[发明专利]一种细胞生产(S)-四氢萘酚的方法在审
申请号: | 201510560653.X | 申请日: | 2015-09-07 |
公开(公告)号: | CN105177060A | 公开(公告)日: | 2015-12-23 |
发明(设计)人: | 田璐;刘均洪 | 申请(专利权)人: | 青岛科技大学 |
主分类号: | C12P7/22 | 分类号: | C12P7/22;C12R1/01 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 266061 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 细胞 生产 萘酚 方法 | ||
技术领域
本发明属于制药工程技术领域,特别涉及到黄蓝状菌细胞生物催化制备手性医药中间体(S)-(+)-1,2,3,4-四氢-1-萘酚的技术。
背景技术
手性(S)-(+)-1,2,3,4-四氢-1-萘酚是合成手性药物、精细化学品、农药品和其他特殊材料的重要中间体。生物催化不对称反应具有环境友好、条件温和、选择性高等优点,作为绿色高效制备手性化合物的优先途径,被越来越多地应用于生产一些高附加值的手性化合物。生物催化制备手性(S)-(+)-1,2,3,4-四氢-1-萘酚具有很好的应用前景。
生物催化具有催化效率高、选择性强、条件温和、环境友好等突出优点,是可持续发展过程中替代和拓展传统有机化学合成的重要方法。其中手性拆分和不对称合成是生物催化最具吸引力的应用领域。在作为生物催化剂的六大类酶中,水解酶能够催化动力学拆分外消旋体得到手性产品,在工业生物催化中一直扮演着重要角色。近几年来,氧化还原酶在工业上的应用得到了迅速增长。目前,采用水解酶动力学拆分法、生物还原法和生物氧化法工业制备光学活性手性化合物的比例为4:2:1。
生物还原法相对于动力学拆分法而言,最大的优势在于理论收率可达100%,原子经济性好。然而生物还原反应需要辅酶或辅因子的参与,一定程度上限制了其应用。由于辅酶依赖性的缘故,生物还原反应中多釆用整细胞作为催化剂,实现体内辅酶循环再生的同时免去了酶的分离纯化步骤。
(S)-(+)-1,2,3,4-四氢-1-萘酚是合成手性药物、精细化学品、农药品的重要手性砌块,。现有的方法普遍存在转化率低、反应时间长、需要添加昂贵辅酶、成本高等严重缺陷,难于进行工业化生产。本发明将采用生物细胞催化制备(S)-(+)-1,2,3,4-四氢-1-萘酚。
发明内容
本发明采用黄蓝状菌细胞催化制备(S)-(+)-1,2,3,4-四氢-1-萘酚,反应式如下:
1-四氢萘酮(1)经黄蓝状菌催化反应,得到产物(S)-(+)-1,2,3,4-四氢-1-萘酚(2)。有多种微生物可以催化此反应,经过大量实验筛选,最终确定采用黄蓝状菌作为催化剂,因为其催化反应的效果最好,反应收率、对映体过量率(ee%)均很高。
许多黄蓝状菌都可以进行生物催化此反应,然而,其效果不同,相差很大,经实验,本发明选用黄蓝状菌菌株为ATCC58679,其催化反应效果最佳。
由于绝大多数氧化还原酶是辅酶NAD(P)H依赖型,而细胞本身所含有的辅酶量可能较少,因此,进行氧化还原反应时,为促进辅酶再生,提高反应效率,在反应体系中还添加辅助底物构成转化体系。常用的辅助底物种类较多,不同细胞所需的辅助底物不同,效果差别很大,采用几种辅助底物组合,可以取得较好效果,需进行大量实验才能确定最佳的辅助底物。本发明经过大量实验确定的辅助底物为:木糖30-35g/L、异丙醇5-6%V/V(体积浓度)。
由于底物溶解度较低,所以,加入表面活性剂以增加底物的溶解度。
培养介质:
1、 种子培养基成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母提取物10g/L,葡萄糖20g/L,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L;配制固体培养基时添加15g/L的琼脂粉。
2、培养液成份:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,黄豆粉3-4g/L,酵母浸膏8-10g/L,葡萄糖18-22g/L,麦芽浸膏20-25g,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L,碳酸钙0.7g/L,硫酸亚铁0.18g/L,硫酸锰0.025g/L;pH4.4。
2、固体培养基成份:在液体培养基中加入2%的琼脂粉。
黄蓝状菌细胞制备。黄蓝状菌经斜面、摇瓶、种子罐培养得到种子液;发酵罐加入培养液,121℃高压灭菌30分钟,冷却至26-27℃,将黄蓝状菌种子液接种至发酵罐,接种比例为9-10%,通气比为0.9-1V/(V分钟),26-27℃培养41-45小时,用过滤式离心机离心得到湿黄蓝状菌细胞,用作生物催化反应催化剂。
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