DE1252686B - Verfahren zur mikrobiologischen Oxydation organischer Verbindungen - Google Patents
Verfahren zur mikrobiologischen Oxydation organischer VerbindungenInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int.Cl,
C07c
C 0 7 J
Deutsche Kl.: 12 ο-27
Nummer: 1252686
Aktenzeichen: S 94671IV b/12 ο
Anmeldetag: 17. Dezember 1964
Auslegetag: 26. Oktober 1967
Es ist bekannt, daß gegebenenfalls substituierte Fettsäuren bei der mikrobiologischen Oxydation mit
zur jß-Oxydation befähigten Mikroorganismen in der
Regel in Carbonsäuren mit einer geringeren Anzahl Kohlenstoffatomen umgewandelt und diese im Verlauf S
der weiteren Oxydation schließlich zu Kohlendioxyd und Wasser abgebaut werden. Die ^-Oxydation verläuft
über eine «,^-ungesättigte Carbonsäure, eine
^-Hydroxycarbonsäure und eine ^-Ketocarbonsäure.
Auch die entsprechenden Ester, Alkehyde, primären ίο Alkohole oder Kohlenwasserstoffe können auf demselben
Wege durch Mikroorganismen abgebaut werden, wenn die Mikroorganismen in der Lage sind, diese
Verbindungen zunächst durch Oxydation bzw. Hydrolyse in eine Carbonsäure umzuwandeln und anschließend
eine /3-Oxydation herbeizuführen. Die mikrobiologische
/?-Oxydation wird oft von anderen mikrobiologischen
Reaktionen, z. B. einer ω-Oxydation, begleitet.
Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, »0 daß die /3-Oxydation bedeutend gehemmt wird, wenn
die mikrobiologische Oxydation in Gegenwart von Acrylsäure und/oder einem ihrer Salze, Ester oder
Amide durchgeführt wird. Hierbei werden Oxydationsgemische mit einer Zusammensetzung erhalten, die
sehr stark von der Zusammensetzung der durch mikrobiologische Oxydation in Abwesenheit von
Acrylsäure oder funktionellen Derivaten derselben erhaltenen Gemische abweicht. Unterwirft man z. B.
einen Kohlenwasserstoff der mikrobiologischen Oxydation in Gegenwart von Acrylsäure, so entsteht in
guter Ausbeute eine Carbonsäure mit der gleichen Anzahl Kohlenwasserstoffatome wie das Ausgangsmaterial
neben Ketonen und/oder Carbonsäuren mit weniger Kohlenstoffatomen und/oder Polycarbonsäuren.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur mikrobiologischen Oxydation organischer Verbindungen
der allgemeinen Formel
H H
I I
R'" — C — C—A
I I
R" R'
worin A eine Methylgruppe, eine gegebenenfalls veresterte Hydroxymethylgruppe, eine Formylgruppe,
eine gegebenenfalls veresterte Carboxylgruppe, ein Metall- oder Ammoniumderivat der Carboxylgruppe
oder eine Iminofonnylgruppe bedeutet und R', R" und R'" jeweils ein Wasserstoffatom oder ein gegebenenfalls
durch Halogenatome, Methoxygruppen Verfahren zur mikrobiologischen Oxydation
organischer Verbindungen
organischer Verbindungen
Anmelder:
Shell Internationale Research
Maatschappij N. V., Den Haag
Vertreter:
Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und
Dipl.-Cb.em. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
Dipl.-Cb.em. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
Als Erfinder benannt:
Gerard Johannes Emil Thijsse, Amsterdam
(Niederlande)
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 19. Dezember 1963 (302 203)
oder Arylreste substituierter aliphatischer oder cycloaliphatischer
Kohlenwasserstoffrest ist, zu aliphatischen, araliphatischen oder cycloaliphatischen Carbonsäuren
und/oder aliphatischen, araliphatischen oder cycloaliphatischen Ketonen, wobei man eine oder
mehrere Ausgangsverbindungen der angegebenen Formel entweder mit Sauerstoff und Mikroorganismen,
die normalerweise die /S-Oxydation von Verbindungen
der angegebenen Formel herbeiführen können und die, wenn der SubstituentA keine Carboxylgruppe ist,
diesen zunächst in eine Carboxylgruppe überführen können, oder mit Sauerstoff und aus diesen Mikroorganismen
isolierten Enzymsystemen bei einer Temperatur von etwa 15 bis etwa 400C, vorzugsweise von
etwa 20 bis etwa 370C, insbesondere von etwa 28 bis
320C zusammenbringt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation in Gegenwart von etwa 1 · 10~*
bis etwa 50 · 10-·, vorzugsweise von 8 · 10"' bis etwa
15 · 10-* Mol Acrylsäure und/oder einem ihrer Salze, Ester oder Amide, bezogen auf 1 mg Trockengewicht
der Mikroorganismen durchgeführt.
Bekanntlich wird angenommen, daß bei dem Abbau durch /ff-Oxydation die Carbonsäure an CoenzymA
gebunden und daß die Aufspaltung des entstandenen aktivierten Komplexes aus der Ketocarbonsäure und
Coenzym A durch die Einwirkung eines zweiten Coenzym-A-Moleküls herbeigeführt wird. Die Wirkung
der Acrylsäure oder ihrer Salze, Ester oder Amide
709 679/591
3 4
besteht möglicherweise darin, daß sie die aktivierende Die verwendeten aeroben Mikroorganismen können
Stufe und/oder das Abspalten der Ketocarbonsäure- Bakterien, Hefen oder Pilze sein. Als Beispiel für
gruppe hemmt. Bakterien seien die Familien Pseudomonaceae, Achro-
Wird eine Verbindung der obigen allgemeinen mobacteriaeeae.Coccaceae.Corynebacteriaceae.Myco-
Formel, worin A jedoch keine Carboxylgruppe ist, 5 bacteriaceae und Actinomycetaceae genannt, vor
als Ausgangsmaterial verwendet, so muß sie zunächst allem Arten der Gattung Pseudomonas, wie Ps. aeru-
in eine Carbonsäure der angegebenen Art übergeführt ginosa und Ps. fluorescens; der Gattung Achromo-
werden. Dies kann, wie schon erwähnt, sehr einfach bacter, wie A. agile; der Gattung Mycobacterium,
durch Wahl solcher Mikroorganismen geschehen, die wie M. lacticola und M. phlei; der Gattung Nocardia,
sowohl die Umwandlung in die Carbonsäure als auch io wie N. opaca; der Gattung Micrococcus, wie M. paraf-
die anschließende /^-Oxydation dieser Säure bewirken. finea; sowie Bakteriumarten, wie B. aliphaticum und
Gegebenenfalls kann jedoch die Carbonsäure ebenso B. aliphaticum liquefaciens, ferner Stämme von Co-
gut auch mit Hilfe von Mikroorganismen einer anderen rynebacterium. Beispiele für Hefen sind z. B. Mit-
Gruppe in situ oder in einem gesonderten Ansatz oder glieder der Gattung Candida, wie C. lipolytica und
durch eine rein chemische Reaktion hergestellt und 15 C. tropicalis; der Gattung Torulopsis, wie T. Collicu-
dann erst der /J-Oxydation unterworfen werden. losa, sowie Sacharomyceten, wie S. cerevisiae. Bei-
Die Erfindung bietet somit ein wertvolles Verfahren spiele für geeignete Pilze sind Aspergillusarten, wie
zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, A. flavus, und Penicilliumarten, wie P. notatum, ferner
Estern oder Aldehyden in die entsprechenden Carbon- Stämme von Botrytis cinera. Pseudomonasarten, ins-
säuren mit unverminderter Anzahl Kohlenstoffatome; ao besondere Ps. aeruginosa und Hefearten der Gattung
Da ein Teil der entstehenden Säure jedoch weiter- Candida, insbesondere C. lipolytica und C. tropicalis,
reagiert, so z. B. unter /ί-Oxydation zu einer anderen werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevor-
Carbonsäure mit einer um 2 Kohlenstoffatome kür- zugt.
zeren Kette oder zu einem Methylketon, das nur Der erfindungsgemäßen Oxydation können Ver-1
Kohlenstoffatom weniger enthält als die Ursprung- «5 bindungen der angegebenen Formel unterworfen
liehe Säure und vermutlich durch Decarboxylierung werden, in denen die Substituenten R', R" und R'"
der als Zwischenprodukt auftretenden Ketocarbon- Wasserstoff oder gegebenenfalls durch Halogenatome,
säure entsteht, sowie unter ω-Oxydation zu einer Methoxygruppen oder Arylgruppen substituierte Alkyl-Dicarbonsäure
mit der gleichen Anzahl von Kohlen- gruppen und Cycloalkylgruppen und Arylgruppen
Stoffatomen in dem Molekül, bietet das erfindungs- 30 oder Alkarylgruppen darstellen und der Substituent A
gemäße Verfahren auch die Möglichkeit, verschiedene eine Methylgruppe, Formylgruppe, eine gegebenenwertvolle
Produkte nebeneinander herzustellen. falls veresterte Hydroxymethyl- oder Carboxylgruppe,
Vorzugsweise werden in dem erfindungsgemäßen ein Metall- oder Ammoniumderivat einer Carboxyl-Verfahren
Mikroorganismen verwendet, die auf Koh- gruppe oder eine Iminoformylgruppe ist. Der Substilenwasserstoffen
unter Assimilation des Kohlenstoffs 35 tuent R'" enthält für gewöhnlich höchstens 28, voraus
diesen Verbindungen wachsen können. Insbesondere zugsweise 2 bis 15, insbesondere 3 bis 8 Kohlenstoffgeeignet sind Mikroorganismen, die den notwendigen atome. Bevorzugt werden Verbindungen, in denen die
Kohlenstoff aus Paraffinkohlenwasserstoffen oder Ge- Substituenten R', R" und R'" nicht oder nur wenig
mischen derselben assimilieren können. Sehr gute verzweigt sind und in denen der Substituent A eine
Ergebnisse werden erzielt, wenn man die Mikro- 40 Hydroxymethyl- oder eine Methylgruppe ist, insbeorganismen
zunächst auf diesen Kohlenwasserstoffen, sondere Verbindungen, in denen R' und R" jeweils
z. B. einem bestimmten Alkan oder einem Alkan- ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine
gemisch wachsen läßt, wobei ausgezeichnete Ergebnisse Äthylgruppe darstellen, während der Substituent R'"
erhalten werden, wenn der Kohlenwasserstoff ein vorzugsweise eine geradkettige Alkylgruppe ist. __
n-Alkan ist. Jedoch können auch verzweigtkettige 45 Beispiele für geeignete, erfindungsgemäß oxydier-Alkane
und solche, die cyclische Gruppen enthalten, bare organische Verbindungen sind η-Hexan, n-Hepverwendet
werden. Auch Olefine sind geeignet, wenn tan, 2-Methylhexan, n-Octan, n-Dodecan, n-Hexasie
zumindest eine endständige Methylgruppe ent- decan, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Hexadecen, 1-Hexanol,
halten. Mineralöle oder -destillate oder Raffinatfrak- 1-Dodecanol, Cholesterin, Capronsäure, «-Methyltioneri
derselben, wie Benzin, Kerosin, Schmieröl, so valeriansäure, Laurinsäure und Stearinsäure. Sehr
Spindelöl, Gasöl und Paraffinwachs, und synthetische gute Ergebnisse wurden mit η-Hexan und n-Heptan
Kohlenwasserstoffe, z. B. Produkte einer Fischer- erzielt. Kohlenwasserstoffgemische, ζ. Β. Benzin- oder
Tropsch-Synthese, können ebenfalls verwendet werden. Kerosinf raktionen, können ebenfalls verwendet werden.
Vielfach erwies es sich als besonders zweckmäßig, Die /J-Oxydation wird außer durch Acrylsäure auch
Kohlenwasserstoffe mit der gleichen Anzahl Kohlen- 55 durch ihre Salze, Ester, Thioester oder Amide gestoffatome
und den gleichen Verzweigungen zu ver- hemmt. Geeignet sind auch Verbindungen, die unter
wenden wie die Verbindung, die mikrobiologisch den verfahrensmäßigen Bedingungen Acrylsäure oder
oxydiert werden soll. Aus wirtschaftlichen Gründen eines der erwähnten Derivate bilden, z. B. Allylalkohol,
werden im allgemeinen Kohlenwasserstoffgemische Bevorzugt werden jedoch Acrylsäure und/oder eines
bevorzugt, die reich an solchen Kohlenwasserstoffen 60 ihrer AlkaUsale, insbesondere das Natriumsair versind,
z. B. eine diesen Anforderungen entsprechende wendet.
Benzinfraktion. Im allgemeinen wird die Acrylsäure und/oder ihr
Benzinfraktion. Im allgemeinen wird die Acrylsäure und/oder ihr
An Stelle der lebenden Mikroorganismen können Salz, Ester oder Amid in einer Menge von etwa 1 · 10-'
auch deren Enzymsysteme verwendet werden, die man bis etwa 50 · 10"· Mol/mg Mikroorganismen (Trocken-
in üblicher Weise isoliert, z, B. indem man die Mikro- 65 gewicht) angewandt. Sehr gute Ergebnisse wurden mit
Organismen der Plasmolyse unterwirft oder ihre Zellen Mengen von etwa 1 · 10-« bis etwa 40 · 1O-6 Mol und
z. B. durch Ultraschallbehandlung aufbricht und an- insbesondere von etwa 8 · 10-· bis etwa 15 · 10-· Mol/mg
schließend die Enzymsysteme extrahiert. Mikroorganismen Trockengewicht erzielt.
I 252 686
5 6
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchge- Candida, wie C. lipolytica und C. tropicalis, die als
führt, indem man die zu oxydierende organische Ver- Futtermittel für Rinder verwendet werden können,
bindung zusammen mit Acrylsäure oder einem ihrer
bindung zusammen mit Acrylsäure oder einem ihrer
Derivate in innige Berührung mit Sauerstoff und den Beispiel
betreffenden Mikroorganismen oder deren Enzym- 5 , . _ .. _, , . .„
systemen bringt. Vorzugsweise wird in das Oxydations- <a>
Is0"e"»S von Pseudomonas aerugmosa 473
gemisch ein sauerstoffhaltiges Gas, insbesondere Luft, 1 cm3 mit Öl stark verunreinigtes Hafenwasser
eingeführt. Die Mikroorganismen sind in dem Oxy- wurde dem Gemisch von 0,5 cm3 Kerosin und 50 cm3
dationsgemisch vorzugsweise in Form einer Suspension einer wäßrigen Lösung, enthaltend 4,5 g/l KHgPO4,
in einem flüssigen, Wasser und mineralische Nähr- io 4,8 g/l Na2HPO4, 1,0 g/l KNO3 und 0,005 g/l FeSO4,
stoffe enthaltenden Medium anwesend. So kann z. B. pH-Wert 6,9, zugesetzt.
das Verfahren durchgeführt werden, indem ein fein- Das Gemisch wurde bei 30°C inkubiert und nach
zerteilter Luftstrom in eine Dispersion der organischen eingetretenem Wachstum eine Subkultur in einem
Verbindung in einer wäßrigen Lösung von Mineral- Gemisch aus Kerosin und einem mineralischen Me-
salzen, in der die Mikroorganismen suspendiert wurden, 15 dium der obigen Zusammensetzung hergestellt. Nach
unter kräftigem Rühren eingeleitet wird. der Entwicklung einer rasch wachsenden Mischkultur
Nach der Oxydation wird das Reaktionsgemisch wurde diese auf Agarplatten überimpft und eine Reinin
üblicher Weise aufgearbeitet. Die Mikroorganismen kultur von Pseudomonas hergestellt. Diese Reinwerden
von dem Oxydationsgemisch durch Filtrieren kultur erwies sich als ein Stamm (473) von Ps. aeru-
oder Zentrifugieren abgetrennt und die Oxydations- ao ginosa.
produkte aus dem Filtrat, z. B. durch Extraktion, (b) züchtung der Bakterien
gegebenenfalls nach Ansäuern, durch Wasserdampfdestillation oder nach anderen üblichen Verfahren Als Gärgefäß wurde ein Glasrohr von 1 m Länge gewonnen. Manchmal trennt sich eine Lösung der und 91 Inhalt verwendet, das am Boden mit einem Oxydationsprodukte in unverändertem Ausgangs- 45 gläsernen Filter versehen war, durch welches Luft material als organische Phase aus dem Oxydations- eingeblasen wurde. Ferner waren Einrichtungen für gemisch ab. Die Phasentrennung kann durch Zusatz die Zufuhr und Abfuhr der Suspension vorhanden, eines oberflächenaktiven Mittels unterstützt werden. Die Kolonne wurde mit einer Flüssigkeit der nach-Die entstandenen Carbonsäuren können leicht von stehenden Zusammensetzung gefüllt:
Ketonen und anderen Oxydationsprodukten über ihre 30 „ „ po . ,
gegebenenfalls nach Ansäuern, durch Wasserdampfdestillation oder nach anderen üblichen Verfahren Als Gärgefäß wurde ein Glasrohr von 1 m Länge gewonnen. Manchmal trennt sich eine Lösung der und 91 Inhalt verwendet, das am Boden mit einem Oxydationsprodukte in unverändertem Ausgangs- 45 gläsernen Filter versehen war, durch welches Luft material als organische Phase aus dem Oxydations- eingeblasen wurde. Ferner waren Einrichtungen für gemisch ab. Die Phasentrennung kann durch Zusatz die Zufuhr und Abfuhr der Suspension vorhanden, eines oberflächenaktiven Mittels unterstützt werden. Die Kolonne wurde mit einer Flüssigkeit der nach-Die entstandenen Carbonsäuren können leicht von stehenden Zusammensetzung gefüllt:
Ketonen und anderen Oxydationsprodukten über ihre 30 „ „ po . ,
Salze abgetrennt werden. Zur Gewinnung der Reak- xr w ο
·* -f
tionsprodukte in reinem Zustand werden die üblichen Na2HPO4 3,75 g
Verfahren, wie Destillation oder Extraktion, z. B. mit KNO3 5,0 g
Petroläther oder anderen geeigneten Lösungsmitteln MgSO4 0,25 g
angewandt. 35 H3BO3 2,9 mg
Die Oxydation kann ansatzweise oder kontinuier- MnCl2 · 4H2O 1,8 mg
lieh, im Gleich- oder Gegenstrom, durchgeführt ZnSO4 · 7H2O 0,22 mg
werden. Vorzugsweise verwendet man ein Reaktions- CuSO4 · 5H2O 0,08 mg
rohr, durch das unter kräftigem Rühren die Suspension H2MoO4 · IH O o!oi5 mg
der Mikroorganismen abwärts fließt und mit einem 40 peQ O 005 mg
aufsteigenden Luftstrom in Berührung gebracht wird. s '
Die abfließende Suspension wird anschließend auf- die mit gereinigtem Wasser auf 11 aufgefüllt und deren
gearbeitet. Ebenso wie die Oxydation kann auch die pH-Wert auf 6,8 eingestellt war.
Züchtung der Mikroorganismen auf einem alkan- Der Kolonneninhalt wurde durch Umpumpen im
haltigen Nährmedium ansatzweise oder kontinuier- 45 Gegenstrom zu der am Boden eingeführten, aufsteigen-
lich erfolgen, wobei die entstandene Mikroorganismen- den Luft im Kreislauf geführt und die Kolonne selbst
suspension anschließend in die Oxydationszone ge- in vibrierender Bewegung gehalten, um eine gute
leitet wird. Dispergierung zu erzielen. Der Kolonneninhalt wurde
Die Temperatur und der pH-Wert werden im all- bei 250C gehalten und η-Hexan in die im Kreislauf
gemeinen derart gewählt, daß sie den Bedürfnissen der 50 befindliche Flüssigkeit eingespritzt,
verwendeten Mikroorganismen entsprechen. Es wird Nach dem Impfen des Kolonneninhalts mit einer im allgemeinen bei Temperaturen von etwa 15 bis Suspension des unter (a) beschriebenen Pseudomonas-400C, vorzugsweise von etwa 20 bis etwa 370C und Stammes wurde die Luftmenge und die Menge n-Hepinsbesondere von etwa 28 bis etwa 32" C gearbeitet. tan annähernd proportional zur Geschwindigkeit des Der pH-Wert kann etwa 4 bis 9 betragen. Ein ver- 55 Bakteriumwachstums allmählich gesteigert. Die zugehältnismäßig niederer pH-Wert kann manchmal führte Luftmenge betrug am 1. Tag 4 l/h, am 2. Tag zweckmäßig sein, um eine Infektion mit unerwünsch- 6 l/h und am 3. Tag 10 l/h. Schließlich verbrauchte ten Mikroorganismen zu verhüten. Vielfach werden die gut entwickelte Kultur etwa 50 % des eingeführten jedoch gute Ergebnisse bei Anwendung eines pH-Wer- atmosphärischen Sauerstoffs. Sobald eine Konzentrates von etwa 5 bis etwa 8 und insbesondere von etwa 60 tion von 10 g/l Bakterien (Feuchtgewicht) erreicht war, 6 bis etwa 7,2 erzielt. Das Verfahren wird gewöhnlich wurden die Bakterien abzentrifugiert.
unter Atmosphärendruck durchgeführt, doch können Für die unter (a) und (b) beschriebene Isolierung auch höhere Drücke, z. B. 5 at, angewendet werden. und Züchtung wird kein Schutz beansprucht.
verwendeten Mikroorganismen entsprechen. Es wird Nach dem Impfen des Kolonneninhalts mit einer im allgemeinen bei Temperaturen von etwa 15 bis Suspension des unter (a) beschriebenen Pseudomonas-400C, vorzugsweise von etwa 20 bis etwa 370C und Stammes wurde die Luftmenge und die Menge n-Hepinsbesondere von etwa 28 bis etwa 32" C gearbeitet. tan annähernd proportional zur Geschwindigkeit des Der pH-Wert kann etwa 4 bis 9 betragen. Ein ver- 55 Bakteriumwachstums allmählich gesteigert. Die zugehältnismäßig niederer pH-Wert kann manchmal führte Luftmenge betrug am 1. Tag 4 l/h, am 2. Tag zweckmäßig sein, um eine Infektion mit unerwünsch- 6 l/h und am 3. Tag 10 l/h. Schließlich verbrauchte ten Mikroorganismen zu verhüten. Vielfach werden die gut entwickelte Kultur etwa 50 % des eingeführten jedoch gute Ergebnisse bei Anwendung eines pH-Wer- atmosphärischen Sauerstoffs. Sobald eine Konzentrates von etwa 5 bis etwa 8 und insbesondere von etwa 60 tion von 10 g/l Bakterien (Feuchtgewicht) erreicht war, 6 bis etwa 7,2 erzielt. Das Verfahren wird gewöhnlich wurden die Bakterien abzentrifugiert.
unter Atmosphärendruck durchgeführt, doch können Für die unter (a) und (b) beschriebene Isolierung auch höhere Drücke, z. B. 5 at, angewendet werden. und Züchtung wird kein Schutz beansprucht.
Als Nebenprodukte werden bei der erfindungsge- .
mäßen Oxydation Mikroorganismen erhalten, die in 65 w Oxydation verschiedener
der Regel reich an Proteinen, Fetten und Vitaminen organischer Verbindungen
sind und daher als Futtermittel verwendet werden Aus dem nach (b) gewonnenen lebenden Bakterien
können. Das gilt insbesondere bei Hefen, z. B. der Art wurde eine Suspension in Sörensen-Phosphatpuffer
(pH 7,0) hergestellt, die 1 bis 2 mg/cm3 Bakterien (Trockengewicht) enthielt. 50 cm3 dieser Suspension,
zusammen mit der zu oxydierenden organischen Verbindung, 50 mg Acrylsäure und Luft wurden in einem
zugestopften Kolben 24 Stunden kräftig geschüttelt. Anschließend wurde die Suspension mit verdünnter
Schwefelsäure angesäuert und 24 Stunden mit Äther kontinuierlich extrahiert. Der Extrakt wurde hierauf
über Na2SO4 getrocknet, der Äther zum Teil abgedampft
und der Rückstand mit Diazomethan zur Reaktion gebracht, um die vorhandenen Carbonsäuren
in ihre Methylester überzuführen. Das so erhaltene Gemisch wurde gaschromatographisch analysiert.
In den folgenden Tabellen sind die bei verschiedenen Oxydationen entstandenen Produkte aufgeführt.
Oxydation von Alkanen bei pH-Wert 7
30
Organische
Verbindung
(0,5 cm")
n-Hexan
n-Heptan
n-Heptan
Reaktionsprodukte (mg)
Hexansäure (34) Heptansäure (39) 2-Hexanon (12) Octansäure (2)
2-Pentanon (9)
2-Pentanon (34) Pentansäure (7)
2-Heptanon (12)
| Organische Verbindung (mg) |
pH- Wert |
Ausbe Hexar |
Ute an säure Mol |
2-Pen | tanon Mol· |
| mg | pro | mg | pro- | ||
| zent | zent | ||||
| 1-Hexanol (72) | 7 | 44 | 45 | 12 | 20 |
| 1-Hexanol (72) | 6 | 63 | 76 | — | — |
| Hexansäure (78) | 7 | — | — | 41 | 70 |
| Hexansäure (52)* | 6 | — | — | 16 | 41 |
| Hexan [Dampf] (50)·* | 7 | 5,1 | 22 | 8,6 | 50 |
35
* Es wurde auch Adipinsäure gefunden.
*♦ Die Umwandlung betrug 17,4 mg. Tn den anderen vier
Versuchen wurde die organische Verbindung vollständig verbraucht.
Claims (5)
1. Verfahren zur mikrobiologischen Oxydation organischer Verbindungen der allgemeinen Formel
50
H H
I I
R'" —C —C —A
I I
R" R'
worin A eine Methylgruppe, eine gegebenenfalls veresterte Hydroxymethylgruppe, eine Formylgruppe,
eine gegebenenfalls veresterte Carboxylgruppe, ein Metall- oder Ammoniumderivat der
Carboxylgruppe oder eine Iminoformylgruppe bedeutet und R', R" und R'" jeweils ein Wasserstoffatom
oder ein gegebenenfalls durch Halogenatome, Methoxygruppen oder Arylreste substituierter,
aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist, zu aliphatischen, araliphatischen
oder cycloaliphatischen Carbonsäuren und/ oder aliphatischen, araliphatischen oder cycloaliphatischen
Ketonen, wobei man eine oder mehrere Ausgangsverbindungen der angegebenen Formel
entweder mit Sauerstoff und Mikroorganismen, die normalerweise die ^-Oxydation von Verbindungen
der angegebenen Formel herbeirühren können und die, wenn der SubstituentA keine
Carboxylgruppe ist, diesen zunächst in eine Carboxylgruppe überführen können, oder mit Sauerstoff
und aus diesen Mikroorganismen isolierten Enzymsystemen bei einer Temperatur von etwa
15 bis etwa 400C, vorzugsweise von etwa 20 bis etwa 37° C, insbesondere von etwa 28 bis etwa 32° C,
zusammenbringt, dadurc hgekennze ic fane t, daß man die Oxydation in Gegenwart von
etwa 1 · 10-* bis etwa 50 · 10-', vorzugsweise von 8 · 10-« bis etwa 15 · 10-· Mol Acrylsäure und/oder
einem ihrer Salze, Ester oder Amide, bezogen auf 1 mg Trockengewicht der Mikroorganismen, durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mikroorganismen Bakterien
der Gattung Pseudomonas, vorzugsweise die Art Pseudomonas aeruginosa, verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mikroorganismen Hefen der
Gattung Candida, vorzugsweise die Arten Candida lipolytica oder Candida tropicalis, verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation bei einem
pH-Wert von etwa 4 bis 9, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 8, insbesondere von etwa 6 bis etwa 7,2,
durchführt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial
η-Hexan oder n-Heptan verwendet.
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|---|---|---|---|
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| CN114369481B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-11-14 | 西安科技大学 | 一种利用声悬浮仪筛选微生物用于降解煤炭的方法 |
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0
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1964
- 1964-12-17 FR FR998990A patent/FR1417723A/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR1417723A (fr) | 1965-11-12 |
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