一种合成2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种合成2S,3R‑对甲砜基苯丝氨酸的方法，使用较为廉价的对甲砜基苯甲醛和苏氨酸作为底物，应用转醛酶驱动反应，同时添加乙醛脱氢酶和NAD氧化酶消除副产物乙醛的产生，该方法反应条件温和，可大幅度降低生产成本，能够规模化地进行反应。

【技术实现步骤摘要】
一种合成2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的方法
本专利技术涉及化工和制药领域，具体涉及一种手性2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的合成方法。
技术介绍
2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸是一种重要的化工原料，主要用于合成广谱抗菌药物氟苯尼考等化学品，其结构式如下所示：现行的手性2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸合成主要是通过化学法来实现，通过缩合、拆分多步工艺进行制备，在工业生产上，化学法步骤繁琐，污染环境。因此，开发更为环保的2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸不对称合成方法具有重要的应用价值。生物工作者对手性2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的不对称合成也做了一些尝试。以对甲砜基苯甲醛和甘氨酸作为底物，使用具有手性选择性的缩醛酶可以将其缩合为2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸。如下反应式所示。在CN109836362A中公开一种(2S,3R)-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的制备方法，其中采用对甲砜基苯甲醛和L-苏氨酸在转醛酶的作用下得到氨基酸中间体(2S,3R)-对甲砜基苯丝氨酸，其说明书中提供的反应式为：但经实验表明，在相对高浓度的情况下，其反应进行困难，难以进行规模化反应。因此，需要研究探索简单易行的合成2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种简单易行的合成2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的方法。本专利技术人研究过程中发现，使用较为廉价的对甲砜基苯甲醛和苏氨酸作为底物，应用转醛酶驱动反应，虽然能够得到2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸，但随着反应的进行，其反应逐渐停止而无法有效进行，尤其尝试达到一定程度（例如10mM以上）。进一步研究发现，其反应会生成乙醛副产物，推测有可能是乙醛抑制了转醛酶的活性，导致反应难以进行。对此，本专利技术由此提出在反应的同时用乙醛缩合酶消除副产物乙醛的产生，使得反应有效进行。本专利技术提供一种以对甲砜基苯甲醛和苏氨酸作为底物，使用转醛酶驱动反应，在乙醛脱氢酶与NAD氧化酶的共同作用下制备2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的方法，合成原理或路径如下所示：其中，转醛酶可以商业购买获得，例如可以购自天津工微生物科技有限公司，例如商品编号为GWTA08的转醛酶。本专利技术实施例中仅给出其中一种型号的产品予以阐述本专利技术的效果。乙醛脱氢酶，可以采用常规的乙醛脱氢酶，例如购自天津工微生物科技有限公司，商品编号为GWADR09的商品酶。NAD氧化酶也可采用常用的NAD氧化酶，例如也可以购自天津工微生物科技有限公司的商品编号为GWAO16商品酶。所述反应按100ml体系计，由反应液、对甲砜基苯甲醛、苏氨酸、转醛酶和乙醛脱氢酶蛋白、NAD氧化酶组成。优选地，所述反应液：20mM（pH7.5）磷酸缓冲液；对甲砜基苯甲醛在反应体系中的浓度为50-150mM，优选为100mM；所述转醛酶，可以购自天津工微生物科技有限公司，商品编号为GWTA08的商品酶，其在反应体系中的浓度为0.5-1.5mg/mL，优选为1mg/mL。乙醛脱氢酶，可购自天津工微生物科技有限公司商品编号为GWADR09商品酶，在反应体系中的浓度为0.2-0.8mg/mL，优选为0.5mg/mL；NAD氧化酶，可以购自天津工微生物科技有限公司商品编号为GWAO16商品酶，在反应体系中的浓度为0.05-0.15mg/mL，优选为0.1mg/mL。所述反应的反应条件为：25-35℃、150-250rpm，反应8-16小时，优选地反应条件为：30℃、200rpm反应12小时。本专利技术上述方法获得的对甲砜基苯丝氨酸可以进一步通过已知方法进行乙酯化反应得到(2S,3R)-对甲砜基苯丝氨酸乙酯。本专利技术人通过研究得到了一种简单易行的合成2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的方法，其具有反应条件温和，且使用较为廉价的对甲砜基苯甲醛和苏氨酸作为底物，可大幅度降低生产成本的优点，且通过同时添加三种酶使得反应能够有效的规模化的进行。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。实施例1、使用转醛酶和、乙醛脱氢酶与NAD氧化酶制备手性2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸本实施例的反应体系（100ml）由反应液、对甲砜基苯甲醛、苏氨酸、转醛酶、乙醛缩合酶和NAD氧化酶蛋白溶液组成；其中，反应液：20mM（pH7.5）磷酸缓冲液；对甲砜基苯甲醛在反应体系中的浓度为100mM；转醛酶：采用商品编号为GWTA08商品酶（购自天津工微生物科技有限公司），在反应体系中的浓度为1mg/mL；乙醛脱氢酶，商品编号为GWADR09商品酶（购自天津工微生物科技有限公司），在反应体系中的浓度为0.5mg/mL；NAD氧化酶，商品编号为GWAO16商品酶（购自天津工微生物科技有限公司），在反应体系中的浓度为0.1mg/mL。反应条件：30℃、200rpm反应12小时。反应结束后将反应体系稀释10倍后HPLC检测产物浓度。HPLC色谱条件：仪器型号：ShimadzuLC2030；色谱柱：GreenherbsC18，4.6×250mm，5µm；柱温：25℃；紫外检测波长：210nm；采集时间：10min；进样量：5µL；流速：1.00mL/min。经过检测，结果表明，反应体系消耗量78%（约78mM），得到产物2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的量为78mM，转化率为78%。对比实施例、使用转醛酶制备手性2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸将对甲砜基苯甲醛、苏氨酸、转醛酶蛋白溶液（购自天津工微生物科技有限公司，商品编号为GWTA08）溶解于20mM（pH7.5）磷酸缓冲液中，定量为100mL。对甲砜基苯甲醛在反应体系中的浓度为100mM，苏氨酸在反应体系中的浓度为150mM，转醛酶蛋白浓度为1mg/mL。反应条件：30℃、200rpm反应12小时。反应结束后将反应体系稀释10倍后HPLC检测产物浓度。HPLC色谱条件：仪器型号：ShimadzuLC2030；色谱柱：GreenherbsC18，4.6×250mm，5µm；柱温：25℃；紫外检测波长：210nm；采集时间：10min；进样量：5µL；流速：1.00mL/min；经过检测，结果表明，反应体系消耗量为10%（约10mM），得到产物2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的量为10mM，转化率为10%。本专利技术人研究发现，由于该反应会产生副产物乙醛，有可能乙醛影响了转醛酶的活性进而对反应有强烈的抑制作用，而由实施例1通过同时添加乙醛脱氢酶和NAD氧化酶以消除副产物乙醛，进而对反应有极大的促进作用，由此完成了本专利技术。上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的方法，其特征在于，以对甲砜基苯甲醛和苏氨酸作为底物，使用转醛酶驱动反应，在乙醛脱氢酶和NAD氧化酶的共同作用下得到2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸的方法，其特征在于，以对甲砜基苯甲醛和苏氨酸作为底物，使用转醛酶驱动反应，在乙醛脱氢酶和NAD氧化酶的共同作用下得到2S,3R-对甲砜基苯丝氨酸。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其反应按100ml体系计，由反应液、对甲砜基苯甲醛、苏氨酸、转醛酶、乙醛脱氢酶和NAD氧化酶组成。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反应液为pH7.5的20mM磷酸缓冲液；对甲砜基苯甲醛在反应体系中的浓度为50-150mM；所述转醛酶在反应体系中的浓度为0.5-1.5mg/mL，优选为1mg/mL；乙醛脱氢酶在反应体...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：天津工微生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12