[发明专利]γ－内酯的立体选择性制备

说明书

本发明涉及立体选择性合成γ-内酯，特别是天然的γ-内酯的方法。 

“天然”产品日益受到普通大众的喜爱，因此，使用芳香化合物或有气味化合物的行业关注于开发“天然”芳香物质和制品。只有已在自然界中被鉴别的物质能有望获得该标志；因此它们目前由植物或由微生物产生；后者日益得到广泛应用，目前生物技术方法使以合理的费用合成天然分子成为可能。γ-内酯正是上述这种情况。 

γ-内酯是芳香分子，其构成了许多天然产品的香气和香味。例如，γ-庚内酯因其榛子或焦糖香气和味道而众所周知，γ-壬内酯具有油脂、奶油或椰子香气；γ-癸内酯和γ-十一内酯具有桃子或杏香气和味道。 

γ-内酯以其两种对映异构体形式(R)和(S)天然存在，但是(R)对映异构体占优势。 

可通过合成产生或利用微生物通过生物合成产生γ-内酯。于是，EP371568描述了利用微生物产生γ-内酯的方法，该微生物对于制备食品是可接受的，例如，特别是酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、汉森德巴利酵母(Debaromyces hansenii)或波氏假丝酵母(Candidaboidinii)。 

US5,112,803表明γ-辛内酯，特别是其(R)和(S)旋光异构体可用于形成黄油香气和香味，并描述了增加可被消费物质的香气或香味的方法，其通过加入显著量的具有光学活性的γ-辛内酯和多种化合物的混合物来实现，该多种化合物是所述专利中描述的用于获得γ-辛内酯的生物方法的副产物。US5,112,803中描述的方法表明可采用辛酸利用Syncephalastratum sp.属或被孢霉属(Mortierella sp.)通过生物合成获得γ-辛内酯的两种(R)和(S)异构体；但是，该方法不具有对映选择性。 

γ-内酯在食品调味品行业和香料行业中具有极大价值，以及实际的工业大投资关注于产生具有不同的感官细微差别的产品。 

公知挥发性分子的手性可引起不同的嗅觉，以及γ-内酯的旋光异 构体并不是都具有相同的感官香调：因此产生γ-内酯的特定旋光异构体具有重要优势，特别是采用与现有技术相比至少同样有效或甚至更有效的方法并以有竞争性的成本实现该生产。 

迄今为止，据申请人所知，还不存在用于直接得到天然的γ-内酯的对映异构体的立体选择性方法。公知的方法产生对映异构体的混合物，通常通过在取代的环糊精的毛细管柱上进行气相色谱或衍生化后来进行所要的对映异构体的分离。 

因此，本发明的目的是提供有效的、经济的并具有立体选择性的生物合成γ-内酯的方法。 

本发明涉及(R)-γ-内酯和(S)-γ-内酯的合成。出于本发明的目的，(R)和(S)表示在所述γ-内酯的4位上的不对称碳的位置。 

根据本发明所述方法优选合成的γ-内酯是对应于式(I)的本发明的C₅-C₂₀γ-内酯： 

其中内酯环可在2位碳和3位碳之间具有不饱和，且其中R1为C_1-16烯基、C_1-16炔基或C_1-16烷基基团，并除了5位碳以外任选地具有一个或多个取代的碳。措辞“取代的烯基或炔基或烷基”是指至少一个碳具有至少一个取代基基团的烯基或炔基或烷基。术语“取代基基团”特别是指羟基基团、酮基基团、硫醇基团、烷基基团或烯基基团。 

本发明因此涉及用于立体选择性制备γ-内酯的方法，其特征在于进行γ-内酯的微生物生物合成，尤其是以上通式(I)的γ-内酯的微生物生物合成，其中所述内酯环可在2位碳和3位碳之间具有不饱和，并优选是饱和的，且其中R1为任选取代的C_1-16烯基、C_1-16炔基或C_1-16烷基，所述生物合成采用菌株的生物培养物从至少一种底物、优选为脂肪酸来进行，该菌株选自能够在C4位立体选择性羟基化所述底物的菌株。 

本发明涉及采用合适菌株的微生物培养物，从至少一种底物生物 制备γ-内酯，特别是立体选择性合成γ-内酯的每一(R)或(S)光学异构体。 

所述制备包括如下步骤： 

a)选择合适的菌株， 

b)在合适的培养基中培养所述菌株，在进行所述培养之前任选地存在预培养该菌株的步骤， 

c)加入可被转化为γ-内酯的底物， 

d)将该底物生物转化为γ-内酯， 

e)回收所产生的γ-内酯。