JP3088205B2 - 光学活性１，３−ブタンジオールの製法 - Google Patents

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１，３−ブタン
ジオールの製法に関する。更に詳しくは、１，３−ブタ
ンジオールのエナンチオマー混合物に、特定の微生物或
いはその処理物を作用させ、残存する光学活性１，３−
ブタンジオールを採取することを特徴とする光学活性
１，３−ブタンジオールの製法に関する。光学活性１，
３−ブタンジオールは種々の医薬品、例えば、抗生物質
等の重要合成原料である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
光学活性１，３−ブタンジオールを製造する方法として
は、(1) 化学的に合成されたラセミ体の１，３−ブタン
ジオールを光学分割剤を用いて光学分割する方法（特開
昭61−191631号公報）や、(2) 光学活性化合物で処理し
たラネーニッケル触媒を用いて４−ヒドロキシ−２−ブ
タノンから不斉合成する方法（特開昭58−204187号公報
及びBull.Chem.Soc.Jpn., 53, 1356-1360(1980))等が知
られている。

【０００３】しかし、上記(1) 及び(2) の方法とも高価
な光学分割剤、触媒を用いねばならないこと、(2) の方
法は光学純度が低いこと等の欠点があるため、経済的に
優れ、且つ、簡便な手段で光学純度の高い光学活性１，
３−ブタンジオールを得る方法の確立が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは経済的に優
れ、且つ簡便な方法で、光学純度の高い光学活性１，３
−ブタンジオールを得る方法として微生物を作用させる
方法に着目し、この目的に適した微生物を検索した結
果、クリプトコッカス（Cryptococcus）属に属する微生
物群から選ばれた微生物が１，３−ブタンジオールのエ
ナンチオマー混合物に作用し、(R) −１，３−ブタンジ
オールを残存させることを見出し、本発明を完成したも
のである。

【０００５】即ち、本発明は、１，３−ブダンジオール
のエナンチオマー混合物に、クリプトコッカス（Crypto
coccus）属に属する微生物群から選ばれ、１，３−ブタ
ンジオールのエナンチオマー混合物に作用し、(R) −
１，３−ブタンジオールを残存させうる能力を有する微
生物、或いはその処理物を作用させ、残存する光学活性
な (R)−１，３−ブタンジオールを採取することを特徴
とする光学活性１，３−ブタンジオールの製法を提供す
るものである。

【０００６】本発明に使用する微生物としては、クリプ
トコッカス（Cryptococcus）属に属する微生物群から選
ばれた微生物で、１，３−ブタンジオールのエナンチオ
マー混合物に作用し、(R) −１，３−ブタンジオールを
残存させうる能力を有する微生物であればいずれも使用
可能である。具体的には１，３−ブタンジオールのエナ
ンチオマー混合物に作用し、(R) −１，３−ブタンジオ
ールを残存させうる能力を有する微生物としては、茨城
県の土壌より分離したクリプトコッカス・フミコラス(C
ryptococcus humicolus) DCG1857と命名された微生物を
挙げることができる。

【０００７】本発明で使用する上記のクリプトコッカス
・フミコラス(Cryptococcus humicolus) DCG 1857 は以
下のような菌学的性質を有する。 培地における生育状態 麦芽エキス寒天培地（麦芽エキス２％、ペプトン 0.1
％、ブドウ糖２％、寒天２％、pH無調整）上でコロニー
表面は平滑〜皺状で、平滑部では粘稠、皺状部は膜質で
ある。色調は白〜黄色である。形態は周縁部が葉状で、
周辺に菌糸が存在する。芽出胞子は楕円であり、菌糸、
擬菌糸は多数存在する。

【０００８】 生理生化学的性質 1) 炭素源の資化性 嫌気条件： グルコース − 好気条件： グルコース ＋、 ガラクトース ＋、 ソルボース ＋、 ラムノース ＋、 ズルシット ＋、 イノシトール ＋、 マンニトール ＋、 ソルビトール ＋、 グリセロール ＋、 エリスリトール ＋、 Ｄ−アラビノース ＋、 Ｌ−アラビノース ＋、 リボース ＋、 Ｄ−キシロース ＋、 Ｌ−キシロース ＋、 アドニトール ＋、 α−メチルグリコシド ＋、 サリシン ＋、 セロビオース ＋、 マルトース ＋、 ラクトース ＋、 メリビオース ＋、 シュークロース ＋、 トレハロース ＋、 イヌリン −、 メレジトース ＋、 ラフィノース −、 澱 粉 −、 キシリトール ＋、 グルコン酸塩 ＋、 ２−ケトグルコン酸塩 ＋、 ５−ケトグルコン酸塩 ＋ 2) 硝酸塩の同化 − 3) 37℃での生育 − 4) ウレアーゼ活性 ＋ このような菌学的性質を有するクリプトコッカス・フミ
コラス(Cryptococcushumicolus)DCG 1857は野生株、変
異株、又は細胞融合もしくは遺伝子操作法などの遺伝的
手法により誘導される組み替え株など、いずれの株でも
好適に用いることができる。尚、このクリプトコッカス
・フミコラス(Cryptococcus humicolus)DCG 1857は、工
業技術院微生物工業技術研究所に微工研条寄第4025号
（FERM BP-4025）として平成４年10月８日に寄託されて
いる。

【０００９】本発明に用いる微生物を培養するための培
地はその微生物が増殖し得るものであれば特に制限はな
い。例えば、炭素源としては、上記微生物が利用可能で
あればいずれも使用でき、具体的には、グルコース、フ
ルクトース、シュクロース、デキストリン等の糖類、ソ
ルビトール、エタノール、グリセロール等のアルコール
類、フマール酸、クエン酸、酢酸、プロピオン酸などの
有機酸類及びその塩類、パラフィン等の炭化水素類な
ど、或いはこれらの混合物を使用することができる。窒
素源としては例えば、塩化アンモニウム、硫酸アンモニ
ウム、リン酸アンモニウム等の無機酸のアンモニウム
塩、フマル酸アンモニウム、クエン酸アンモウニム等の
有機酸のアンモニウム塩、肉エキス、酵母エキス、コー
ンスティープリーカー、カゼイン加水分解物、尿素など
の無機・有機含窒素化合物、或いはこれらの混合物を使
用することができる。他に無機塩、微量金属塩、ビタミ
ン類など、通常の培養に用いられる栄養源を適宜、混合
して用いることができる。また必要に応じて微生物の増
殖を促進する因子、本発明の目的化合物の生成能力を高
める因子、或いは培地のpH保持に有効な物質も添加でき
る。培養方法としては培地pHは 3.0〜9.5 、好ましくは
４〜８、培養温度は20〜45℃、好ましくは25〜37℃で、
嫌気的或いは好気的に、その微生物の生育に適した条件
下５〜120 時間、好ましくは12〜72時間程度培養する。

【００１０】１，３−ブタンジオールのエナンチオマー
混合物から光学活性な１，３−ブタンジオールを生成さ
せる方法としては、上記微生物の培養液をそのまま用
い、該培養液に１，３−ブタンジオールのエナンチオマ
ー混合物を添加する方法、遠心分離等により、菌体を分
離し、これをそのまま、或いは洗浄した後、緩衝液、水
等に再懸濁したものに、１，３−ブタンジオールのエナ
ンチオマー混合物を添加し反応させる方法などがある。
この反応の際、グルコース、シュクロース等の炭素源を
エネルギー源として添加した方が良い場合もある。

【００１１】また、菌体は生菌体のままでも良いし、菌
体破砕物、アセトン処理、凍結乾燥などの処理を施した
ものでも良い。また、これらの菌体或いは菌体処理物
を、例えば、ポリアクリルアミドゲル法、含硫多糖ゲル
法（カラギーナンゲル法等）、アルギン酸ゲル法、寒天
ゲル法などの公知の方法で固定化して用いることもでき
る。更に、菌体処理物から、公知の方法を組み合わせて
精製取得した酵素も使用できる。

【００１２】１，３−ブタンジオールのエナンチオマー
混合物はそのまま、或いは水に溶解し、又は反応に影響
を与えないような有機溶媒に溶解したり、界面活性剤な
どに分散させたりして、反応始めから一括に或いは分割
して添加しても良い。反応はpH２〜10、好ましくはpH３
〜９の範囲で、温度は10〜60℃、好ましくは20〜40℃の
範囲で、１〜120 時間程度、攪拌下或いは静置下で行
う。反応時間を長くすると（R)−１，３−ブタンジオー
ルの残存量は減少するが、光学純度の高い光学活性な
（R)−１，３−ブタンジオールを得ることが可能であ
る。基質の使用濃度は特に制限されないが、0.1 〜10重
量％程度が好ましい。

【００１３】反応によって残存生成した光学活性な（R)
−１，３−ブタンジオールの採取は反応液から直接或い
は菌体分離後、有機溶媒による抽出、蒸留、カラムクロ
マトグラフィー等の通常の精製方法を用いれば容易に得
られる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体的に実施例にて説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。尚、実施例における反応液中の１，３−ブタンジ
オールの光学純度は反応により得られた光学活性１，３
−ブタンジオールを常法により塩化アセチルでアセチル
化した後、光学分割カラムを用いた高速液体クロマトグ
ラフィー（カラム：ダイセル化学工業製キラルセルＯ
Ｂ、溶媒：ｎ−ヘキサン／２−プロパノール＝19：１、
波長220nm 、流速 0.5ml／分）により測定した（保持時
間；(S) 体15分、(R) 体19.3分）。

【００１５】実施例１ 上記の菌体調製用培地10mlを直径21mmの試験管に入れ、
滅菌後、クリプトコッカス・フミコラス（Cryptococcus
humicolus）DCG 1857を植菌し、30℃で24時間振盪培養
を行った。続いて遠心分離で菌体を分離し、生理食塩水
で１回洗浄し、生菌体を得た。

【００１６】次に直径21mm試験管に蒸溜水３mlを入れ、
これに上記生菌体を懸濁した後、１，３−ブタンジオー
ルのラセミ体を30mg添加し、30℃で24時間往復振盪反応
させた。反応終了後、遠心分離にて除菌し、得られた上
澄液を塩化ナトリウムで飽和させた後、酢酸エチル50ml
を用いて抽出を行い、酢酸エチルを無水芒硝で脱水後、
脱溶媒を行いシロップを得、これを常法により塩化アセ
チルでアセチル化した後、溶媒に溶解し、高速液体クロ
マトグラフィーにて分析した結果、光学純度37％eeの
(R)−１，３−ブタンジオールが得られた。

【００１７】

【発明の効果】本発明の特定の微生物を用いた光学活性
１，３−ブタンジオールの製造方法は、簡便に光学純度
の高い光学活性な (R)−１，３−ブタンジオールを製造
することを可能にさせるものであり工業的に極めて有利
である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １，３−ブダンジオールのエナンチオマ
   ー混合物に、クリプトコッカス（Cryptococcus）属に属
   する微生物群から選ばれ、１，３−ブタンジオールのエ
   ナンチオマー混合物に作用し、(R) −１，３−ブタンジ
   オールを残存させうる能力を有する微生物、或いはその
   処理物を作用させ、残存する光学活性な (R)−１，３−
   ブタンジオールを採取することを特徴とする光学活性
   １，３−ブタンジオールの製法。