[发明专利]龙涎呋喃的生物催化产生

说明书

本发明涉及生物催化产生龙涎呋喃(ambroxan)的方法。

具有十二氢萘并[2，1-b]呋喃骨架的化合物作为芳香化合物具有极大的经济重要性。其中应当提及的是化合物2，称为龙涎呋喃的左旋立体异构体[(-)-2]的(3aR，5aS，9aS，9bR)-3a，6，6，9a-四甲基十二氢-萘并-[2，1-b]-呋喃。

龙涎呋喃原本获自抹香鲸的龙涎香，目前，主要通过两种途径获得龙涎呋喃。通常将硬尾醇(3)(香紫苏(硬膜鼠尾草(Salvia sclarea)的组成物)用作为半合成材料的原材料，因为其已经包含了化合物((-)-2)的光学信息。在此，使用铬酸、高锰酸盐、H₂O₂或臭氧可以实施氧化降解[Stoll等人；Helv.Chim.Acta(1950)，33：1251]。随后将得到的香紫苏内酯(4)(例如用LiAlH₄或NaBH₄)还原，以产生降龙涎香醚-1，4-二醇(5)[Mookherjee等人；Perfumer and Flavourist(1990)，15：27]。通过使用Hyphozyma roseoniger的生物转化也可以从硬尾醇(3)中制备化合物(4)[EP 204009]。

最后，在一系列的化合过程中可以环化降龙涎香醚-1，4-二醇(5)，以产生化合物((-)-2)。其中，通过高法呢烯酸(homofarnesylic acid)[US 513,270；Lucius等人；Chem.Ber.(1960)，93：2663]和4-(2，6，6-三甲基-1-环己-1-烯基)-丁-2-酮[Büchi等人；Helv.Chim.Acta(1989)，72：996]，已经实现了龙涎呋喃的外消旋物rac-2的制备。2002年，龙涎呋喃的市场容量为平均每年20吨。这需要每年大约33吨的硬尾醇作为原材料。生产1吨龙涎呋喃需要207吨多种各物质，这又产生了206吨废弃物。产生的物质具有不同的影响，但都对健康和环境产生了相对较大的影响[Deutsche Bundesstiftung Umwelt(German Federal Foundation for the Environment)]。因此，该合成需要能量的高投入和使用污染性化学品。

在文献中已经描述了化合物((-)-2)的生物催化合成[Neumann等人；Biol.Chem.Hoppe Seyler(1986)，367：723]。在此，该分子获自高法呢醇(化合物(1)，3Z，7E)-4，8，12-三甲基十三烷-3，7，11-三烯-1-醇)。所使用的催化剂是来自酸热脂环酸杆菌(Alicyclobacillus acidocaldarius)(以前为酸热芽孢杆菌(Bacillus acidocaldarius))的角鲨烯-禾烯环化酶(SHC)。该酶天然催化角鲨烯至藿烷的环化。通过副反应的方式，显然该SHC也能与化合物(1)反应产生龙涎呋喃((-)-2)。通过重组手段可以产生该生物催化剂[Ochs D.等人；J.Bacteriol.(1992)，174：298]。然而，根据Neumann等人，发生高法呢醇至龙涎呋喃的环化的比率仅为1.2％(基于GC峰计算)，并且关于环化高法呢醇的比活性，给出为每毫克蛋白质0.02mU。

因此，本发明的目的是提供用于产生龙涎呋喃及其衍生物的新方法，其要优于技术上复杂的现有技术合成。通过应用生物技术方法，旨在避免产生污染物并极大地降低能量消耗。另外的目的是通过使用容易得到的原材料和通过降低化学反应(或步骤)的数目，额外地降低所带来的花费。此外，旨在实现高生产力。

通过制备通式(2)的龙涎呋喃衍生物，优选地龙涎呋喃，实现了该目的，其特征在于，通过酶用具有高法呢醇-龙涎呋喃环化酶活性的多肽，将通式(1)的高法呢醇衍生物生物催化地转化成对应的龙涎呋喃衍生物。

具体而言，衍生物是化合物(2)的立体异构体，优选地对映异构体，也可以是非对映异构体。在本发明的一个实施方案中，高法呢醇的衍生物或者龙涎呋喃是经取代的化合物(1)和(2)，其中取代基对于生物催化反应是惰性的。该特别意味着显示于下文中的结构式的化合物。