JPH0488989A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学活性（Ｒ）−（−）−３−ハロ−Ｌ２−
プロパンジオールの製造法に関する。（Ｒ）　−（−）
−３−Ａ口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−カルニチンの合
成原料として有用であることが知られている（特開昭５
７−１６５３５２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、Ｄ−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、　１９７
８参照）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、ラセミ体の（Ｒ，５）−３
ハロー１，２−プロパンジオールに微生物を作用させて
（Ｓ）　−（＋）−３−ハロ−１．２−プロパンジオー
ルを選択的に代謝させ、（Ｒ）−（−）−３−へロー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−プロパンジオ一ルを分取する方法（特開
昭６２−６９９９３号公報参照）が知られているが、こ
れらの手法ではラセミ体が原料となるために取得できる
（Ｒ）−（−）−３−へロー１．２プロパンジオールの
対原料収率は５０％以下となり経済的に有利な製造法と
はなり得ない。

本出願人は、これらの問題点のない（Ｒ）−（−）−３
ハロー１，２−プロパンジオールの製造法として、脱ハ
ロゲン化酵素の作用により安価なプロキラル化合物テす
る１、３−ジハロ−２−プロパツールから光学活性（Ｒ
）−（−）−３−ハロ−１．２−プロパンジオールを製
造する方法について、先に特許出願したが（特願平１−
１００１７３号明細書参照）、この方法を工業的により
有利なものとするため、生成する（Ｒ）−（−）−３ハ
ロー１．２−プロパンジオールの光学純度をさらに向上
させる技術の開発が望まれていた。

（発明の概要） そこで本発明者らは、脱ハロゲン化酵素の作用により、
安価なプロキラル化合物１，３−ジハロー２プロパツー
ルから光学活性（Ｒ）　−（−）−３−ノへロー１．２
プロパンジオールを高い光学純度で製造する方法につい
て鋭意検討した結果、脱ハロゲン化酵素の作用により１
．３−ジハロ−２−プロパツールから光学活性（Ｒ）−
（−）−３−ハロ−１．２−プロパンジオールを生成せ
しめる際、反応系内に特定の複素環化合物、ハロゲンイ
オンまたは該化合物とハロゲンイオンとを存在させるこ
とにより光学純度の高い（Ｒ）（−）−３−ハロ−１．
２−プロパンジオールを容易に得ることができることを
見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、下記一般式［１）、（ＩＮおよび
ＣＩ［［］で示される複素環化合物の少なくとも１種お
よび／またはハロゲンイオンの存在下、脱ハロゲン化酵
素の作用により１，３−ジハロ−２−プロパツールから
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（＋
？）−（−）−３−ハロ−１．２−プロパンジオールの
製造法、である。

（発明の詳細な説明） 本発明でいう脱ハロゲン化酵素とはＬ３−ジハロ２−プ
ロパツールのハロゲン原子１個を最終的に水酸基に転換
し得る酵素である。具体的には、例えば、ミクロバクテ
リウム属のＮ−４７０１株、コリネバクテリウム属のＮ
−６５３株およびＮ−１０７４株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、それぞれ、微工研
条寄第２６４４号（ミクロバクテリウムｓｐ、　Ｎ−４
７０１）、微工研条寄第２６４２号（コリネバクテリウ
ムｓｐ、　Ｎ−６５３）および微工研条寄第２６４３号
（コリネバクテリウムｓｐ、Ｎ−１０７４）として工業
技術院微生物工業技術研究所（微工研）に寄託されてお
り、その菌学的性質は以下の通りである。

１」ユＵ 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 嫌気化での生育 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 硝酸塩還元 アルギニン利用 硫化水素産生 多形性桿菌 伸長せず ＋ 認めず 十 極〜側毛 黄橙色 ＋ ＋ リ ジン ＋（グリコリル型） 十 十 尿素分解 酸の産生 イヌリン グリセロール グルコース シュークロース トレハロース ラフィノース １」ｊト未 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 嫌気化での生育 ＋ 多形性桿菌 伸長せず ＋ 認めず ＋ ＋ 嫌気化での生育 細胞壁のジアミノ酸 グルコリル試験 デンプン分解 ゼラチン液化 セルロースの分解 尿素分解 抗酸性 スキムミルク培地中での ジアセチル酪酸 −（７セチル型） ＋ 細胞壁のジアミノ酸 グルコリル試験 デンプン分解 ゼラチン液化 セルロースの分解 尿素分解 抗酸性 スキムミルク培地中での ジアミノ酪酸 （７セチル型） ＋ 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 多形性桿菌 伸長せず ＋ 認めず ＋ ＋ 以上の菌学的性質をバージニーズ・マニュアル・オブ・
システマチック・バクテリオロジーＶｏｌ。

２　　（１９８６）　　（Ｂｅｒｇｙ’ｓ　　ｍａｎｕ
ａｌ　　ｏｆ　　Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　　Ｂａｃｔ−
ｅｒｉｏｌｏｇｙ　Ｖｏｌ、２　（１９８６）　　）に
従って検索すると、Ｎ−４７０１株はミクロバクテリウ
ム属に、Ｎ−６５３株およびＮ−１０７４株はコリネバ
クテリウム属に属する細菌としてそれぞれ同定された。

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ものなら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
ュークロース、マルトース等の糖類、酢酸、クエン酸等
の有側Ｌ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類などが使用でき、この
他無機塩、微量金属塩、ビタミンなどが必要に応じて適
宜使用される。この際、高い酵素活性を誘導させるため
に、１．３−ジクロロ−２−プロパツール、３−クロロ
−１，２−プロパンジオールなどを培地に添加すること
も有効である。

上記微生物の培養は常法によればよく、例えばｐＦｌ　
４〜１０、温度２０〜４５°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１、３−ジハロ−２−プロパツールは
１．３−ジクロロ−２−プロパツール、１．３−ジブロ
モ２−プロパツールなどである。

本発明で使用する複素環化合物としては、例えば、ピリ
ジン、α−ピコリン、β−ピコリン、Ｔ−ピコリン、２
−ヒドロキシピリジン、３−ヒドロキシピリジン、４−
ヒドロキシピリジン、２，３−ジメチルピリジン、２．
４−ジメチルピリジン、ピペリジン、２−メチルピペリ
ジン、３−メチルピペリジン、４−メチルピペリジン、
Ｎ−メチルピペリジン、モルホリン、Ｎ−メチルモルホ
リンおよびこれらの塩類などが挙げられる。これらは、
それぞれ単独でも混合しても用いることができる。

ハロゲンイオンとしては、例えば、フッ素化物イオン、
塩素化物イオン、臭素化物イオン、ヨウ素化物イオンな
どが挙げられ、それぞれ単独でも混合しても用いること
ができる。

本発明においては、上記複素環化合物またはノ＼ロゲン
イオンの単独使用によって生成する　（Ｒ）（−）−３
−ハｔ：Ｉ−１，２−プロパンジオールの光学純度ヲ向
上させることが可能であるが、さらに該複素環化合物と
ハロゲンイオンを併用することにより、より効果的に（
Ｒ）’−（−）−３−ハロ−１．２−プロパンジオール
の光学純度を向上させることができる。

１．３−ジハロ−２−プロパツールに脱ハロゲン化酵素
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懸濁液に基質
を添加する方法、菌体処理物（例えば菌体破砕物、菌体
抽出物など）あるいは常法により固定化した菌体または
菌体処理物などの懸濁液に基質を添加する方法などがあ
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。

また、反応液中の、複素環化合物の濃度は０．１〜１０
（−ハ）％、ハロゲンイオンの濃度は０．１〜２Ｍが好
ましく、これらの添加時期は反応の始め、あるいは途中
のいずれでもよい。

反応温度は、５〜５０″Ｃ１反応ｐｌＩ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（Ｒ）−（−）−３
ハロー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
ことで（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 グリセロール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ｐｔｔ　７．０
に調整して、５００　ｄ三角フラスコに１００ｄずつ分
注し、１２０°Ｃで１５分間殺菌後、メンブランフィル
タ−にて除菌した２５（賀／Ｖ）％の３−クロロ−１，
２−プロバンジオール水溶液を０．８　ｄ添加した。

上記培地に咳脱ハロゲン化酵素保有ミクロバクテリウム
Ｎ−４７０１株（微工研条寄第２６４４号）を接種し、
３０℃にて４８時間振盪培養を行った。この培養液８０
Ｍ１から遠心分離により菌体を集め、５０１のトリス−
Ｈ２ＳＯ４緩衝液（ｐＨ８，０）８０　ｄで２回洗浄後
、同緩衝液（ＩＩＨ８，０）　５　ｄに懸濁して菌体懸
濁液を調製した。

上記のようにして得た菌体懸濁液を脱ハロゲン化酵素源
として以下の反応溶液組成にて２０°Ｃで撹拌して反応
させた。

（反応溶液組成） ２（Ｗ／Ｖ）χ　の１．３−シフｎｏ−２−プロパツー
ル　　溶液　　　　２５ｄ（２Ｍトリス−Ｈ，Ｓｏ、緩
衝液、ｐＨ８，０）２．５Ｍハロゲン化カリウム溶液　
　　　　２（ｌ１１１菌体懸濁液　　　　　　　　　　
　　　５ｄ反応液中の３−クロロ−１，２−プロパンジ
オールの定量はガスクロマトグラフィーにより行い、３
−クロロ−１，２−プロパンジオールを酢酸エチルにヨ
リ抽出後、常法によりトシル化し、ダイセル製のカラム
（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。

その結果を表−１に示す。

表−１ 実施例２ 実施例１と同様にして得た菌体懸濁液を酵素源として以
下の反応溶液組成で２０°Ｃで撹拌して反応させた。

（反応溶液組成） ２（讐ハ）２　の１．３−シフｎｏ−２−プロパツール
　　溶液　　　　２５ｍ（２Ｍトリス−ＨｘＳＯ４緩衝
液、ｐＨ８，０）複素環化合物　　　　　　　　　　　
０．５ｇ菌体懸濁液　　　　　　　　　　　　　５ｄイ
オン交換水　　　　　　　　　　　　２０ｄ生成した３
−クロロ−１，２−プロパンジオールの分析は、実施例
１と同様にして行った。その結果を表−２に示す。

表−２ （反応溶液組成） ２（讐ハ）χ　の１．３−ジク旧ト２−プロパツール　
溶液　　　　２５−（２Ｍトリス−Ｈ，ＳＯ，緩衝液、
ｐＨ８，０）２．５Ｍ臭化カリウム溶液　　　　　　　
　２０１ｄ複素環化合物　　　　　　　　　　　０．５
ｇ菌体懸濁液　　　　　　　　　　　　　５ｄ生成した
３−クロロ−１，２−プロパンジオールの分析は、実施
例１と同様にして行った。その結果を表−３に示す。

表−３ 実施例３ 脱ハロゲン化酵素保有コリネバクテリウムＮ１０７４株
（微工研条寄第２６４３）を、実施例１と同様に培養し
て得た菌体懸濁液を酵素源として、以下の反応溶液組成
で２０″Ｃで撹拌して反応させた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記一般式〔 I 〕、〔II〕および〔III〕で示され
   る複素環化合物の少なくとも１種および／またはハロゲ
   ンイオンの存在下、脱ハロゲン化酵素の作用により１，
   ３−ジハロ−２−プロパノールから光学活性（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。 〔 I 〕▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、ＸはＨ、ＣＨ＿３、 Ｃ＿２Ｈ＿５またはＯＨ、ｎは １〜３の整数を表す〕 〔II〕▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、ＸはＨ、ＣＨ＿３、 Ｃ＿２Ｈ＿５またはＯＨ、Ｒは Ｈ、ＣＨ＿３またはＣ＿２Ｈ＿５を 表す〕 〔III〕▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し、ＸｈａＨ、ＣＨ＿３、 Ｃ＿２Ｈ＿５またはＯＨ、Ｒは Ｈ、ＣＨ＿３またはＣ＿２Ｈ＿５を 表す〕 ２、脱ハロゲン化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、微生物がミクロバクテリウム（Ｍｉｃｒｏｂａｃｔ
   ｅ−ｒｉｕｍ）属またはコリネバクテリウム（Ｃｏｒｙ
   ｎｅｂａｃｔ−ｅｒｉｕｍ）属である請求項２記載の製
   造法。