Sachverhalt:
A.
A.X._ war Inhaber der als Einzelunternehmung betriebenen mechanischen Werkstätte X._, die er von seinem Vater übernommen hatte. Er wurde am 23. Mai 1991 von B.X._ geschieden. Mit gerichtlich genehmigter Scheidungskonvention verpflichtete er sich, der geschiedenen Ehefrau aus Güterrecht den Betrag von Fr. 1,5 Mio. zu bezahlen. Die Forderung blieb gestundet. Sie wurde durch Grundpfandverschreibung sichergestellt und war mit jährlich Fr. 84'000.-- zu verzinsen.
Im Jahr 2009 wandelte A.X._ die Personenunternehmung rückwirkend per 1. Januar 2009 in die X._ AG um. Das Aktienkapital betrug Fr. 100'000.-- und war in 100 Namenaktien à Fr. 1'000.-- eingeteilt. A.X._ übernahm 50 Namenaktien; 48 Titel gingen an die geschiedene Ehefrau zwecks Abgeltung der Forderung aus güterrechtlicher Auseinandersetzung von Fr. 1,5 Mio.
B.
In der Steuererklärung für die Steuerperiode 2009 deklarierte A.X._ für die direkte Bundessteuer ein steuerbares Einkommen von Fr. 176'512.--. Demgegenüber rechnete der Steuerkommissär als Gegenwert für die an die geschiedene Ehefrau abgetretenen 48 Aktien Fr. 1,5 Mio. - abzüglich Fr. 103'382.-- (entsprechend 48/100 des ausgewiesenen Eigenkapitals der Einzelfirma gemäss Übernahmebilanz per 31. Dezember 2008) - zum steuerbaren Einkommen hinzu. Im Einspracheverfahren berücksichtigte das Kantonale Steueramt Zürich zusätzlich den vom Steuerpflichtigen geltend gemachten AHV-Beitrag (steuerbares Einkommen Fr. 1'437'600.--).
Eine Beschwerde des Steuerpflichtigen hiess das Steuerrekursgericht des Kantons Zürich am 30. März 2012 gut, verzichtete auf die Besteuerung des Gegenwerts für die an die geschiedene Ehefrau abgetretenen 48 Aktien und bestimmte das steuerbare Einkommen auf Fr. 176'500.--. Das Steuerrekursgericht stützte seine Argumentation auf Art. 24 lit. a des Bundesgesetzes vom 14. Dezember 1990 über die direkte Bundessteuer (DBG; SR 642.11), wonach der Vermögensanfall infolge Erbschaft, Vermächtnis, Schenkung oder güterrechtlicher Auseinandersetzung steuerfrei ist.
Eine Beschwerde der Eidgenössischen Steuerverwaltung hiess das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich gut und stellte die Veranlagung gemäss Einspracheentscheid mit einem für die direkte Bundessteuer massgebenden steuerbaren Einkommen von Fr. 1'437'600.-- wieder her. Das Verwaltungsgericht kam zum Schluss, dass der vorliegend abgegoltene Vermögenszuwachs (Art. 206 ZGB) in Form von Mehrwert auf der Betriebsliegenschaft im Zeitpunkt der Scheidung und güterrechtlichen Auseinandersetzung vom Ehepaar noch nicht realisiert und gemeinsam versteuert worden sei. Art. 24 lit. a DBG sei schon aus diesem Grund auf den abgegoltenen Mehrwert nicht anwendbar. Die Übertragung der Aktien der neu gegründeten Aktiengesellschaft im Jahr 2009 sei unbestrittenermassen an Zahlungs statt zur Abgeltung der seit 1991 geschuldeten güterrechtlichen Forderung erfolgt. Bei der Umwandlung und Neugründung handle es sich deshalb nicht um eine (steuerneutrale) Umstrukturierung im Sinne von Art. 19 Abs. 1 DBG, sondern um die Versilberung eines Teils der Beteiligungsrechte durch Privatentnahme. Zudem sei auch die Sperrfrist nach Art. 19 Abs. 2 DBG nicht eingehalten worden (Urteil vom 22. August 2012).
C.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beantragt A.X._ dem Bundesgericht, das Urteil des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 22. August 2012 sei aufzuheben und das steuerbare Einkommen für die direkte Bundessteuer auf Fr. 176'500.-- festzusetzen. Eventualiter sei die Sache zu neuem Entscheid an die Vorinstanz zurückzuweisen.
Die Eidgenössische Steuerverwaltung, das Kantonale Steueramt Zürich und das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich beantragen, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei.
Erwägungen:
1.
1.1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten gegen den Entscheid des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich über die direkte Bundessteuer ist zulässig (Art. 82 f., 86 Abs. 1 lit. d und Abs. 2 BGG). Der Beschwerdeführer ist durch den angefochtenen Entscheid besonders berührt und zur Beschwerde legitimiert (Art. 89 Abs. 1 BGG).
1.2. Mit der Beschwerde können Rechtsverletzungen nach Art. 95 und 96 BGG geltend gemacht werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG), doch prüft es im Rahmen der allgemeinen Begründungspflicht (vgl. Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG) grundsätzlich nur die geltend gemachten Rechtsverletzungen, sofern die rechtlichen Mängel nicht offensichtlich sind (BGE 133 II 249 E. 1.4.1 S. 254). Der von der Vorinstanz festgestellte Sachverhalt ist für das Bundesgericht verbindlich, soweit er nicht offensichtlich unrichtig festgestellt worden ist oder die Sachverhaltsfeststellung auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 97 Abs. 1, Art. 105 Abs. 1 und 2 BGG).
2.
2.1. Der Einkommenssteuer unterliegen alle wiederkehrenden und einmaligen Einkünfte mit Ausnahme der Kapitalgewinne aus der Veräusserung von Privatvermögen (Art. 16 Abs. 1 und Abs. 3 DBG). Steuerbar sind gemäss Art. 18 Abs. 1 DBG auch alle Einkünfte aus einem Handels-, Industrie-, Gewerbe-, Land- und Forstwirtschaftsbetrieb, aus einem freien Beruf und jeder anderen selbständigen Erwerbstätigkeit (Urteil 2C_385/2011, 386/2011 vom 12. September 2011 E. 2.1, in: StE 2011 B 23.1 Nr. 72, StR 66/2011 S. 950). Zu den Einkünften aus selbständiger Erwerbstätigkeit gehören zudem nach Art. 18 Abs. 2 DBG alle Kapitalgewinne aus Veräusserung, Verwertung oder buchmässiger Aufwertung von Geschäftsvermögen.
Von Bedeutung sind vorliegend ausserdem die steuerlichen Vorschriften zu den Umstrukturierungen. Sie wurden mit der Einführung des Fusionsgesetzes vom 3. Oktober 2003 (FusG; SR 221.301) auf den 1. Juli 2004 umfassend revidiert. Nach Art. 19 Abs. 1 lit. a-c rev.DBG sind stille Reserven einer Personenunternehmung (Einzelfirma, Personengesellschaft) bei Umstrukturierungen - insbesondere auch im Fall einer Umwandlung einer Personenunternehmung in eine Kapitalgesellschaft und namentlich Aktiengesellschaft (lit. b; sog. Umgründung) - nicht zu besteuern, soweit die Steuerpflicht in der Schweiz fortbesteht und die bisher für die Einkommenssteuer massgeblichen Werte übernommen werden. Im Fall einer Umgründung nach Art. 19 Abs. 1 lit. b DBG werden aber gemäss Abs. 2
"die übertragenen stillen Reserven im Verfahren nach den Artikeln 151-153 DBG nachträglich besteuert, soweit während den der Umstrukturierung nachfolgenden fünf Jahren Beteiligungs- oder Mitgliedschaftsrechte zu einem über dem übertragenen steuerlichen Eigenkapital liegenden Preis veräussert werden ...".
Die Umwandlung einer Personenunternehmung in eine juristische Person (Art. 19 Abs. 1 lit. b rev.DBG) unterliegt deswegen strengeren Voraussetzungen, weil damit häufig der Wechsel der Beteiligung vom Geschäfts- in das Privatvermögen einhergeht (s. dazu Markus Reich, in: Schweizerisches Steuerrecht, I/2a, 2. Aufl. 2008, N. 44 zu Art. 19 DBG).
2.2. Zivilrechtlich können sich nur Kollektivgesellschaften und Kommanditgesellschaften in eine Kapitalgesellschaft umwandeln. Für die übrigen Personenunternehmungen ist eine Umwandlung in eine Kapitalgesellschaft zivilrechtlich nicht möglich (vgl. Art. 54 FusG; SAUPPER/MÜLLER, in: Basler Kommentar, Fusionsgesetz, 2005, N. 94 vor Art. 53 FusG). Die Umgründung einer Personenunternehmung, die nicht Kollektiv- oder Kommanditgesellschaft ist, in eine Aktiengesellschaft erfolgt vielmehr zivilrechtlich durch eine Sacheinlagegründung im Sinne von Art. 628 OR. Die Personenunternehmung wird zivilrechtlich liquidiert, und Aktiven und Passiven werden in die neu zu gründende oder bereits gegründete juristische Person eingebracht ( PETER GURTNER, Umwandlungen im Recht der direkten Steuern, ASA 71 S. 737 f.; LOCHER/AMONN, Vermögensübertragungen im Recht der direkten Steuern, ASA 71 S. 763 bes. 765 ff.; Reich, a.a.O., N. 46 zu Art. 19 DBG; RIEDWEG/GRÜNBLATT, in: Basler Kommentar, Fusionsgesetz, 2005, Teil 1 N. 64 f. vor Art. 69 FusG; Saupper/Müller, a.a.O, N. 94 vor Art. 53 FusG).
Die Umgründung gemäss Art. 19 Abs. 1 lit. b DBG ist steuerlich neutral, sofern bei Fortbestand der Steuerpflicht in der Schweiz die Einkommenssteuerwerte durch die juristische Person übernommen werden. Sie wird nachträglich besteuert, wenn innert der fünfjährigen Sperrfrist gemäss Abs. 2 Beteiligungsrechte zu einem über dem steuerlichen Eigenkapital liegenden Preis veräussert werden. Eine Veräusserung im steuerrechtlichen Sinn liegt vor, wenn der Berechtigte einem Dritten gegen Entgelt einen Vermögenswert überlässt. Ein Kapitalgewinn entsteht, wenn dabei stille Reserven realisiert werden (vgl. Markus Reich, Steuerrecht, 2. Aufl. 2012, § 15 Rz. 129 f. S. 404; Peter Locher, Zur Einführung [Sondernummer Fusionsgesetz], ASA 71 S. 676 f.; Richner/Frei/Kaufmann/Meuter, Handkommentar zum DBG, 2. Aufl. 2009, N. 149 ff. zu Art. 16 DBG; ausführlich Oberson/Glauser, in: Commentaire romand, Impôt fédéral direct, 2008, N. 10 ff. zu Art. 19 DBG).
3.
3.1. Nach den verbindlichen Feststellungen der Vorinstanz wurde die X._ AG rückwirkend auf den 1. Januar 2009 gegründet und in diese die Einzelunternehmung des Beschwerdeführers gemäss Übernahmebilanz per 31. Dezember 2008 mit Aktiven und Passiven eingebracht. Dafür wurden 100 Namenaktien zu Fr. 1'000.-- ausgegeben. Gesellschaftsgründer waren gemäss Gründungsbericht vom 25. November 2009 der Beschwerdeführer, die geschiedene Ehefrau sowie C.X._. 50 Aktien übernahm der Beschwerdeführer, 48 Aktien wurden durch die geschiedene Ehefrau erworben. Diese Übertragung von 48 % der Beteiligung am Aktienkapital auf die geschiedene Ehefrau erfolgte an Zahlungs statt, das heisst, es wurde damit die seit dem Jahre 1991 bestehende Schuld des Beschwerdeführers gegenüber seiner geschiedenen Ehefrau von Fr. 1,5 Mio. aus Güterrecht getilgt. Das ist unbestritten.
3.2. Einzig streitig ist, ob durch die Zuweisung von 48 Aktien an die seit Jahren von A.X._ geschiedene Ehefrau unter Anrechnung an die Forderung aus Güterrecht von Fr. 1,5 Mio. entsprechende stille Reserven der Personenunternehmung realisiert wurden. Es stellt sich also die Rechtsfrage, ob im Erwerb der Beteiligung von 48 % des Aktienkapitals durch die ehemalige Ehefrau ein Realisationsvorgang zu erblicken ist. Die Frage ist zu bejahen, sofern der Erwerb der Aktien gegen Entgelt erfolgte (vorn E. 2.2 in fine). Die Vorinstanz bejahte dies: Der Beschwerdeführer habe die fragliche Beteiligung zum Ausgleich einer privaten Schuld eingesetzt und damit Geschäftsvermögen versilbert. Wie es sich damit verhält, ist im Folgenden zu prüfen.
4.
4.1. Bei Scheidung der Ehe nimmt jeder Ehegatte seine Vermögenswerte zurück, die ihm gehören (Art. 205 Abs. 1 ZGB). Errungenschaft und Eigengut jedes Ehegatten werden ausgeschieden (Art. 207 Abs. 1 ZGB). Was vom Gesamtwert der Errungenschaft, einschliesslich der Ersatzforderungen (Art. 209 ZGB) und nach Abzug der auf ihr lastenden Schulden, verbleibt, bildet den Vorschlag (Art. 210 Abs. 1 ZGB). Jedem Ehegatten steht die Hälfte des Vorschlags des anderen Ehegatten zu (Art. 215 Abs. 1 ZGB). Die gegenseitigen Vorschlagsforderungen werden verrechnet, woraus sich die Beteiligungsforderung ergibt (vgl. Art. 215 Abs. 2 ZGB und Randtitel). Diese gesetzliche Verrechnung bewirkt, dass immer nur einem Ehegatten eine güterrechtliche Forderung zusteht (vgl. HAUSHEER/REUSSER/GEISER, Berner Kommentar, 1992, N. 13 f. zu Art. 215 ZGB).
Während der Ehe besteht die Beteiligungsforderung aber lediglich als Anwartschaft. Erst mit der Auflösung des Güterstandes bei Tod eines Ehegatten oder Scheidung der Ehe verdichtet sich diese zu einer Forderung (Hausheer et al., a.a.O., N. 17 zu Art. 215 ZGB; BGE 127 V 248 E. 4c S. 250). Die Beteiligungsforderung - wie auch eine allfällige Forderung nach Art. 206 ZGB - ist zudem rein obligatorischer Natur. Sie ist eine Geldforderung und mit Abschluss der güterrechtlichen Auseinandersetzung zu verzinsen (Art. 218 Abs. 2 ZGB; s. auch BGE 116 II 225 E. 5a S. 236). Sie gibt insbesondere keinen Anspruch auf Zuteilung bestimmter Vermögenswerte. Die Übertragung von Sachwerten oder Beteiligungen zur Tilgung der Forderung bedarf daher zusätzlicher Übereinkunft und löst unter Umständen auch steuerliche Folgen aus (vgl. HAUSHEER ET AL., a.a.O., N. 7 ff. zu Art. 215 ZGB; MADELEINE SIMONEK, Steuerliche Probleme der Geschäftsnachfolge bei Ableben eines Personenunternehmers, 1994, S. 80 f.; DESCHENAUX/STEINAUER/BADDELEY, Les effets du mariage, 2. Aufl. 2009, S. 615 ff. Rz. 1343, 1367a, 1381; BGE 127 V 248 E. 4c S. 251; 116 II 225; 100 II 71 E. 2c S. 75 für das alte Eherecht).
4.2. Von der Entstehung der Beteiligungsforderung ist aber deren Erfüllung zu unterscheiden. Die Hingabe eines Sachwerts in Erfüllung der güterrechtlichen Forderung ist ein entgeltliches Rechtsgeschäft (Peter Spori, Neues Eherecht und Steuern, in: ASA 56 S. 33). Die Veräusserung eines im Privatvermögen gehaltenen Grundstücks auf Anrechnung auf die Beteiligungsforderung etwa löst die Grundstückgewinnsteuer aus (wobei diese aufgeschoben werden kann, wenn beide Ehegatten einverstanden sind, Art. 12 Abs. 3 lit. b StHG). Wird die Beteiligungsforderung durch die Übertragung von Gegenständen des Geschäftsvermögens beglichen, ist darin eine Privatentnahme zu erblicken, ist doch die Tilgung der Forderung aus Güterrecht eine private Angelegenheit (Peter Locher, Die steuerliche Behandlung vermögenswerter Leistungen unter Ehegatten nach neuem Eherecht, in: Das neue Ehe- und Erbrecht des ZGB mit seiner Übergangsordnung, Berner Tage für die juristische Praxis 1987 [BTJP], S. 241; Simonek, a.a.O., S. 188; Spori, a.a.O., S. 32; Danielle Yersin, Le nouveau droit matrimonial et ses conséquences fiscales, in: RDAF 43/1987 S. 341 und 342). In diesem Fall ist daher über die stillen Reserven abzurechnen. Bei einem ganzen oder teilweisen Verzicht auf die Beteiligungsforderung liegt eine Schenkung vor (Locher, a.a.O., BTJP 1987 S. 242; Yves Noël, in: Commentaire romand, Impôt fédéral direct, 2008, N. 13 zu Art. 24 DBG; Spori, a.a.O. S. 33). Auch die Übertragung von Beteiligungsrechten unter Anrechnung an die Beteiligungsforderung stellt in diesem Sinne ein entgeltliches Rechtsgeschäft dar, wobei der geldwerte Vorteil im Verzicht auf die Güterrechtsforderung liegt.
4.3. Im Lichte dieser Ausführungen kann daher die Aktienzuteilung an die geschiedene Ehefrau zwecks Erfüllung der Beteiligungsforderung aus Güterrecht nicht als ein unentgeltliches Rechtsgeschäft betrachtet werden. Insbesondere stellt die Erfüllung der Beteiligungsforderung und Abtretung von Aktien (an Zahlungs statt) nicht die Fortsetzung der seinerzeitigen güterrechtlichen Auseinandersetzung dar. Diese wurde 18 Jahre vor dem hier zu beurteilenden Steuersachverhalt beendet und durch das Scheidungsurteil vom 23. Mai 1991 genehmigt.
5.
Die Steuerberechnung ist nicht umstritten. Der Steuerkommissär ermittelte stille Reserven im Umfang von Fr. 1'396'618.-- (Fr. 1'500'000.-- abzüglich des anteiligen steuerlichen Eigenkapitals in der Höhe von Fr. 103'382.--), die durch die Abtretung von Aktien in Erfüllung der Güterrechtsforderung realisiert worden sind. In der Höhe von Fr. 1'396'618.-- liegt daher eine Privatentnahme vor. Im Einspracheverfahren berücksichtigte das Kantonale Steueramt zusätzlich den geltend gemachten AHV-Beitrag.
Der Entscheid der Vorinstanz, der diese Veranlagung letztinstanzlich bestätigt, verletzt daher das Bundesrecht nicht. Das führt zur Abweisung der Beschwerde.
6.
Die Gerichtskosten sind dem Beschwerdeführer, der unterliegt, aufzuerlegen (Art. 65 und 66 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 6'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3.
Dieses Urteil wird den Verfahrensbeteiligten sowie dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 7. August 2013
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Zünd
Der Gerichtsschreiber: Wyssmann