[發(fā)明專利]一種微生物轉(zhuǎn)化苯甲酰甲酸甲酯制備(S)-(+)-扁桃酸甲酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210213446.3
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102719497A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐志敏;南穎康;嚴(yán)琴英;李仁瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62;C12N11/10;C12N11/04;C12R1/865
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;冷紅梅

（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用釀酒酵母（Saccharomyces?cerevisiae）CGMCC?No.2230不對稱還原苯甲酰甲酸甲酯制備(S)-(+)-扁桃酸甲酯的方法。

（二）背景技術(shù)

(S)-(+)-扁桃酸甲酯（Methyl(S)-(+)-mandelate），CAS登錄號：21210-43-5，分子式C₉H₁₀O₃，分子量166.1739。它是一種重要的手性藥物中間體，可以廣泛地用于合成手性酸，手性醇，手性胺類化合物，手性氨基醇和手性硫醇等。由(S)-(+)-扁桃酸甲酯制備的手性化合物可以廣泛地應(yīng)用于手性藥物的制備。例如，(S)-(+)-扁桃酸甲酯水解后制備的(S)-(+)-扁桃酸在醫(yī)藥工業(yè)中可用于頭孢羥唑、血管擴張藥環(huán)扁桃酸酯、滴眼藥羥芐唑等的中間體，也可作防腐劑。

(S)-(+)-扁桃酸甲酯的合成途徑主要有化學(xué)法和生物轉(zhuǎn)化法。在化學(xué)催化劑或生物催化劑的作用下，還原苯甲酰甲酸甲酯可以獲得(S)-(+)-扁桃酸甲酯。采用化學(xué)法不對稱還原苯甲酰甲酸甲酯需要在手性催化劑的催化下才能完成，化學(xué)還原過程中手性催化劑價格昂貴、制備過程繁瑣。采用含有羰基還原酶的微生物細(xì)胞為生物催化劑不對稱還原苯甲酰甲酸甲酯具有反應(yīng)條件溫和、立體選擇性好、成本低廉的特點，是一種手性化合物的綠色合成技術(shù)。利用微生物細(xì)胞轉(zhuǎn)化技術(shù)生產(chǎn)(S)-(+)-扁桃酸甲酯是一種科學(xué)、經(jīng)濟、環(huán)境友好的合成方法。

生物轉(zhuǎn)化過程可以在不同的反應(yīng)體系中進(jìn)行。最為傳統(tǒng)的反應(yīng)體系是水相體系，在水相體系中進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化微生物的催化活性較高，但是有機底物濃度過高時生物轉(zhuǎn)化效率會急劇下降。為了解決高底物濃度對細(xì)胞催化活性的抑制作用，人們考慮采用生物相容性好的有機溶劑用于生物轉(zhuǎn)化過程，在生物相容性較好的有機溶劑中微生物能夠保持較好地催化活性，有機底物能夠很好地分散于反應(yīng)溶劑中，從而避免底物和產(chǎn)物在反應(yīng)溶劑中局部濃度不均一而導(dǎo)致催化效率降低的現(xiàn)象。采用固定化細(xì)胞進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化可以較大程度保護(hù)細(xì)胞的催化活性，同時有利于產(chǎn)物的分離提取，有利于微生物細(xì)胞的重復(fù)利用，提高生產(chǎn)效率。

（三）發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種利用釀酒酵母（Saccharomyces?cerevisiae）CGMCC?No.2230不對稱還原苯甲酰甲酸甲酯制備(S)-(+)-扁桃酸甲酯的方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種苯甲酰甲酸甲酯微生物轉(zhuǎn)化制備(S)-(+)-扁桃酸甲酯中的方法，所述方法如下：

以苯甲酰甲酸甲酯為底物，以釀酒酵母（Saccharomyces?cerevisiae）CGMCC?No.2230發(fā)酵獲得的含酶菌體細(xì)胞為生物催化劑，在鄰苯二甲酸二丁酯中，于20~35℃下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)8~96小時，轉(zhuǎn)化液經(jīng)分離純化得到所述(S)-(+)-扁桃酸甲酯；在鄰苯二甲酸二丁酯中底物苯甲酰甲酸甲酯的初始濃度為1~300mmol/L（優(yōu)選30~150mmol/L）。

本發(fā)明中所用釀酒酵母CGMCC?No.2230是從杭州西湖啤酒廠附近的土壤中篩選獲得，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物保藏中心，保藏日期2007年10月24日，已在CN?101205523A中披露。該菌株菌落特征：在瓊脂培養(yǎng)基上呈現(xiàn)出乳白色、有光澤、平坦、邊緣整齊、濕潤、表面光滑，質(zhì)地均勻的菌落形態(tài)。

所述含酶菌體細(xì)胞可直接以發(fā)酵液形式參與反應(yīng)，也可經(jīng)過濾后以濕菌體細(xì)胞形式參與反應(yīng)，或者經(jīng)固定化之后作為生物催化劑參與反應(yīng)。

優(yōu)選的，所述含酶菌體細(xì)胞經(jīng)固定化之后作為生物催化劑，其用量為：每L鄰苯二甲酸二丁酯中含有的生物催化劑相當(dāng)于以包埋法將1.0~4.0g（以干重計）的含酶菌體細(xì)胞固定化后再經(jīng)增殖培養(yǎng)16~72小時（優(yōu)選72小時）獲得的固定化細(xì)胞顆粒。

所述生物催化劑制備方法如下：將釀酒酵母菌株CGMCC?No.2230發(fā)酵培養(yǎng)獲得的菌體濃度為3.0~10.0g/L的發(fā)酵液與等體積質(zhì)量濃度1~5%的海藻酸鈉溶液混合，攪拌均勻得到混合液，將混合液逐滴滴入足量質(zhì)量濃度為2.5~4.0%的氯化鈣溶液中，連續(xù)攪拌得到固定化懸浮液，放置于35~38℃條件下固化，得到的固定化顆粒用無菌生理鹽水洗滌后，分散于發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行增殖培養(yǎng)16~72h獲得增殖培養(yǎng)后的固定化細(xì)胞顆粒，即為生物催化劑。所述的固定化細(xì)胞顆粒的直徑可通過注射器的針頭尺寸來控制，推薦為1~5mm，最優(yōu)選2mm。海藻酸鈉的濃度優(yōu)選為2%。