JPS5865257A - スレオニン混合物の製造方法 - 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】 本発明は！型の光学活性を有するプロピレンオキシドか
らＬ−スレオニンを製造する方法に関する。

Ｌ−スレオニンは生物学的に有効な作用を呈する必須ア
ミノ酸の一つであるが、スレオニン（トレオニン）ＫＧ
″！、Ｌ−スレオニンのほかＫＤ−スレオニン、Ｌ−ア
ロスレオニン及びＤ−アロスレオニンの異性体が存在す
る。

現在、スレオニンの工業的製法としてグリシン鋼とアセ
トアルデヒドとを塩基の存在下で縮合反応させる方法が
採用されている。しかしながら、この方法では上記４種
の異性体の混合物が生成するため、純粋なＬ−スレオニ
ンを得るには該混合物について光学分割及びラセミ化の
ような煩雑な精製操作を施すことが必要となる欠点がみ
られる。

また、近年、Ｌ−スレオニンの製造方法として微生物を
利用する、いわゆるＬ−スレオニン発酵による方法が提
案されているが、しかし、この方法では原料としての発
酵基質にグリシンのような比較的高価な物質を必要とし
、加うるに発酵に長時間を要するので生産効率が低いと
いう問題点がある。

本発明者は上述したごとき現状に＠みて、Ｌ−スレオニ
ンの効率的な製造法について検討した結果、ｌ型の光学
活性を有するプロピレンオキシドを出発原料と用いて合
成法によりＬ−スレオニンを有利に製造し得ることの知
見を得て本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は比較的安価に入手し得る出発物質を
用いて高純度のＬ−スレオニンを高収率で合成し得る方
法を提供することを目的とする。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明の特徴は、ｌ型の光学活性を有するプロピレンオ
キシドをアンモニアを用いて開環させてβ−アミノイソ
プロパツールとなし、該β−アミノイソプロパツールを
オキシム化して２−ヒドロキシプロピルアルドキシムを
得、該２−ヒドロキシプロピルアルドキシムを還元及び
ニトリル化して１−アミノ−２−ヒドロキシプロパンニ
トリルパンニトリルを加水分解してＬ−スレオニンを生
成させることにある。

本発明で出発物質として用いる１１　ｌ型の光学活性を
有するプロピレンオキシド″とはプロピレンオキシド中
その不斉炭素原子の絶対配置を表示するＲ　（ｒｅｃｔ
ｕｓ　）−配置のものがＳ　（５ｉｎｉｓｔｅｒ）−配
置のものより多量に存在するものを意味し、Ｒ−配置の
ものが少なくとも７０Ｍ量％存在しているプロピレンオ
キシドが好ましい。このようなｌ型の光学活性を有する
プロピレンオキシドは例えば１−２−クロルプロパツー
ルをアルカリで処理することにより得られるが、本発明
者がさきに提案した微生物を利用する方法、すなわちノ
カルディア属に属するエポキシド生産菌をプロピレン中
で培養することによっても得られる（特公昭５６−４０
号公報参照）。この微生物を利用する方法により得られ
るプロピレンオキシドがｌ型の光学活性を有することは
その後に確認されたものであるが、プロピレンから簡易
な工程で製造し得るので本発明での出発物質として特に
有利であると言える。

本発明ではまず、上記プロピレンオキシドをアンモニア
と反応させて開環してβ−アミノイソプロパツールに変
換させるが、この際５重量％以上の濃度のアンモニア水
に、アンモニア１モルに対して０．０５〜０．８　モル
の濃度になるようにプロピレンオキシドを０〜１００℃
の温度下で攪拌しながら添加する。この操作により得ら
れたβ−アミノイソプロパツールの水溶液に触媒、例え
ばタングステン酸ナトリウム又はモリブデン酸ナトリウ
ムのごときＭｉ）盆の存在下で過酸化物、例えば過−化
水素を添加し、低温下例えば１５℃以下の温度で反応さ
せて相当するオキシムである２−ヒドロキシプロピルア
ルドキシムを得る。この場合、触媒の添加量は、β−ア
ミノイソグロパノール１モルに対し０．１〜０．５モル
、過酸化物の添加量は２〜２．５モル程度であることが
反応効率上好ましい。

次いでこのようにして得られた２−ヒドロキシプロピル
アルドキシムに重亜硫酸ナトリウムのごとき還元剤及び
シアン化剤、例えばシアン化水素、シアン化カリウム又
はシアン化ナトリウムと反応させて還元及びニトリル化
を行なう。この場合上記アルドキシムをシアン化剤と共
に重亜硫酸ナトリウムのごとき還元剤の水溶液に添加し
て一ヒ記還元とニトリル化を一段階で行って相当するニ
トリル、１−アミノ−２−ヒドロキシプロパンニトリル
を生成させてもよいが、純度のより高い目的物であるＬ
−スレオニンを得るには、上記アルドキシムをまず還元
し、ついで得られる還元生成物を二）　ＩＪル化する二
段階で行なうのが好ましい。すなわち、上記アルドキシ
ムを水と極性溶媒例えばメタノールやエタノールとの混
合溶媒（水／極性溶媒の容せ比が１／１ｏ〜１０／１）
中で重亜硫酸すトリウムのととぎ還元剤と反応させ、生
成する白色の結晶生成物を分離し、次いで該結晶生成物
をエタノール、エーテル等で洗浄したのち、水に懸濁さ
せ、これにシアン化剤を添加して反応させて１−アミノ
−２−ヒドロキシプロパンニトリルを得る。

本発明では、このようにして得られる１−アミノ−２−
ヒドロキシプロパンニトリルの水溶液Ｋ例えば濃塩酸を
加え、約１００℃の温度下で還流させて加水分解する。

この加水分解によりＬ−スレオニンの水溶液が得られる
のでこの水溶液のｐＨを例えばジメチルアミンを用いて
６．０〜６．７ＶＣＩＭ。

整するとＬ−スレオニンの結晶が析出する。

なお、このし−スレオニンの結晶にはＤ−アロスレオニ
ンが含まれているので再結晶法を適用してＬ−スレオニ
ンを分別、採取する。Ｄ−アロスレオニンは例えば酸も
しくはアルカリの存在下で加熱することによりラセミ化
すると容易ＫＬ−スレオニンとの混合物を生成するので
、上記によりＬ−ス１／オニンを分別する操作とラセミ
化を繰り返えすことにまり高収率でも一スレオニンを回
収することができろう 以上述べたよ５Ｋ、本発明によると安価に入手し得る出
発物質からＬ−スレオニンが高純度で且つ高収率で製造
し得る利点がある。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。

実施例 本例ではプロピレンから微生物を利用して得られるプロ
ピレンオキシドを出発・物質として用いた例を示す。

プロピレンオキシドの製造： ５００　ｍｌの坂ロフラスコにＮＢＧ培地（ラブ−レム
コバウダー（オキンイド社［）１０．９．バクテリオロ
ジカルペプトン（オキソイド社製）１０１１、　ＮａＣ
Ａ！　５　ｇおよびグルコース１０ｇからなる混合物に
脱イオン水を添加して全ｉｔ　１０００　ｍｌとなした
ものを加熱殺菌して得られる液体培地）１００ｍ／を収
容し、これにノカルディア・コラリーナＢ接種し、３０
’Ｃで１７時間、振盪培養した。

上記培養により生成した菌体を１００　　モル濃度の燐
酸緩衛液２０　ｍｌずつ用いて２度洗浄した後、反応用
培地（Ｋ２Ｉ（Ｐｏ、　１．７４　、！９　、　ＭｇＳ
Ｏ３・７Ｈ，０１，５ｙ、ＦθＳＯ，◆７Ｈ２０５０１
１１９を１０００ばの脱イオン水に溶解し、ｐＨを８．
ＯＫ調整した液）Ｋ該菌体を菌濃度９　、５　ｊｊ／ｌ
となるよう添加し菌懸濁液を調製した。

上述のごとくして調製した菌懸濁液Ｌｏｏｍ／と日本油
脂製、消泡剤ディスホームＣＣ−２２２■、２ａｔとを
内径２８Ｎ１高さ４００韻のガラス製反応槽に入れ、反
応槽の底部から、ガラス焼結体を通じて２０％プロピレ
ン、８０％空気から成る混合ガスを毎分３００１ｎＩ！
の速度で通気しながら、ｐＨをＩＮ　Ｈ２ＳＯ，又はｌ
ＮＮａ０ＨＫより７．２に調整しつつ、１２０時間３０
℃で反応させた。反応により生成したプロピレンオキシ
ドを連続的に系外にとり出した。

このようにして得られたプロピレンオキシド中Ｒ−配置
のものの含有量を旋光度の測定手法を適用して測定した
結果８９．５重量％であった。

Ｌ−スレオニンの合成： 攪拌機を備えた５１容の三ロフラスコ（５００ｍｌの滴
下ロート及び冷却管付）Ｋ２９Ｈｇｔ％アンモニア水４
，０００．９を収容し、これに上述のようにして調製し
たプロピレンオキシド４００ｇを５°Ｃの温度下で攪拌
しながら２時間かげて滴下した。

上記滴下の終了後フラスコ内容物の温度を攪拌下に常温
（約２０°Ｃ）まで昇温して反応を終了させた。反応終
了後反応混合物を蒸留して沸点１５９〜１６１°Ｃの範
囲の留分としてβ−アミノイソプロバノール３４０９を
得た。

このようにして得られたβ−アミノイソプロパツール７
５ｇ（１モル）とタングステン酸ナトリウム（Ｎａ２Ｗ
Ｏ４）　ｓ　９　ｙ　（０，２モル）を１００−の水に
溶解した水溶液をフラスコに収容し、これに２’８％過
酸化水素水溶液２４３Ｉ＋Ｉｔ（２モル）を攪拌下に滴
下し、その間反応温度を１５°Ｃを超えないようにフラ
スコを冷却した。

上記滴下の終了後３０分間攪拌を続けた後上記フラスコ
内の反応生成物にエタノール３００１ｄを添加し、次い
で更に水４００ｍ１とエタノール３００ｍ１との混合溶
媒に重亜硫酸ナトリウム２３０ｇ（２，２モル）を溶解
した溶液を添加し、常温下に２日間放置した。

上記放置により析出した結晶を沢別して水、エタノール
及びエーテルの順で洗浄した後、乾燥して２５３Ｉの結
晶生成物を得た。

次に、この結晶生成物１４９　ｇ　（０，５モル）をモ
ル）のシアン化ナトリウム（ＮａＣＮ　）を１００４の
水に溶解した水溶液を加え、１晩放置後、１００℃に加
熱し、得られた反応液に濃塩酸６５０ゴを加えて２時間
置流した。次いで、これに塩化バリウム（ＢａＣｌ２４
Ｈ２０）　２９３１１　（１，２モル）を熱水に溶解し
た水溶液を加え、生じた沈殿を沢過した。沢液を活性炭
で脱色し、乾固した。これを２１のメタノールで抽出後
乾固し、次いで１ノの無水エタノールで抽出した。抽出
液にこれを攪拌しつつ、ジメチルアミンを徐々に加える
と白色の結晶が析出した。この結晶を沢過し、エタノー
ル、次いでエーテルで洗浄し乾燥した。

このようにして得られたスレオニンはＤ−Ｌ−スレオニ
ン及びＤ−２Ｌ−アロスレオニンノ混合物から成り、そ
の収量は４９．？であった。

この混合物中り一及びＬ−スレオニンの含−ｊｉｌｔ４
１モル％テア弘さらにその中Ｌ−スレオ＝ｙの含−１１
− 代理人　　川　　　口　　義　　雄 ＝１２− 手続補正書 １、事件の表示　昭和５６年　特　願第１６２３９１号
２、発明の名称　　Ｌ−スレオニンの製造方法３、補正
をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　株式会社　バイオリザーチセンター７、補正
の対象　明細書 ８、補正の内容 明細書を下記のとおり補正する。

（１１特許請求の範囲の欄を別紙のとおシ補正する。

（２）　　第３頁末行、第４頁第１行乃至第２行、第６
頁第１１行乃至第１２行、第７頁第５行及び第７行乃至
第８行Ｋ［１−アミノ−２−ヒドロキシプロパンニトリ
ル」とあるを「１−アミノ−２−ヒドロキシプロパンカ
ルボニトリル」にそれぞれ補正する。

２− ２、特許請求の範囲 （１）　　ノ型の光学活性を有するプロピレンオキシド
をアンモニアとの反応により開環させてβ−アミノイソ
プロパツールとなし、該β−アミノイソプロパツールを
オキシム化して２−ヒドロキシプロピルアルドキシムを
得、該２−ヒトｐキシプロピルアルドキシムを還元及び
ニトリル化して１−アミノ−２−ヒドロキシプロパンカ
ルボニトリルを得１次いで得られる該１−アミノ−２ヒ
ドロキシプロパン−〃−ルボニトリルを加水分解するこ
とを特徴とするし一スレオニンの製造方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｌ型の光学活性を有するプロピレンオキシドをア
   ンモニアとの反応により開環させてβ−アミノイソプロ
   パツールとなし、該β−アミノイソプロパツールをオキ
   シム化して２−ヒドロキシプロピルアルドキシムを得、
   該２−ヒドロキシプロピルアルドキシムを還元及びニト
   リル化して１−アミノ−２−ヒドロキシプロパンニトリ
   ルを得、次いで得られる該１−アミノ−２ヒドロキシプ
   ロパンニトリルを加水分解することを特徴とするＬ−ス
   レオ翠ンの製造方法。