[發明專利]手性丙酰胺和丙酸類化合物、生物催化合成方法以及用途

無效

• 申請號: 02111907.4
• 申請日: 2002-05-31
• 公開（公告）號: CN1384096A
• 公開（公告）日: 2002-12-11
• 發明（設計）人: 李祖義;吳中柳
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海有機化學研究所
• 主分類號: C07C255/41
• 分類號: C07C255/41;C07C235/72;C12P13/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 鄔震中

技術領域

本發明涉及一種手性丙酰胺及丙酸類化合物，微生物催化的去不對稱化合成方法，以可轉化腈化物的菌株Rhodococcus?sp.GCMCC?0497(即紅球菌GCMCC?0497)為催化劑，取代丙二腈或丙二酰胺為底物，得到各種手性丙酰胺及丙酸類化合物。這些產物可用于合成光學純的α，α-二取代α-氨基酸。

技術背景

近年來，光學純的α，α-二取代α-氨基酸的合成倍受關注。這類非蛋白氨基酸常常使多肽鏈的構象發生極大變化，從而難以被蛋白酶降解(J.Med.Chem.1997，40，3947-3956；J.Am.Chem.Soc.1997，119，12048-12054))。很多此類氨基酸是重要的酶抑制劑，有些還是合成藥物和其它生物試劑的重要砌塊(J.Med.Chem.2000，43，2609；J.Am.Chem.Soc.1987，109，236)。

李祖義、吳中柳發明了名稱為‘一種紅球菌sp.D12、培養方法及用途’的發明專利(CN?00127452.x)，該微生物可轉化腈化物的菌株，已保藏于中國微生物菌種保藏委員會普通微生物中心，編號為CGMCC0497，分類命名為紅球菌sp.D12(Rhodococcus?sp.D12)。為本發明提供了可能性。

至今雖然有很多小組致力于此類氨基酸的合成，但是如何用簡單易行的方法大量制備光學純的產品仍然是個問題(Tetrahedron：Asymmetry?1998，9，3517-3599).

發明內容

本發明目的是提供一種合成手性α，α-二取代α-氨基酸的重要中間體手性丙酰胺及丙酸類化合物。

本發明目的還提供一種合成上述手性丙酰胺及丙酸類化合物的高效方法。即通過微生物催化的方法，高效地得到合成此類氨基酸的重要中間體手性丙酰胺及丙酸類化合物。

本發明的另一目的是提供一種手性丙酰胺及丙酸類化合物的用途。即通過常規反應轉化成手性α，α-二取代α-氨基酸。

本發明的手性丙酰胺及丙酸類化合物具有如下的結R₁＝CN，CONH₂R₂＝COOH，CONH₂構式：

本發明的化合物還可以如下表述：如：上述結構式中X＝H，鹵素、CnHn+1、OCH₃、NO₂或OH；R＝CnHn+1、CH₂＝CHCH₃或環丙基；n＝0-4。

本發明的方法可用反應式描述如下：

其中X、R、R¹、R²或n如上所述。

本發明方法中用于催化的微生物已保藏于中國微生物菌種保藏委員會普通微生物中心，編號為CGMCC?0497，分類命名為紅球菌sp.D12(Rhodococcus?sp.D12)。

具體來說，本發明采用微生物催化的方法，以可轉化腈化物的菌株Rhodococcus?sp.GCMCC?0497(即紅球菌GCMCC?0497)為催化劑，以結構式為的底物，其中R⁴＝CN或CONH₂，在或不在有機溶劑中，4-40℃反應5-200小時，其中按濕菌體與底物的重量比計算為5-500∶1，產物為各種手性丙酰胺及手性丙酸類化合物。反應中還可進一步增加菌體用量，但對反應沒有影響，其中X、R或n如上所述，R⁴＝CN或CONH₂。

所述的底物也可以是結構式為?：的取代丙二腈或丙二酰胺，其中X、R或n如上所述。

所述的有機溶劑可以是極性溶劑如甲醇、乙醇、四氫呋喃、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、乙酸乙酯等，也可以是非極性溶劑如石油醚、苯、甲苯、乙醚、異丙醚等。

反應結束后，反應液經處理得到手性丙酰胺及丙酸類化合物。例如用離心處理(8000-18000rpm，5-30min，4-30℃)，取上層清液，調節pH值至9-14，用有機溶劑提取、濃縮得到本發明的產物手性丙酰胺或手性丙酸類化合物及回收原料。如用乙酸乙酯萃取(50ml×3)，分別得到水相和有機相。有機相用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥，過濾，減壓蒸除溶劑，殘余物柱層析純化，得到手性丙酰胺及回收的原料。調節水相pH值至1-5，用乙酸乙酯萃取(50ml×3)，合并有機相，同上步驟洗滌、干燥、減壓蒸除溶劑、純化，得到手性丙酸類化合物。