利用恶臭假单胞菌GPO1 AlkB单加氧酶氧化烯烃的方法技术

本发明专利技术涉及用于氧化烯烃的方法，所述方法包括在氧的存在下使所述烯烃与AlkB型氧化还原酶接触，和涉及AlkB型氧化还原酶，优选为来自恶臭假单胞菌GPO1或其变体的AlkB，用于氧化烯烃成醇和/或酸的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用恶臭假单胞菌GP01 AlkB单加氧酶氧化烯烃的方法 本专利技术涉及用于氧化烯烃的方法，所述方法包括在氧的存在下使所述烯烃与单加 氧酶，优选AlkB型氧化还原酶接触，和涉及单加氧酶，优选为AlkB型氧化还原酶，更优选为 来自恶臭假单胞菌或其变体的AlkB,用于氧化烯经成醇和/或 酸的用途。 烯经（Alkene)，在有机化学中也称为链烯（olefin)，是指包含至少一个碳-碳双键 的烃。与它们的不饱和的特征一致，烯烃比烷烃更具反应性，尽管在许多物理性质方面相 似。 烯烃通常通过在高温下裂化包含烷烃的矿物燃料，如天然气凝析油组分，并从产 物目标脂族烯烃的混合物中分离获得。其它方法包括消除反应，例如醇的脱水和炔烃的氢 化。 烯烃通常用作合成聚合物的结构单元。这些聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯，具有高 的工业价值。烯烃的聚合反应可以通过添加催化剂例如过氧化苯甲酰来引发，其包括或者 被转化成反应性自由基并攻击单体，生成另一个在第二步中可以攻击另一单体以进行链延 伸的自由基。这往下进行直到链的增长被终止，例如，通过与另一个延伸链反应，通过与自 由基抑制剂如氧相互作用或自由基歧化，后者产生饱和的和不饱和的聚合物产物。除了依 赖于矿物燃料之外，这些方法的缺点还涉及需要使用危险的和不稳定的化学品。 尽管任何烯烃，甚至乙烯，最简单的可能的烯烃，可以进行这样的聚合反应，通常 希望产生包含更复杂的烯烃结构单元的更复杂的聚合物。因此，有必要在它们进行聚合之 前将烯烃转化为取代的烯烃，例如通过通过氧化，以引入羟基或羧基。 本领域的状态教导了可用于氧化烯烃的各种反应，例如臭氧分解，烯烃的裂解，以 形成有机化合物如羧酸和醛。但是，如果烯烃是出于产生聚合物结构单元的目的而被氧化， 必须小心使双键完整，否则该产物不再能够用于基于自由基反应机理的聚合反应。换句话 说，所述氧化反应必须是高度选择性的。 因此，本专利技术要解决的问题是提供一种用于将烯烃转化为氧化烯烃，如不饱和醇、 醛和羧酸的方法，其中所述烯烃不必经受苛刻的反应条件如高氧化性物质，例如臭氧和过 氧化氢，强酸如甲苯亚磺酸，或经受金属催化剂，例如基于锇的催化剂。 本专利技术要解决的另一个问题是提供一种用于在温和的条件下产生氧化烯烃，特别 是异丁烯酸的方法，其中所述氧化是选择性的，在这个意义上，产生特定比例的醇、醛和羧 酸，而双键基本上保持完整和/或生成较小比例的副产物。 在第一方面，本专利技术要解决的问题是通过用于氧化烯烃的方法解决，包括使所述 烯烃在氧的存在下与单加氧酶接触。 在第一实施方案中，所述问题通过一种方法解决，其中所述单加氧酶是AlkB型氧 化还原酶。 在第二实施方案中，其也是第一实施方案的实施方案，所述问题通过一种方法解 决，其中所述单加氧酶是来自恶臭假单胞菌GP01或其变体的AlkB。 在第三实施方案中，其也是第一至第二实施方案的实施方案，所述问题通过一种 方法解决，其中所述烯烃由式（I)表示 R^R^C = Q (I) 其中R1、!?2、!?3和R4每个和独立地选自包含Η - (CH2)X-的组，其中X是0或更多，其中 R1、R2和R3的两个可以形成环烷基，优选烷基包含5或6元，并且其中优选R 1、R2和R3每个 和独立地选自包含Η - (CH2)X -的组并且X是1至24。 在第四实施方案中，其也是第一至第三实施方案的实施方案，R4是甲基。 在第五实施方案中，其也是第一至第四实施方案的实施方案，所述问题通过一种 方法解决，其中R1 = R2 =氢，或R1 = R3 =氢，并且优选R1 = R2 = R3 =氢。 在第六实施方案中，其也是第一至第五实施方案的实施方案，所述问题通过一种 方法解决，其中R 1 = R2 =氢并且R3是甲基。 在第七实施方案中，其也是第一至第六实施方案的实施方案，所述问题通过一种 方法解决，其中R 1 = R2 =氢并且R3是-CH=CH2。 在第八实施方案中，其也是第一至第七实施方案的实施方案，所述问题通过一种 方法解决，其中所述烯烃在室温和大气压力下是气态的。 本专利技术要解决的问题在第二方面通过单加氧酶用于氧化烯烃为醇和/或酸的用 途来解决，所述单加氧酶优选是AlkB型氧化还原酶，更优选是来自恶臭假单胞菌GP01或其 变体的AlkB。 在第二方面的第一实施方案中，所述问题通过一种用途解决，其中所述烯烃由式 (I)表示 RWc = C R.W (1): 其中R1、!?2和R3每个和独立地选自包含H- (CH2)X-的组，其中X是0或更多，其中R1、 R2和R3的两个可以形成环烷基，优选烷基包含5或6元，并且其中优选R1、R 2和R3每个和 独立地选自包含Η - (CH2)X -的组并且X是1至24。 在第二方面的第二实施方案中，其也是第一实施方案的实施方案，所述问题通过 一种用途解决，其中R 4是甲基。 在第二方面的第三实施方案中，其也是第一至第二实施方案的实施方案，所述问 题通过一种用途解决，其中R 1 = R2 =氢，或R1 = R3 =氢，并且优选R1 = R2= R3 =氢。 在第二方面的第四实施方案中，其也是第一至第三实施方案的实施方案，所述问 题通过一种用途解决，其中R 1 = R2 =氢并且R3是甲基。 在第二方面的第五实施方案中，其也是第一至第四实施方案的实施方案，所述问 题通过一种用途解决，其中R 1 = R2 =氢并且R3是-CH=CH2。 在第二方面的第六实施方案中，其也是第一至第五实施方案的实施方案，所述问 题通过一种用途解决，其中所述烯烃在室温和大气压力下是气态的。 在第二方面的第七实施方案中，其也是第一至第八实施方案的和第一方面和所有 其实施方案的实施方案，所述问题通过一种用途或方法解决，其中，所述烯烃氧化成氧化产 物的混合物，并且产生的酸的比例大于所产生的氧化产物整体的25%，优选大于所产生的氧 化产物整体的40%。 在第二方面的第八实施方案中，其也是第一至第七实施方案的和第一方面和所有 其实施方案的实施方案，所述问题通过一种用途或方法解决，其中所述单加氧酶作为表达 所述单加氧酶的全细胞催化剂提供。 在第二方面的第十实施方案中，所述醇和/或酸由式（II)表示 R，R2C = C Rr,R4 _ 其中R1是HO - (CH2) x -或H00C - (CH2) x -，且R2和R3每个和独立地选自包含Η - (CH2) x -的组，其中x是〇或更多，其中R2和R3可以形成环烷基，优选烷基包含5或6元，并且其 中优选R 2和R3每个和独立地选自包含Η - (CH2) x -的组，并且X是1至24。 本专利技术基于令人惊讶的发现，即AlkB型氧化还原酶，先前已知仅能够氧化烷烃和 饱和的烷基的一组酶，可以用于氧化烯烃，特别是气态烯烃。 本专利技术的方法和用途中心围绕使alkB型氧化还原酶与烯烃接触。这类氧化还原 酶的原型，AlkB，是来自恶臭假单胞菌AlkBGT系统的氧化还原蛋白，依赖于两个辅助多肽， AlkG和AlkT。AlkT是FAD依赖的红素氧还蛋白，将电子从NADH转移到AlkG。AlkG是红素 氧还蛋白，含铁的氧化还原蛋白，作为对AlkB的直接电子供体发挥作用。在优选实施方案 中，如本文所用术语alkB型氧化还原本文档来自技高网...

【技术保护点】
单加氧酶用于氧化烯烃为醇和/或酸的用途，所述单加氧酶优选是AlkB型氧化还原酶，更优选是来自恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）GPO1或其变体的AlkB。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.25 EP 12152454.01. 单加氧酶用于氧化烯烃为醇和/或酸的用途，所述单加氧酶优选是AlkB型氧化还原 酶，更优选是来自恶臭假单胞菌(/?5^￡/〇?〇/7 <3>5/^/以￡/<3)6?01或其变体的411^。2. 根据权利要求2的用途，其中所述烯烃由式（I)表示 R1R?C = C R3R4(I), 其中R1、!?2和R3每个和独立地选自包含H- (CH2)x-的组，其中x是0或更多，其中R1、 R2和R3的两个可以形成环烷基，优选烷基包含5或6元，并且其中优选R1、R 2和R3每个和 独立地选自包含Η - (CH2)X -的组并且X是1至24。3. 根据权利要求2的用途，其中R4是甲基。4. 根据权利要求3的用途，其中R1 = R2 =氢或R1 = R3 =氢，并且优选R1 = R2 = R3 =氢。5. 根据权利要求4的用途，其中R1 = R2 =...

【专利技术属性】
技术研发人员：P恩格尔，T哈斯，JC普费弗，O图姆，C格林，
申请(专利权)人：赢创工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE