[發(fā)明專利]利用生物多酶偶聯(lián)法制備L-草銨膦的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011491692.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN112626142B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏東芝;王華磊;吳承駿;劉清海;羅中華;張長雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 永農(nóng)生物科學(xué)有限公司;華東理工大學(xué);寧夏永農(nóng)生物科學(xué)有限公司
• 主分類號(hào): C12P13/04
• 分類號(hào): C12P13/04
• 代理公司: 北京市中倫律師事務(wù)所 11410
• 代理人: 劉烽

本申請(qǐng)涉及一種利用生物多酶偶聯(lián)法制備L?草銨膦的方法，其包括：a)在(R)?轉(zhuǎn)氨酶和氨基受體的存在下，使D,L?草銨膦發(fā)生轉(zhuǎn)氨反應(yīng)得到2?羰基?4?[羥基(甲基)膦酰基]丁酸和氨基受體的加氨基產(chǎn)物；b)在(S)?轉(zhuǎn)氨酶和氨基供體的存在下，使步驟a)中得到的2?羰基?4?[羥基(甲基)膦酰基]丁酸發(fā)生轉(zhuǎn)氨反應(yīng)得到L?草銨膦和氨基供體的脫氨基產(chǎn)物。本申請(qǐng)的方法能夠?qū)崿F(xiàn)高濃度D,L?草銨膦的高效拆分來制備L?草銨膦。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用生物多酶偶聯(lián)法制備L-草銨膦的方法。

背景技術(shù)

草銨膦(又名雙丙氨膦、草丁膦，商品名包括保試達(dá)、百速頓等，英文名為phosphinothricin(簡稱PPT)，化學(xué)名為2-氨基-4-[羥基(甲基)膦酰基]丁酸)是德國赫斯特公司(現(xiàn)屬于拜耳公司)在20世紀(jì)80年代開發(fā)的一種具有低毒、高效、非選擇性觸殺型有機(jī)磷除草劑。草銨膦作用機(jī)制是，草銨膦作用植株后，可以抑制谷氨酰胺合成酶，從而中斷植物體內(nèi)谷氨酸的可逆反應(yīng)，造成代謝紊亂，堆積過量的氨，使植物中毒，同時(shí)導(dǎo)致植物無法合成葉綠素，葉綠體解體，植物的光合作用就會(huì)受到抑制，導(dǎo)致植物死亡。草銨膦主要用于果園、馬鈴薯田、非耕地等防治一年生和多年生的禾本科及雙子葉雜草，如馬唐、狗尾草、野小麥；多年生的禾本科雜草和莎草，如羊茅、鴨芽等。

草銨膦有兩種光學(xué)異構(gòu)體，分別為L-草銨膦和D-草銨膦，但只有L-型具有除草活性，且在土壤中易分解，對(duì)人類和動(dòng)物的毒性較小，除草譜廣，對(duì)環(huán)境的破壞力小。

目前，市場(chǎng)上銷售的草銨膦一般都是外消旋混合物。若草銨膦產(chǎn)品能以L-構(gòu)型的純光學(xué)異構(gòu)體形式使用，可顯著降低草銨膦的使用量，這對(duì)于提高原子經(jīng)濟(jì)性、降低使用成本、減輕環(huán)境壓力具有重要意義。

現(xiàn)有制備手性純L-草銨膦的方法主要兩種：化學(xué)法和生物法。

其中化學(xué)法包括化學(xué)拆分法和化學(xué)合成法。

化學(xué)拆分法是通過手性拆分試劑拆分外化學(xué)法合成的消旋D,L-草銨膦或其衍生物，從而制得光學(xué)純的L-草銨膦。Hoechst公司于1998年報(bào)道了利用奎寧作為拆分劑拆分草銨膦消旋體，實(shí)現(xiàn)了D-和L-草銨膦的分離(美國專利US5767309)。然而該工藝存在需要使用手性拆分試劑、D-草銨膦需要消旋再利用，需要多次拆分等缺點(diǎn)，難以規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

化學(xué)合成法以天然手性氨基酸或者不對(duì)稱法合成L-草銨膦。例如Hoechst公司報(bào)道了利用L-谷氨酸或L-天冬氨酸為手性源合成L-草銨膦(Hoffmann M G,Zeiss H J.Anovel and convenient route to L-homoserine lactones and L-phosphinothricinfrom L-aspartic acid[J].Tetrahedron Letters,1992,33(19):2669-2672.和歐洲專利EP0530506)。但是該過程氨基保護(hù)與脫保護(hù)過程復(fù)雜，步驟較多，多見于實(shí)驗(yàn)室研究中。L-草銨膦工業(yè)化是明治制果采用不對(duì)稱催化加氫法率先實(shí)現(xiàn)的(國際專利WO 2006104120)。但該路線所使用的催化劑價(jià)格昂貴，反應(yīng)路線較長，工業(yè)化成本較高。

相比之下，生物催化法具有反應(yīng)條件溫和、立體選擇性高、收率高等優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)化制備L-草銨膦的重要趨勢(shì)。