[發明專利]一種生物催化合成光學活性烷基內酯的方法

有效

• 申請號: 201510096334.8
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN104651425B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 錢小龍;鄧志敏;趙希景;白云鵬;邢晨光;鄭高偉;潘江;許建和
• 申請（專利權）人: 蘇州百福安酶技術有限公司;廈門歐米克生物科技有限公司
• 主分類號: C12P17/04
• 分類號: C12P17/04;C12P17/06;C12P17/02;C12R1/72
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種生物催化合成光學活性烷基內酯的方法，該方法包括以下步驟：(1)使用生物催化劑催化羰基酸不對稱還原合成光學活性羥基酸；(2)在酸性環境中，使光學活性羥基酸環化生成光學活性內酯化合物。使用新鮮培養的近平滑假絲酵母菌細胞或者無細胞提取物作為生物催化劑，催化4?羰基癸酸和5?羰基癸酸的立體選擇性還原，隨后在酸性環境中環化成為內酯化合物，高效制備(R)?(+)?4?己基?4?丁內酯和(R)?(+)?5?戊基?5?戊內酯。與現有技術相比，本發明所述菌株的細胞及其提取物易于制備，立體選擇性強，且其催化制備(R)?(+)?4?己基?4?丁內酯和(R)?(+)?5?戊基?5?戊內酯的工藝簡單，環境友好，具有很好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，具體涉及生物催化轉化合成光學活性(R)-(+)-4-己基-4-丁內酯和(R)-(+)-5-戊基-5-戊內酯的方法。

背景技術

光學活性的手性內酯，比如(R)-(+)-4-己基-4-丁內酯和(R)-(+)-5-戊基-5-戊內酯，是重要的香料添加劑，在釀酒、食品制造等領域應用廣泛。化學法拆分是制備高光學純度手性內酯的常用方法，通常的化學拆分方法一般以外消旋的手性內酯為起始原料，在堿性條件下水解開環，然后進行酯化和烷氧基衍生化生成非對映異構體混合物，對該混合物進行分離，獲得單一構型的化合物，然后再進行水解和環化，得到光學純的手性內酯化合物。化學拆分方法步驟繁多，分離條件苛刻，理論產率最高為50％，產品光學純度低，不利于光學純手性內酯化合物的高效低成本大規模制造。

近年來，基于整細胞或酶制劑的生物催化工藝在光學活性手性化合物合成領域取得了巨大成功。目前，生物催化合成光學活性烷基取代的手性內酯仍屬于一個較新的領域，許多研發工作尚處于起步階段。等利用化學-酶法組合催化合成烷基衍生的(S)-γ-戊內酯(Appl.Microbiol.Biotechnol.2013,97:3865–3873)，需要使用兩種不同的酶組合，成本較高，并且手性取代基為較短的甲基，無法合成含長鏈烷基取代的手性內酯。陳兵等通過內酯酶催化合成2-羥基取代的手性烷基內酯(Adv.Synth.Catal.2009,351:2959-2966；Chem.Commun.2010,46:2754–2756)，但對2位無取代的烷基內酯的催化合成效果不好。因此，開發簡單、高效、低成本的生物催化較長烷基取代的手性內酯化合物合成方法，具有重要的工業應用價值。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種工藝簡單，環境友好，具有很好的工業應用前景的生物催化合成光學活性烷基內酯的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種生物催化合成光學活性烷基內酯的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)使用生物催化劑催化羰基酸不對稱還原合成光學活性羥基酸；

(2)在酸性環境中，使光學活性羥基酸環化生成光學活性內酯化合物。

所述的生物催化劑來源于近平滑假絲酵母(Candida parapsilosis)，優選的為來源于近平滑假絲酵母CGMCC2.3539。

所述的生物催化劑為近平滑假絲酵母細胞；或者是將近平滑假絲酵母菌體破碎后獲得的含有羰基還原酶的無細胞提取物。

所述的生物催化劑可通過以下方法獲得：

(1)靜息細胞的制備

將近平滑假絲酵母菌CGMCC2.3539在滅菌(121℃，20min)的豐富培養基(甘油1％，蛋白胨0.5％，牛肉膏0.8％，瓊脂1.5％)斜面上劃線，于30℃靜置培養1-2天。