JPH10262691A - ３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物の製造方
法の提供。 【解決手段】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹ 及びＲ² は、それぞれ独立して水素原
子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、カルボキシル
基、シアノ基、オキシム基又は炭素数１〜５のアルキル
基を表し、それぞれ同一でも又異なっていてもよい。ま
た、Ａは炭素原子又は窒素原子を表す。）で表されるニ
コチン酸誘導体又は２−ピラジンカルボン酸誘導体に、
該誘導体のカルボキシル基の脱炭酸を伴う水酸化能力を
有するセラチア属に属する微生物の菌体、及び／又は該
菌体調製物を作用させて、３−ヒドロキシ含窒素六員環
化合物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラチア属に属す
る微生物の菌体、及び／又は該菌体調製物による３−ヒ
ドロキシ含窒素六員環化合物の製造方法に関するもので
ある。３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物は医薬の中間
原料として有用な物質である。

【０００２】

【従来の技術】３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物を製
造する方法はこれまでに多数の報告がなされているが、
全て化学合成法によるものである。２−アセチルフラン
をアンモニア存在下で加熱する方法（ジャーナル オヴ
メディシナル ケミストリー（Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅ
ｍ．），１１，７９２ (１９６８））、メラノイヂンを
熱分解する方法（アグリカルチュラル アンド バイオ
ロジカル ケミストリー（Ａｇｒ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅ
ｍ．），４０，２０５１ (１９７６））、２−アミノメ
チルフランを低温条件下で光酸化する方法（ケミカル
アンド ファーマス−ティカル ビュルティン（Ｃｈｅ
ｍ．Ｐｈａｒｍ．Ｂｕｌｌ．，３９，１８１（１９９
１））等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の化学合成による
製造法は原料が高価であったり、塩素系有機溶媒を使用
したり、不純物が多く回収精製の工程に問題がある等の
点で、工業的な製法として必ずしも満足できる方法では
ない。本発明の課題は、工業的に安価に３−ヒドロキシ
含窒素六員環化合物を製造する方法を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するべく鋭意検討した結果、ニコチン酸から３−
ヒドロキシ含窒素六員環化合物を生成しうる微生物を見
出し、本発明を完成した。即ち、本発明の要旨は、一般
式（Ｉ）

【０００５】

【化３】

【０００６】（式中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立して
水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、カルボキ
シル基、シアノ基、オキシム基又は炭素数１〜５のアル
キル基を表し、Ａは炭素原子又は窒素原子を表す。）で
表されるニコチン酸誘導体又は２−ピラジンカルボン酸
誘導体に、該誘導体のカルボキシル基の脱炭酸を伴う水
酸化能力を有するセラチア属に属する微生物の菌体及び
／又は該菌体調製物を作用させることを特徴とする、一
般式（II）

【０００７】

【化４】

【０００８】（式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＡは式（Ｉ）と同義
である。）で表される３−ヒドロキシ含窒素六員環化合
物の製造方法にある。

【０００９】本発明は、好ましい実施の形態として、
（１）ニコチン酸に、ニコチン酸のカルボキシル基の脱
炭酸を伴う水酸化能力を有するセラチア属に属する微生
物の菌体及び／又は該菌体調製物を作用させることを特
徴とする３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物の製造方
法、ならびに（２）６−クロロニコチン酸に、６−クロ
ロニコチン酸のカルボキシル基の脱炭酸を伴う水酸化能
力を有するセラチア属に属する微生物の菌体及び／又は
該菌体調製物を作用させることを特徴とする３−ヒドロ
キシ含窒素六員環化合物の製造方法、を提供する。尚、
上記のセラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）属に属する微生物
としては、セラチア・プリムチカ（Ｓｅｒｒａｔｉａ
ｐｌｙｍｕｔｈｉｃａ）ＩＡＭ１３５４３、セラチア・
マルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅ
ｎｓ）ＩＡＭ１２１４２が好ましいものとして挙げられ
る。以下、本発明の方法について詳細に説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明においては、原料として上
記一般式（Ｉ）で表されるニコチン酸誘導体又は２−ピ
ラジンカルボン酸誘導体を用い、これに上記特定のセラ
チア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）属に属する微生物の菌体又は
該菌体調製物を作用させて、上記一般式（II）で表され
る３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物を製造する。式
中、Ｒ¹及びＲ²が示す炭素数１〜５のアルキル基とは、
例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ
−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅ
ｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基を表す。好ましい例
としては、Ｒ¹、Ｒ²が水素原子又はハロゲン原子である
場合、及びＡが炭素原子である場合が挙げられる。特に
好ましい例としては、Ｒ¹、Ｒ²が水素原子を表し、Ａが
炭素原子を表す場合、及びＲ¹がハロゲン原子を表し、
Ｒ²が水素原子を表し、Ａが炭素原子を表す場合が挙げ
られる。

【００１１】本発明においては、上記一般式（Ｉ）で表
されるニコチン酸誘導体又は２−ピラジンカルボン酸誘
導体のカルボキシル基の脱炭酸を伴う水酸化能力を有す
るセラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）属に属する微生物であ
れば、いずれの微生物も使用し得る。特に好ましい微生
物としては、例えばセラチア・プリムチカ（Ｓｅｒｒａ
ｔｉａ ｐｌｙｍｕｔｈｉｃａ）ＩＡＭ１３５４３、セ
ラチア・マルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃ
ｅｓｃｅｎｓ）ＩＡＭ１２１４２などが挙げられる。上
記菌株は全て公知の菌株であり、東京大学分子細胞生物
学研究所（ＩＡＭ）から容易に入手することができる。
また、上記微生物は、野生株、ＵＶ照射、Ｎ−メチル−
Ｎ’−ニトロ−Ｎ−ニトロソグアニジン（ＮＴＧ）処
理、エチルメタンスルホネート（ＥＭＳ）処理、亜硝酸
処理、アクリジン処理等による変異株、或いは細胞融合
若しくは遺伝子組換え法等の遺伝学的手法により誘導さ
れる組換え株等のいずれの株であってもよい。

【００１２】本発明の製造方法においては、上記微生物
の１種或いは２種以上が菌体及び／又は菌体調製物とし
て用いられる。具体的には、上記微生物を培養して得ら
れた菌体をそのまま、或いは培養して得られた菌体を公
知の手法で処理して得られる調製物、即ち、アセトン処
理したもの、凍結乾燥処理したもの、菌体を物理的又は
酵素的に破砕したもの等の菌体調製物を用いることがで
きる。また、これらの菌体又は菌体調製物から、上記一
般式（Ｉ）で表されるニコチン酸誘導体又は２−ピラジ
ンカルボン酸誘導体のカルボキシル基に作用しこれを脱
炭酸及び水酸化して一般式（II）で表される３−ヒドロ
キシ含窒素六員環化合物へ変換する能力を有する酵素画
分を粗製物或いは精製物として取り出して用いることも
可能である。更には、このようにして得られた菌体、菌
体調製物、酵素画分等をポリアクリルアミドゲル、カラ
ギーナンゲル等の担体に固定化したもの等を用いること
も可能である。そこで本明細書において、「菌体及び／
又は該菌体調製物」の用語は、上述の菌体、菌体調製
物、酵素画分、及びそれらの固定化物全てを含有する概
念として用いられる。

【００１３】次に、本発明の製造方法について具体的に
説明する。本発明の製造方法においてセラチア（Ｓｅｒ
ｒａｔｉａ）属に属する微生物は、通常、培養して用い
られるが、この培養については定法通り行うことができ
る。本微生物の培養の為に用いられる培地には本微生物
が資化しうる炭素源、窒素源、及び無機イオン等が含ま
れる。炭素源としては、グルコース等の炭水化物、グリ
セロール等のアルコール類、有機酸その他が適宜使用さ
れるが、好ましい炭素源としてはＤ−ソルビトールがあ
げられる。窒素源としては、ＮＺアミン、トリプトー
ス、酵母エキス、ポリペプトンなどのような有機窒素源
の他、硫酸アンモニウムや尿素のような無機窒素源が適
宜使用されるが、好ましい窒素源としてはポリペプトン
があげられる。無機イオンとしては、リン酸イオン、マ
グネシウムイオン、鉄イオン、マンガンイオン、モリブ
デンイオンその他が必要に応じ適宜使用される。更に、
イノシトール、パルトテン酸、ニコチン酸アミドその他
のビタミン類を必要に応じ添加することは有効である。
培養は、好気的条件下に、ｐＨ６〜１０、温度１５〜４
０℃の適当な範囲に制御しつつ１５〜１００時間行う

【００１４】上記一般式（Ｉ）で表されるニコチン酸誘
導体または２−ピラジンカルボン酸誘導体に上記微生物
を作用させて３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物を製造
する方法として、本微生物を培養し、得られた菌体懸濁
液に上記一般式（Ｉ）で表されるニコチン酸誘導体また
は２−ピラジンカルボン酸誘導体を添加し反応させ３−
ヒドロキシ含窒素六員環化合物を得る方法、培地に上記
一般式（Ｉ）で表されるニコチン酸誘導体または２−ピ
ラジンカルボン酸誘導体を添加し培養と反応を同時に行
う方法、あるいは培養終了後、上記一般式（Ｉ）で表さ
れるニコチン酸誘導体または２−ピラジンカルボン酸誘
導体を添加して更に反応を行う方法等を用いることがで
きる。反応は１５〜４０℃、ｐＨ５〜１０の範囲で制御
されるが、好ましくは２５〜３０℃、ｐＨ７〜９で制御
される。上記一般式（Ｉ）で表されるニコチン酸誘導体
または２−ピラジンカルボン酸誘導体濃度は０．１〜１
０％であるが、好ましくは０．５〜２％である。必要な
らば上記一般式（Ｉ）で表されるニコチン酸誘導体また
は２−ピラジンカルボン酸誘導体は反応の間、追補添加
される。また、必要に応じて金属イオンを添加すること
により反応が促進される場合がある。

【００１５】培養及び反応で得られた３−ヒドロキシ含
窒素六員環化合物の採取方法としては溶媒抽出、クロマ
トグラフィー等、通常の分離・精製方法により行うこと
ができる。

【００１６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、その要旨を越えない限り本発明の技術分野
における通常の変更をすることができる。 実施例１ リン酸２カリウム ３．０ｇ／Ｌ，リン酸１カリウム
１．０ｇ／Ｌ，２−クロロニコチン酸 ３．０ｇ／Ｌ，
ソルビトール １０．０ｇ／Ｌ，ポリペプトン４．０ｇ
／Ｌ，硫酸マグネシウム７水和物 ０．１２ｇ／Ｌ，イ
ノシトール２０ｍｇ／Ｌ，チアミン塩酸塩 ２０ｍｇ／
Ｌ，水（ｐＨ７．０）の組成からなる液体培地３０ｍＬ
に、セラチア・プリムチカ（Ｓｅｒｒａｔｉａ ｐｌｙ
ｍｕｔｈｉｃａ）ＩＡＭ１３５４３を接種し、２８℃で
７２時間好気的に培養した。このとき培養７２時間後の
菌体生育量はＯ．Ｄ．６６０ｎｍ（培養液の６６０ｎｍ
での吸光度）で１２．５〜１３．０であった。得た培養
液を遠心分離し、菌体を集め５０ｍＭリン酸カリウム緩
衝液（ｐＨ７．０）で洗浄した。これに１５ｇ／Ｌのニ
コチン酸を含む２５ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ
７．５）を加え、全量を３．０ｍＬとし３０℃で好気条
件下で１０時間反応させた。反応終了時の３−ヒドロキ
シピリジン生成蓄積量は１．２４ｇ／Ｌであった。

【００１７】実施例２ 使用菌株としてセラチア・マルセッセンス（Ｓｅｒｒａ
ｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）ＩＡＭ１２１４２を用
い、実施例１に記した培養及び反応方法を実施した。反
応終了時の３−ヒドロキシピリジン生成蓄積量は１．２
２ｇ／Ｌであった。

【００１８】

【発明の効果】本発明によって、医薬の中間原料として
有用である３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物を微生物
を利用して、ニコチン酸誘導体または２−ピラジンカル
ボン酸誘導体から簡便に製造することが可能になった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ１２Ｒ 1:425） (Ｃ１２Ｐ 17/12 Ｃ１２Ｒ 1:43）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立して水素原子、ハ
   ロゲン原子、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シア
   ノ基、オキシム基又は炭素数１〜５のアルキル基を表
   し、Ａは炭素原子又は窒素原子を表す。）で表されるニ
   コチン酸誘導体又は２−ピラジンカルボン酸誘導体に、
   該誘導体のカルボキシル基の脱炭酸を伴う水酸化能力を
   有するセラチア属に属する微生物の菌体及び／又は該菌
   体調製物を作用させることを特徴とする、一般式（II） 【化２】 （式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＡは式（Ｉ）と同義である。）で
   表される３−ヒドロキシ含窒素六員環化合物の製造方
   法。
2. 【請求項２】 Ａが炭素原子である請求項１記載の方
   法。
3. 【請求項３】 Ｒ¹及びＲ²が水素原子又はハロゲン原子
   である請求項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】 Ｒ¹及びＲ²が水素原子を表し、Ａが炭素
   原子を表す請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 Ｒ¹がハロゲン原子を表し、Ｒ²が水素原
   子を表し、Ａが炭素原子を表す請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 微生物がセラチア・プリムチカ（Ｓｅｒ
   ｒａｔｉａ ｐｌｙｍｕｔｈｉｃａ）ＩＡＭ１３５４３
   である請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】 微生物がセラチア・マルセッセンス（Ｓ
   ｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）ＩＡＭ１２１
   ４２である請求項１から５のいずれかに記載の方法。