[发明专利]嗜烟碱节杆菌WYG001及其在制备N-BOC-L-高丝氨酸内酯中的应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种N-BOC-L-高丝氨酸内酯的合成方法，特别涉及利用嗜烟碱节杆菌WYG001(CCTCC M 2014054)催化外消旋BOC-DL-高丝氨酸内酯，立体选择性水解反应合成光学纯N-BOC-L-高丝氨酸内酯，再将N-BOC-L-高丝氨酸内酯合成L-硒代蛋氨酸的方法。

(二)背景技术

L-硒代蛋氨酸，英文名为：L-(+)-Selenomethionine，是一种重要的动物食品添加剂氨基酸，也是制备其它含硒药物的一种重要的中间体。其主要功能有：可以增强动物的精子活力；增加机体抗氧化能力，提高免疫力；具有防癌抗癌的作用；还能帮助机体排出体内毒素(如重金属)等。

光学纯形式的高丝氨酸内酯是重要的手性中间体，广泛用于医药和食品添加剂等领域。本发明采用微生物酶法催化拆分制得一种手性中间体N-BOC-L-高丝氨酸内酯，并以其为底物成功合成了L-硒代蛋氨酸。

由于高丝氨酸内酯的氨基比较活泼，其在不同的pH反应液中存在形式不同，给产物的提取带来不便，因此需要选择氨基保护基团对其进行保护。通过催化氨基保护的DL-高丝氨酸内酯选择性水解，实现消旋体中一个构型得以催化水解开环成酸，另一个构型不变，进而根据物理性质的不同，将高丝氨酸内酯的两种构型分开，最后得到光学纯的L-高丝氨酸内酯。

目前，文献报道的合成N-BOC-L-高丝氨酸内酯主要通过L-高丝氨酸及其内酯氢溴酸盐或盐酸盐为底物，BOC氨基保护获得。其中L-高丝氨酸及其内酯盐的合成方法主要由相应构型的L-型天冬氨酸(韩冲,蒋立建,翟力海等.氨基酸和生物资源.2008,30(2):33-35)和L-型蛋氨酸(Troels Koch,Ole Buchardt,1993,1065-1067；Min-Can Wang,et al.Organic Chemistry.2008,73(1):168-176；腾汉兵.精细化工中间体.2008,38(3):20-21)为原料合成。其它的化学合成法还有以N-Boc保护的呋喃亚胺与α-叠氮乙酸乙酯不对称合成光学纯的高丝氨酸内酯。(Kumaraswamy G,et al.Tetrahedron Letters.2010,51(50):6500-6502)。化学合成工艺途径存在着收率低、成本高、步骤繁多、设备要求高、产物光学纯度较低、环境污染严重等问题。

2011年，Mallam Venkataiah等(M Venkataiah,G Reddipalli,L Swarnalatha Jasti et al.Chemo-enzymatic synthesis of the azasugars1,4-dideoxyallonojirimycin and 1,4-dideoxymannojirimycin[J].Tetrahedron Asymmetry.2011,22:1855-1860)先将外消旋的苯乙酰化的α-氨基-γ-丁内酯，用10％液氨碱化调节pH成碱性，从而使内酯开环；然后用Immobilized Pen Gacylase水解得到开环的(R)型高丝氨酸和(S)-型的高丝氨酸的苯乙酰化的衍生物；最后在甲醇溶液中通过HCl酸化得到(S)构型的，N-苯乙酰-L-高丝氨酸内酯的e.e.＞99％，收率为47％(没有转化率)。

2007年，Kazuya Mochizuki,Kentaro Miyazaki等(Kazuya M,Kentaro M.Microbial resolution of DL-homoserine for the production of D-homoserine using a novel isolate,Arthrobacter nicotinovorans strain 2-3[J].Enzyme and Microbial Technology.2007,41:318-321)先将外消旋的高丝氨酸内酯内酯氢溴酸盐开环得到高丝氨酸，然后以外消旋的高丝氨酸为唯一碳源，从土壤中筛选出能够选择性的水解掉L构型，而得到D构型的高丝氨酸的菌株。筛选出来的微生物菌株Arthrobacter nicotinovorans Strain在磷酸盐溶液中立体选择性的催化外消旋的高丝氨酸，得到光学纯的对映体的e.e._S>99.9％，D构型产率为25％，而L-构型的高丝氨酸收率约为4％，且转化时间为48h，反应时间过长，不易于工业化生产。

相比之下，本发明所报道的生物法具有立体选择性高、反应条件温和、收率高及产物易分离纯化的优点。