JPH057000B2 - - Google Patents
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- JPH057000B2 JPH057000B2 JP57091408A JP9140882A JPH057000B2 JP H057000 B2 JPH057000 B2 JP H057000B2 JP 57091408 A JP57091408 A JP 57091408A JP 9140882 A JP9140882 A JP 9140882A JP H057000 B2 JPH057000 B2 JP H057000B2
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- Japan
- Prior art keywords
- reaction
- carboxylic acid
- bacterial cells
- aromatic
- acid amide
- Prior art date
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は微生物の作用により、芳香族ニトリル
から芳香族カルボン酸アミドを製造する方法に関
するものである。さらに詳しくは、コリネバクテ
リウム属（Genus Corynebacterium）またはノ
カルデイア属（Genus Nocardia）に属し芳香族
ニトリルを水和する能力を有する微生物の作用に
より、芳香族ニトリルから芳香族カルボン酸アミ
ドを製造する方法に関するものである。 芳香族カルボン酸アミドは医薬，農薬などフア
インケミカルス原料として有用な化合物であり、
特にピリジン−３−カルボン酸アミド（ニコチン
酸アミド）はビタミンＢ複合体の成分であり、医
薬，食品添加剤、飼料添加剤などに用いられる重
要な化合物である。 芳香族カルボン酸アミドの製造法としては、古
くは芳香族カルボン酸を原料とする方法、最近で
は芳香族ニトリルをアルカリ触媒や金属触媒を用
いて接触水和する方法等種々の方法が知られてい
るが、触媒の調整，副反応物の生成による生成ア
ミドの分離，精製が煩雑である等の問題点を有す
る。 これらの問題を解決するために、本発明者ら
は、おだやかな条件下でかつ高い選択率を上げ得
る芳香族ニトリルからの芳香族カルボン酸アミド
の製造法として微生物を利用する方法に着目し
た。 微生物を用いて芳香族ニトリルから芳香族カル
ボン酸アミドを得る試みは特開昭51−86186号公
報においてなされているが、基質に対する菌体の
使用量が多い等、工業的製法としては末だ満足し
得るものではない。 このような状況の中で本発明者らは広範な微生
物を対象に、より生産性のよい高活性菌株を探索
した結果、新たにコリネバクテリウム属（Genus
Corynebacterium）またはノカルデイア属
（Genus Nocardia）に属する微生物が芳香族ニ
トリルから芳香族カルボン酸アミドを効率よく生
産することを見い出して本発明に到達した。 すなわち、本発明は、コリネバクテリウム属
（Genus Corynebacterium）またはノカルデイア
属（Genus Nocardia）に属し芳香族ニトリルを
加水分解する能力を有する微生物の作用により、
該ニトリルから芳香族カルボン酸アミドを生成さ
せることを特徴とする微生物による芳香族カルボ
ン酸アミドの製造法である。 本発明で使用される芳香族ニトリルとしては、
例えば、ベンゾニトリルなどのベンゼン系ニトリ
ルおよび３−ジアノピリジン（ニコチノニトリ
ル）、４−シアノピリジンなどのピリジン系ニト
リルであり、これらは如何なる供給原から選ばれ
たものでもよいが、工業的にはそれぞれ対応する
芳香族メチル置換体のアンモ酸化により製造する
のが有利である。 また、本発明で使用される微生物はコリネバク
テリウム属（Genus Corynebacserium）または
ノカルデイア属（Gemus Nocardia）に属す細
菌または放線菌で、芳香族ニトリルから芳香族カ
ルボン酸アミドを生成する能力を有するものであ
り、例えば、本出願人の出願に係る特公昭56−
17918号公報記載のコリネバクテリウム属Ｎ−771
菌株（Corynebacterium SP・Ｎ−771）〔微工研
菌寄第4445号〕、コリネバクテリウム属Ｎ−774菌
株（Corynebacterium SP・Ｎ−774）〔微工研菌
寄第4446号〕およびノカルデイア属Ｎ−775菌株
（Nocardia SP・Ｎ−775）〔微工研菌寄第4447
号〕などを好適なものとして挙げることができ
る。これらの菌株の菌学的性質は上記特公昭56−
17918号公報に開示されている。通常、これらの
菌株は１種を用いるが、２種以上の混合菌体を用
いてもよく、さらには上記菌株以外の同様の作用
を有する菌株と併用してもよい。 次に、本発明の一般的実施態様について説明す
る。 (1) 反応方法 本発明における芳香族カルボン酸アミドの製造
は、具体的には例えば前記の微生物を予め適当な
培地に大量培養、分離した菌体、あるいはこれら
の菌体またはこれより分離抽出した酵素等を担体
結合法、架橋法、包括法など種々の方法で固定化
して得られる固定化菌体または固定化酵素等を、
水、生理食塩水その他の水性媒体中で芳香族ニト
リルと接触させることにより、芳香族カルボン酸
アミドを生成、蓄積させ、これを単離回収するこ
とにより行なうことができる。 このほか、ニトリルの存在下に微生物を培養す
る方法、あるいは微生物培養後の培養液にニトリ
ルを添加する方法等により該アミドを生成させる
ことも可能である。 (2) 菌体の調製 本発明に使用する菌体は予め適当な培地で大量
培養したものを集菌し洗浄して調製する。 この時使用される培地は炭素源、窒素源、無機
塩類その他生長促進物質をほどよく含有するもの
であれば合成、天然いずれの培地でも用いること
ができる。炭素源としてはグルコース、マルトー
スなど、窒素源としては硫酸アンモニウム、塩化
アンモニウムなど、有機栄養源として酵母エキ
ス、肉エキス、麦芽エキス、ペプトンなどおよび
無機栄養源としてリン酸塩、マグネシウム、カリ
ウム、亜鉛、鉄、マンガンなどが通常使用され
る。 これらの培地はPH６〜９、に調製した後、加熱
などにより殺菌する。次いで菌を接種し、20〜35
℃、好ましくは25〜30℃の温度で１〜５日間通気
撹拌培養、振盪培養などの好気的条件で培養す
る。培養終了後、遠心分離などにより菌体を分離
し、次いで水あるいはPH６〜９の緩衝液などで洗
浄する。 菌体の固定化は必要によりポリアクリルアミド
ゲル包括法などを用いて常法に従つて行なうこと
ができる。 (3) 反応条件 反応媒体としては、原料の芳香族ニトリルを含
んだ水、生理食塩水または緩衡液などの水性媒体
が使用できるが、反応終了後の生成物の分離を考
慮すると水が好ましい。反応媒体中の芳香族ニト
リルの濃度は0.1〜20wt％、好ましくは0.5〜10wt
％であり、反応媒体中に完全溶解しなくてもさし
つかえない。また溶解助剤として界面活性剤を併
用してもさしつかえない。反応に使用する菌体の
濃度は通常0.05〜10wt％の範囲である。反応系の
PHは６〜10、好ましくは７〜９で、反応温度は０
〜40℃、好ましくは５〜30℃である。反応は通常
は10分から８時間で終了するように基質および菌
体の濃度を調節するのが好ましい。過度の反応は
芳香族カルボン酸の副生をもたらすのでさける必
要がある。 (4) 回収 反応混合液から芳香族カルボン酸アミドを分離
回収するには、例えば反応混合液から過あるい
は遠心分離などにより（固定化）菌体を分離した
後、反応媒体の水を50℃以下の温度で減圧下に留
去し、次いで絶乾すればよいが、酢酸エチルなど
の有機溶媒による抽出などの従来からの分離法に
よつてもよい。 本発明の方法によれば副反応がほとんど防止さ
れるため、高純度の芳香族カルボン酸アミドが得
られるが、所望により活性炭処理、活性白土処
理、イオン交換樹脂処理または再結晶など従来か
らの精製法を用いて精製すればより高品質の製品
が得られる。 以下、本発明の方法について代表的な例を示
し、さらに具体的に説明するが、本発明はこれら
の実施例に何ら制限されるものではない。 実施例 １ （） 菌体の製造 グルコース10ｇ／、ペプトン５ｇ／、酵母
エキス３ｇ／、および麦芽エキス３ｇ／を含
み、PH7.2に調製した培地100mlを500ml三角フラ
スコに分注して、120℃で15分間加圧殺菌した。 この培地にコリネバクテリウム属Ｎ−774菌株
を１白金耳接種して30℃で３日間振盪培養を行な
い菌体を生産した。この菌体を培養液から遠心分
離により分離し、PH7.2のリン酸バツフアーで２
回洗浄した。このようにして得られた洗浄菌体の
含水率は約80％であつた。 （） 反応 上記洗浄菌体4.0ｇを５％の３−シアノ−ピリ
ジンを含み、アンモニアでPH8.5に調節した水溶
液100ｇに添加して30℃水槽中で１時間撹拌、反
応させた。反応終了後、反応液の一部を高速液体
クロマトグラフ法で分析した結果、5.86％（転化
率100％）のニコチン酸アミドを含み未反応３−
シアノピリジンおよび副反応生成物のニコチン酸
は認められなかつた。 この反応液から０℃において遠心分離により菌
体を除去し、次いで50℃以下で水を留去し、さら
に真空乾燥したところ、5.8ｇの白色結晶が得ら
れ、IRスペクトル等からニコチン酸アミドと同
定された。このニコチン酸アミドの融点は127〜
130℃、収率はほゞ100％であつた。 実施例 ２ （） 菌体の製造 ノカルデイア属Ｎ−775菌株を用いたほかは実
施例１（）と全く同様に菌体を製造した。この
洗浄菌体の含水率は約85％であつた。 （） 反応 上記洗浄菌体１ｇを１％のペンゾニトリルを含
むPH8.5の水溶液100ｇに添加して30℃で１時間撹
拌、反応させた。 反応終了後、反応液の一部をガスクロマトグラ
フ法で、分析したところ、1.17％（転化率100％）
のベンズアミドを含み、未反応ベンゾニトリルお
よび副反応生成物の安息香酸は認められなかつ
た。 この反応液から０℃において遠心分離により菌
体を除去した後、熱ベンゼン100ｇで抽出した結
果、1.02ｇの白色結晶を得た。 IRスペクトル等からベンズアミドと同定され
た。このベンズアミドの融点は126〜128℃、収率
は86.8％であつた。 実施例３〜４ 実施例１と同様に調製した洗浄菌体１ｇを１％
の２−シアノピリジンまたは４−シアノピリジン
を含むPH8.5の水溶液に添加し、30℃、撹拌下で
１時間反応させた。 反応終了後、反応液の一部を高速液体クロマト
グラフ法で分析したところ、次表の結果を得た。 【表】
から芳香族カルボン酸アミドを製造する方法に関
するものである。さらに詳しくは、コリネバクテ
リウム属（Genus Corynebacterium）またはノ
カルデイア属（Genus Nocardia）に属し芳香族
ニトリルを水和する能力を有する微生物の作用に
より、芳香族ニトリルから芳香族カルボン酸アミ
ドを製造する方法に関するものである。 芳香族カルボン酸アミドは医薬，農薬などフア
インケミカルス原料として有用な化合物であり、
特にピリジン−３−カルボン酸アミド（ニコチン
酸アミド）はビタミンＢ複合体の成分であり、医
薬，食品添加剤、飼料添加剤などに用いられる重
要な化合物である。 芳香族カルボン酸アミドの製造法としては、古
くは芳香族カルボン酸を原料とする方法、最近で
は芳香族ニトリルをアルカリ触媒や金属触媒を用
いて接触水和する方法等種々の方法が知られてい
るが、触媒の調整，副反応物の生成による生成ア
ミドの分離，精製が煩雑である等の問題点を有す
る。 これらの問題を解決するために、本発明者ら
は、おだやかな条件下でかつ高い選択率を上げ得
る芳香族ニトリルからの芳香族カルボン酸アミド
の製造法として微生物を利用する方法に着目し
た。 微生物を用いて芳香族ニトリルから芳香族カル
ボン酸アミドを得る試みは特開昭51−86186号公
報においてなされているが、基質に対する菌体の
使用量が多い等、工業的製法としては末だ満足し
得るものではない。 このような状況の中で本発明者らは広範な微生
物を対象に、より生産性のよい高活性菌株を探索
した結果、新たにコリネバクテリウム属（Genus
Corynebacterium）またはノカルデイア属
（Genus Nocardia）に属する微生物が芳香族ニ
トリルから芳香族カルボン酸アミドを効率よく生
産することを見い出して本発明に到達した。 すなわち、本発明は、コリネバクテリウム属
（Genus Corynebacterium）またはノカルデイア
属（Genus Nocardia）に属し芳香族ニトリルを
加水分解する能力を有する微生物の作用により、
該ニトリルから芳香族カルボン酸アミドを生成さ
せることを特徴とする微生物による芳香族カルボ
ン酸アミドの製造法である。 本発明で使用される芳香族ニトリルとしては、
例えば、ベンゾニトリルなどのベンゼン系ニトリ
ルおよび３−ジアノピリジン（ニコチノニトリ
ル）、４−シアノピリジンなどのピリジン系ニト
リルであり、これらは如何なる供給原から選ばれ
たものでもよいが、工業的にはそれぞれ対応する
芳香族メチル置換体のアンモ酸化により製造する
のが有利である。 また、本発明で使用される微生物はコリネバク
テリウム属（Genus Corynebacserium）または
ノカルデイア属（Gemus Nocardia）に属す細
菌または放線菌で、芳香族ニトリルから芳香族カ
ルボン酸アミドを生成する能力を有するものであ
り、例えば、本出願人の出願に係る特公昭56−
17918号公報記載のコリネバクテリウム属Ｎ−771
菌株（Corynebacterium SP・Ｎ−771）〔微工研
菌寄第4445号〕、コリネバクテリウム属Ｎ−774菌
株（Corynebacterium SP・Ｎ−774）〔微工研菌
寄第4446号〕およびノカルデイア属Ｎ−775菌株
（Nocardia SP・Ｎ−775）〔微工研菌寄第4447
号〕などを好適なものとして挙げることができ
る。これらの菌株の菌学的性質は上記特公昭56−
17918号公報に開示されている。通常、これらの
菌株は１種を用いるが、２種以上の混合菌体を用
いてもよく、さらには上記菌株以外の同様の作用
を有する菌株と併用してもよい。 次に、本発明の一般的実施態様について説明す
る。 (1) 反応方法 本発明における芳香族カルボン酸アミドの製造
は、具体的には例えば前記の微生物を予め適当な
培地に大量培養、分離した菌体、あるいはこれら
の菌体またはこれより分離抽出した酵素等を担体
結合法、架橋法、包括法など種々の方法で固定化
して得られる固定化菌体または固定化酵素等を、
水、生理食塩水その他の水性媒体中で芳香族ニト
リルと接触させることにより、芳香族カルボン酸
アミドを生成、蓄積させ、これを単離回収するこ
とにより行なうことができる。 このほか、ニトリルの存在下に微生物を培養す
る方法、あるいは微生物培養後の培養液にニトリ
ルを添加する方法等により該アミドを生成させる
ことも可能である。 (2) 菌体の調製 本発明に使用する菌体は予め適当な培地で大量
培養したものを集菌し洗浄して調製する。 この時使用される培地は炭素源、窒素源、無機
塩類その他生長促進物質をほどよく含有するもの
であれば合成、天然いずれの培地でも用いること
ができる。炭素源としてはグルコース、マルトー
スなど、窒素源としては硫酸アンモニウム、塩化
アンモニウムなど、有機栄養源として酵母エキ
ス、肉エキス、麦芽エキス、ペプトンなどおよび
無機栄養源としてリン酸塩、マグネシウム、カリ
ウム、亜鉛、鉄、マンガンなどが通常使用され
る。 これらの培地はPH６〜９、に調製した後、加熱
などにより殺菌する。次いで菌を接種し、20〜35
℃、好ましくは25〜30℃の温度で１〜５日間通気
撹拌培養、振盪培養などの好気的条件で培養す
る。培養終了後、遠心分離などにより菌体を分離
し、次いで水あるいはPH６〜９の緩衝液などで洗
浄する。 菌体の固定化は必要によりポリアクリルアミド
ゲル包括法などを用いて常法に従つて行なうこと
ができる。 (3) 反応条件 反応媒体としては、原料の芳香族ニトリルを含
んだ水、生理食塩水または緩衡液などの水性媒体
が使用できるが、反応終了後の生成物の分離を考
慮すると水が好ましい。反応媒体中の芳香族ニト
リルの濃度は0.1〜20wt％、好ましくは0.5〜10wt
％であり、反応媒体中に完全溶解しなくてもさし
つかえない。また溶解助剤として界面活性剤を併
用してもさしつかえない。反応に使用する菌体の
濃度は通常0.05〜10wt％の範囲である。反応系の
PHは６〜10、好ましくは７〜９で、反応温度は０
〜40℃、好ましくは５〜30℃である。反応は通常
は10分から８時間で終了するように基質および菌
体の濃度を調節するのが好ましい。過度の反応は
芳香族カルボン酸の副生をもたらすのでさける必
要がある。 (4) 回収 反応混合液から芳香族カルボン酸アミドを分離
回収するには、例えば反応混合液から過あるい
は遠心分離などにより（固定化）菌体を分離した
後、反応媒体の水を50℃以下の温度で減圧下に留
去し、次いで絶乾すればよいが、酢酸エチルなど
の有機溶媒による抽出などの従来からの分離法に
よつてもよい。 本発明の方法によれば副反応がほとんど防止さ
れるため、高純度の芳香族カルボン酸アミドが得
られるが、所望により活性炭処理、活性白土処
理、イオン交換樹脂処理または再結晶など従来か
らの精製法を用いて精製すればより高品質の製品
が得られる。 以下、本発明の方法について代表的な例を示
し、さらに具体的に説明するが、本発明はこれら
の実施例に何ら制限されるものではない。 実施例 １ （） 菌体の製造 グルコース10ｇ／、ペプトン５ｇ／、酵母
エキス３ｇ／、および麦芽エキス３ｇ／を含
み、PH7.2に調製した培地100mlを500ml三角フラ
スコに分注して、120℃で15分間加圧殺菌した。 この培地にコリネバクテリウム属Ｎ−774菌株
を１白金耳接種して30℃で３日間振盪培養を行な
い菌体を生産した。この菌体を培養液から遠心分
離により分離し、PH7.2のリン酸バツフアーで２
回洗浄した。このようにして得られた洗浄菌体の
含水率は約80％であつた。 （） 反応 上記洗浄菌体4.0ｇを５％の３−シアノ−ピリ
ジンを含み、アンモニアでPH8.5に調節した水溶
液100ｇに添加して30℃水槽中で１時間撹拌、反
応させた。反応終了後、反応液の一部を高速液体
クロマトグラフ法で分析した結果、5.86％（転化
率100％）のニコチン酸アミドを含み未反応３−
シアノピリジンおよび副反応生成物のニコチン酸
は認められなかつた。 この反応液から０℃において遠心分離により菌
体を除去し、次いで50℃以下で水を留去し、さら
に真空乾燥したところ、5.8ｇの白色結晶が得ら
れ、IRスペクトル等からニコチン酸アミドと同
定された。このニコチン酸アミドの融点は127〜
130℃、収率はほゞ100％であつた。 実施例 ２ （） 菌体の製造 ノカルデイア属Ｎ−775菌株を用いたほかは実
施例１（）と全く同様に菌体を製造した。この
洗浄菌体の含水率は約85％であつた。 （） 反応 上記洗浄菌体１ｇを１％のペンゾニトリルを含
むPH8.5の水溶液100ｇに添加して30℃で１時間撹
拌、反応させた。 反応終了後、反応液の一部をガスクロマトグラ
フ法で、分析したところ、1.17％（転化率100％）
のベンズアミドを含み、未反応ベンゾニトリルお
よび副反応生成物の安息香酸は認められなかつ
た。 この反応液から０℃において遠心分離により菌
体を除去した後、熱ベンゼン100ｇで抽出した結
果、1.02ｇの白色結晶を得た。 IRスペクトル等からベンズアミドと同定され
た。このベンズアミドの融点は126〜128℃、収率
は86.8％であつた。 実施例３〜４ 実施例１と同様に調製した洗浄菌体１ｇを１％
の２−シアノピリジンまたは４−シアノピリジン
を含むPH8.5の水溶液に添加し、30℃、撹拌下で
１時間反応させた。 反応終了後、反応液の一部を高速液体クロマト
グラフ法で分析したところ、次表の結果を得た。 【表】
Claims (1)
- １ コリネバクテリウム属（Genus
corynebacterium）またはノカルデイア属
（Genus Nocardia）に属し、芳香族ニトリルを
水和する能力を有する微生物の作用により、該ニ
トリルから対応する芳香族カルボン酸アミドを生
成させることを特徴とする微生物による芳香族カ
ルボン酸アミドの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9140882A JPS58209987A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 微生物による芳香族カルボン酸アミドの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9140882A JPS58209987A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 微生物による芳香族カルボン酸アミドの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58209987A JPS58209987A (ja) | 1983-12-07 |
| JPH057000B2 true JPH057000B2 (ja) | 1993-01-27 |
Family
ID=14025550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9140882A Granted JPS58209987A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 微生物による芳香族カルボン酸アミドの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58209987A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2294999A1 (fr) * | 1974-12-18 | 1976-07-16 | Anvar | Procede de preparation d'amides par hydrolyse biologique |
| JPS5617918A (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-20 | Chisso Corp | Manufacture of dichlorosilane |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP9140882A patent/JPS58209987A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58209987A (ja) | 1983-12-07 |
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