[發明專利]微生物轉化制備R-4-氯-3-羥基丁酸酯和S-3-羥基丁內酯及菌株

有效

• 申請號: 201010567740.5
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102168036A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 汪釗;鄭建永;應向賢;章銀軍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P7/62;C12R1/11
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;冷紅梅

(一)技術領域

本發明涉及一種微生物轉化制備R-4-氯-3-羥基丁酸酯和S-3-羥基丁內酯，以及篩選到的可用于催化該反應的新菌株。

(二)背景技術

4-氯-3-羥基丁酸乙酯是一種重要的有機中間體，分子中有多功能基團，其手性單一對映異構體(R)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯是非常有前景的重要的手性砌塊，還可經由氯基的置換、還原等反應，導入其他基團生成所需的手性藥物中間體，可用于合成L-肉堿、大內酰亞胺和(R)-γ-氨基-β-丁酸，還可以轉化生成(+)-負霉素和手性2，5-環己二烯酮的合成子。

S-3-羥基丁內酯是降血脂藥物阿托伐他汀、HIV蛋白酶抑制劑氨普那韋、飽感劑(2S，4S)-2-羥基-4-羥甲基-4-丁內酯、治療皮膚病藥羥基二十碳四烯酸、抗癌藥aplysistatin等關鍵中間體。

R-4-氯-3-羥基丁酸乙酯的化學結構為：

S-3-羥基丁內酯的化學結構為：

這兩種手性中間體，已經成研究熱點。利用生物催化法制備R-4-氯-3-羥基丁酸酯和S-3-羥基丁內酯具有反應條件溫和，立體選擇性高，環境友好等優點，目前文獻報道的手性4-氯-3-羥基丁酸酯制備方法主要有以下幾種：

日本Suzuki等(Suzuki?T，Idogaki?H，Kasai?N.Dual?production?of?highlypure?methyl(R)-4-chloro-3-hydroxybutyrate?and(S)-3-hydroxy-γ-butyrolactone?with?Enterobacter?sp.[J].Enzyme?and?Microbial?Technology，1999，24：13-20)篩選到一株腸桿菌Enterobacter?DS-S-75，對外消旋4-氯-3-羥基丁酸甲酯進行不對稱轉化，可以同時得到e.e.大于99％的(R)-4-氯-3-羥基丁酸甲酯和e.e.為95.9％的(S)-3-羥基-γ-丁內酯，兩個對映體的收率均達到48％。

Hoff等(Hoff?B，Anthonsen?T.Lipase-catalyzed?resolution?of?esters?of4-chloro-3-hydroxybutanoic?acid：effects?of?the?alkoxy?group?and?solvent?onthe?enantiomeric?ratio[J].Tetrahedron：Asymmetry，1999，10(7)：1401-1412.)在溶劑苯中，以丙酸乙烯酯為?；w，Rhizomucor?miehie脂肪酶催化4-氯-3-羥基丁酸乙酯不對稱轉酯化，較成功地拆分了4-氯-3-羥基丁酸乙酯，兩個對映體的光學純度均大于85％e.e.。

金勇(金勇，吳堅平，徐剛，等.有機相酶催化氨解反應拆分制備(R)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯[J].有機化學，2006，26(10)：1384-1388.)用商品化的脂肪酶Novazym435，以二氧六環作溶劑，利用氨基甲酸銨緩慢分解持續釋放NH₃，不對稱氨解拆分4-氯-3-羥基丁酸乙酯。

敬科舉等(敬科舉.雙重組菌耦合不對稱還原生產(R)-或(S)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯的研究[D].浙江大學博士論文，2005.)分別從褚色擲抱酵母和木蘭假絲酵母中克隆得到醛基還原酶基因(ALR)和碳基還原酶基因(CAR)，并分別將它們構建到大腸桿菌中，獲得了重組菌。用這兩個重組菌催化4-氯乙酰乙酸乙酯不對稱還原，分別得到單一手性的(R)-和(S)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯，e.e.值均為100％。

(三)發明內容

本發明的目的是提供一株篩選到的能夠催化合成R-4-氯-3-羥基丁酸酯和S-3-羥基丁內酯的新菌株——巨大芽孢桿菌WZ009，以及利用該菌株所含的酯水解酶不對稱轉化外消旋4-氯-3-羥基丁酸酯制備R-4-氯-3-羥基丁酸酯和S-3-羥基丁內酯的方法。

本發明采用的技術方案是：

巨大芽孢桿菌(Bacillus?megaterium)WZ009，保藏于中國典型培養物保藏中心，地址：中國，武漢，武漢大學，430072，保藏編號：CCTCCNO：M?2010171，保藏日期：2010年7月8日。