JPH0367671B2 - - Google Patents

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JPH0367671B2
JPH0367671B2 JP57035286A JP3528682A JPH0367671B2 JP H0367671 B2 JPH0367671 B2 JP H0367671B2 JP 57035286 A JP57035286 A JP 57035286A JP 3528682 A JP3528682 A JP 3528682A JP H0367671 B2 JPH0367671 B2 JP H0367671B2
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JP
Japan
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acid
esterase
carboxylic acid
reaction
enzyme
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JP57035286A
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JPS57170192A (en
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Gatofuiirudo Ian
Zanto Teodoru
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Haarmann and Reimer GmbH
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Haarmann and Reimer GmbH
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Publication date
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    • 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
    • C12P17/02Oxygen as only ring hetero atoms
    • C12P17/04Oxygen as only ring hetero atoms containing a five-membered hetero ring, e.g. griseofulvin, vitamin C
    • 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
    • C12P7/62Carboxylic acid esters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はエステルの酵素合成方法に関する。 選ばれたリパーゼの存在下に脂肪酸とテルペン
アルコールとの反応によるエステルの製造方法は
特願昭54−41385に記載されている。即ち高温で
強酸の存在下にカルボン酸をアルコールと反応さ
せる常用の方法と較べて酵素によるエステル化は
室温で且つ強酸の不存在下に温和な条件下に高収
率で進行する。他方これらのリパーゼの活性化の
ために必須である大量の水、即ち使用されるカル
ボン酸の10乃至20重量倍の水は反応の速度を減じ
そして処理を困難ならしめるので不利である。 驚くべきことにムコールミーハイ
(Mucormiehei)からのエステラーゼを酵素とし
て使用すれば、エステル化は非水性条件下に満足
できるように進行することが見出された。 故に本発明は、一般式 R−CH2−CH2−COOH () 式中、Rは水素原子、或いは、1〜21個の炭素
原子を有する直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽
和炭化水素基を表わす、 のカルボン酸又はカルボン酸の混合物と1〜15個
の炭素原子を有する第一及び第二アルコールから
のエステルの酵素による合成方法において、反応
をムコールミーハイからのエステラーゼの存在下
に且つ水の不存在下に行なうことを特徴とする方
法に関する。 エステラーゼは醗酵によつてムコールミーハイ
から得られる〔ラピターゼ、セクリン/フラレス
(Rapidase,Seclin/France)のデータシート〕。
それはエステラーゼ活性を有するリパーゼであ
り、そしてたとえば植物及び動物脂肪の加水分解
のためのメサーズラピターゼ(Messrs
Rapidase)のエステラーゼ30000として商業的に
入手可能である。 飽和脂肪酸、たとえばプロピオン酸、酪酸、カ
プロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸
及びアラキン酸、不飽和脂肪酸、たとえばデカ−
9−エン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン
酸及びアラキドン酸、分岐状脂肪酸、たとえばイ
ソパルミチン酸(14−メチル−ペンタデカン酸)
は一般式のカルボン酸として特に好適である。
後者の酸は反応条件下にラクトンを形成する。 カルボン酸は純粋な化合物又はたとえばバター
脂肪の如き天然脂肪の加水分解において生成され
る如き混合物、として使用することができる。 メタノール、エタノール、プロパン−1−オー
ル、プロパン−2−オール、ブタン−1−オー
ル、ブタン−2−オール、イソブタノール、ヘキ
サ−3−エン−1−オール、ヘキサ−2−エン−
1−オール、ヘキサン−1−オール、オクタ−7
−エン−1−オール、及びオクタ−3−エン−1
−オール、並びにテルペンアルコール及びセスキ
テルペンアルコール、たとえばゲラニオール、ネ
ロール、シトロネロール、フアルネソール等の如
き1〜15個の炭素原子を有する飽和及び不飽和、
分岐状及び非分岐状アルコールは好適なアルコー
ルの例である。 カルボン酸及びアルコールは約2:1乃至1:
6のモル比、好ましくは約1:1乃至1:1.1の
モル比で使用される。 プロピオン酸及び酪酸のエステル化において、
反応速度及び収率を増加するために、高級カルボ
ン酸又は高級カルボン酸のエステルを加えること
は有利であり得る。高級カルボン酸は5個より多
くの炭素原子を有するカルボン酸、特に10〜20個
の炭素原子を有するカルボン酸を意味するものと
理解されるべきである。高級カルボン酸の量はプ
ロピオンの酸又は酪酸モル当り約0.5〜2モル、
好ましくは約1モルであるべきである。 一般に、本発明に従う反応は溶媒なしで行なう
ことができる。その他の非相容性・成分の反応、
及び撹拌性の増加及びラクトンの製造において希
釈効果を達成するために、反応を溶媒の存在下に
行なうことは有利であり得る。エーテル、たとえ
ばジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン、及
び芳香族炭化水素、たとえばベンゼン及びトルエ
ンは好適な溶媒である。 反応は0〜50℃の温度範囲、好ましくは室温で
行なうのが有利である。 反応時間はエステラーゼの使用量及び活性に依
存しそして24〜72時間の範囲にある。しかしなが
ら、特に蒸留により容易に分離することができる
反応混合物の場合に反応を早めに、たとえば8時
間後に、転化率が約40〜60%であるとき終了させ
ること及び回収された出発物質を再使用すること
は有利であり得る。 酵素は純粋な形態で又はそれが化学的又は物理
的に結合している担体上で使用することができ
る。使用されるカルボン酸に対して酵素の量は約
1〜30重量%、好ましくは約3〜20重量%であ
り、純粋な高級カルボン酸の場合には経済的に許
容し得を反応速度を達成するのに3重量%で十分
であるが、低級カルボン酸同族体を含有する混合
物の場合には約20重量%を使用するべきである。 反応の終了後、エステラーゼは適当な手段、た
とえば過又はデカンテーシヨンによつて除去す
ることができ、そして検出できる活性の損失を伴
うことなく数回再使用することができる。 転化率はエステラーゼの量及び活性、並びに反
応時間に依存するが、収率は、未反応出発物質が
未変化で回収されそして再使用され得るので殆ん
ど理論値に相当する。反応の進行は驚くべき程で
ある。何故ならば、リパーゼは従来はエマルジヨ
ンを含む水性媒体中でのみ酵素活性を示すと推測
されていたからである。 本発明に従うエステルは臭気物質及び/又はフ
レーバー物質として使用することができる
(Perfume and Flavour Chemicals,S.
Arctander (1969))。 実施例 1 エステラーゼ30000(Messrs,Rapidase)750
mgを5g(56.8ミリモル)の酪酸及び35.0g
(227.3ミリモル)のゲラニオールに加え、混合物
を室温で72時間撹拌する。次いで酵素を過によ
り除去する。76.6%のエステル化度が酸価
(KOH18.2mg/g)及びエステル価(KOH59.6
mg/g)から得られる。反応生成物の蒸留はガス
クロマトグラフイーで純粋なゲラニルn−ブチレ
ートを与える、ゲラニオールの代りにネロール、
シトロネロール及びフアルネリールを使用しても
相当する結果が得られる。 実施例 2 カプリル酸7.21g(50ミリモル)及びゲラニオ
ール15.4g(100ミリモル)をエステラーゼ0.43
gと実施例1と同様に反応させる。酸価及びエス
テル価の決定は89.8%のエステル化度を与える。
反応生成物の蒸留はガスクロマトグラフイで純粋
なゲラニルカプリレートを与える。 実施例 3〜5 実施例1と同様にして、種々の量のエタノール
及び60mgのエステラーゼ30000を2g(7ミリモ
ル)のオレイン酸に加え、混合物を室温で撹拌す
る。エステル化度を決定するために、試料を反応
期間中に取出し、酸価及びエステル価を決定す
る。結果を表に要約する。
【表】 実施例 6 オレイン酸2.8g(10ミリモル)及びn−ブタ
ノール2.96g(40ミリモル)を60mgのエステラー
ゼ30000と実施例1と同様にして反応させる。
83.1%のエステル化度が得られる。 n−ブタノールの代りに、同じ量の第二アルコ
ールを使用すれば、84.2%のエステル化度が達成
される。 実施例 7 500mgのエステラーゼ30000をオレイン酸5.6g
(20ミリモル)及びオクタ−3−エン−1−オー
ル2.68g(20ミリモル)に加え、そして混合物を
室温で72時間撹拌する。酸価及びエステル価の決
定は90.0%のエステル化度を与える。 実施例 8 酪酸0.88g(10ミリモル)及びn−ブタノール
1.48g(20ミリモル)を実施例1と同様にして60
mgのエステラーゼ30000と72時間撹拌する。酸価
及びエステル価の決定は89.4%のエステル化度を
与える。 実施例 9 0.26gのエステラーゼ30000をバター脂肪の加
水分解により得られた脂肪酸混合物1.3g及びエ
タノール0.46gに加え、そして混合物を室温で72
時間撹拌する。エステル化度の決定は98.7%の値
を与える。 エタノールの代りに0.74gのイソブタノール、
0.88gのイソアミルアルコール又は0.6gのn−
プロパノールを使用すれば、87.6%、85.6%及び
86.2%のエステル化度が得られる。 実施例 10 4−ヒドロキシ酪酸のナトリウム塩6.3g(50
ミリモル)を少量の水に溶解し、50mlの1N塩酸
(50ミリモル)を撹拌しながら溶液に加え、そし
て30分後混合物を凍結し、凍結乾燥する。50mlの
トルエンを塩含有生成物に加え、そして混合物を
200mgのエステラーゼ30000の存在下に室温で72時
間撹拌する。次いで反応混合物を過し、溶媒を
留去し、残留物を蒸留により処理する。0.6gの
γ−ブチロラクトンが得られる。 実施例 11 オレイン酸4g及び0.66gのエタノールをエス
テラーゼ30000と室温で48時間撹拌する。次いで
反応をデカンテーシヨンにより分離し、オレイン
酸及びエタノールを再び上記酵素に加え混合物を
室温で48時間撹拌する。このプロセスを合計11回
繰返す。この繰返しプロセス期間中エステル化度
は83.1%乃至86.6%の間で変りそして減少は観察
され得ない。 実施例 12 水60ml中の1.3gのエステラーゼ30000の溶液を
ポリスチレンを基準として弱いカチオン交換体15
gと3時間振とうする。上澄液を過により除去
し、イオン交換体を水を洗浄することによつて過
剰の酵素から遊離され、次いで無水エタノールで
洗浄することによつて水から遊離される。エステ
ラーゼを負荷されたイオン交換体6gを6gのオ
レイン酸及び1.0gのエタノールと室温で72時間
撹拌する。次いで触媒を別する。酸価及びエス
テル値の決定は81.1%のエステル化度を与える。 本明細書及び実施例は説明のためのものであつ
て本発明を限定するものではなく、本発明の精神
及び範囲内の他の態様が当業者には示唆されると
理解されたい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 式 R−CH2−CH2−COOH 式中、Rは水素原子又は1〜21個の炭素原子を
    有する炭化水素基である、 の少なくとも1種のカルボン酸と1〜15個の炭素
    原子を有する少なくとも1種の第一又は第二アル
    コールとからエステルを酵素を媒介として合成す
    る方法において、ムコールミーハイからのエステ
    ラーゼを該酵素として使用し、且つ水の不存在下
    に合成を行なうことを特徴とする方法。 2 合成を0℃乃至50℃の温度で行なう特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 3 カルボン酸対アルコールのモル比が2:1乃
    至1:6である特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 4 該酵素を該カルボン酸の1重量%乃至30重量
    %の量で使用する特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 5 該合成を室温で行ない、カルボン酸対アルコ
    ールのモル比を1:1乃至1:1.1とし、該酵素
    を該カルボン酸の3重量%乃至20重量%の量で使
    用する特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP57035286A 1981-03-10 1982-03-08 Enzymatic synsesis of ester and lactone Granted JPS57170192A (en)

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DE19813108927 DE3108927A1 (de) 1981-03-10 1981-03-10 Verfahren zur enzymatischen herstellung von estern und laktonen

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JPS57170192A JPS57170192A (en) 1982-10-20
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EP0061023B1 (de) 1984-02-08
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