一種生物法制備s-苯乙酰基甲醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生物法制備s-苯乙酰基甲醇的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] S-苯乙?；状迹ㄊ?)是一種重要的有機合成中間體，可以作為其他化合物的手 性合成砌塊，也可以作為前體合成麻黃堿、偽麻黃堿和安非他明等藥物活性成分。
[0003]
[0004] S-苯乙?；状伎梢詮闹参镏刑崛?，但產(chǎn)量受到自然條件限制。合成方法有化學(xué) 法和生物法兩大類?；瘜W(xué)法由于成本無優(yōu)勢，所以S-苯乙酰基甲醇主要由丙酮酸脫羧酶 (pyruvate decarboxylase，Η)〇介導(dǎo)的生物法合成。由于自然界存在的PDC的產(chǎn)物選擇性 以R型為主，因此報道較多的是R型產(chǎn)物的獲得，如文獻FEMS Yeast Res 7(2007)33-39， Angew. Chem.Int.Ed .2013,52,6772-6775等。在制備S型產(chǎn)物的報道中，普遍存在著產(chǎn)物ee 不高，副產(chǎn)物過多等不利因素。例如文獻Green Chem. ,2014,16,3341-3348中，采用來自 Acetobacter pasteurianus的]^C，產(chǎn)物S-苯乙?；状嫉膃e為89% ;文獻ChemCatChem 2011，3，1587-1596中米用來自Acetobacter pasteurianus的]突變體，產(chǎn)物S-苯乙?；?甲醇的ee為61%，且副產(chǎn)物的比例為50%;值得注意的是，采用更便宜的乙醛代替丙酮酸作 為受體底物可以有效地降低產(chǎn)物成本，但是由于乙醛通常對生物催化劑具有明顯的失活效 應(yīng)，此類報道更少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種生物法制備S-苯乙?；状嫉姆椒?，通過此方法克服了 現(xiàn)有技術(shù)中采用化學(xué)法合成S-苯乙酰基甲醇存在的成本高的問題，以及采用生物法合成S-苯乙?；状即嬖诘漠a(chǎn)物ee值不高、副產(chǎn)品多的問題。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種生物法制備S-苯乙?；状嫉?方法，在焦磷酸硫胺素、無機鹽及丙酮酸脫羧酶的存在下，在溫度為15~30°C、pH為6.0~ 7.0的緩沖溶液中，苯甲醛與丙酮酸鈉或乙醛發(fā)生縮合反應(yīng)，反應(yīng)生成S-苯乙酰基甲醇，其 中，所述的苯甲醛的投加濃度為1~30g/L，所述的無機鹽為選自鎂、鐵、銅、鋅、錳的金屬的 硫酸、鹽酸或磷酸鹽中的一種或多種的混合物，所述的焦磷酸硫胺素的投加濃度為〇 . 5~ 5mg/mL，無機鹽的投加濃度為0.1~3mg/mL。
[0007] 優(yōu)選地，所述丙酮酸脫氫酶與所述苯甲醛的投料質(zhì)量比為0.5~1.5:1。
[0008] 優(yōu)選地，所述的丙酮酸脫羧酶為購自蘇州漢酶生物技術(shù)有限公司的牌號為EW0914 的丙酮酸脫氫酶。
[0009] 優(yōu)選地，所述的丙酮酸鈉或乙醛與所述苯甲醛的投料摩爾比為1~2.0:1。
[0010] 進一步優(yōu)選地，所述的丙酮酸鈉或乙醛與所述苯甲醛的投料摩爾比為1.6~2.0: 1〇
[0011]優(yōu)選地，使所述反應(yīng)在助溶劑條件下進行，所述的助溶劑為乙腈、甲醇、二甲基亞 砜中的一種或多種的組合。
[0012] 優(yōu)選地，所述的緩沖溶液為磷酸緩沖液。
[0013] 優(yōu)選地，在溫度20~25°C條件下進行所述反應(yīng)。
[0014]優(yōu)選地，所述的無機鹽為硫酸鎂。
[0015] 優(yōu)選地，具體實施過程如下:將所述的苯甲醛、丙酮酸鈉或乙醛、焦磷酸硫胺素、無 機鹽、丙酮酸脫羧酶加入到所述緩沖溶液中，控制反應(yīng)溫度在15~30°C間，攪拌反應(yīng)，利用 HPLC/MS檢測反應(yīng)進程，反應(yīng)結(jié)束后，采用硅藻土過濾、萃取，有機相洗滌、干燥、旋蒸獲得產(chǎn) 物S-苯乙?；状肌?br>[0016] 由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：
[0017] 1)解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用化學(xué)法制備S-苯乙?；状即嬖诘某杀靖叩膯栴}；
[0018] 2)解決了生物法制備S-苯乙?；状嫉倪^程中，底物濃度低、產(chǎn)物ee值不高、副產(chǎn) 物過多的問題；
[0019] 3)本發(fā)明的生物法制備S-苯乙?；状嫉姆椒?，底物濃度高，產(chǎn)物的ee值高、副產(chǎn) 物很少，生產(chǎn)成本低。
【附圖說明】
[0020] 附圖1為實施例8中所制得的產(chǎn)品的HPLC圖譜。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明，但本發(fā)明并不限于以下實施 例。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體使用的不同要求做進一步調(diào)整，未注明的實施 條件為常規(guī)實驗中的條件。
[0022]實施例1丙酮酸脫羧酶的篩選
[0023] 取苯甲醛10.6mg、丙酮酸鈉 13.2mg、TPP(焦磷酸硫胺素 ）lmg、硫酸鎂lmg、不同牌號 的丙酮酸脫羧酶（購自蘇州漢酶生物技術(shù)有限公司，下同）l〇mg，加入到lmL pH 6.50.1M PBS緩沖溶液中，在30°C溫度條件下，反應(yīng)24小時，檢測苯甲醛的轉(zhuǎn)化率如表1:
[0024]表 1 「00251
[0026]從表1中可知，在其他條件相同的情況下，采用牌號為EW0912或EW0914的丙酮酸脫 羧酶，苯甲醛的轉(zhuǎn)化率最高。
[0027]實施例2在高底物濃度條件下，丙酮酸脫羧酶的篩選
[0028] 取苯甲醛42.4mg、丙酮酸鈉 52.8mg、TPP(焦磷酸硫胺素 ）2mg、硫酸鎂2mg、丙酮酸脫 羧酶l〇mg，加入到2mL pH 6.50.1M PBS緩沖溶液中，在30°C溫度條件下，反應(yīng)24小時，檢測 苯甲醛的轉(zhuǎn)化率如表2:
[0029] 表2
[0030]
[0031]從表2中可知，在其他條件相同的情況下，采用牌號為EW0914的丙酮酸脫羧酶，苯 甲醛的轉(zhuǎn)化率更高。
[0032]實施例3采用乙醛作為受體制備S-苯乙?；状嫉姆椒?br>[0033] 將苯甲醛21211^、了？？（焦磷酸硫胺素）2〇11^，硫酸鎂2〇11^、丙酮酸脫羧酶 EW0914200mg，加入到10mLpH6.50.1MPBS緩沖溶液中，而后再加入264mg40%乙醛或丙 酮酸鈉溶于該緩沖溶液中，2h內(nèi)滴加反應(yīng)，在30°C溫度條件下，反應(yīng)24小時，檢測到苯甲醛 的轉(zhuǎn)化率如表3:
[0034] 表 3
[0035]
[0036]~從表3中可知，該生物法制備S-苯乙酰基甲醇過程中也可采用乙醛作為受體底物_ 進行反應(yīng)，從而可降低產(chǎn)物的成本。
[0037]實施例4在不同的溫度條件下制備S-苯乙酰基甲醇
[0038] 將苯甲醛42.4mg、丙酮酸鈉52.8mg、TPP(焦磷酸硫胺素）2mg、硫酸鎂2mg、丙酮酸脫 羧酶EW091420mg，加入到2mL pH 6.50.1M PBS緩沖溶液，在不同的溫度條件下，反應(yīng)24小 時，苯甲醛的轉(zhuǎn)化率如表4:
[0039] 表 4
[0040]
[0041 ]~從表4中可知，￥其他條件不變士情況下，在20〇C溫度條件下進彳士上述反應(yīng)，苯甲· 醛的轉(zhuǎn)化率最高。
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