[发明专利]羰基还原酶生物催化生产噻吩基手性醇类化合物

说明书

技术领域

本发明属于酶与生物催化领域，具体涉及利用羰基还原酶生物催化生产噻吩基手性醇类化合物的方法。

背景技术

度洛西汀(Duloxetine)是第三代抗抑郁药，是市场销售最主要的抗抑郁药之一，能有效地抑制5-羟色氨和去甲肾上腺素的再摄取(Wong，D.T.，et al.Life Sci，1988，43：2049-2057)，并且对全身疼痛、胃肠道紊乱等疾病也有良好的药效。研究表明(S)-度洛西汀(化学名，(S)-(+)-N-甲基-3-(1-萘氧基)-3-(2-噻吩)-丙胺)才具有药物活性，因此(S)构型中间体的获得成为度洛西汀合成中的关键步骤。

度洛西汀手性中间体的生产目前还采用化学工艺还原后进行手性拆分，其主要存在的问题有：需要大量的拆分剂，反应步骤长，能耗大；废物排放量大，环境污染严重；产率低，产品光学纯度不高，重金属残留问题。基于生物催化立体选择性高、副产物少、反应条件温和以及环境友好等方面的独特优势，利用生物催化生产度洛西汀中间体的研究也迅速发展。

分析(S)-度洛西汀的结构，根据反向合成策略以及底物易催化、稳定等原则，可以利用如下所列的5种噻吩基酮类底物S1-S5经不对称还原可获得度洛西汀手性中间体(Tang，C.G.，et al.Biotechnol Lett，2011，33(7)：1435-1440)。

这些噻吩酮的生物催化研究主要集中在底物S1、S2和S5，而S3和S4目前还没有生物催化的报道。噻吩酮S1、S2和S5生物催化的文献报道的主要水平如下：

(1)底物S1：底物浓度10g/l，6h反应结束，产物ee值>98％(Wada，M.，et al.Biosci Biotech Bioch，2004，68(7)：1481-1488)。

(2)底物S2：底以物Rho浓do度r1or0ugl/aL，glu反ti应ni6sh，全细产胞物为ee催>化98剂％，底物浓度30g/l，反应48h，转化率>95％，ee值>99％(Tang，C.G.，et al.Biotechnol Lett，2011，33(7)：1435-1440)；以ChKRED15粗酶液为生物催化剂，在2h内可转化20g/l的底物，转化率为99％以上，ee值大于99.9％(CN103740738A)。

(3)底物S5：以Candida tropicalis为生物催化剂，底物浓度1g/l，反应60h，产物ee值>99％(Soni，P.，et al.App Microbiol Biotechnol，2005，67(6)：771-777)；以醇脱氢酶ADH-LK为生物催化剂，底物浓度100g/l，反应24h，产物ee值>99％(Codexis，INC.WO2010025238A2)。

尽管研究者们筛选了多种微生物菌株(或者羰基还原酶)来实现上述S1、S2和S5底物的生物催化，但总体说来，酶源仍然较少，多数催化过程是以原始菌为生物催化剂；同时，底物投料浓度也普遍较低(仅有S5有专利报道投料可实现100g/l)，离应用还有较大距离。积极开发更多新的优良酶源，将为实现噻吩基手性醇类化合物的生物催化合成奠定坚实基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种以羰基还原酶为生物催化剂制备噻吩基手性醇类化合物的方法。具体地，本发明所用的底物为如下结构通式(I)，利用不同的高效高选择性羰基还原酶为生物催化剂，经不对称还原获得相应(S)构型手性醇。

生物催化过程可表示如下：

其中，R取代基可以为含酯结构，卤素取代烷基或者含氨基结构等；

进一步，R取代基为COOCH₃，COOCH₂CH₃，CONHCH₃，CH₂Cl，CN或者CH₂N(CH₃)₂，这些底物经羰基还原酶生物催化获得S构型醇，可作为度洛西汀合成中的手性中间体。