[发明专利]一种L-2-氨基丁酸的制备方法

说明书

本发明属于酶催化领域，尤其涉及一种L‑2‑氨基丁酸的制备方法，在底物中加入酶催化剂和酶激活剂，所述底物为苏氨酸和甲酸铵，所述酶催化剂为苏氨酸脱氨酶、亮氨酸脱氢酶和甲酸脱氢酶，所述酶激活剂为磷酸盐。上述制备L‑2‑氨基丁酸的方法，采用磷酸盐作为酶激活剂，与亮氨酸脱氢酶配合使用，将反应的中间产物迅速转化，使三种酶的催化速率相互匹配，提高了酶催化的转化效率，避免了副产物的堆积现象，不仅提高了产物的收率，更加有利于产物的分离提纯。

技术领域

本发明属于酶催化领域，尤其涉及一种L-2-氨基丁酸的制备方法。

背景技术

L-2-氨基丁酸是一种非天然手性氨基酸，具有抑制人体神经信息传递、加强葡萄糖磷酸酯酶的活性和促进脑细胞代谢的作用，是一种重要的化工原料和医药中间体，已经广泛应用于药物合成，例如抑菌抗结核药物乙胺丁醇盐酸盐、抗癫痫药物左乙拉西坦和布瓦西坦等。

目前，国内外L-2-氨基丁酸的生产方法分为化学法和生物酶法，化学法是比较经典的方法，主要有化学合成和化学拆分。化学合成主要是以正丁酸和溴为起始原料，经过α卤代反应制得α-溴丁酸，在氨水中合成氨基丁酸，化学拆分法是用手型拆分剂，但是因为使用到昂贵的手型拆分试剂，成本比较高，工业生产不宜采用，而且产生大量的有机废溶剂污染环境。

生物酶法包括微生物发酵法和酶催化转化法，微生物发酵法反应产物成分复杂，分离繁琐，酶催化转化则是一种高选择性反应，从而达到定向转化的目的。

酶催化转化法制备L-2-氨基丁酸主要有两种：一是对消旋的α-氨基丁酸进行酶法拆分制备，主要是用醋酐乙酰化氨基丁酸，然后再用氨基酰化酶进行拆分，反应步骤多，收率偏低；二是以α-羰基丁酸为原料，此法反应底物浓度低，生产成本高。

申请号为201010146920.6，名称为“一种酶法制备L-2-氨基丁酸的方法”的中国专利，其公开的方案是：采用L-苏氨酸为起始原料，首先通过苏氨酸脱氨酶使其转化为2-酮丁酸，然后利用亮氨酸脱氢酶使2-酮丁酸转化生成L-2-氨基丁酸，反应中加入用于辅酶再生的甲酸脱氢酶。这种方法制备L-2-氨基丁酸，以结晶的方式进行产物分离，大大提高了产物纯度，但是却并未涉及到L-2-氨基丁酸的转化率的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高转化率、低成本且易于工业化大生产的L-2-氨基丁酸的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种L-2-氨基丁酸的制备方法，在底物中加入酶催化剂和酶激活剂，所述底物为苏氨酸和甲酸铵，所述酶催化剂为苏氨酸脱氨酶、亮氨酸脱氢酶和甲酸脱氢酶，所述酶激活剂为磷酸盐。

上述制备L-2-氨基丁酸的方法，采用磷酸盐作为酶激活剂，与亮氨酸脱氢酶配合使用，将反应的中间产物迅速转化，使三种酶的催化速率相互匹配，提高了酶催化的转化效率，避免了副产物的堆积现象，不仅提高了产物的收率，更加有利于产物的分离提纯。

作为优选方案，所述L-2-氨基丁酸的制备方法，其具体步骤为：

A)向水中加入苏氨酸和甲酸铵，配制成转化液A；

B)向转化液中加入磷酸盐得溶液B；

C)向溶液B中加入苏氨酸脱氨酶、亮氨酸脱氢酶和甲酸脱氢酶，在(30±5)℃条件下反应16～20h，反应结束后即得L-氨基丁酸溶液。

优选的，苏氨酸与甲酸铵的质量比为2：(1～2)。具体地，苏氨酸和甲酸铵加入后，二者浓度分别为100～200g/L和50～200g/L。合成过程中所用水为自来水，无需对用水作蒸馏或者去离子等处理，因此本发明的方法降低了对反应环境的要求，同时也降低了生产成本投入。