[發(fā)明專利]不對(duì)稱還原前手性羰基化合物生產(chǎn)手性醇的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410292443.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN104232696B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊忠華;鄧新星;靳步昆;侯亞利;黃皓;左振宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P7/22
• 分類號(hào): C12P7/22;C12P7/62;C12P7/04;C12N1/20;C12R1/01
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 涂潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)手性醇的方法，具體的說是一種不對(duì)稱還原前手性羰基化合物生產(chǎn)手性醇的方法。

背景技術(shù)

手性藥物是指含有手性因素的化學(xué)藥物的單一對(duì)映體。這些異構(gòu)體進(jìn)入體內(nèi)后會(huì)在藥理活性、代謝過程和代謝產(chǎn)物、引起的毒副作用等方面產(chǎn)生顯著的差異。對(duì)映異構(gòu)體的生物活性往往可以相差甚遠(yuǎn)，以至呈現(xiàn)完全相反的藥理作用或毒性。目前手性藥物已占到世界醫(yī)藥市場(chǎng)的60％以上，已成為國(guó)際上新藥研究的熱點(diǎn)。這一發(fā)展趨勢(shì)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力來自于單一對(duì)映體手性藥物巨大的、且仍在不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。手性藥物、手性中間體及其技術(shù)的開發(fā)研究已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際新藥研究的重要方向之一。

手性醇是多類手性藥物合成的關(guān)鍵手性砌塊，是手性藥物合成的關(guān)鍵技術(shù)。催化相應(yīng)前手性羰基化合物不對(duì)稱還原是合成該手性醇的重要方法。在不對(duì)稱還原前手性羰基合成單一對(duì)映體手性醇催化反應(yīng)中，生物催化因其具有高效的立體、區(qū)域和化學(xué)選擇性，安全性和環(huán)境相容性等優(yōu)勢(shì)，在手性醇的合成技術(shù)中具有重要的應(yīng)用前景。但是由于生物催化尚存在著催化反應(yīng)速度低，對(duì)底物范圍窄，時(shí)空產(chǎn)率低和在某些情況下反應(yīng)的立體選擇性不高等問題，因此可以應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的例子還不多。篩選出對(duì)具有更高催化活性的微生物菌株，開發(fā)廣泛的催化反應(yīng)過程，通過催經(jīng)反應(yīng)條件的不斷研發(fā)優(yōu)化，獲得到高單一對(duì)映體純度、高轉(zhuǎn)化率與生產(chǎn)效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員期望達(dá)到的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種工藝簡(jiǎn)單、控制簡(jiǎn)便、能夠獲得到高單一對(duì)映體純度、高轉(zhuǎn)化率與生產(chǎn)效率的不對(duì)稱還原前手性羰基化合物生產(chǎn)手性醇方法。該方法使用了上述菌株作為催化劑。

本發(fā)明菌株的保藏名稱為：微桿菌(Microbacterium sp.long2)，保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC)，地址：中國(guó)武漢武漢大學(xué)，保藏編號(hào)為：CCTCC No:M 2011449。該菌株的具體特征如下：菌落為圓形，為淡黃色，其中菌絲呈致密輻射狀。顯微鏡下觀察菌絲有橫隔，分生孢子梗短，分生孢子呈圓筒形。其生理生化特性為：菌株不能使明膠液化、不能使淀粉水解、牛奶凝固但不胨化，不能利用酪氨酸產(chǎn)生色素，不能還原硝酸鹽為亞硝酸鹽。

本發(fā)明菌株是一種屬于細(xì)菌類的菌株，該菌株從土壤中分離，以前手性羰基化合物2-己酮、4-氯-乙酰乙酸乙酯與4′-氯-苯乙酮為碳源從土壤樣品中富集篩選的方法獲得。

本發(fā)明方法按以下步驟進(jìn)行：

(1)發(fā)酵大規(guī)模培養(yǎng)微桿菌，在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后期離心收集濕菌體獲得活性靜息細(xì)胞菌體，冷凍保藏；

(2)將靜息細(xì)胞菌體懸于pH緩沖液中制成菌懸液，加入底物進(jìn)行催化反應(yīng)，生成單一手性的手性醇，所述底物為前手性羰基化合物；

(3)催化反應(yīng)結(jié)束后利用非極性易揮發(fā)溶劑萃取反應(yīng)產(chǎn)物，利用減壓蒸發(fā)蒸發(fā)回收萃取劑，獲得產(chǎn)物。

所述步驟(2)中，向菌懸液中加入輔助底物及表面活性劑，所述輔助底物為葡萄糖、蔗糖、異丙醇或甘油中的一種；所述表面活性劑為生物相容性表面活性劑，可例舉出吐溫80、單月桂基磷酸酯、椰油酸單乙醇酰胺等，添加量占催化反應(yīng)體系總體積的0.01％-0.1％)

所述步驟(2)中，所述輔助底物的添加量(在催化反應(yīng)體系中的添加量)為1～20g/L。

所述步驟(1)中，發(fā)酵大規(guī)模培養(yǎng)權(quán)利要求1所述的微桿菌的方法為：

a.將斜面上生長(zhǎng)良好的權(quán)利要求1所述菌株用接種針挑取少許接種于種子培養(yǎng)基中(培養(yǎng)基體積為錐形瓶體積的10％)，30～37℃，150～300r/min搖床培養(yǎng)24～48h后作為種子；

b.再以1％～5％的接種量接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中大量培養(yǎng)細(xì)胞，培養(yǎng)條件為：無菌空氣0.5～1vvm^-1通氣率，150～350r/min，培養(yǎng)24～48h。離心并收集濕菌體，得靜息細(xì)胞；

其中，種子培養(yǎng)基組成比例為：葡萄糖10g，酵母提取物5g，蛋白胨5g，MgSO₄·7H₂O 0.5g，蒸餾水1000mL，pH 7.0；