の割合で生成することが見出された
（エー・エフ・シュレイバーおよびユー・ケー・ウィク
ラー（Ａ．Ｆ．ＳｃｈｒｅｉｂｅｒａｎｄＵ．Ｋ．
Ｗｉｋｌｅｒ）、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・ア
プライド・ミクロバイアル・バイオテクノロジー（Ｅｕ
ｒ．Ｊ．Ａｐｐｌ．ＭｉｃｒｏｂｉａｌＢｉｏｔｅｃ
ｈｎｏｌ．）１８、６（１９８３）参照）。

【０００７】しかしながら、多段階を経ず温和な条件下
で優先的に１−テトラロールを、とくにはそのＲ−体ま
たはＳ−体を生産する経路は知られていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題を
解決するためになされたものであり、安全性が高く、か
つ安価に大規模での反応に適用しうる１−テトラロール
の製造法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によ
り、テトラリンにバシラス属に属する微生物を作用させ
て酸化反応を行なう工程および反応液から１−テトラロ
ールを採取する工程を含んでなる１−テトラロールの製
造法を提供する。

【００１０】１−テトラロールにはＲ−体およびＳ−体
が存在する。本発明は１−テトラロールのＲ−体、Ｓ−
体またはその混合物、とくに好ましくはＳ−体の有利な
製造法を提供する。前記製造法において、好ましくは、
前記微生物がバシラスブレビスである。

【００１１】

【実施例】本発明に使用されうる微生物は、バシラセア
エ（Ｂａｃｉｌｌａｃｅａｅ）科のバシラス属に属する
グラム陽性の有芽胞桿菌であり、好ましくはバシラス
ブレビス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｂｒｅｖｉｓ）、とくに
好ましくは平成６年９月７日に工業技術院生命工学工業
技術研究所に寄託した、受託番号ＦＥＲＭＰ−１４
５２５のバシラスブレビスである。バシラスブレビ
スは土壌常在の通性嫌気性菌で、耕地、河川、公園、山
林などあらゆる土壌中に芽胞の状態で分布しており、周
毛性べん毛を有し、運動性を示すグラム陽性の有芽胞桿
菌であって菌体の中央またはやや中央に楕円形の芽胞が
存在する。土壌を滅菌水に懸濁分散させ８０℃５分間加
熱したのち、平板寒天培地で培養して分離することがで
きる。

【００１２】前記微生物の培養には、通常、微生物の培
養に用いられる栄養源を含む液体培地が使用されうる。
前記栄養源は、炭素源および窒素源として肉エキス、ペ
プトンなどが用いられる。さらに、たとえばリン、マグ
ネシウム、鉄、マンガン、ＮａＣｌなどの無機物質およ
びビタミン類などが適宜混合されうる。そのような培地
の例としては、たとえば蒸留水に魚肉（カツオ）エキ
ス、ポリペプトン、ＮａＣｌを溶解した液体培地などが
あげられる。前記培地のｐＨは６．５〜７．５が好まし
い。培地は滅菌することが必要であり、滅菌は通常の高
圧蒸気滅菌などにより行なうことができる。

【００１３】前記微生物は、本発明の製造法に用いる前
に、無菌的に調製した培地を用いて、通常の条件、たと
えば、ｐＨ５〜９、好ましくはｐＨ６．５〜７．５に
て、１５〜４０℃、好ましくは２５〜３５℃の温度で所
望の濁度となるまで、１２〜３６時間、前培養を行なっ
てもよい。前培養を行なった培養物の中に直接基質を加
えて反応を行なってもよいし、基質を入れた反応用の溶
液中に前記培養物を適量加えてもよいし、または前培養
後に遠心分離によって菌体を集めて反応に用いてもよ
い。

【００１４】本発明の製造法に用いられる反応液として
は、前記培養物に加えて、前記培養物を蒸留水、好まし
くは滅菌蒸留水で２〜２０倍希釈したもの、蒸留水、生
理食塩水などが用いられる。

【００１５】反応液中の菌体の量は菌体が基質および反
応液に適切に接触しうるように選択するとよく、１〜１
０ｇ菌体／１００ｍｌ反応液、好ましくは２〜５ｇ菌体
／１００ｍｌ反応液で行なうとよい。菌体の量が少ない
と基質との接触の効率が低く、また菌体の量が多すぎる
と菌体による反応の効率が低下する。

【００１６】基質であるテトラリンに前記微生物を反応
させる際、前記テトラリンを粉砕したものをそのまま添
加してもよいが、前記テトラリンは水に不溶性であるた
め、有機溶媒を少量用いて（０．１〜２ｍｌ有機溶媒／
１００ｍｌ反応液、０．００５〜１ｍｍｏｌ基質／ｍｌ
有機溶媒、好ましくは０．０１〜０．５ｍｍｏｌ基質／
ｍｌ有機溶媒）溶解した後に添加するとよい。有機溶媒
はメタノール、アセトニトリルのような親水性が高いも
のを用いたばあいに１−テトラロールが生成しにくいの
で、親水性の低いもの、たとえばアセトン、ジメチルス
ルホキシドなどが好ましい。基質は反応初期に一括して
添加しても、分割して添加してもよい。基質は反応液中
１％（ｗ／ｖ）以下程度、好ましくは０．０１〜０．１
％（ｗ／ｖ）となるよう添加するとよい。加える基質濃
度が高すぎてもまた低すぎても、反応率は低下する。反
応はたとえばＬ字管または坂口フラスコなどを用いて、
通常１５〜４０℃、好ましくは２５〜３５℃にて、反応
産物量が一定値に達するまで５〜３０時間、好ましくは
１２〜２４時間行なう。反応産物量は、おそらくはプロ
ダクトインヒビションにより一定値にとどまると考えら
れるので、反応産物を反応液中から逐次採取しながら反
応を継続することにより、さらに高い収率がえられる。

【００１７】反応時のｐＨは５．０〜９．０、好ましく
はｐＨ６．５〜８．０に調整するとよい。５．０より低
いｐＨまたは９．０より高いｐＨでは反応が充分に行な
われない。反応は通常、振とうまたは撹拌しながら行な
う。

【００１８】前記の反応は、通常行なわれるように、本
発明の製造法に用いられる微生物以外の菌体の混入を防
ぐことを考慮して行なうことが好ましい。

【００１９】反応終了後、１−テトラロールを反応液か
ら採取するには、一般的な単離方法が採用されうる。す
なわち、反応液より好ましくは３００〜５００×ｇ、１
０〜３０分間の条件での遠心などによって菌体を除去し
たのち、エチルエーテルまたは酢酸エチルエステルなど
を用いて２〜３回程度抽出し、乾燥、減圧濃縮などを行
なう。えられた抽出物は、カラム、好ましくはシリカゲ
ルカラムに付して精製し、１−テトラロールを単離す
る。シリカゲルカラムにて精製する際、未反応のテトラ
リンを石油エーテルで溶出させ、そののち石油エーテル
／エチルエーテル＝１／１の溶媒を用いて１−テトラロ
ールを溶出させることが好ましい。精製、単離した反応
産物は、ＮＭＲ、質量分析、元素分析およびＨＰＬＣな
どの通常の分析方法により分析されうる。また単離した
産物の定量は、ＨＰＬＣなどを用いて行なうことができ
る。さらに、１−テトラロールの光学異性体は従来の方
法、たとえばＲ−、Ｓ−体分離カラムを利用する方法な
どを用いてえられる。

【００２０】つぎに実施例により本発明をより詳細に説
明するが、これら実施例はもとより本発明の範囲を限定
するものではない。

【００２１】実施例１１−テトラロールの合成Ｌ字形試験管（直径１．８ｃｍ×長さ８＋１３ｃｍ）
に、魚肉（カツオ）エキス（和光純薬社製、魚肉エキス
（カツオ製））１０ｇ、ポリペプトン（日本製薬社
製）１０ｇおよびＮａＣｌ２ｇを蒸留水１０００
ｍｌ中に溶解し、ｐＨ７．０に調整して１２０℃で２０
分間高圧蒸気滅菌した培地を１０ｍｌ入れ、無菌的にバ
シラスブレビス（岐阜県吉城郡宮川村の土壌より分離
した菌をバージェイのマニュアル（Ｂｅｒｇｅｙ′ｓ
Ｍａｎｕａｌ）にしたがい表１に示す各種検査によって
同定した。さらにこの菌は、平成６年９月７日に工業技
術院生命工学工業技術研究所に寄託した（受託番号Ｆ
ＥＲＭＰ−１４５２５））を一白金耳接種して、３０
℃にて１２時間振とうして前培養し、０．０２ｇ菌体／
ｍｌ培地まで菌体を増殖させた。つぎに基質であるテト
ラリンを１２μｍｏｌ／３０μｌアセトンの溶液として
調製し、えられた培養物中に添加した。添加後、ｐＨ
７．０に調整しさらに３０℃にて１２時間振とうし、バ
シラスブレビス以外の菌体が混入しないようにして酸
化反応を行なった。反応終了後、４５０×ｇ、１０分間
の遠心分離によって菌体を除去し、反応液を２ｍｌの酢
酸エチルで３回抽出して、えられた抽出液を減圧下で濃
縮し全量５ｍｌとした。抽出した反応産物はついで高速
液体クロマトグラフィー（カラム：ＹＭＣ−パック（Ｐ
ａｃｋ）ＯＤＳ−ＡＡ−３０２１５０×４．６ｍ
ｍ内径、溶媒：メタノール／水（３／７〜９／１）グラ
ジエント法、流速１ｍｌ／ｍｉｎ、検出波長ＵＶ２２
０ｎｍ）を用いて未反応原料と生成物を定量した。

【００２２】えられた抽出物は主生成物として１−テト
ラロール（Ｒ−体：Ｓ−体＝２８：７２）（３２％）と
微量のα−テトラロン（０．２％）を含有していた。な
お、Ｒ−体とＳ−体の比率の測定は後述の実施例４の方
法にしたがった。

【００２３】

【表１】

【００２４】実施例２１）前培養によりえられた培養液よりの菌体の分離５００ｍｌ容の三角フラスコに、魚肉（カツオ）エキス
１０ｇ、ポリペプトン１０ｇおよびＮａＣｌ２ｇ
を蒸留水１０００ｍｌ中に溶解し、ｐＨ７．０に調整
して１２０℃で２０分間高圧蒸気滅菌した液体培地１
００ｍｌと、Ｌ字形試験管（直径１．８ｃｍ×長さ８＋
１３ｃｍ）において前記と同様にしてえた培地１０ｍ
ｌ中にバシラスブレビスを一白金耳接種して３０℃で
１２時間前培養した液体１ｍｌとを無菌的に加え、さ
らに３０℃で１２時間振とう培養した。そののち、無菌
的に白濁した培養液より菌体を遠心分離（２０００ｒｐ
ｍ、２０分間）したのち、上清を除きリン酸緩衝液（ｐ
Ｈ７．０）１０ｍｌを含有する生理食塩水４０ｍｌで
２回洗浄し、約２ｇの菌体がえられた。

【００２５】２）１−テトラロール合成の経時的変化１００ｍｌ容の共栓三角フラスコに前記１）でえられた
湿菌体０．２ｇ、生理食塩水１０ｍｌ、基質溶液
（テトラリン１０μｍｏｌを含有するアセトン溶液）
１００μｌを加えビニールテープで栓を固定したのち３
０℃で以下の表２に示す期間（時間）振とうしバシラス
ブレビス以外の菌体が混入しないようにして酸化反応
を行なった。一定時間後、反応液を５℃に設定された冷
蔵庫に入れて冷却し、酢酸エチル２ｍｌで３回抽出し、
減圧下で濃縮し全量を５ｍｌとして、その一部について
高速液体クロマトグラフィー（カラム：ＹＭＣ−パック
（Ｐａｃｋ）ＯＤＳ−ＡＡ−３０２１５０×４．
６ｍｍ内径、溶媒：メタノール／水（３／７〜９／１）
グラジエント法、流速１ｍｌ／ｍｉｎ、検出波長ＵＶ
２２０ｎｍ）で分析した。以下の表２に抽出物の分析結
果を示す。なお、Ｒ−体とＳ−体の比率の測定は後述の
実施例４の方法にしたがった。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２から明らかなようにα−テトラロンの
生成は大幅に抑制された。

【００２８】実施例３以下の表３に示すようにａ）〜ｆ）において培養液組成
および／またはｐＨをかえること以外は実施例２の２）
の方法と同様に３０℃で１２時間反応を行ない、酢酸エ
チルで抽出してえられた抽出液の組成を分析した。な
お、前記ａ）は実施例２の１）に記載の液体培地を意味
し、前記ｂ）は前記ａ）を蒸留水で５倍に希釈した培地
を意味する。また、前記ａ）〜ｆ）は無菌的に調製し
た。以下の表３に抽出物の分析結果を示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３から明らかなようにα−テトラロンは
生成されなかった。

【００３１】実施例４実施例３でえられたａ）〜ｆ）の各々の培養液１０ｍｌ
より酢酸エチル６ｍｌで生成物を抽出し、減圧下で濃縮
し全量を５ｍｌとして、その一部について高速液体クロ
マトグラフィー（カラム：ＹＭＣ−パック（Ｐａｃｋ）
ＯＤＳ−ＡＡ−３０２１５０×４．６ｍｍ内径、溶
媒：メタノール／水（３／７〜９／１）グラジエント
法、流速１ｍｌ／ｍｉｎ、検出波長ＵＶ２２０ｎｍ）
で分析した。えられた油状物はＮＭＲ、ＨＰＬＣによっ
て標準１−テトラロールのものと一致した。

【００３２】光学異性体比はＲ−、Ｓ−体分離カラム
（東京、ダイセル化学工業株式会社（ＤＡＩＣＥＬＣ
Ｏ．ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ，ＬＴ
Ｄ）製、キラルセル（ＣＨＩＲＡＬＣＥＬ）ＯＢ４．
６×１５０ｍｍ、ヘキサン−２−プロパノール（９：
１）、検出波長ＵＶ２２０ｎｍ）により分離定量し
た。以下の表４に結果を示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、所定の微生物をテトラ
リンに作用させることにより、安全性が高く、かつ安価
に工業的規模でのテトラロールの製造が可能となる。さ
らに、従来副生成しているα−テトラロンの生成を大幅
に抑えることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献ＥｕｒＪ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ. Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．（1983），Ｖｏｌ．18，Ｎｏ．１，ｐ．６−10 ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＲｏｙａｌＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ（1991），Ｖｏｌ．110，Ｎｏ．５，ｐ. 189−194 ＢＩＯＴＥＣＨ．５ＴＨ．ＥＵＲ．ＣＯＮＧＲ．（1990），Ｖｏｌ．１，ｐ. 243−246 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C12P 3/00 - 11/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＢＩＯＳＩＳ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＷＰＩＤＳ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】テトラリンにバシラスブレビスを作用
させて酸化反応を行なう工程および反応液から１−テト
ラロールを採取する工程を含んでなる１−テトラロール
の製造法。
【請求項２】１−テトラロールがＲ−体である請求項
１記載の製造法。
【請求項３】１−テトラロールがＳ−体である請求項
１記載の製造法。