[發明專利]應用醋酸桿菌催化還原生產(R)-4-取代基苯乙醇的方法

有效

• 申請號: 200910146265.1
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101586128A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 婁文勇;宗敏華;肖仔君
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12P7/22
• 分類號: C12P7/22;C12R1/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明屬于生物催化手性化合物不對稱合成的技術領域，特別涉及醋酸桿菌的應用催化 芳香酮不對稱還原制備(R)-4-取代基苯乙醇。

背景技術

手性芳香醇是合成藥物、農業化學品和天然產物的重要中間體，酮的不對稱還原是制備 對映體純手性醇最重要和實用的方法之一。對映體純1-(4-甲氧基)-苯基乙醇是一種重要的手 性中間體，(R)-1-(4-甲氧基)-苯基乙醇可用來合成3-芳基-3-取代的丙酸類抗炎藥物，而(S)-1-(4- 甲氧基)-苯基乙醇則是合成抗過敏藥的重要合成子。由于手性藥物的不同立體異構體在藥效、 藥代及毒理等方面都可能存在差異，不同對映體必須區別對待。因此，研究對映體純1-(4-甲 氧基)-苯基乙醇的兩種對映體的不對稱合成具有重要意義。

用于制備對映體純手性芳香醇的不對稱還原反應的催化劑主要有純化的氧化還原酶和各 種生物細胞。氧化還原酶催化的生物轉化過程具有高度的立體專一性，通常可使反應獲得很 高的立體選擇性，但是反應時需要以化學計量的數量添加昂貴的還原型輔酶如NAD(P)H來提 供電子，這樣使其生產成本過高，而且用離體酶作催化劑存在需要對酶進行分離、純化，酶 在非生理環境中可能變性、失活，輔酶再生困難等問題。如果以微生物細胞作為生物催化劑， 就能很好地解決以上問題。微生物細胞不僅能利用自身的代謝過程實現輔酶的原位再生，省 去輔酶的添加，同時所有的酶和輔酶被保護在天然的細胞環境中，有利于生物催化反應的進 行，而且若將微生物細胞進行固定化，不僅有利于產物的分離，還可回收細胞重復使用，大 大簡化生產工序，降低了生產成本。因此，微生物細胞已成為不對稱還原潛手性酮制備對映 體純手性醇的首選生物催化劑。

目前，國內外有關利用生物催化劑不對稱還原對甲氧基苯乙酮來合成對映體純的(R)-1-(4- 甲氧基)-苯基乙醇不對稱還原反應，底物濃度為2～3mmol/L，盡管都能獲得較高的產物對映 體選擇性(e.e.＞99％)，但產率均較低(＜40％)。其主要原因可能是催化劑的活性不高，且受底物、 產物抑制等問題。但是產率很低，其主要原因可能是水相中存在將產物醇氧化為酮的逆反應 以及嚴重的產物和底物抑制，而且游離微生物細胞容易受底物的毒害，導致細胞活性下降。 采用新分離得到的醋酸桿菌能遵循反Prelog規則，高效、高立體選擇性催化4-取代基苯乙酮， 生成(R)-4-取代基苯乙醇。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術存在的不足，提供利用篩選的醋酸桿菌細胞催化芳香 酮(4-取代基苯乙酮)不對稱還原制備(R)-4-取代基苯乙醇的方法，絕對立體選擇性，其產率 大于50％。

本發明利用微生物細胞被固定化之后，由于受到固定化載體的保護與支撐作用，不僅有利 于抵抗外界不良因素的影響，大大增加細胞的穩定性，還有利于細胞的循環利用，篩選能高 效催化該不對稱還原反應的微生物菌種，在水相中采用固定化醋酸桿菌細胞催化對甲氧基苯 乙酮的不對稱還原反應。

本發明實現上述目的技術方案是：

醋酸桿菌菌株XZY003(Acetobacter?sp.XZY003)首次從“中華開菲爾粒”分離出來(中 華開菲爾粒即為西藏“雪蓮”發酵乳粒，源自西藏雪原特有珍稀菌種，是西藏土生土長的有 生命的菌類)，已于2009年3月26日保藏于中國典型培養物保藏中心，簡稱CCTCCM，保 藏號為M209061，保藏地址為中國湖北省武漢市武漢大學(郵編為430072)。

醋酸桿菌(Acetobacter?sp.)XZY003在西紅柿液體培養基中30℃培養24h觀察，細胞為短 小桿狀，革蘭氏染色陰性，不運動。在西紅柿固體培養基中30℃培養48h后，菌落為乳白色， 光滑，邊緣整齊。固體西紅柿培養基：西紅柿汁200mL/L，酵母浸膏10g/L，葡萄糖10g/L， 蛋白胨10g/L，瓊脂20g/L，pH?6.0。

醋酸桿菌(Acetobacter?sp.)XZY003可用普通的細菌培養基培養，如酵母浸膏10g/L，葡 萄糖10g/L，pH?5.0，無水酒精至20mL/L，需氧，培養溫度為30℃；可采用斜面、液體石 蠟、凍干管法保藏。保藏用的培養基為西紅柿汁200mL/L，酵母浸膏10g/L，葡萄糖10g/L， 蛋白胨10g/L，瓊脂20g/L，pH?6.0。

醋酸桿菌(Acetobacter?sp.)XZY003特性說明如下：

1、分子生物學鑒定：