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JP3316897B2 - Method for producing 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound - Google Patents
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JP3316897B2 - Method for producing 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound - Google Patents

Method for producing 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound

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JP3316897B2
JP3316897B2 JP34692392A JP34692392A JP3316897B2 JP 3316897 B2 JP3316897 B2 JP 3316897B2 JP 34692392 A JP34692392 A JP 34692392A JP 34692392 A JP34692392 A JP 34692392A JP 3316897 B2 JP3316897 B2 JP 3316897B2
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磨理 安田
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、6−ヒドロキシ含窒素
6員環化合物の製造方法に関し、詳細には医薬、農薬、
染料等の重要な合成中間体である6−ヒドロキシピリジ
ン誘導体および6−ヒドロキシピラジン誘導体を、微生
物反応を利用して製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a 6-membered 6-hydroxy nitrogen-containing ring compound, and
The present invention relates to a method for producing 6-hydroxypyridine derivatives and 6-hydroxypyrazine derivatives, which are important synthetic intermediates such as dyes, by utilizing a microbial reaction.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ジヒ
ドロピリジン化合物や、ニコチン酸等の各種含窒素6員
環化合物は、医薬、農薬、染料等の分野における重要な
合成中間体である。例えば近年、新しい殺虫剤としてニ
コチン酸レセプターに作用する農薬の開発が進められて
いる。下記構造にて表されるImidacloprid
(日本特殊農薬)はかかる農薬の一つであり、3−クロ
ロメチル−6−クロロピリジンは、その合成中間体とし
て重要な物質である。
2. Description of the Related Art Dihydropyridine compounds and various nitrogen-containing 6-membered ring compounds such as nicotinic acid are important synthetic intermediates in the fields of medicine, agricultural chemicals, dyes and the like. For example, in recent years, the development of pesticides acting on nicotinic acid receptors as new insecticides has been promoted. Imidcloprid represented by the following structure
(Japanese special pesticide) is one of such pesticides, and 3-chloromethyl-6-chloropyridine is an important substance as a synthetic intermediate thereof.

【0003】[0003]

【化3】 Embedded image

【0004】従来より、ピリジンの3位および6位に置
換基を有する化合物の合成法が種々検討されてきた。し
かし有機化学的な方法により3位が置換されたピリジン
化合物の6位にのみ選択的に置換基を導入する方法はま
だ見出されていない。一方、微生物反応を利用した方法
として、シュウドモナス属、バチルス属またはアクロモ
バクター属のニコチン酸分解能を有する微生物の作用に
よりニコチン酸の6位にヒドロキシル基を導入する方法
(特開昭60−196193号および同60−1961
94号公報)、コマモナス・アシドボランス(Coma
monas acidovorans)、シュウドモナ
ス・フルオレッセンス(Pseudomonas fl
uorescens)、アクロモバクター・キセロシス
Achromobacter xerosis)およ
びセラチア・マルセッセンス(Serratia ma
rcescens)の作用によりピリジンから6−ヒド
ロキシピリジンを生産する方法(日本農芸化学会,19
92年度大会 講演要旨集,p.412)、Comam
onas acidovoransおよびPseudo
monas fluorescensの作用によりニコ
チン酸から6−ヒドロキシニコチン酸を生産する方法
(日本農芸化学会,1992年度大会講演要旨集,p.
412)、アルカリゲネス・フェーカリス(Alcal
igenes faecalis)の作用によりピコリ
ン酸から6−ヒドロキシピコリン酸を生産する方法(日
本農芸化学会,1992年度大会 講演要旨集,p.4
12)が提案されている。これらの微生物反応を利用し
た方法は、微生物の持つ極めて選択的な触媒作用により
含窒素6員環化合物の6位にヒドロキシル基を容易に導
入できる方法であると考えられるが、生産条件等の詳細
な検討はまだ十分に行われていないのが現状であった。
Hitherto, various methods for synthesizing compounds having substituents at the 3- and 6-positions of pyridine have been studied. However, a method for selectively introducing a substituent only at the 6-position of a pyridine compound substituted at the 3-position by an organic chemical method has not yet been found. On the other hand, as a method utilizing a microbial reaction, a method of introducing a hydroxyl group at the 6-position of nicotinic acid by the action of a microorganism having the ability to degrade nicotinic acid of the genus Pseudomonas, Bacillus or Achromobacter (JP-A-60-196193) And 60-1961
No. 94), Comamonas acidovorans ( Coma
monas acidovorans ), Pseudomonas flourescentes ( Pseudomonas fl
uorescens), Achromobacter Kiseroshisu (Achromobacter xerosis) and Serratia marcescens (Serratia ma
method for producing the pyridine 6-hydroxy pyridine by the action of rcescens) (Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry, 19
Abstracts for the 92nd Annual Conference, p. 412), Comam
onas acidovorans and Pseudo
A method for producing 6-hydroxynicotinic acid from nicotinic acid by the action of monas fluorescens (Japanese Society of Agricultural Chemistry, Abstracts of 1992 Annual Meeting, p.
412), Alcaligenes faecalis ( Alcal
A method for producing 6-hydroxypicolinic acid from picolinic acid by the action of C. igenes faecalis (Japanese Society of Agricultural Chemistry, Abstracts of 1992 Annual Meeting, p.4)
12) has been proposed. The method utilizing these microbial reactions is considered to be a method in which a hydroxyl group can be easily introduced into the 6-position of the nitrogen-containing 6-membered ring compound by an extremely selective catalytic action of the microorganism. The current situation has not been sufficiently studied.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、微生物反
応を利用して含窒素6員環化合物から6−ヒドロキシ含
窒素6員環化合物を高濃度かつ高収率で製造する方法に
つき鋭意検討を重ねた結果、特定化合物(インデューサ
ー)の存在下で培養した微生物を反応に供することによ
り、反応触媒としてのバイオマス活性が向上することを
初めて見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have enthusiastically described a method for producing a 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound from a nitrogen-containing 6-membered ring compound at a high concentration and a high yield by utilizing a microbial reaction. As a result of repeated studies, they found for the first time that a microorganism cultured in the presence of a specific compound (inducer) was subjected to a reaction, thereby improving the biomass activity as a reaction catalyst, and completed the present invention.

【0006】即ち本発明の要旨は、下記一般式(I)That is, the gist of the present invention is that the following general formula (I)

【0007】[0007]

【化4】 Embedded image

【0008】(上記一般式(I)中、R1 はカルボキシ
ル基、カルバモイル基、シアノ基、ホルミル基、炭素数
1〜5のヒドロキシアルキル基、炭素数2〜6のアルコ
キシカルボニル基、カルボキシビニル基、カルボキシメ
チル基またはオキシム基を表し、R2 は水素原子または
カルボキシル基を表し、Aは炭素原子または窒素原子を
表す。)で表される含窒素6員環化合物に、その6位に
ヒドロキシル基を導入する能力を有し、6−ハロゲン化
ニコチン酸の存在下で培養した微生物菌体またはその菌
体処理物を水性媒体中で作用させることを特徴とする、
下記一般式(II)
(In the above general formula (I), R 1 is a carboxyl group, a carbamoyl group, a cyano group, a formyl group, a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, a carboxyvinyl group. , A carboxymethyl group or an oxime group; R 2 represents a hydrogen atom or a carboxyl group; A represents a carbon atom or a nitrogen atom); Characterized in that a microorganism cell cultured in the presence of a 6-halogenated nicotinic acid or a treated product thereof is acted on in an aqueous medium.
The following general formula (II)

【0009】[0009]

【化5】 Embedded image

【0010】(上記一般式(II)中、R1 ,R2 および
Aは上記一般式(I)中で定義したとおり。)で表され
る6−ヒドロキシ含窒素6員環化合物の製造方法に存す
る。以下、本発明につき詳細に説明する。本発明にて製
造される6−ヒドロキシ含窒素6員環化合物は、上記一
般式(II)で表される。R1 にて定義される炭素数1〜
5のヒドロキシル基としては、ヒドロキシメチル基、1
−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、3−
ヒドロキシプロピル基、4−ヒドロキシブチル基等が挙
げられ、炭素数2〜6のアルコキシカルボニル基として
は、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n
−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル
基、n−ブトキシカルボニル基等が挙げられる。
(In the above formula (II), R 1 , R 2 and A are as defined in the above formula (I).) Exist. Hereinafter, the present invention will be described in detail. The 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound produced by the present invention is represented by the above general formula (II). 1 to 1 carbon atoms defined by R 1
As the hydroxyl group of 5, a hydroxymethyl group, 1
-Hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 3-
A hydroxypropyl group, a 4-hydroxybutyl group, and the like; examples of the alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and n
-Propoxycarbonyl group, i-propoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group and the like.

【0011】上記一般式(I)で表される含窒素6員環
化合物としては、ニコチン酸、ニコチンアミド、3−シ
アノピリジン、キノリン酸、ニコチンアルデヒド、ピラ
ジンアミド等が挙げられ、本発明方法により対応する6
−ヒドロキシ含窒素6員環化合物が製造される。
Examples of the nitrogen-containing 6-membered ring compound represented by the above general formula (I) include nicotinic acid, nicotinamide, 3-cyanopyridine, quinolinic acid, nicotinaldehyde, pyrazinamide and the like. Corresponding 6
A hydroxy-nitrogen containing 6-membered ring compound is produced.

【0012】本発明において使用される微生物として
は、前記(I)式で表される化合物の6位にヒドロキシ
ル基を導入して(II)式で表される化合物を生成する能
力を有するものであれば特に制限はされない。本発明に
おいては、かかる微生物としてアグロバクテリウム属
Agrobacterium)、アースロバクター属
Arthrobacter)、ボルデテラ属(Bor
detella)、ブレビバクテリウム属(Brevi
bacterium)、シュウドモナス属(Pseud
omonas)、アクロモバクター属(Achromo
bacter)、コマモナス属(Comamona
)、エルウィニア属(Erwinia)、バクテリウ
ム属(Bacterium)、コリネバクテリウム属
Corynebacterium)、セラチア属(
erratia)、サルシナ属(Sarcina)、キ
サントバクター属(Xanthobacter)、アル
カリゲネス属(Alcaligenes)、フラボバク
テリウム属(Flavobacterium)およびミ
クロコッカス属(Micrococcus)に属する微
生物から選ばれる微生物の菌体またはその菌体処理物を
使用することが好ましい。
As the microorganism used in the present invention,
Is hydroxy at the 6-position of the compound represented by the formula (I).
To form a compound represented by formula (II)
There is no particular limitation as long as it has power. In the present invention
As such microorganisms, Agrobacterium
(Agrobacterium), Genus Arthrobacter
(Arthrobacter), Bordetella (Bor
detella), Brevibacterium (Brevi
bacterium), Pseudomonas (Pseud
omonas), Achromobacter (Achromo
bacter), Comamonas (Comona
s), Erwinia (Erwinia), Bacteria
GenusBacterium), Corynebacterium
(Corynebacterium), Serratia (S
erratia), Sarsina (Sarcina),
Santobacter (Xanthobacter), Al
Carigenes (Alcaligenes), Flabobak
Terium (Flavobacterium) And mi
Crococcus (MicrococcusFine)
Cells of microorganisms selected from organisms or their treated products
It is preferred to use.

【0013】Agrobacterium属に属する微
生物としては、Agrobacterium radi
obacterAgrobacterium tum
efaciensAgrobacterium vi
scosumなどが挙げられる。具体的には、Agro
bacterium radiobacter NRR
L B−11291(Agricultur al Research Service
Culture Collection)、Agrobacterium
tumefaciens IAM 13129(東京大
学応用微生物研究所)、Agrobacterium
viscosum IFO 13652(財団法人 醗
酵研究所)等が挙げられる。
[0013] Examples of the microorganism belonging to the genus Agrobacterium, Agrobacterium radi
obactor , Agrobacterium tum
efaciens , Agrobacterium vi
scosum and the like. Specifically, Agro
bacterium radiobacter NRR
LB-11291 (Agricultural Research Service)
Culture Collection), Agrobacterium
tumefaciens IAM 13129 (Research Institute for Applied Microorganisms, University of Tokyo), Agrobacterium
viscosum IFO 13652 (Fermentation Research Institute).

【0014】Arthrobacter属に属する微生
物としては、Arthrobacter globif
ormisArthrobacter fragil
isなどが挙げられる。具体的には、Arthroba
cter globiformis IFO 1213
7(財団法人 醗酵研究所)、Arthrobacte
fragilis EFRM P−4350(工業
技術院微生物工業技術研究所)等が挙げられる。
[0014] Examples of the microorganism belonging to the genus Arthrobacter, Arthrobacter globif
ormis , Arthrobacter fragil
is and the like. Specifically, Arthroba
cter globiformis IFO 1213
7 (Fermentation Research Institute), Arthrobacter
r fragilis EFRM P-4350 (Microbial Industrial Technology Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) and the like.

【0015】Bordetella属に属する微生物と
しては、Bordetella bronchisep
ticaなどが挙げられる。具体的には、Bordet
ella bronchiseptica ATCC
4617(American Type Culture Collection)等が挙げ
られる。Brevibacterium属に属する微生
物としては、Brevibacterium buta
nicumBrevibacterium keto
glutamicumなどが挙げられる。具体的には、
Brevibacterium butanicum
ATCC 21196(American Type Culture Collect
ion)、Brevibacterium ketoglu
tamicumATCC 15587(American Type C
ulture Collection)等が挙げられる。
[0015] Examples of the microorganism belonging to the genus Bordetella, Bordetella bronchisep
tica and the like. Specifically, Bordet
ella bronchiseptica ATCC
4617 (American Type Culture Collection). As a microorganism belonging to the genus Brevibacterium, Brevibacterium buta
nicum , Brevibacterium keto
glutamicum and the like. In particular,
Brevibacterium butanicum
ATCC 21196 (American Type Culture Collect
ion), Brevibacterium ketoglu
tamicum ATCC 15587 (American Type C
ulture Collection).

【0016】Pseudomonas属に属する微生物
としては、Pseudomonasdacunhae
Pseudomonas maltophilaPs
eudomonas chlororaphisPs
eudomonas hydantoinophilu
Pseudomonas putidaPseu
domonas fluorescensPseud
omonas aeruginosaなどが挙げられ
る。具体的には、Pseudomonas dacun
hae ATCC 13261(American Type Culture
Collection)、Pseudomonas maltop
hila ATCC 13637(American Type Cultu
re Collection)、Pseudomonas chlor
oraphis IFO 3904(財団法人 醗酵研
究所)、Pseudomonashydantoino
philum FERM P−4347(工業技術院微
生物工業技術研究所)、Pseudomonas pu
tida ATCC 21244(American Type Cultu
re Collection)、Pseudomonas putid
NCI(M)B 10521(National Collection
s of Industrialand Marine Bacteria Ltd.) 、Pse
udomonas putida NCI(M)B 8
176(National Collections of Industrial and Mari
ne Bacteria Ltd.) 、Pseudomonas flu
orescens IFO 3903(財団法人 醗酵
研究所)、Pseudomonas aerugino
saIFO 12589(財団法人 醗酵研究所)等が
挙げられる。
[0016] Examples of the microorganism belonging to the genus Pseudomonas, Pseudomonasdacunhae,
Pseudomonas maltophila , Ps
eudomonas chlororaphis , Ps
eudomonas hydantoinofilu
m , Pseudomonas putida , Pseu
domonas fluorescens , Pseud
omonas aeruginosa and the like. Specifically, Pseudomonas dacun
hae ATCC 13261 (American Type Culture
Collection), Pseudomonas maltop
hira ATCC 13637 (American Type Cultu
re Collection), Pseudomonas chlor
oraphis IFO 3904 (Fermentation Research Institute), Pseudomonashhydantoino
philum FERM P-4347 (Institute of Microbial Technology, Institute of Industrial Science and Technology), Pseudomonas pu
tida ATCC 21244 (American Type Cultu
re Collection), Pseudomonas putid
a NCI (M) B 10521 (National Collection
s of Industrialand Marine Bacteria Ltd.), Pse
udomonas putida NCI (M) B 8
176 (National Collections of Industrial and Mari
ne Bacteria Ltd.), Pseudomonas flu
orescens IFO 3903 (Fermentation Research Institute), Pseudomonas aerugino
sa IFO 12589 (Fermentation Research Institute).

【0017】Achromobacter属に属する微
生物としては、Achromobacter xero
sisAchromobacter xylosox
ydansなどが挙げられる。具体的には、Achro
mobacter xerosis IFO 1266
8(財団法人 醗酵研究所)、Achromobact
er xylosoxydans DSM 2783(D
eutsche Sammlung vonMikroorganismen und Zellkultur
en GmbH) 等が挙げられる。
[0017] Examples of the microorganism belonging to the genus Achromobacter, Achromobacter xero
sis , Achromobacter xyloxox
ydans and the like. Specifically, Acro
mobile xerosis IFO 1266
8 (Fermentation Research Institute), Achromobact
er xylosoxydans DSM 2783 (D
eutsche Sammlung vonMikroorganismen und Zellkultur
en GmbH).

【0018】Comamonas属に属する微生物とし
ては、Comamonas acidovorans
Comamonas testosteroniなどが
挙げられる。具体的には、Comamonas aci
dovorans NCIMB 9289(National Co
llections of Industrial and Marine Bacteria Ltd.)
Comamonas testosteroni
ATCC 11996(American Type Culture Collect
ion)等が挙げられる。
Examples of microorganisms belonging to the genus Comamonas include Comamonas acidovorans ,
Comamonas testosteroni and the like. Specifically, Commonas aci
dovorans NCIMB 9289 (National Co.
llections of Industrial and Marine Bacteria Ltd.)
, Commonas testosteroni
ATCC 11996 (American Type Culture Collect
ion) and the like.

【0019】Erwinia属に属する微生物として
は、Erwinia herbicolaなどが挙げら
れる。具体的には、Erwinia herbicol
ATCC 21434(American Type Culture Col
lection)等が挙げられる。Bacterium属に属す
る微生物としては、Bacterium cyclo−
oxydansなどが挙げられる。具体的には、Bac
terium cyclo−oxydans ATCC
12673(American Type Culture Collection)等が
挙げられる。
[0019] as a microorganism belonging to the Erwinia genus, and the like Erwinia herbicola. Specifically, Erwinia herbicol
a ATCC 21434 (American Type Culture Col
lection). Examples of microorganisms belonging to the genus Bacterium include Bacterium cyclo-
oxydans and the like. Specifically, Bac
terium cyclo-oxydans ATCC
12673 (American Type Culture Collection).

【0020】Corynebacterium属に属す
る微生物としては、Corynebacterium
xerosisなどが挙げられる。具体的には、Cor
ynebacterium xerosis NCTC
9755(National Collection of Type Cultures)な
どが挙げられる。Serratia属に属する微生物と
しては、Serratia liquefacien
Serratia marcescensなどが挙
げられる。具体的には、Serratia lique
faciens IFO 12979(財団法人 醗酵
研究所)、Serratia marcescens
IFO 3054(財団法人 醗酵研究所)、Serr
atia marcescens IFO 12648
(財団法人 醗酵研究所)等が挙げられる。
[0020]CorynebacteriumBelongs to the genus
MicroorganismsCorynebacterium 
xerosisAnd the like. In particular,Cor
ynebacterium xerosis NCTC
 9755 (National Collection of Type Cultures)
And so on.SerratiaMicroorganisms belonging to the genus
Then,Serratia likefacien
s,Serratia marcescensEtc.
I can do it. In particular,Serratia like
faciens IFO 12977 (fermentation
Laboratory),Serratia marcescens 
IFO 3054 (Fermentation Research Institute),Serr
atia marcescens IFO 12648
(Fermentation Research Institute).

【0021】Sarcina属に属する微生物として
は、Sarcina luteaなどが挙げられる。具
体的には、Sarcina lutea ATCC 9
341(American Type Culture Collection)等が挙げら
れる。Xanthobacter属に属する微生物とし
ては、Xanthobacter flavusなどが
挙げられる。具体的には、Xanthobacterf
lavus NCIMB 10071(National Collec
tions of Industrial and Marine Bacteria Ltd.) 等が
挙げられる。
Examples of microorganisms belonging to the genus Sarcina include Sarcina lutea . Specifically, Sarcina lutea ATCC 9
341 (American Type Culture Collection). Examples of microorganisms belonging to the genus Xantobacter include Xantobacter flavus and the like. Specifically, Xanthobacterf
labus NCIMB 10071 (National Collec
tions of Industrial and Marine Bacteria Ltd.).

【0022】Alcaligenes属に属する微生物
としては、Alcaligeneseutrophu
Alcaligenes aquamarinu
Alcaligenes faecalisなどが
挙げられる。具体的には、Alcaligenes
utrophus ATCC 17699(American Ty
pe Culture Collection)、Alcaligenes
quamarinusFERM P−4229(工業技
術院微生物工業技術研究所)、Alcaligenes
faecalis IFO 13111(財団法人
醗酵研究所)等が挙げられる。
[0022]AlcaligenesMicroorganism belonging to the genus
as,Alcaligeneseutrophu
s,Alcaligenes aquamarinu
s,Alcaligenes faecalisetc
No. In particular,Alcaligenes e
utrophus ATCC 17699 (American Ty
pe Culture Collection),Alcaligenes a
quamarinusFERM P-4229 (Industrial technology
Institute of Microorganisms and Technology)Alcaligenes
 faecalis IFO 13111 (Foundation
Fermentation Research Laboratory).

【0023】Flavobacterium属に属する
微生物としては、Flavobacterium su
aveolensFlavobacterium
minogenesFlavobacterium
arborescensFlavobacteriu
dehydrogenansFlavobact
erium heparinumなどが挙げられる。具
体的には、Flavobacterium suave
olens IFO 3752(財団法人 醗酵研究
所)、Flavobacterium aminoge
nes FERMP−3134(工業技術院微生物工業
技術研究所)、Flavobacterium arb
orescens IFO 3750(財団法人 醗酵
研究所)、Flavobacterium dehyd
rogenans ATCC 13930(American Ty
pe Culture Collection)、Flavobacteriu
mheparinum IFO 12017(財団法人
醗酵研究所)等が挙げられる。
[0023] Examples of the microorganism belonging to the genus Flavobacterium, Flavobacterium su
aveolens , Flavobacterium a
minogenes , Flavobacterium
arborscens , Flavobacteriu
m dehydrogenans , Flavobact
erium heparinum and the like. Specifically, Flavobacterium suave
olens IFO 3752 (Fermentation Research Institute), Flavobacterium amino
nes FERMP-3134 (Faculty of Industrial Technology, Institute of Microbial Technology), Flavobacterium arb
orescens IFO 3750 (Fermentation Research Institute), Flavobacterium dehyd
rogenans ATCC 13930 (American Ty
pe Culture Collection), Flavobacteriu
mheparinum IFO 12017 (Fermentation Research Institute).

【0024】Micrococcus属に属する微生物
としては、Micrococcusvarians
icrococcus morrhuaeなどが挙げら
れる。具体的には、Micrococcus vari
ans IAM 1314(東京大学応用微生物研究
所)、Micrococcus morrhuaeIA
M 1711(東京大学応用微生物研究所)等が挙げら
れる。
[0024] Examples of the microorganism belonging to the genus Micrococcus, Micrococcusvarians, M
micrococcus morrhuae and the like. Specifically, Micrococcus vari
ans IAM 1314 (Research Institute for Applied Microorganisms, University of Tokyo), Micrococcus morrhuae IA
M 1711 (Research Institute for Applied Microorganisms, University of Tokyo) and the like.

【0025】これらの微生物の培養に必要な栄養物とし
ては、特に限られるものではなく、通常微生物の培養に
用いられるものが利用される。たとえば、炭素源として
は、グルコース、シュクロース、フラクトース、グリセ
ロール、ソルビトール、糖蜜、澱粉加水分解物等の糖
質、酢酸、フマル酸等の有機酸等が利用される。窒素源
としては、硝酸塩類、アンモニウム塩類、コーンスティ
ープリカー、酵母エキス、肉エキス、酵母粉末、大豆加
水分解液、綿実粉、ポリペプトン、ベントン等が挙げら
れる。無機塩としては、リン酸カリウム、リン酸カルシ
ウム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸マン
ガン、塩化ナトリウム等が利用できる。また酵素を誘導
するために、培地中に鉄イオン、コバルトイオン、銅イ
オン等の無機塩類等を添加することも望ましい。
The nutrients required for culturing these microorganisms are not particularly limited, and those usually used for culturing microorganisms are used. For example, as a carbon source, glucose, sucrose, fructose, glycerol, sorbitol, molasses, saccharides such as starch hydrolysate, and organic acids such as acetic acid and fumaric acid are used. Examples of the nitrogen source include nitrates, ammonium salts, corn steep liquor, yeast extract, meat extract, yeast powder, soybean hydrolysate, cottonseed powder, polypeptone, bentone and the like. As the inorganic salt, potassium phosphate, calcium phosphate, sodium phosphate, magnesium sulfate, manganese sulfate, sodium chloride and the like can be used. In order to induce the enzyme, it is also desirable to add inorganic salts such as iron ions, cobalt ions, and copper ions to the medium.

【0026】本発明においてインデューサーとして加え
る6−ハロゲン化ニコチン酸は遊離酸または水溶性塩の
いずれも用いることができる。添加方法としてはあらか
じめ培地に溶解してもよいし、微生物の増殖中に添加し
てもよい。6−ハロゲン化ニコチン酸の濃度は0.01
−2.0重量%の範囲で添加することが望ましく、更に
望ましくは0.05−0.2%の範囲で添加する。
In the present invention, as the 6-halogenated nicotinic acid added as an inducer, either a free acid or a water-soluble salt can be used. As an addition method, it may be dissolved in a medium in advance or may be added during growth of the microorganism. The concentration of 6-halogenated nicotinic acid is 0.01
It is desirable to add in the range of -2.0% by weight, more preferably in the range of 0.05-0.2%.

【0027】培養温度は20〜40℃、好ましくは30
〜35℃、pHは4.0〜9.0、好ましくは5.0〜
7.0で、通常20〜24時間程度培養する。その際培
養は好気的に行い、十分に、例えばOD660 で5〜40
程度に菌を成育させる。本発明においては微生物菌体ま
たはその菌体処理物のいずれも用いることができるが、
本発明における「微生物菌体処理物」とは、微生物菌体
の抽出物や微生物菌体の磨砕物、更にはそれらを硫安分
別、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過等の公知
の方法により分離精製したものを意味し、本発明におい
ては、含窒素6員環化合物に微生物菌体自身(生菌体ま
たは乾燥菌体)を作用させてもよいし、あるいは微生物
菌体処理物を作用させてもよい。
The culture temperature is 20 to 40 ° C., preferably 30 to 40 ° C.
~ 35 ° C, pH 4.0 ~ 9.0, preferably 5.0 ~
7.0, usually for about 20 to 24 hours. At that time the culture is carried out aerobically, well, for example in the OD 660 5~40
Grow the fungus to a degree. In the present invention, any of microbial cells or processed cells thereof can be used,
The term "treated microbial cells" in the present invention refers to an extract of microbial cells or a ground product of microbial cells, and further they are separated and purified by a known method such as ammonium sulfate fractionation, ion exchange chromatography, or gel filtration. In the present invention, the microorganism-containing 6-membered ring compound may be allowed to act on the microbial cells themselves (live cells or dried cells), or may be treated with a treated microbial cell. .

【0028】また上記の培養で得られた微生物菌体また
はその菌体処理物を、ポリアクリルアミドゲル、光架橋
性樹脂、寒天、カラギーナン等のゲルで包括固定化した
後、含窒素6員環化合物と反応させることも可能であ
る。菌体自身を作用させる場合、上記のようにして十分
に菌を成育させた後、含窒素6員環化合物を添加する。
含窒素6員環化合物の濃度は0.1重量%〜飽和濃度、
好ましくは1.0〜5.0重量%の範囲で添加する。添
加後、20〜50℃、好ましくは30〜40℃の温度
で、pHは4.0〜9.0、好ましくは5.0〜7.0
で、2〜24時間、通常は20〜24時間程度通気撹拌
し、反応を行う。
The microbial cells obtained by the above-mentioned culture or a treated product thereof are immobilized on a gel of polyacrylamide gel, photo-crosslinkable resin, agar, carrageenan or the like, and then nitrogen-containing 6-membered ring compound It is also possible to react with. When the cells themselves are allowed to act, after the cells are grown sufficiently as described above, a nitrogen-containing 6-membered ring compound is added.
The concentration of the nitrogen-containing 6-membered ring compound is from 0.1% by weight to a saturation concentration,
Preferably, it is added in the range of 1.0 to 5.0% by weight. After the addition, at a temperature of 20 to 50C, preferably 30 to 40C, the pH is 4.0 to 9.0, preferably 5.0 to 7.0.
The reaction is carried out by aeration and stirring for 2 to 24 hours, usually about 20 to 24 hours.

【0029】菌体の処理物を作用させる場合、タンパク
質重量で2〜15mg程度の菌体抽出物または菌体磨砕
物を含む0.01〜1Mリン酸緩衝液(pH6〜9)等
の溶液に、含窒素6員環化合物を上記範囲で添加、反応
させる。微生物菌体またはその菌体処理物を固定化した
場合は、上記の条件下で撹拌型反応槽内で含窒素6員環
化合物と反応させるか、固定化物をカラムに充填して含
窒素6員環化合物を含有する液を流通させる。
When a treated product of the cells is allowed to act, a solution such as a 0.01 to 1 M phosphate buffer (pH 6 to 9) containing a cell extract or a ground material of about 2 to 15 mg in terms of protein weight is used. And a nitrogen-containing 6-membered ring compound in the above-mentioned range and reaction. When the microbial cells or the processed cells thereof are immobilized, the microbial cells are reacted with a nitrogen-containing 6-membered ring compound in a stirred reaction tank under the above conditions, or the immobilized product is packed in a column to form a nitrogen-containing 6-membered cell. The liquid containing the ring compound is passed.

【0030】本発明では、含窒素6員環化合物に上記微
生物菌体またはその菌体処理物を水性媒体中で作用させ
るが、本発明でいう水性媒体とは、水または酢酸バッフ
ァー、リン酸バッファー等の緩衝液を意味する。かかる
水性媒体は、基質となる含窒素6員環化合物に対して過
剰量存在することが好ましい。かくして得られる6−ヒ
ドロキシ含窒素6員環化合物は、反応物から公知の方
法、たとえばメタノール、水等の溶媒で抽出し、ODS
樹脂等によるカラムクロマトグラフィー等で精製するこ
とができる。
In the present invention, the above-mentioned microbial cells or the treated cells thereof are allowed to act on the nitrogen-containing 6-membered ring compound in an aqueous medium. The aqueous medium referred to in the present invention is water or an acetate buffer or a phosphate buffer. And the like. Such an aqueous medium is preferably present in an excess amount relative to the nitrogen-containing 6-membered ring compound serving as a substrate. The 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound thus obtained is extracted from the reaction product by a known method, for example, using a solvent such as methanol, water or the like.
It can be purified by column chromatography using a resin or the like.

【0031】前述したように、本発明によって得られる
6−ヒドロキシ含窒素6員環化合物は、医薬、農薬、染
料等の合成中間体として有用な物質であり、たとえば3
−シアノ−6−ヒドロキシピリジンから農薬の中間体で
ある3−クロロメチル−6−クロロピリジンへは、公知
の手法により容易に導くことができる。
As described above, the 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound obtained by the present invention is a substance useful as a synthetic intermediate for drugs, agricultural chemicals, dyes and the like.
From -cyano-6-hydroxypyridine to 3-chloromethyl-6-chloropyridine, which is an intermediate for pesticides, can be easily derived by a known method.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はその要旨を越えないかぎり以下の実施例に
限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

【0033】実施例1 酵母エキス1g、グルコース1g、K2HPO4 0.3
g、KH2PO4 0.1g、FeSO4 1mg、MgS
4 50mg、MnSO4 1mg、CuSO41mg
を水100mlに含有させた栄養溶液をへそ付き三角フ
ラスコに満たし120℃において20分間殺菌した。3
0℃に冷却した後に、別殺菌したインデューサーとして
の3−シアノピリジン、6−クロロニコチン酸、6−フ
ルオロニコチン酸を0.2g添加したものを用意する。
上記それぞれについて普通寒天培地上で24時間培養し
たComamonasacidovorans(NCI
MB9289)を1白菌耳摂種し、30℃、24時間後
培養物を回収し、菌体を遠心分離によって分離した。分
離された菌体をさらに0.02モル酢酸バッファー(p
H5.5)に懸濁洗浄し、遠心分離によって分離し、バ
イオマスを得た。500ml反応器に1.0%3−シア
ノピリジン(pH5.5)を100ml入れ30℃に加
熱した。上記バイオマスを添加して、反応物を十分に撹
拌した。24時間後に6−ヒドロキシ−3−シアノピリ
ジンがそれぞれ得られた。反応生成物の確認はHPL
C、IRおよびプロトンNMRの測定により行った。結
果を表−1に示す。
Example 1 1 g of yeast extract, 1 g of glucose, K 2 HPO 4 0.3
g, KH 2 PO 4 0.1 g, FeSO 4 1 mg, MgS
O 4 50 mg, MnSO 4 1 mg, CuSO 4 1 mg
Was filled into a conical flask with a navel and sterilized at 120 ° C. for 20 minutes. 3
After cooling to 0 ° C., a solution prepared by adding 0.2 g of 3-cyanopyridine, 6-chloronicotinic acid, and 6-fluoronicotinic acid as separately sterilized inducers is prepared.
For each of the above, Comonasacidovorans (NCI) cultured on a normal agar medium for 24 hours.
MB9289) was inoculated with one ear of white bacteria, and after 24 hours at 30 ° C., the culture was recovered and the cells were separated by centrifugation. The separated cells were further added to a 0.02M acetic acid buffer (p
H5.5), and washed by centrifugation to obtain biomass. 100 ml of 1.0% 3-cyanopyridine (pH 5.5) was placed in a 500 ml reactor and heated to 30 ° C. The biomass was added and the reaction was stirred well. After 24 hours, 6-hydroxy-3-cyanopyridine was obtained in each case. HPL
C, IR and proton NMR measurements were performed. The results are shown in Table 1.

【0034】実施例2〜6 使用菌株として、Comamonas testost
eroni ATCC11996(実施例2)、Pse
udomonas maltophilaATCC 1
3637(実施例3)、Corynebacteriu
xerosis NCTC 9755(実施例
4)、Bacterium cyclo−oxydan
ATCC 12673(実施例5)、Bordet
ellabronchiseptica ATCC 4
617(実施例6)を用いた以外は実施例1と同様にし
て培養、反応を行った。結果を表−1に示す。
Examples 2 to 6 As the strains used, Comamonas testost
eroni ATCC11996 (Example 2), Pse
udomonas maltophila ATCC 1
3637 (Example 3), Corynebacteriu
m xerosis NCTC 9755 (Example 4), Bacterium cyclo-oxydan
s ATCC 12673 (Example 5), Bordet
ellabronchiseptica ATCC 4
Culture and reaction were carried out in the same manner as in Example 1 except that 617 (Example 6) was used. The results are shown in Table 1.

【0035】[0035]

【表1】 表−1 ─────────────────────────────────── 3-シアノピリジン 6-クロロニコチン酸 6-フルオロニコチン酸 実施例──────────────────────────────── No. 6−ヒドロキシ−3−シアノピリジン生成量(mg) ─────────────────────────────────── 1 72.0 319.0 651.0 2 24.0 137.0 266.0 3 19.0 99.0 234.0 4 15.0 90.0 154.0 5 13.0 87.0 149.0 6 10.0 62.0 101.0 ───────────────────────────────────[Table 1] Table 1-3-cyanopyridine 6-chloronicotine Acid 6-fluoronicotinic acid Example II No. 6-Hydroxy-3-cyanopyridine production amount (mg) 1172 0.0 319.0 651.0 2 24.0 137.0 266.0 3 19.0 99.0 234.0 4 15.0 90.0 154.0 5 13.0 87.0 149.0 6 10 0.0 62.0 101.0 ───────────────────────────────────

【0036】実施例7〜12 反応基質として3−シアノピリジン(実施例7)、キノ
リン酸(実施例8)、3−ピリジル酢酸(実施例9)、
3−ピリジンアルドキシム(実施例10)、ピリジン−
3−スルホン酸(実施例11)、ピラジンカルボン酸
(実施例12)を用い、添加濃度を5%とした以外は、
実施例1と同様にして、培養、反応を行った。結果を表
−2に示す。
Examples 7 to 12 As reaction substrates, 3-cyanopyridine (Example 7), quinolinic acid (Example 8), 3-pyridylacetic acid (Example 9),
3-pyridinealdoxime (Example 10), pyridine-
Except that 3-sulfonic acid (Example 11) and pyrazinecarboxylic acid (Example 12) were used and the addition concentration was 5%.
Culture and reaction were performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

【0037】[0037]

【表2】 表−2 ─────────────────────────────────── 3-シアノピリジン 6-クロロニコチン酸 6-フルオロニコチン酸 実施例 ─────────────────────────────── No. 6−ヒドロキシ含窒素6員環化合物生成量(mg) ─────────────────────────────────── 7 84.0 432.0 913.0 8 97.0 511.0 845.0 9 216.0 1069.0 2170.0 10 269.0 1315.0 2446.0 11 633.0 3051.0 4411.0 12 617.0 2989.0 4126.0 ───────────────────────────────────[Table 2] Table 2 3-Cyanopyridine 6-chloronicotine Acid 6-fluoronicotinic acid Example ─────────────────────────────── No. 6-Hydrogen-containing 6-membered ring compound production amount (mg) 7 7 84.0 432.0 913.0 8 97.0 511.0 845.0 9 216.0 1069.0 2170.0 10 269.0 1315.0 2446.0 11 633.0 3051.0 4411.0 12 617.0 2989.0 416.0 ───────────────────────────────────

【0038】上記のように、インデューサーとしての6
−ハロゲン化ニコチン酸の存在下で培養した微生物を使
用すると、反応触媒としてのバイオマス活性が向上する
ことが明らかである。
As described above, 6 as an inducer
-It is clear that the use of microorganisms cultured in the presence of halogenated nicotinic acid improves the biomass activity as reaction catalyst.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の方法によれば微生物反応を利用
して含窒素6員環化合物から6−ヒドロキシ含窒素6員
環化合物を高濃度かつ高収率で製造することができる。
本発明の方法で得られる6−ヒドロキシ含窒素6員環化
合物は、医薬、農薬、染料等の重要な合成中間体であ
る。
According to the method of the present invention, a 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound can be produced at a high concentration and a high yield from a nitrogen-containing 6-membered ring compound by utilizing a microbial reaction.
The 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound obtained by the method of the present invention is an important synthetic intermediate for pharmaceuticals, agricultural chemicals, dyes and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12P 17/12 (C12P 17/12 C12R 1:01) C12R 1:01) (72)発明者 森本 裕紀 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三菱化成株式会社総合研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12P 17/12 CA(STN) REGISTRY(STN) BIOSIS/WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI (C12P 17/12 (C12P 17/12 C12R 1:01) C12R 1:01) (72) Inventor Yuki Morimoto Midori, Yokohama, Kanagawa 1000 Kamo-shida-ku, Mitsubishi Research Institute of Chemical Industry, Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C12P 17/12 CA (STN) REGISTRY (STN) BIOSIS / WPI (DIALOG)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式(I) 【化1】 (上記一般式(I)中、R1はカルボキシル基、カルバ
モイル基、シアノ基、ホルミル基、炭素数1〜5のヒド
ロキシアルキル基、炭素数2〜6のアルコキシカルボニ
ル基、カルボキシビニル基、カルボキシメチル基、スル
ホン酸基またはオキシム基を表し、R2は水素原子また
はカルボキシル基を表し、Aは炭素原子または窒素原子
を表す。)で表される含窒素6員環化合物から、ボルデ
テラ属、シュウドモナス属、コマモナス属、コリネバク
テリウム属に属する微生物、及び、アメリカンタイプカ
ルチャーコレクションのカタログに12673番として
掲載されている菌株から選ばれる微生物の菌体またはそ
の菌体処理物を用いて下記一般式(II) 【化2】 (上記一般式(II)中、R1、R2およびAは上記一般式
(I)中で定義したとおり。)で表される6−ヒドロキ
シ含窒素6員環化合物を製造するにあたり、6−ハロゲ
ン化ニコチン酸の存在下で培養した微生物の菌体または
その菌体処理物を水性媒体中で作用させることを特徴と
する6−ヒドロキシ含窒素6員環化合物の製造方法。
1. A compound represented by the following general formula (I) (In the general formula (I), R 1 represents a carboxyl group, a carbamoyl group, a cyano group, a formyl group, a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, a carboxyvinyl group, a carboxymethyl group. group, a sulfonic acid group or oxime group, the R 2 represents a hydrogen atom or a carboxyl group, a represents a carbon atom or a nitrogen atom.) 6-membered nitrogen-containing represented by ring compounds, Borude
Terra, Pseudomonas, Comamonas, Corynebac
Microorganisms belonging to the genus Terium and American Typhus
No. 12673 in the catalog of the Luture Collection
Using the cells of a microorganism selected from the listed strains or the treated cells thereof, the following general formula (II): (In the above general formula (II), R 1 , R 2 and A are as defined in the above general formula (I).) A method for producing a 6-hydroxy nitrogen-containing 6-membered ring compound, wherein a cell of a microorganism cultured in the presence of a halogenated nicotinic acid or a cell treated product thereof is allowed to act in an aqueous medium.
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