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一种微生物转化苯甲酰甲酸甲酯制备(s)-(+)-扁桃酸甲酯的方法

  • 专利名称
    一种微生物转化苯甲酰甲酸甲酯制备(s)-(+)-扁桃酸甲酯的方法
  • 发明者
    严琴英, 南颖康, 李仁玮, 欧志敏
  • 公开日
    2012年10月10日
  • 申请日期
    2012年6月21日
  • 优先权日
    2012年6月21日
  • 申请人
    浙江工业大学
  • 文档编号
    C12P7/62GK102719497SQ20121021344
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种微生物转化苯甲酰甲酸甲酯制备(s)-(+)-扁桃酸甲酯的方法,所述方法包括以苯甲酸甲酸甲酯为底物,以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) CGMCC No. 2230在发酵获得的含酶菌体细胞为生物催化剂,在邻苯二甲酸二丁酯中,于2(T35°C下进行转化反应8 96小时,转化液经分离纯化得到所述(S)-(+)_扁桃酸甲酯;在邻苯二甲酸二丁酯中底物苯甲酰甲酸甲酯的初始浓度为f300mmol/L2.如权利要求I所述的方法,其特征在于所述含酶菌体细胞经固定化之后作为生物催化剂,其用量为每L邻苯二甲酸二丁酯中含有的生物催化剂相当于以包埋法将l.Ol.Og的含酶菌体细胞固定化后再经增殖培养16 72小时获得的固定化细胞颗粒3.如权利要求2所述的方法,其特征在于所述生物催化剂制备方法如下将酿酒酵母菌株CGMCC No. 2230发酵培养获得的菌体浓度为3. (TlO. Og/L的发酵液与等体积质量浓度r5%的海藻酸钠溶液混合,搅拌均匀得到混合液,将混合液逐滴滴入质量浓度为2. 5^4. 0%的氯化钙溶液中,连续搅拌得到固定化悬浮液,放置于35 38°C条件下固化,得到的固定化颗粒用无菌生理盐水洗涤后,分散于发酵培养基中进行增殖培养16 72h获得增殖培养后的固定化细胞颗粒,即为生物催化剂4.如权利要求3所述的方法,其特征在于所述发酵培养基组成如下葡萄糖26 32g/L,酵母粉 2 4g/L,硫酸铵 3 6g/L,无水 MgSO4O. 2 0. 4g/L,K2HPO4 3H200. 5 I. 5g/L,KH2PO4O. 6 I. 5g/L,pH自然,溶剂为水5.如权利要求I所述的方法,其特征在于所述分离纯化方法如下反应结束后,将转化液过滤除去生物催化剂,将转化液减压蒸馏,收集馏分经过硅胶柱层析分离,获得产物(S)-(+)-扁桃酸甲酯
  • 技术领域
    本发明涉及利用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CGMCC No. 2230不对称还原苯甲酰甲酸甲酯制备(S)-(+)_扁桃酸甲酯的方法
  • 背景技术
  • 专利详情
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  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:一种微生物转化苯甲酰甲酸甲酯制备(s)-(+)-扁桃酸甲酯的方法(S)-(+)-扁桃酸甲酯(Methyl (S)-(+)_mandelate),CAS 登录号21210-43_5,分子式C9HltlO3,分子量166. 1739。它是一种重要的手性药物中间体,可以广泛地用于合成手性酸,手性醇,手性胺类化合物,手性氨基醇和手性硫醇等。由(S)_(+)_扁桃酸甲酯制备的手性化合物可以广泛地应用于手性药物的制备。例如,(S)_(+)_扁桃酸甲酯水解后制备的(s)-(+)-扁桃酸在医药工业中可用于头孢羟唑、血管扩张药环扁桃酸酯、滴眼药羟苄唑等的中间体,也可作防腐剂。 (S)_(+)_扁桃酸甲酯的合成途径主要有化学法和生物转化法。在化学催化剂或生物催化剂的作用下,还原苯甲酰甲酸甲酯可以获得(S)-(+)_扁桃酸甲酯。采用化学法不对称还原苯甲酰甲酸甲酯需要在手性催化剂的催化下才能完成,化学还原过程中手性催化剂价格昂贵、制备过程繁琐。采用含有羰基还原酶的微生物细胞为生物催化剂不对称还原苯甲酰甲酸甲酯具有反应条件温和、立体选择性好、成本低廉的特点,是一种手性化合物的绿色合成技术。利用微生物细胞转化技术生产(s)-(+)-扁桃酸甲酯是一种科学、经济、环境友好的合成方法。生物转化过程可以在不同的反应体系中进行。最为传统的反应体系是水相体系,在水相体系中进行生物转化微生物的催化活性较高,但是有机底物浓度过高时生物转化效率会急剧下降。为了解决高底物浓度对细胞催化活性的抑制作用,人们考虑采用生物相容性好的有机溶剂用于生物转化过程,在生物相容性较好的有机溶剂中微生物能够保持较好地催化活性,有机底物能够很好地分散于反应溶剂中,从而避免底物和产物在反应溶剂中局部浓度不均一而导致催化效率降低的现象。采用固定化细胞进行生物转化可以较大程度保护细胞的催化活性,同时有利于产物的分离提取,有利于微生物细胞的重复利用,提高生产效率。
本发明目的是提供一种利用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) CGMCCNo. 2230不对称还原苯甲酰甲酸甲酯制备(S)-(+)_扁桃酸甲酯的方法。本发明采用的技术方案是—种苯甲酰甲酸甲酯微生物转化制备(S)_(+)_扁桃酸甲酯中的方法,所述方法如下以苯甲酸甲酸甲酷为底物,以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) CGMCCNo. 2230发酵获得的含酶菌体细胞为生物催化剂,在邻苯二甲酸二丁酯中,于2(T35°C下进行转化反应8 96小时,转化液经分离纯化得到所述(S)-(+)_扁桃酸甲酯;在邻苯二甲酸二丁酯中底物苯甲酰甲酸甲酯的初始浓度为f300mmol/L (优选3(Tl50mmOl/L)。本发明中所用酿酒酵母CGMCC No. 2230是从杭州西湖啤酒厂附近的土壤中筛选获得,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心,保藏日期2007年10月24日,已在CN 101205523A中披露。该菌株菌落特征在琼脂培养基上呈现出乳白色、有光泽、平坦、边缘整齐、湿润、表面光滑,质地均匀的菌落形态。所述含酶菌体细胞可直接以发酵液形式参与反应,也可经过滤后以湿菌体细胞形式参与反应,或者经固定化之后作为生物催化剂参与反应。优选的,所述含酶菌体细胞经固定化之后作为生物催化剂,其用量为每L邻苯二甲酸二丁酯中含有的生物催化剂相当于以包埋法将I. (T4. Og (以干重计)的含酶菌体细胞固定化后再经增殖培养16 72小时(优选72小时)获得的固定化细胞颗粒。所述生物催化剂制备方法如下将酿酒酵母菌株CGMCC No. 2230发酵培养获得的菌体浓度为3. (TlO. Og/L的发酵液与等体积质量浓度f 5%的海藻酸钠溶液混合,搅拌均匀得到混合液,将混合液逐滴滴入足量质量浓度为2. 5^4. 0%的氯化钙溶液中,连续搅拌得到固定化悬浮液,放置于35 38°C条件下固化,得到的固定化颗粒用无菌生理盐水洗涤后,分散于发酵培养基中进行增殖培养16 72h获得增殖培养后的固定化细胞颗粒,即为生物催化剂。所述的固定化细胞颗粒的直径可通过注射器的针头尺寸来控制,推荐为广5_,最优选2mm。海藻酸钠的浓度优选为2%。所述发酵培养基组成如下葡萄糖26 32g/L,酵母粉2 4g/L,硫酸铵T6g/L,无水MgSO4O. 2 0. 4g/L, K2HPO4 3H200. 5 I. 5g/L, KH2PO4O. 6 I. 5g/L, pH 自然,溶剂为水。所述分离纯化方法如下将转化液过滤除去固定化细胞颗粒,将滤液减压(0. 07、. 09MPa)蒸馏,收集的馏分经过硅胶柱层析分离,获得高纯度(纯度98%以上)的产物(s)-(+)-扁桃酸甲酯。本发明采用固定化细胞颗粒作为催化剂,将苯甲酰甲酸甲酯还原为(S)_(+)_扁桃酸甲酯的生物转化机理如下本发明提供了一种微生物转化苯甲酰甲酸甲酯制备(S)-(+)-扁桃酸甲酯的方法,所述方法包括以苯甲酰甲酸甲酯为底物,以酿酒酵母菌株CGMCC No.2230发酵获得的含酶菌体细胞为生物催化剂,在邻苯二甲酸二丁酯中,于20~35℃下,转化反应时间为8~96小时,转化液经分离纯化得到产物(S)-(+)-扁桃酸甲酯。该微生物转化方法反应条件温和,环境友好,产物光学纯度高,底物转化率高,分离纯化过程简单,催化剂可重复利用,适于工业化生产。

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