[發明專利]紅球菌Rhodococcus ruber 4.1187催化制備光學純(S)-(+)-2-苯基丙酸

無效

• 申請號: 201010192550.X
• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN101892283A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 任玉杰;張紅衛;許建和
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C12P41/00
• 分類號: C12P41/00;C12P7/40;C12P13/02;C12N1/20;C12R1/01
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技術領域

本發明涉及一種單一構型(S)-(+)-2-苯基丙酸的制備方法，屬于生物有機合成領域，該物質為最基礎的2-芳基丙酸類非甾體抗炎藥物，并可作為手性砌塊進一步合成手性藥物。

背景技術

2-芳基丙酸是一類廣泛使用的非甾體抗炎藥，如布洛芬(Ibupmfen)、萘普生(Naproxen)、酮基布洛芬(Ketoprofen)等(圖1)，具有優良的解熱、消炎和鎮痛作用。這類抗炎藥的S構型一般比R構型活性強，副作用小，如萘普生S構型消炎鎮痛作用高于R構型28倍；S-布洛芬的鎮痛作用是R-異構體的100倍；R-氟布洛芬的胃腸道毒性遠大于S構型。為提高2-芳基丙酸類藥物的活性，降低其毒副作用、減輕人體代謝負擔、提高資源利用率，S-2-芳基丙酸手性制備已成為國內外研究熱點。20年來，不對稱合成2-芳基丙酸類消炎藥取得了重大進展，特別是通過外消旋體的拆分，包括利用生物酶催化拆分工藝，極具有工業應用價值。

萘普生(Naproxen)????布洛芬(ibuprofen)

氟比洛芬(Plurbiprofen)????酮洛芬(Ketoprofen)

圖1一些2-芳基丙酸類的抗炎藥的結構

2-苯基丙酸(2-Phenylpropionic?Acid)是重要的2-芳基丙酸類物質，目前制備主要以化學拆分為主，而生物酶拆分制備(S)-(+)-2-苯基丙酸國內外報道較少。本發明發現一株紅球菌Rhodococcus?ruber?4.1187，可高效率的催化制備光學純(S)-(+)-2-苯基丙酸(圖2)。

(5)-(+)-2-苯基丙酸????(R)-(-)-2-苯基丙酰胺

圖2Rhodococcus?ruber?4.1187催化拆分2-苯基丙酰胺

發明內容

本發明以外消旋的2-苯基丙酰胺作為底物，篩選得到一株可高效催化制備光學純(S)-(+)-2-苯基丙酸的菌株Rhodococcus?ruber?4.1187。并優化了催化反應條件為pH值7.5(Tris-HCl，100mM)，最適溫度為30℃，助溶劑為DMSO，0.1g(靜息細胞)/ml可完成100mM的底物拆分。

本發明的工藝流程的工序是：以外消旋的2-苯基丙酰胺為底物，在30℃恒溫搖床中，利用靜息細胞Rhodococcus?ruber?4.1187可催化拆分制得(S)-(+)-2-苯基丙酸和(R)-(-)-2-苯基丙酰胺。

本發明具有以下優點：

1.與一般的化學催化相比，本反應具有催化效率高、專一性強、反應條件溫和、對環境友好等優點。

2.本反應可同時得到兩種光學純的手性化合物：(S)-(+)-2-苯基丙酸和(R)-(-)-2-苯基丙酰胺，并且酰胺基和羧基可通過簡單的化學反應互換，是很好的手型砌塊。

3.本反應操作方便，產物易于分離純化。

具體實施方法

案例1

在100mL的緩沖液(pH?7.5Tris-HCl，100mM)中加入10g?Rhodococcus?ruber?4.1187靜息細胞，外消旋2-苯基丙酰胺的底物濃度為20mM(0.30g)，助溶劑DMSO(5％)，在30℃，180rpm的搖床中反應3h結束。離心除去細胞，上層清液用氫氧化鈉溶液調pH值到12，用同體積乙酸乙酯萃取三次，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮得到(R)-(-)-2-苯基丙酰胺；水相繼續用2M鹽酸調pH值至2，其余操作同上，濃縮得到(S)-(+)-2-苯基丙酸。

最后得到產物(S)-(+)-2-苯基丙酸的收率為48％，e.e為98.5％；殘余底物(R)-(-)-2-苯基丙酰胺的收率49％，e.e.為98％。

案例2

在100mL的緩沖液(pH?7.5Tris-HCl，100mM)中加入10g?Rhodococcus?ruber?4.1187靜息細胞，外消旋2-苯基丙酰胺的底物濃度為50mM(0.89g)，助溶劑DMSO(5％)，在30℃，180rpm的搖床中反應12h結束。離心除去細胞，上層清液用氫氧化鈉溶液調pH值到12，用同體積乙酸乙酯萃取三次，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮得到(R)-(-)-2-苯基丙酰胺；水相繼續用2M鹽酸調pH值至2，其余操作同上，濃縮得到(S)-(+)-2-苯基丙酸。

最后得到產物(S)-(+)-2-苯基丙酸的收率為47％，e.e.為98.5％；殘余底物(R)-(-)-2-苯基丙酰胺的收率48％，e.e.為98％。

案例3