JPH02283295A - 光学活性（ｒ）‐（‐）‐３‐ハロ‐１，２‐プロパンジオールの製造法 - 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】 （産業上のｆ１１用分野） 本発明は、光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハロ−１，２
−プロパンジオールの製造法に関する。　（Ｒ）−（−
）−３−ハロ−１．２−プロパンジオールは種々の医薬
品や生理活性物質の合成原料、例えば、Ｌ−力ルニチン
の合成原料として有用であることが知られている（特開
昭５７−１６５３５２号公報参照）。

（従来の技術と問題点） 光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハロ−１．２−プロパン
ジオールの製造に関しては、ローマンニトールを原料と
して得る方法（特開昭５７−１６５３５２号公報参照）
、メチル−５−クロロ−５−デオキシ−α−Ｌ−アラビ
ノフラノシドから得る方法（ケミストリー・アンド・イ
ンダストリー、　Ｐ、　５３３．１５．　Ｊｕｌｙ、　
１９７８参照）などが知られているが、これら化学合成
的手法では工程が複雑であり、工業的製法とするには問
題点が多い、また生物学的手法としては、ラセミ体であ
る（Ｒ，５）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールに
微生物を作用させて（Ｓ）　−（１）　−３−ハロ−１
．２−プロパンジオールを選択的に代謝させ、（Ｒ）−
（−）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールを残存さ
せる方法（特開昭６２−１５８４９４号公報参照）、シ
ュードモナス属に属する細菌をラセミ体の（Ｒ，５）−
２，３−ジクロロ−１−プロパツールに作用させて（Ｒ
）−（−）−３−クロロ−１，２−ブロパンジオールを
分取する方法（特開昭６２−６９９９３号公報参照）が
知られているが、これらはラセミ体の原料を光学分割す
る手法であるために取得できる（Ｒ）−（−）−３−ハ
ロ−１．２−プロパンジオールの原料に対するモル収率
は５０％以下となり、経済的に有利な製造法とはなり得
ない。

（発明の概要） そこで本発明者らは、光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハ
ロ１．２−プロパンジオールを工業的に製造し得る方法
について鋭意検討した結果、本発明者らが土壌中より分
離した微生物由来の酵素の作用により、安価なラセミ体
化合物エピハロヒドリンから５０％を越えるモル収率で
光学活性な（Ｒ）　−（−）−３−ハロ−■。

２−プロパンジオールを得ることができることを見出し
、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、エピハロヒドリン水和酵素の作用
によりラセミ体エピハロヒドリンかう光学活性（Ｒ）−
（−）−３−ハロ−１．２−プロパンジオールを生成せ
しめることを特徴とする光学活性（Ｒ）　−（−）３−
ハロ−１．２−プロパンジオールの製造法である。

本発明によれば、驚くべきことに、ラセミ体の原料を使
用するにもかかわらず、原料に対するモ収率が５０％を
越える（Ｒ）−（−）−３−ハロ−１．２−プロパンジ
オールを得ることができ、経済的に有利である。

（発明の詳細な説明） 本発明でいうエピハロヒドリン水和酵素とは、エピハロ
ヒドリンから（Ｒ）　−（−）−３−ハロ−１．２−プ
ロパンジオールを生成し得る酵素である。具体的には、
例えば、本発明者らにより新たに分離、見い出されたコ
リネバクテリウム属に属する微生物、Ｎ−２３５４株お
よびミクロバクテリウム属に属する微生物、Ｎ−４７０
１株等の産生ずる酵素を挙げることができる。これらの
微生物は、工業技術院微生物工業技術研究所（微工研）
に、それぞれ微工研菌寄第１０６７３号（コリネバクテ
リウムｓｐ、　Ｎ−２３５４）および微工研菌寄第１０
６７４号（ミクロバクテリウムｓｐ。

Ｎ−４７０１）　　として寄託されており、その菌学的
性質は以下に示す通りである。

形　　　　　態 集落の周辺細胞 ダラム染色性 芽　　　　　胞 運　　動　　性 オキシダーゼ カタラーゼ Ｆ 嫌気下での生育 細胞壁のジアミノ酸 グリコリル試験 デンプン分解 ゼラチン液化 硫化水素産生 ペプトン 千オ硫酸ナトリウム メチルレンド レバンの産生 桿菌 伸長せず ＋ 認めず ＋ ＋ ジアミノ酪酸 （アセチル型） ＋ ＮａＣｌ存在下での生育 ３％ ５％ 酸の産生 イヌリン マンニトール マンノース メレチトース 形　　　　　態 集落の周辺細胞 ダラム染色性 芽　　　　　胞 運　　動　　性 鞭毛 集落の色 オキシダーゼ カタラーゼ Ｆ 嫌気下での生育 ＋ ＋ ＋ ＋ 多形性桿菌 伸長せず ＋ 認めず ＋ 極〜側毛 黄橙色 ＋ ＋ 全細胞の加水分解物中の＋＊ｅｓｏ− ジアミノピメリン酸の存在 細胞壁のジアミノ酸　　　　　リシン グリコリル試験　　　　　＋（グリコリル型）デンプン
分解　　　　　　　　　　十 ゼラチン液化 硝酸塩還元 アルギニン利用　　　　　　　　　十 硫化水素産生 尿素分解 スキムミルク培地中での 耐熱性　６０°Ｃ３０分間 酸の産生 イヌリン　　　　　　　　　　　＋ グリセロール グルコース　　　　　　　　　　＋ ＋ ＋ ＋ トレ）−３−ハロ−ス シェークロース ラフィノース 以上の菌学的性質をバージニーズ・マニュアル・オブ・
システマティック・バタテリオロジーＶｏ１．２　（１
９８６）　　（Ｂｅｒｇｙ’ｓ　Ｍａｎｕａｌ　ｏｆ　
５ｙｓｔｅａ＋ａｔｉｃＢａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ　　
Ｖｏｌ、２　　（１９８６）　）に従って検索すると、
Ｎ−２３５４株はコリネバクテリウム属におよびＮ−４
７０１株はミクロバクテリウム属にそれぞれ屈する細菌
と同定された。

上記微生物を培養するための培地組成としては通常これ
らの微生物が生育しうるちのであれば何でも使用できる
０例えば、炭素源としてグルコース、フラクトース、シ
ェークロース、マルトース等のｖａ類、酢酸、クエン酸
等の有機酸類、エタノール、グリセロール等のアルコー
ル類など、窒素源としてペプトン、肉エキス、酵母エキ
ス、蛋白質加水分解物、アミノ酸等の一般天然窒素源の
他に各種無機、有機酸アンモニウム塩等が使用でき、こ
の他無機塩、微量金属塩、ビタミン等が必要に応じて適
宜使用される。この際高い酵素活性を誘導させるために
、エピハロヒドリン、１．３−ジハロ−２−プロパツー
ル、３−ハロ−１，２−プロパンジオール等を培地に添
加することも有用である。

上記微生物の培養は常法によればよく、例えばｐ１１４
〜ｌＯ１温度２０〜４０°Ｃの範囲にて好気的に１０〜
９６時間培養する。

本発明で使用するエピハロヒドリンはエビクロロヒドリ
ン、エビブロモヒドリン等である。

エピハロヒドリンに酵素を作用させて（Ｒ）−（−）−
３−ハロ−１．２−プロパンジオールを得る方法として
は、該酵素が微生物由来のものである場合、上記のよう
に培養して得た微生物の培養液あるいは遠心分離などに
より得た菌体のＱ濁液に基質を添加ｒる方法、菌体処理
物（例えば画体破砕物、粗酵素・精製酵素等の菌体抽出
物等）あるいは常法により固定化した国体または菌体処
理物等の懸濁液に基質を添加する方法、微生物の培養時
に基質を培養液に添加して培養と同時に反応を行う方法
等がある。

反応液中の基質濃度は特に限定するものではないが、０
．１〜１０　（Ｗ／Ｖ）％が好ましく、基質は反応液に
一括して加えるかあるいは分割添加することができる。

反応温度は５〜５０℃、反応ｐＨは４〜１０の範囲で行
うことが好ましい。

反応時間は基質濃度、菌体濃度あるいはその他の反応条
件等によって変わるが、通常１〜１２０時間で終了する
ように条件を設定するのが好ましい。

かくして反応液中に生成、蓄積した（＋１）−（−）−
３−ハロ−１．２−プロパンジオールは、公知の方法を
用いて採取および精製することができる。例えば、反応
液から遠心分離などの方法を用いて菌体を除いた後、酢
酸エチルなどの溶媒で抽出を行い、減圧下に溶媒を除去
することにより（Ｒ）−（−）−３−ハロ−１．２−プ
ロパンジオールのシロップを得ることができる。また、
このシロップを減圧下に蒸留することによりさらに精製
することもできる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらの例のみに限定されるものではない。

実施例１ グルコース１％、ペプトン０．５％、肉エキス０．３％
、酵母エキス０．３％からなる培地をＰｌ＋７．０に調
整して、５００ｄ三角フラスコにｔｏｏｙ分注し、１２
０°Ｃで１５分殺菌後、メンブランフィルタ−にて除菌
した２５（Ｗ／Ｖ）χの３−クロロ−１，２−プロパン
ジオール水溶液を０．８　ｍｌ添加した。

上記培地にＮ−４７０１苗株を接種し、３０°Ｃにて４
８時間振とう培養を行った。この培養液から遠心分離し
て菌体を集め、５ｍＭメルカプトエタノールを含む２０
ｍＭリン酸緩衝液（ｐ）ｌ　７．０）に菌体を懸濁して
常法にしたがって菌体を破砕し、透析後、ＤＥＡＥ−セ
ファセルのカラムクロマトグラフィ〜によって部分精製
した酵素液を得た。　ＬＭのトリス−ＨＣｌ緩衝液（ｐ
ｉ（８，０）　４０戚に上記酵素液１Ｏ１１を加え、こ
れにエビクロロヒドリン０．５ｇを添加して２０’Ｃで
攪拌し反応を行った。２時間後ガスクロマトグラフィー
にて生成した３−クロロ−１，２−プロパンジオールを
定量したところ、仕込んだエビクロロヒドリンに対する
モル収率は９３．５％であった。

また、この反応液から５０ｄの酢酸エチルで３回抽出を
行い、抽出液を無水硫酸ナトリウムで脱水し、減圧下で
溶媒を除去して、生成した３−クロロ１．２−プロパン
ジオールのシロップを得た。

この３−クロロ−１，２＝プロパンジオールを常法にて
トシル化した後、ダイセル類のカラム（キラルセルＯＣ
）を用いて高速液体クロマトグラフィーによる光学異性
体の分析を行ったところ、９体と３体のモル比は６１．
３　：　３８．７であった。すなわち、仕込んだエビク
ロロヒドリンに対して生成した（Ｒ）−（−）−３−ク
ロロ−１，２−プロパンジオールのモル収率は５７．３
％であった。

実施例２ 実施例１と同様にして得た培地にＮ−２３５４菌株を接
種し、３０’Ｃにて４８時間振とう培養を行った。

この培養液１４０戒を遠心分離して菌体を集め、１００
１のトリス−）ＩＣ！＄１ｆｆｉ液（ｐＨ８，０）　１
４０ｄで１回洗浄後、３ｓｄ　ｃｖ　ｔＭ）　ＩＪ　ス
ー＋＋ｃＢｌ衝ｆｉ（ｐＨ８，０）ニ菌体を懸濁した。

この懸濁液にエビクロロヒドリン０．３５ｇを添加して
、２０’Ｃで３時間３０分攪拌して反応を行った。

反応後、ガスクロマトグラフィーにて生成した３−クロ
ロ−１，２−プロパンジオールを定量したところ、仕込
んだエビクロロヒドリンに対するモル収率は７８．８％
であった。

また、この反応液から５０ｄの酢酸エチルで３回抽出を
行い、抽出液を無水硫酸ナトリウムで脱水し、減圧下で
溶媒を除去して、生成した３−クロロ−１，２−プロパ
ンジオールのシロップを得た。

この３−クロロ−１，２−プロパンジオールを常法にて
トシル化した後、ダイセル類のカラム（キラルセルＯＣ
）を用いて高速液体クロマトグラフィーによる光学異性
体の分析を行ったところ、９体と３体のモル比は６６．
０　：　３４．０であった。すなわち、仕込んだエビク
ロロヒドリンに対して生成した（Ｒ）−（−）−３−ク
ロロ−１，２−プロパンジオールのモル収率は５２．０
％であった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エピハロヒドリン水和酵素の作用によりエピハロ
   ヒドリンから光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハロ−１，
   ２−プロパンジオールを生成せしめることを特徴とする
   光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハロ−１，２−プロパン
   ジオールの製造法。
2. （２）エピハロヒドリン水和酵素が微生物由来のもので
   ある請求項１記載の製造法。
3. （３）微生物がコリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａ
   ｃｔｅｒｉｕｍ）属またはミクロバクテリウム（Ｍｉｃ
   ｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属である請求項２記載の製造
   法。