JPH0549485A - （ｓ）−（＋）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールおよび／または（ｓ）−（−）−２，３−ジハロ−１ープロパノールの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （±）２，３−ジハロ−１−プロパノールに
シュードモナス属細菌またはその処理物を作用させて、
光学活性の（Ｓ）−（＋）−３−ハロ−１，２−プロパ
ンジオールを生成させ、生成した（Ｓ）−（＋）−３−
ハロ−１，２−プロパンジオールおよび／または残留す
る（Ｓ）−（−）−２，３−ジハロ−１−プロパノール
を分別回収する。 【効果】 医薬品，農薬その他の光学活性な生理活性物
質の合成中間体として有用な（Ｓ）−（＋）−３−ハロ
−１，２−プロパンジオールおよび／または（Ｓ）−
（−）−２，３−ジハロ−１−プロパノールを効率的に
製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は光学活性の医薬、農薬そ
の他の生理活性物質の合成中間体として有用な（Ｓ）−
（＋）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールおよび／
または（Ｓ）−（−）−３−ハロ−１，２−プロパンジ
オールの製造法に関する。 【０００２】 【従来の技術と問題点】光学活性（Ｓ）−（＋）−３−
ハロ−１，２−プロパンジオールの製造法は、（Ｒ）−
１，２−Ｏ−イソプロピリデングリセロールを原料とす
る方法（Ｃｈｅｍ．−Ｂｉｏｌ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏ
ｎｓ，１３，１９３（１９７６））、１，２，５，６−
ジアセトン−Ｄ−マンニトールよりえる方法（Ｃｈｅ
ｍ．−Ｂｉｏｌ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，４１ ，
９５（１９８２））、メチル−６−クロロ−６−デオキ
シ−α−Ｄ−グルコピラノシドから合成する方法（Ｃｈ
ｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ １９７８
年，５３３頁；西独特許第２７４３８５８号）が知られ
ている。しかしこれら化学的合成法は工程が複雑で工業
的製法としては効率的でない。また生化学的方法として
は、（±）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールに微
生物を作用させて選択的に（Ｓ）−（＋）−３−ハロ−
１，２−プロパンジオールのみを残存させる方法（特開
昭６２−１２２５９６号、特開昭６３−３６７９８
号）、ラセミ体を不斉エステル化する方法（特開平３−
５３８８６号）が知られているが、収率が低かったり、
光学純度が低いなどの欠点があり、さらに改良された方
法が求められている。 【０００３】また（Ｓ）−（−）−２，３−−ジハロ−
１−プロパノールの製造法としては、（Ｒ）−（＋）−
２，３−ジハロ−１−プロパノール資化能を有するシュ
ードモナス属の菌株を（±）−２，３−ジハロ−１−プ
ロパノールに作用させて、残存する（Ｓ）−（−）−
２，３−ジハロ−１−プロパノールを分取する方法（特
開昭６１−１３２１９６号、特開昭６２−４０２９８
号、特開平１−３００８９９号）が知られている。しか
し、これらの方法では使用できる基質濃度がラセミ体で
約０．２％以下とされており、工業的実施に効率上難点
と考えられる。 【０００４】 【発明の概要】本発明者らは（Ｓ）−（＋）−３−ハロ
−１，２−プロパンジオールおよび（Ｓ）−（−）−
２，３−ジハロ−１−プロパノールの従来の製造技術の
問題点を克服するべく研究した結果、新たに土から分離
したシュードモナス属細菌が、（±）−２，３−ジハロ
−１，２−プロパノールに作用して、（Ｒ）体を（Ｓ）
−（＋）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールに変換
して反応液中に未反応の（Ｓ）−（−）−２，３−ジハ
ロ−１−プロパノールが残存することをみいだして研究
を重ねた結果、本発明を完成するに至った。シュードモ
ナス属細菌が（Ｒ）−（＋）−２，３−ジハロ−１−プ
ロパノールを（Ｓ）−（＋）−３−ハロ−１，２−プロ
パンジオールに変換することは、本発明者らによりはじ
めて見いだされたもので、前記特開昭６１−１３２１９
６号で開示されたシュードモナス属細菌は、（Ｒ）−
（＋）−２，３−ジクロロ−１−プロパノールから
（Ｒ）−（−）−３−ハロ−１，２−プロパンジオール
を生成しており（特開昭６２−６９９９３号）、本発明
使用菌とは異なるものである。すなわち、本発明は、
（±）−２，３−ジハロ−１−プロパノールから（Ｓ）
−（＋）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールを製造
する方法であるばかりでなく、同時に（Ｓ）−（−）−
２，３−ジハロ−１−プロパノールを製造できる効率的
な方法である。さらに、０．２％より高い基質濃度で反
応を行うことができる工業的に優れた方法である。 【０００５】 【発明の具体的説明】本発明に使用するデハロゲナーゼ
を生成する微生物は、シュードモナス属に属する微生物
であり、例えば本発明者らが新たに分離したＭＨ−１２
株およびＭＨ−２７株をあげることができる。これらの
微生物は、工業技術院微生物工学技術研究所特許微生物
寄託センターに寄託した。寄託番号は次のとおりであ
る。 ＭＨ−１２：微工研菌寄第１２３２３号 ＭＨ−２７：微工研菌寄第１２３２４号 両菌株の分類的性質は以下のとおりである。 【０００６】１、肉汁寒天培地に生育した菌の形態 両菌株とも桿菌で０．７〜０．８×１．３〜２．０μの
大きさであり、両菌株とも多形性はなく、運動性で極べ
ん毛１本を有する。胞子をつくらず、グラム陰性で抗酸
性はない。ＭＨ−１２は円形、円錐状、全縁、平滑のコ
ロニーをつくり、コロニーはバター状で光沢がある。Ｍ
Ｈ−２７は円形、円錐状、周辺が波状のコロニーをつく
り、コロニーはバター状で鈍い光沢がある。両株ともコ
ロニーはクリーム色である。両株ともｐＨ５〜１０で生
育し、２０〜３７℃でよく生育する。ＭＨ−１２は４０
℃で生育しないがＭＨ−２７は４０℃でも生育する。 【０００７】２、生理的性質 両菌株とも可溶性色素をつくらず、リトマスミルクを弱
くペプトン化し、ゼラチンは液化しない。両株とも脱窒
反応、カタラーゼ、オキシダーゼ、ウレアーゼ何れも陽
性であり、インドール、硫化水素を生成しない。メチル
レッド反応、Ｖｏｇｅｓ−Ｐｒｏｓｋａｕｅｒ反応陰性
でクエン酸、硝酸塩、アンモニウム塩を利用し、アルギ
ニンを分解せず、ポリヒドロキシ酪酸を蓄積しない。Ｏ
Ｆテストは酸化型であり芳香環の開裂はオルソ型であ
る。ＭＨ−１２は硝酸塩を還元するがＭＨ−２７は還元
しない。両菌ともＤ−グルコース、Ｄ−マンノース、Ｄ
−フラクトース、マルトース、シュクロース、ラクトー
ス、トレハロースを酸化的に利用し、でん粉を利用しな
い。Ｌ−アラビノース、Ｄ−キシロース、Ｄ−ガラクト
ース、Ｄ−ソルビトール、Ｄ−マニトール、イノシトー
ル、グリセリンからの酸生成は弱い。 【０００８】以上の菌学的性質を分類書（Ｂｅｒｇｅ
ｙ’ｓ Ｍａｎｕａｌ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ
Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ 第２巻（１９８６））に従
って検さくすると、これらの菌株は何れもシュードモナ
ス属に属する細菌と同定されるが一致する菌種はなかっ
た。 【０００９】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であれば何れ
も使用できる。例えば炭素源としてグルコース、フラク
トース、シュークロースなどの糖類、酢酸、クエン酸な
どの有機酸類、エタノール、グリセロールなどのアルコ
ール類など、窒素源としてはペプトン、肉エキス、酵母
エキス、蛋白質加水分解物、有機酸アンモニウム塩、ア
ミノ酸、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムなどが使
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。高い変換酵素活性を誘導さ
せるために、エピハロヒドリン、１，３−ジハロ−２−
プロパノール、３−ハロ−１，２−プロパンジオールな
どを培地に添加することも有用である。 【００１０】上記微生物の培養は常法によればよく、例
えばｐＨ４〜１０、温度２０〜４０℃の範囲で好気的に
１０〜９６時間培養する。２，３−ジハロ−１−プロパ
ノールに対する反応法としては、上記のように培養して
えた微生物の培養液あるいは遠心分離などによりえた菌
体のけん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、粗酵素、精製酵素などの菌体抽出物な
ど）あるいは常法により固定化した菌体または菌体処理
物などのけん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
法などがある。 【００１１】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℃で、反応ｐＨは４〜１
０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などによって変
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。 【００１２】かくして反応液中に生成した（Ｓ）−
（＋）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールおよび
（Ｓ）−（−）−２，３−ジハロ−１−プロパノール
は、反応液から遠心分離などの方法により菌体を除いた
後、ｎ−ブタノール、ジクロロメタン、酢酸エチルなど
の溶媒で抽出を行い、抽出液を無水硫酸マグネシウムな
どを用いて脱水してから、濃縮してえた油状物を水にと
かして、ジエチルエーテルまたはクロロホルムで（Ｓ）
−（−）−２，３−ジハロ−１−プロパノールを抽出す
る。抽出液を濃縮して、（Ｓ）−（−）−２，３−ジハ
ロ−１−プロパノールを、また水層からは（Ｓ）−
（＋）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールをえるこ
とができる。これらは、必要によりさらに公知の方法例
えばシリカゲルクロマトグラフィーなどの手段を用いて
精製することができる。 【００１３】 【実施例】以下実施例により本発明をより具体的に説明
する。実施例において光学純度の決定は反応液中の３−
ハロ−１，２−プロパンジオールおよび２，３−ジハロ
−１−プロパノールを抽出分取した後、各区分について
（Ｒ）−（−）−アルファーメトキシ−アルファフルオ
ロメチルフェニルアセテートに誘導して高速液体クロマ
トグラフィーにより決定した。 【００１４】 【実施例１】グルコース２％、ペプトン０．５％、肉エ
キス０．３％、酵母エキス０．３％、塩化ナトリウム
０．２５％、（±）−２，３−ジクロロ−１−プロパノ
ール０．１％（ｖ／ｖ）、ＣａＣＯ_３ １．０％、ｐＨ
７．０の組成の滅菌培地３０ｍｌを入れた３００ｍｌ三
角フラスコに、シュードモナス属細菌ＭＨ−１２を植菌
して、２０℃、毎分２２０回転で２４時間振とう培養し
た。この培養液１５ｍｌを、同じ培地３００ｍｌを入れ
た２リットル三角フラスコに植菌して前と同じ条件で２
４時間振とう培養した。この培養３００ｍｌを、前の培
地の組成中（±）−２，３−ジクロロ−１−プロパノー
ル濃度を０．１５％にした培地３リットルを入れた５リ
ットル ジャーファーメンターに植菌して、３０℃、毎
分８００回転、通気量毎分液量と同量で７２時間通気か
くはん培養した。かくしてえた培養液から遠心分離によ
り菌体を分離した後、０．２％濃度に（±）−２，３−
ジクロロ−１−プロパノールをふくむｐＨ７．０の０．
１モルリン酸−水酸化ナトリウム緩衝液、またはｐＨ
９．０の０．１モルトリス−塩酸緩衝液に、先のジャー
ファーメンターでえた培養液中の濃度と同じ濃度にけん
濁したもの１．２リットルを２リットル三角フラスコに
入れて２６℃に静置して反応させた。反応時間の経過に
伴って反応液中に生成した（Ｓ）−（＋）−３−クロロ
−１，２−プロパンジオールおよび残留する（Ｓ）−
（−）−２，３−ジクロロ−１−プロパノールの濃度
（ｖ／ｖ）および光学純度（（Ｓ）体率％）は表１に示
した如くであった。表１には生成（Ｓ）−３−クロロ−
１，２−プロパンジオールを酢酸エチルで抽出濃縮して
メタノールにとかしたものの旋光度も示した。 【表１】【００１５】 【実施例２】微生物としてシュードモナス属細菌ＭＨ−
２７を用いるほかは実施例１と同様に実施した。反応４
８時間で（Ｓ）−３−クロロ−１，２−プロパンジオー
ルが０．０４％（ｖ／ｖ）の濃度に生成し、その（Ｓ）
体率は９６．５％であった。残留する（Ｓ）−２，３−
ジクロ−１−プロパノールの濃度は０．１０％（ｖ／
ｖ）で、その（Ｓ）体率は１００％であった。 【００１６】 【実施例３】使用基質として（±）−２，３−ジブロモ
−１−プロパノールを用いるほかは実施例１と同様に実
施した。反応８８時間で（Ｓ）−２，３−ジブロモ−１
ープロパノールが０．１０％（ｖ／ｖ）の濃度に残留
し、その（Ｓ）体率は１００％であった。生成した
（Ｓ）−（＋）−３−ブロモ−１，２−プロパンジオー
ルの濃度は０．４１％（ｖ／ｖ）で、その（Ｓ）体率は
９７．３％であった。 【００１７】 【実施例４】実施例１と同様に実施して、反応６４時間
の反応液をえた。この反応液中には２，３−ジクロロ−
１−プロパノールが０．１３６％（ｖ／ｖ）、３−クロ
ロ−１，２−プロパンジオールが０．０６４％（ｖ／
ｖ）の濃度に存在していた。この反応液１００ｍｌを酢
酸エチル１００ｍｌを用いて５回抽出し、抽出液を合わ
せて硫酸マグネシウムで脱水してから濃縮し、酢酸エチ
ル５ｍｌにとかした。この段階で回収率は、２，３−ジ
クロ−１−プロパノールが８８％、３−クロロ−１，２
−プロパンジオールが２３．３％であった。この酢酸エ
チル溶液を濃縮してえた油状物を水１０ｍｌにとかし
た。この水溶液に対して５ｍｌのジエチルエーテルで３
回抽出したところ、エーテル中に２，３−ジクロ−１−
プロパノールは１００％回収された。３−クロロ−１，
２−プロパンジオールは水層中に９３．１％回収され
た。エーテル抽出液から溶媒を除いてえた２，３−ジク
ロロ−１−プロパノールの（Ｓ）体率は８２％であっ
た。水層中の３−クロロ−１，２−プロパンジオールの
（Ｓ）体率は９３．５％であった。 【００１８】 【実施例５】２，３−ジクロロ−１−プロパノールと３
−クロロ−１，２−プロパンジオールのほゞ１：１の混
合水溶液をつくった。その混合水溶液中の２，３−ジク
ロ−１−プロパノールの濃度は０．５７０％（ｖ／
ｖ）、３−クロロ−１，２−プロパンジオールの濃度は
０．５１７％（ｖ／ｖ）であった。この混合水溶液１ｍ
ｌに対し抽出溶媒１ｍｌを加え、ホモゲナイズして分離
後、抽出液中の各成分の濃度をガスクロマトグラフィー
により分析した結果は表２に示す如くであった。すなわ
ち、両成分を含む混合水溶液からクロロホルム抽出また
はジエチルエーテル抽出を行うことにより、２，３−ジ
クロ−１−プロパノールと、３−クロロ−１，２−プロ
パンジオールを分取することができる。 【表２】【００１９】 【実施例６】実施例１で５リットル ジャーファーメン
ターでの培養条件を、２６℃、毎分４００回転とする以
外は実施例１と同様に培養してえた培養液３リットルか
らの菌体を、２％（ｖ／ｖ）の（±）−２，３−ジクロ
ロ−１−プロパノールをふくむ１モルのトリス−塩酸緩
衝液（ｐＨ９．０）３リットルに加えた反応液３リット
ルを入れた５リットル ジャーファーメンターに毎分
１．５リットル通気しつつ毎分６００回転で３５℃で通
気かくはんしながら反応させた。反応２１６時間で反応
液中に（Ｓ）−（−）−２，３−ジクロロ−１−プロパ
ノールが０．８２６％（残留率４１．３％）で残留し、
その（Ｓ）体率は１００％であった。 【００２０】 【発明の効果】本発明により、医薬品、農薬その他の光
学活性な生理活性物質の合成中間体として有用な（Ｓ）
−（＋）−３−ハロ−１，２−プロパンジオールおよび
／または（Ｓ）−（−）−２，３−ジハロ−１−プロパ
ノールを効率的に製造することができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１２Ｒ 1:38）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （Ｒ）−（＋）−２，３−ジハロ−１−
   プロパノールに作用して（Ｓ）−（＋）−３−ハロ−
   １，２−プロパンジオールを生成する能力を有する微生
   物またはその処理物を（Ｒ）−（＋）−２，３−ジハロ
   −１，２−プロパノールに作用せしめて、（Ｓ）−
   （＋）−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（Ｓ）−（＋）−３−ハロ−
   １，２−プロパンジオールの製造法。 【請求項２】 （Ｒ）−（＋）−２，３−ジハロ−１−
   プロパノールに作用して（Ｓ）−（＋）−３−ハロ−
   １，２−プロパノールを生成する能力を有する微生物ま
   たはその処理物を（Ｒ）−（＋）−２，３−ジハロプロ
   パノールと（Ｓ）−（−）−２，３−ジハロ−１−プロ
   パノールの両方をふくむ基質に作用させて、生成する
   （Ｓ）−（＋）−３−ハロ−１，２−プロパンジオール
   および／または反応せずに残存する（Ｓ）−（−）−
   ２，３−ジハロ−１−プロパノールを分取することを特
   徴とする（Ｓ）−（＋）−３−ハロ−１，２−プロパン
   ジオールおよび／または（Ｓ）−（−）−２，３−ジハ
   ロ−１−プロパノールの製造法。 【請求項３】 使用する微生物がシュードモナス属に属
   する細菌である〔請求項１〕の製造法。 【請求項４】 使用する微生物がシュードモナス属に属
   する細菌である〔請求項２〕の製造法。 【請求項５】 ２，３−ジハロ−１−プロパノールと３
   −ハロ−１，２−プロパンジオールの両方を含む水溶液
   を、ジエチルエーテルまたはクロロホルムで抽出するこ
   とにより、２，３−ジハロ−１−プロパノールを溶媒中
   に抽出して３−ハロ−１，２−プロパンジオールを水溶
   液として残存せしめることを特徴とする２，３−ジハロ
   −１−プロパノールと３−ハロ−１，２−プロパンジオ
   ールの分別精製法。