[發(fā)明專利]一種細(xì)胞法生產(chǎn)(S)-氟基苯乙醇的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510560661.4
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN105087664A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王露露;劉均洪
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: C12P7/22
• 分類號: C12P7/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制藥工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到解脂假絲酵母細(xì)胞生物催化制備手性醫(yī)藥中間體(S)-1-(4-氟基苯)乙醇的技術(shù)。

背景技術(shù)

手性(S)-1-(4-氟基苯)乙醇是合成手性藥物、精細(xì)化學(xué)品、農(nóng)藥品和其他特殊材料的重要中間體。生物催化不對稱反應(yīng)具有環(huán)境友好、條件溫和、選擇性高等優(yōu)點(diǎn),作為綠色高效制備手性化合物的優(yōu)先途徑,被越來越多地應(yīng)用于生產(chǎn)一些高附加值的手性化合物。生物催化制備手性(S)-1-(4-氟基苯)乙醇具有很好的應(yīng)用前景。

生物催化具有催化效率高、選擇性強(qiáng)、條件溫和、環(huán)境友好等突出優(yōu)點(diǎn),是可持續(xù)發(fā)展過程中替代和拓展傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)合成的重要方法。其中手性拆分和不對稱合成是生物催化最具吸引力的應(yīng)用領(lǐng)域。在作為生物催化劑的六大類酶中,水解酶能夠催化動力學(xué)拆分外消旋體得到手性產(chǎn)品,在工業(yè)生物催化中一直扮演著重要角色。近幾年來,氧化還原酶在工業(yè)上的應(yīng)用得到了迅速增長。目前,采用水解酶動力學(xué)拆分法、生物還原法和生物氧化法工業(yè)制備光學(xué)活性手性化合物的比例為4:2:1。

生物還原法相對于動力學(xué)拆分法而言,最大的優(yōu)勢在于理論收率可達(dá)100%,原子經(jīng)濟(jì)性好。然而生物還原反應(yīng)需要輔酶或輔因子的參與,一定程度上限制了其應(yīng)用。由于輔酶依賴性的緣故,生物還原反應(yīng)中多釆用整細(xì)胞作為催化劑,實(shí)現(xiàn)體內(nèi)輔酶循環(huán)再生的同時(shí)免去了酶的分離純化步驟。

(S)-1-(4-氟基苯)乙醇是合成手性藥物、精細(xì)化學(xué)品、農(nóng)藥品的重要手性砌塊，。現(xiàn)有的方法普遍存在轉(zhuǎn)化率低、反應(yīng)時(shí)間長、需要添加昂貴輔酶、成本高等嚴(yán)重缺陷，難于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明將采用生物細(xì)胞催化制備(S)-1-(4-氟基苯)乙醇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用解脂假絲酵母細(xì)胞催化制備(S)-1-(4-氟基苯)乙醇，反應(yīng)式如下：

對氟苯乙酮（1）經(jīng)解脂假絲酵母催化反應(yīng)，得到產(chǎn)物(S)-1-(4-氟基苯)乙醇（2）。有多種微生物可以催化此反應(yīng)，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)篩選，最終確定采用解脂假絲酵母作為催化劑，因?yàn)槠浯呋磻?yīng)的效果最好，反應(yīng)收率、對映體過量率（ee%）均很高。

許多解脂假絲酵母都可以進(jìn)行生物催化此反應(yīng)，然而，其效果不同，相差很大，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明選用解脂假絲酵母菌株為ATCC20460，其催化反應(yīng)效果最佳。

由于絕大多數(shù)氧化還原酶是輔酶NAD(P)H依賴型,而細(xì)胞本身所含有的輔酶量可能較少,因此,進(jìn)行氧化還原反應(yīng)時(shí),為促進(jìn)輔酶再生，提高反應(yīng)效率，在反應(yīng)體系中還添加輔助底物構(gòu)成轉(zhuǎn)化體系。常用的輔助底物種類較多，不同細(xì)胞所需的輔助底物不同，效果差別很大，采用幾種輔助底物組合，可以取得較好效果，需進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)才能確定最佳的輔助底物。本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)確定的輔助底物為：葡萄糖20-23g/L、異丙醇7-9%V/V(體積濃度)。

由于底物溶解度較低，所以，加入表面活性劑以增加底物的溶解度。

培養(yǎng)介質(zhì)：

1、　種子培養(yǎng)基成份為:葡萄糖5g/L，酵母浸膏10g/L，尿素10，KH₂PO₄2g/L，MgSO₄7H₂O0.5g/L，配制固體培養(yǎng)基時(shí)添加15g/L的瓊脂粉；

2、培養(yǎng)液成份：：葡萄糖20-25g/L，酵母浸膏10-15g/L，玉米油5-7g/L，黃豆粉16-20g/L,KH₂PO₄4.4-5.5g/L，MgSO₄7H₂O0.5-0.6g/L，pH7.0。

2、固體培養(yǎng)基成份：在液體培養(yǎng)基中加入2%的瓊脂粉。

解脂假絲酵母細(xì)胞制備。解脂假絲酵母經(jīng)斜面、搖瓶、種子罐培養(yǎng)得到種子液；發(fā)酵罐加入培養(yǎng)液，121℃高壓滅菌30分鐘，冷卻至24-25℃，將解脂假絲酵母種子液接種至發(fā)酵罐，接種比例為6-7％，通氣比為0.5-0.6V/（V分鐘），24-25℃培養(yǎng)48-54小時(shí)，用過濾式離心機(jī)離心得到濕解脂假絲酵母細(xì)胞，用作生物催化反應(yīng)催化劑。