[发明专利]芽孢杆菌WZZ006及其应用

说明书

本发明公开了一种芽孢杆菌WZZ006及其应用，所述的应用为：以芽孢杆菌WZZ006经发酵培养获得的湿菌体冷冻干燥后的冻干菌粉为催化剂，以外消旋5‑氯‑2,3‑二氢‑2‑羟基‑1‑氧代‑1H‑茚‑2‑羧酸甲酯为底物，以pH值5.0～10.0的缓冲液为反应介质，在20～45℃、100～300r/min条件下进行拆分；本发明提供的产酶微生物菌株‑‑芽孢杆菌WZZ006的区域选择性强，制备的产物对映体过量值≧93.01％，反应转化率高，酶反应条件温和、副产物少，环境污染小，是一种高效制备高纯度对映体的方法，适合工业化生产。

(一)技术领域

本发明涉及一种新菌株--芽孢杆菌WZZ006及其在立体选择性拆分5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯反应生成光学纯S-(+)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯中的应用。

(二)背景技术

茚虫威(Indoxacard)，又名Avatar(安打)、Ammate(全垒打)、Avaunt Steward,是杜邦公司开发的新型氨基甲酸酯类杀虫剂，其结构是一个复杂的噁二嗪化合物，化学名称为7-氯-2,3,4a,5-四氢-2-[甲氧羰基(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰基]茚并[1,2-e][1,3,4]二嗪-4a-羧酸甲酯，CAS登录号：DPX-JW062：[144171-61-9]和DPX-KN128：[173584-44-6]。茚虫威结构中含有的手性中心仅有一个，有R和S两种异构体，研究表明仅S-异构体有活性，R-异构体没有活性。

S-(+)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯是制备茚虫威的关键手性中间体，该对映体过量值的高低直接影响最终产品的质量和杀虫剂活性，因此探索其合成工艺具有长远的应用意义，为新型杀虫剂在农业生产中的进一步应用提供理论和实践基础。迄今为止，合成S-(+)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的方法仅限化学法，由于原料和合成工艺的不同，获得的产品的光学纯度有很大的差异，目前，化学法制备获得的S-(+)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧-1H-茚-2-羧酸甲酯的纯度为90％左右。

根据反应原料的不同，分为以下几种不同的S-(+)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧-1H-茚-2-羧酸甲酯的化学制备方法。

(1)郭立湘以丙烯酸为原料，通过氢化、酰氯化和烷基化等一系列反应制得5-氯-2,3-二氢-1-茚酮，然后与碳酸二甲酯(DMC)和甲醇钠(NaH)缩合制得5-氯-1-氧代-2,3-二氢茚-2-羧酸甲酯，以辛可宁手性为催化剂，不对称羟基化合成S-(+)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚2-羧酸甲酯，其e.e值为89.4％，反应式如下：

(2)胡新根等以5-氯-2-甲氧羰基-1-茚酮(I)为起始原料探讨了不同溶剂、氧化剂、催化剂等对反应收率和产品e.e值的影响，最优反应条件：n(I)∶n(辛可宁)∶n(过氧化氢异丙苯)＝1∶0.2∶1.2，CH2Cl2作溶剂，室温反应5h后，制得光学纯度为92％的S-(+)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-羧酸甲酯，反应式如下：

目前化学合成法虽然能够实现快速合成，但由于化学拆分法中存在着复杂的消旋竞争因素，很难得到光学纯度较高的单一对映异构体。其中，不对称羟基化反应步骤不仅需要大量的手性催化剂，而且要求在有机溶剂中催化过氧化物与5-氯-2,3-二氢-1-氧-1-茚酮-羧酸甲酯进行非对称性反应，化学反应剧烈，安全性差，对环境容易造成有机污染，不利于大规模工业生成。本发明的微生物酶法拆分制备光学纯度高的S-(+)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-羧酸甲酯，反应条件温和，污染少，符合环境可持续发展的要求。

(三)发明内容