一种手性氨基醇类化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种手性氨基醇类化合物的合成方法。本发明专利技术提供的手性氨基醇类化合物的合成方法其包括以下步骤：有机溶剂和缓冲溶液中，在羰基还原酶和辅酶存在下，将如式II所示的羰基化合物进行如下所示的还原反应，得到含如式I所示的手性氨基醇类化合物的转化液即可；所述的羰基还原酶来自圆红酵母(Rhodotorula toruloides)的羰基还原酶；其中，R

【技术实现步骤摘要】
一种手性氨基醇类化合物的合成方法
本专利技术涉及一种手性氨基醇类化合物的合成方法。
技术介绍
氟苯尼考(Florfenicol)，是由美国先灵-保雅(Schering-Plough)公司Nagab-hushan等在20世纪70年代末研制开发的一种动物专用的氯霉素类广谱抗生素。鉴于在动物疾病防治上，氟苯尼考的药效优于氯霉素和甲砜霉素，因此具有更为广阔的应用前景，氟苯尼考的合成一直都受到了很大的重视。近年来利用酶法还原进行合成手性化合物的研究比较广泛，我公司在氟苯尼考新工艺开发过程中专利技术了两篇中国专利，CN102827042A和CN103936638A，其中在专利CN103936638A中有一个非常重要的中间体单一构型的手性氨基醇，是通过化学方法合成的，需要化学拆分与手性还原。，效率低。专利CN103936638A中合成路线如下：专利CN106316898B中公开了合成路线如下：上述方法是通过不同的还原试剂得到不同构型的手性氨基醇，手性氨基羰基都是通过化学拆分所得，需要反复重结晶得到单一构型的手性氨基羰基化合物。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题就是克服现有技术中氟苯尼考关键中间体手性氨基醇的制备方法单一的缺陷，而提供了一种手性氨基醇类化合物的生物合成方法；该方法通过一种微生物/酶催化的技术，利用非手性前体及生物催化合成体系，经生物催化与转化的方法制备得到单一手性氨基醇类化合物。该方法所用的生物催化合成体系具有高效、低成本、无污染的特点；具有较高效率，较高收率，成本低，有很高的商业应用价值。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的。本专利技术提供了一种手性氨基醇类化合物的合成方法，包括以下步骤：在有机溶剂和缓冲溶液中，在羰基还原酶和辅酶体系存在下，将如式II所示的羰基化合物进行如下所示的还原反应，得到含如式I所示的手性氨基醇类化合物的转化液即可；所述的羰基还原酶来自圆红酵母(Rhodotorulatoruloides)的羰基还原酶；其中，R1为(S)-1-苯乙基和/或(R)-1-苯乙基；*表示手性碳，其为S构型或S构型和R构型的混合物。在本专利技术的某一方案中，所述的来自圆红酵母(Rhodotorulatoruloides)的羰基还原酶(保藏号CGMCC2.1389)选自下组：(i)其氨基酸序列如SEQIDNO.1所示；和/或，(ii)对SEQIDNO.1所示的氨基酸序列在保持酶活性范围内，进行一个或多个氨基酸的替换、缺失、改变、插入或增加，所得到的氨基酸序列，例如，与如SEQIDNO.1所示同源性为95％以上的氨基酸序列。在本专利技术的某一方案中，所述的羰基还原酶的编码基因序列选自下组：(a)SEQIDNO.2所示的序列；(b)与(a)限定的序列互补的多核苷酸；或(c)与(a)限定的序列具有至少70％，优选至少75％、80％、85％、90％，更优选至少95％、96％、97％、98％、99％以上的序列一致性的任一多核苷酸或互补序列。在本专利技术的某一方案中，所述的羰基还原酶可为本领域该类反应中常规的形式，例如游离形式的酶、冻干粉、破碎酶液、固定化酶、或菌体形式的酶(羰基还原酶基因工程菌全细胞)；本专利技术中较佳地为含所述的羰基还原酶的基因工程菌全细胞破碎酶液。在本专利技术的某一方案中，当所述的羰基还原酶为含所述的羰基还原酶的基因工程菌全细胞破碎酶液时，所述的如式II所示的羰基化合物与所述的酶液的质量比可为2:1。在本专利技术的某一方案中，在所述的还原反应中，当所述的羰基还原酶为含所述的羰基还原酶的基因工程菌全细胞破碎酶液时，所述的基因工程菌全细胞破碎酶液的浓度可为50g/L-100g/L(又例如50g/L)；所述的羰基还原酶的酶活可为100μ/mg。在本专利技术的某一方案中，所述的羰基还原酶优选为(R,R)-羰基还原酶。所述的有机溶剂可为本领域该类反应中常规的有机溶剂，在本专利技术中，较佳地为DMSO、DMF、3,3’,5,5’-四甲基联苯二羟乙基醚(TMBE)和甲醇中的一种或多种。所述的有机溶剂的用量可为该类反应中常规的，不影响反应即可，例如以溶解底物即可。在本专利技术的某一方案中，在所述的还原反应中，所述的有机溶剂与所述的反应体系的体积百分比浓度为％～10％(例如5％)。本专利技术中，所述的缓冲溶液可为本领域该类反应中常规的缓冲溶液，例如磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、Tri-HCl缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液、甘氨酸缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲溶液或MOPS缓冲溶液；在本专利技术的某一方案中，优选为Tris-盐酸缓冲溶液(Tris：三(羟甲基)氨基甲烷，例如浓度为0.05mol/L，25℃)。在本专利技术的某一方案中，所述的缓冲溶液的pH值可为本领域该类反应中常规的pH值，例如7.0-9.0；较佳地pH＝8.0。在本专利技术的某一方案中，所述的辅酶体系中的辅酶与所述的如式II所示的羰基化合物的摩尔百分比可为0.01％-1.0％、较佳地0.1％-0.6％。在本专利技术的某一方案中，在所述的还原反应中，所述的辅酶体系中的辅酶在反应体系中的浓度可为1mM-10mM(例如5mM)。在本专利技术的某一方案中，所述的辅酶体系中的辅酶选自下组：还原性辅酶、氧化性辅酶，或其组合；例如NADH、NADPH、NAD+、NADP+、或其组合；较佳地为NADH、NAD+、或其组合。当所述的辅酶体系中的辅酶含NAD+时，还可包括用于所述的辅酶再生的酶(脱氢酶)和相应的共底物(供氢体)；所述的再生的酶可选自下组：醇脱氢酶，甲酸脱氢酶、葡萄糖脱氢酶、或其组合；所述的共底物选自下组：异丙醇、葡萄糖、甲酸铵、或其组合；较佳地，所述的再生的酶和其相应的共底物为葡萄糖脱氢酶(EC1.1.1.47)和葡萄糖。在本专利技术的某一方案中，当所述的辅酶含NAD+、所述的辅酶包括再生的酶和其相应的共底物时，所述的共底物与所述的如式II所示的羰基化合物的摩尔比可为本领域该类反应中常规的摩尔比，例如1.5:1。在本专利技术的某一方案中，在所述的还原反应中，所述的共底物的度可为90g/L。在本专利技术的某一方案中，在所述的还原反应中，当所述的辅酶体系中的辅酶含NAD+、所述的再生的酶和其相应的共底物时，所述的再生的酶在反应体系中的浓度可为25mg/L；所述的再生的酶的酶活可为500μ/mg。在本专利技术的某一方案中，所述的还原反应的温度可为本领域该类反应中常规的温度，例如10℃-50℃，较佳地20℃-40℃，更佳地25℃-35℃。在本专利技术的某一方案中，所述的还原反应的时间可为1-120小时，较佳地5-72小时，更佳地15-24小时。在本专利技术的某一方案中，所述的手性氨基醇类化合物的合成方法，包括以下步骤：在有机溶剂和Tris-盐酸缓冲溶液中，控制pH＝8.0，在羰基还原酶和辅酶体系存在下，将如式II所示的羰基化合物进行所示的还原反应，得到含如式I所示的手性氨基醇类化合物的转化液即可；所述的羰基还原酶来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手性氨基醇类化合物的合成方法，其特征在于，其包括以下步骤：有机溶剂和缓冲溶液中，在羰基还原酶和辅酶存在下，将如式II所示的羰基化合物进行如下所示的还原反应，得到含如式I所示的手性氨基醇类化合物的转化液即可；所述的羰基还原酶来自圆红酵母(Rhodotorula toruloides)的羰基还原酶；/n

【技术特征摘要】
1.一种手性氨基醇类化合物的合成方法，其特征在于，其包括以下步骤：有机溶剂和缓冲溶液中，在羰基还原酶和辅酶存在下，将如式II所示的羰基化合物进行如下所示的还原反应，得到含如式I所示的手性氨基醇类化合物的转化液即可；所述的羰基还原酶来自圆红酵母(Rhodotorulatoruloides)的羰基还原酶；



其中，R1为(S)-1-苯乙基和/或(R)-1-苯乙基；
*表示手性碳，其为S构型或S构型和R构型的混合物。


2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，
所述的羰基还原酶选自如下(i)和/或(ii)：
(i)其氨基酸序列如SEQIDNO.1所示；
(ii)对SEQIDNO.1所示的氨基酸序列在保持酶活性范围内，进行一个或多个氨基酸的替换、缺失、改变、插入或增加，所得到的氨基酸序列；
和/或，所述的羰基还原酶为游离形式的酶、冻干粉、破碎酶液、固定化酶、或菌体形式的酶。


3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于，
所述的羰基还原酶的编码基因序列选自下组：
(a)SEQIDNO.2所示的序列；
(b)与(a)限定的序列互补的多核苷酸；或
(c)与(a)限定的序列具有至少70％以上的序列一致性的任一多核苷酸或互补序列；
和/或，所述的羰基还原酶为所述的羰基还原酶为含所述的羰基还原酶的基因工程菌全细胞破碎酶液。


4.如权利要求3所述的合成方法，其特征在于，
当所述的羰基还原酶为含所述的羰基还原酶的基因工程菌全细胞破碎酶液时，所述的如式II所示的羰基化合物与所述的酶液的质量比为2:1；
和/或，当所述的羰基还原酶为含所述的羰基还原酶的基因工程菌全细胞破碎酶液时，所述的基因工程菌全细胞破碎酶液的浓度为50g/L-100g/L；
和/或，所述的羰基还原酶的酶活为100μ/mg；
和/或，所述的羰基还原酶为(R,R)-羰基还原酶。


5.如权利要求1-4中任一项所述的合成方法，其特征在于，
所述的有机溶剂为DMSO、DMF、TMBE和甲醇中的一种或多种；
和/或，所述的有机溶剂的体积百分比浓度为1％～10％；
和/或，所述的缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、Tri-HCl缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液、甘氨酸缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲溶液或MOPS缓冲溶液；
和/或，所述的缓冲溶液的pH值为7.0-9.0；
和/或，所述的辅酶为NADH、NADPH、NAD+、NADP+、或其组合；
和/或，所述的辅酶与所述的如式II所示的羰基化合物的摩尔百分比为0.01％-1.0％；
和/或，所述的辅酶的浓度为1mM-10mM；
和/或，所述的还原反应的温度为10℃-50℃。


6.如权利要求5所述的合成方法，其特征在于，
所述的有机溶剂为DMSO；
和/或，所述的有机溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭要武，田文敬，叶青，胡磊，方志成，
申请(专利权)人：湖北美天生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42