200342. lajstromszámú szabadalom • Enzimatikus eljárás L-2-amino-4-(hidroxi-metil-foszfinil)-vajsav előállítására
HU 200342 B A találmány tárgya új eljárás L-2-amino-4-(hidroxi-metil-foszfinil)-vajsav előállítására, amely ismert herbicid hatású anyag (lásd 56 210/86 sz. közzétett japán szabadalmi bejelentés vagy 4 165 654 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalom). Az (I) általános képletű L-2-amino-4-(hidroximetil-foszfinil)-vajsav (amelyet a továbbiakban LAMPB rövidítéssel jelölünk) ismert módon úgy állítható elő, hogy az SF-1293 jelű antibiotikus anyagot, éspedig az L-2-amino-4-(hidroxi-meitl-foszfinil)-butiril-L-alanil-L-alanint, amely magában foglalja a L-AMPB-t és herbicid aktivitással rendelkezik (bialafosz néven van forgalomban, lásd 639/76 sz. közzétett japán szabadalmi bejelentés és a 4 309 208 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalom) hidrolizálják (lásd 85538/73 sz. először publikált japán szabadalmi bejelentés „Kokai). Az (I) általános képletű vegyidet előállítható továbbá úgy is, hogy az SF-1293jelű anyagot mikrobiológiai enzimmel bontják lásd 31 890/74 sz. először publikált japán szabadalmi bejelentés, Kokai). Emellett ismeretesek továbbá olyan eljárások, ahol az AMPB- t először kémiai szintetikus módszerrel racém elegy formájában állítják elő (lásd 91019/73 és 84 529/79 sz. először publikált japán szabadalmi bejelentések), majd a racém AMPB-t mikrobiológiai enzimmel optikailag rezolválják, és így L-AMPB-t állítanak elő. Ismeretes továbbá egy olyan módszer, ahol L-AMPB-t termelő, Streptomyces nemzetségbe tartozó törzset tenyésztenek, és a fermentléből kinyerik a L-AMPB-t (lásd 47 485/82 sz. először publikált japán szabadalmi bejelentés, Kokai). Ahhoz, hogy egy herbicid hatású vegyületet, mint például az L-AMPB-t kereskedelmi herbicid készítményként hozzunk forgalomba, feltétlenül szükséges olyan kutatásokat végezni, amelyekkel az előállítási eljárást javítjuk és alkalmassá tesszük a nagyüzemi, alacsony költséggel történő gyártásra, továbbá olyan kutatásokra van szükség, amelyekkel az anyag biztonságosságát és herbicid hatásosságát fokozzuk. Az említett kémiai szintetikus eljárásokkal előállított AMPB az L-AMPB és D-AMPB elegye. Maga a D-AMPB lényegében nem rendelkezik herbicid aktivitással. Ezenkívül a D-AMPB nem természetes anyag, így ha a talajba kerül, a talajbaktériumok lassan bontják el, így felhalmozódik és környezeti szennyezést okoz. Ha L-AMPB-t akarunk előállítani szinteitkus módszerrel, akkor először AMPB-t állítunk elő racém elegy formájában, és az L-AMPB-t és D-AMPB-t egymástól el kell választani. A szintetikus módszer tehát nehézkes, és az L-AMPB hozama alacsony. Ezzel szemben azokban az eljárásokban, amelyekben LAMPB előállítására mikroorganizmust vagy mikrobiológiai enzimet alkalmazunk, kizárólag L-AMPB képződik, amely természetben előforduló anyag. A természetben előforduló L-AMPB ideális herbicidnek tekinthető, amely nem okoz környezetszennyezést, mivel az L-AMPB-nek azt a részét, amely a herbicid hatás kifejtésében nem vesz részt és a talajban marad, a talabaktériumok könnyen elbontják és metabolizálják, így nem halmozódik fel a talajban. Kidolgoztunk egy eljárást, amellyel L-AMPB nagy mennyiségben szelektív módon állítható elő. 1 Az L-AMPB egy alfa-aminosav származéknak tekinthető. Ismeretes, hogya fehérjéket alkotó aaminosavak a megfelelő 2-oxo-savak transzaminálásával specifikus transzaminázok jelenlétében előállíthatók. Kísérleteket folytattunk az L-AMPB- nek megfelelő 2-oxo-savak felkutatására. Meglepő módon úgy találtuk, hogyha 4-(hidroxi-metil-foszfinil)-2-oxo-vajsavat (amelyet a továbbiakban röviden OMPB-ként említünk) bizonyos transzaminázzal vagy ilyen transzaminázt termelni képes mikroorganizmussal kezelünk legalább egy amino-donor jelenlétében, az OMPB átalakítható L-AMPB-vé megfelelő kitermeléssel, elfogadható reakcióidőn belül. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás (I) általános képletű L-2-amino-4-(hidroxi-metil-foszfinil)-vajsav előállítására. Az eljárást úgy végezzük, hogy egy (II) képletű 4-(hidroxi-metil-foszfinil)-2- oxo-vajsavat egy vagy több amino-donor jelenlétében egy vagy több transzaminázzal, vagy egy vagy több, Uyen transzaminázokat termelni képes mikroorganizmussal kezelünk. A találmány szerinti eljárást úgy hajtjuk végre, hogya transzaminázt vagy a transzaminázt termelni képes mikroorganizmust az OMPB-vel és az amino-donor vegyülettel vizes közegben reagáltatjuk, amely az OMPB-t és az amino-donor vegyületet oldott állapotban tartalmazza. Előnyös, ha a találmány szerinti eljárásban az OMPB L-AMPB-vé történő átalakításakor a reakcióközeg pH-ját 7,5 vagy ennél magasabb értéken, előnyösen 8,0 és 9,0 közötti értéken tartjuk. A pH beállítását nátrium-hidroxiddal vagy alkalmas pufferrel végezzük. Célszerűen a reakciókörülményeket olyan hőmérsékleten és pH-értéken tartjuk, amely megfelel a transzamináz vagy a transzaminázt termelő mikroorganizmus optimális hőmérséklet és pH-értékének. Általában előnyös a reakciót szobahőmérséklet és 60 eC, előnyösen 25 és 50 °C közötti hőmérsékleten vezetni. A kiindulási anyagként alkalmazott OMPB ismert vegyület. Az OMPB előállítását és fizikokémiai tulajdonságait például a92897/81 sz. közzétett japán szabadalmi bejelentés és a 4 399 287 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismerteti. A találmány szerinti eljárásban a reakcióközeg kezdeti OMPB-koncentrációját előnyösen 0,1 és 100 mg/ml értékre állítjuk be a reakció kezdetekor. A találmány szerinti eljárásban mikroorganizmusként alkalmazhatunk actinomicetákat, baktériumokat, élesztőket és penészeket. A találmány szerinti eljárásban alkalmazható actinomiceták például Streptomyces albus, Streptomyces griseus, Streptomyces hygroscopicus, Streptomyces morookaensis, Streptoverticiliium cinnamoneum, Nocardia mediterránéi, Nocardiopsis dassonvillei, Saccharopolyyspora hirsuta, Kitasatosporia phosalacinea, Micromonospora carbonaceae, Streptosporangium pseudovulgare stb. A találmány szerinti eljárásban alkalmazható baktáriumok például Bacillus substilis, Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus, Esherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas cepacia, Serritia marcesces, Croynebacterium glutamicum stb. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
