[发明专利]用于从含水生物转化混合物中分离链烷醇的方法

说明书

本发明涉及从含水生物转化混合物中分离链烷醇的方法。

已知将借助于分离的酶或者在细胞中存在的酶通过生物技术-化学合成有机-化学化合物称作“生物转化”。在生物转化期间，进行底物，即非天然的(异生)化合物至有价值的产物的酶促转化。

生物转化的特征在于高化学-、区域-和立体特异性，即使在复杂底物和混合物的情况下。结合该方法的高的空间-时间产率、相对低的成本、可再生的原料，以及通常更好的环境相容性，这些优点导致用于工业的生物转化方法的数量大量增加。

应用该技术的焦点在于旋光产物的制备。

WO 2006/53713描述了在具有某种多肽序列的醇脱氢酶(ADH)的存在下，通过还原丁-2-酮制备(S)-丁-2-醇的方法。优选地，在还原剂，例如葡萄糖或者甲酸盐的存在下，进行用ADH的对映选择性还原，所述还原剂在还原期间再生被氧化的辅因子。为了再生辅酶，可以加入第二脱氢酶，例如葡糖脱氢酶或者甲酸脱氢酶。

WO 2005/108590公开了制备旋光链烷醇的方法，其中在包含烷酮的介质中，在还原当量的存在下，温育选自脱氢酶、醛还原酶和羰基还原酶种类的酶(E)，在所述温育期间，借助于酶(E)，通过将牺牲醇反应成对应的牺牲酮，再次再生反应期间消耗的还原当量。

从文献中已知从微生物的培养液中处理生物转化产物的多种方法。此处的处理方法必须适合于生物转化的某些细节，例如，特别地，在培养液中有价值产物的大量稀释和/或细胞组分的污染物。

在反应期间使用解吸气(stripping gas)，可以从培养液中除去挥发性或者蒸汽-挥发性化合物。例如在US 2005/089979中描述了此类方法中的一种。然而，该方法仅适合于起始底物并不具有值得注意的挥发性的情况。

在许多情况下，在生物转化后，将含粗产物的培养液蒸发至干燥，然后使用有机溶剂萃取生物转化产物。在全细胞生物转化的情况下，根据需要，在浓缩前例如通过离心、过滤等进行细胞分离步骤。

在这些方法中，生物转化产物受亲脂性细胞组分相当大程度的污染，所述污染需要复杂的纯化操作。根据现有技术，在大多数情况下使用热纯化方法(蒸馏)以便从亲脂性细胞组分中分离想要的产物。对于蒸汽-挥发性化合物，用该方法有时会观察到高的损失率。

备选地，用有机溶剂例如醚从含水培养基中萃取生物转化产物。为此，通常需要将1至10倍过量的有机溶剂加入到水相中。

萃取期间的一个问题是，当将有机溶剂加入到培养基中时，出现凝胶和粘液形成现象。这些现象有时相当大地阻碍了生物催化制备的化合物的分离，并极大地降低了产率。

用有机溶剂萃取期间的凝胶形成和粘液形成归因于细胞悬浮液中或者无细胞培养基中乳化剂的存在。萃取期间乳化剂的存在在待分离的产物的量和纯度方面降低了萃取的效率。同时，乳化剂的存在导致凝胶或粘液的形成，所述凝胶或粘液可稳定数周或者数月。

已经将所称作的生物乳化剂鉴定为这些乳化剂的组分。尽管已知可以通过添加水解酶破坏这些生物乳化剂，但用于酶促破乳化的水解酶极大地增加了该方法的复杂性和成本。

因此，本发明的目的是提供用于从含水生物转化培养基中分离链烷醇，特别地旋光链烷醇的方法，所述方法适合于在生物转化培养基中有价值产物的大量稀释，并且在用有机溶剂萃取期间，有可能不需要长的相分离时间。

通过从含水生物转化培养基中分离链烷醇的方法实现该目的，其中

a)通过从含水生物转化培养基中馏出链烷醇/水共沸混合物，得到第一链烷醇相，如果共沸混合物是非均相共沸混合物，那么相分离共沸混合物并分离出水相，

b)通过以下步骤得到第二链烷醇相

(i)用作为萃取剂的溶剂液体/液体萃取第一链烷醇；或者

(ii)在作为共沸剂的溶剂的存在下，共沸干燥第一链烷醇相，并且

(c)分馏第二链烷醇相以产生纯的链烷醇馏分。

第一链烷醇相具有第一含水量，第二链烷醇相具有第二含水量。第二含水量低于第一含水量。此处理解含水量指的是基于链烷醇馏分的水的量。

可以不连续地(分批步骤)或者连续地进行步骤c)中的分馏。

在本文的情况下，理解生物转化指的是通过分离的酶或酶系统、固定化酶或酶系统、酶粗提取物、全细胞、静息细胞和/或破坏的细胞，催化底物的转化。此处还包括发酵。

当生物转化完成时，即只要已经达到了想要的转化(例如90%及以上的转化)，进行根据本发明的处理方法。