[发明专利]一种生产手性醇的方法

说明书

本发明涉及医药化工技术领域，具体涉及一种生产手性醇的方法，所述方法包括采用酮还原酶突变体催化潜手性酮类化合物进行还原反应生产所述手性醇，其中所述酮还原酶突变体为SEQ ID NO:1或与SEQ ID NO:1具有80％以上同一性的氨基酸序列。采用本发明中的方法能够高效生产手性醇，且立体选择性较高，利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及医药化工技术领域，具体涉及一种生产手性醇的方法。

背景技术

酮还原酶是一种多用途催化剂，通过醛或酮的对映体选择性还原成对应醇。(R)特异性酮还原酶与(S)特异性酮还原酶具有不同特性，并且这些催化剂在光学活性醇的合成中被频繁使用。在酮还原酶催化的反应中，需要辅因子的参与，包括还原型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)，还原型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，氧化型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)，氧化型的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)。

(R)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯(Ethyl 4-chloro-3-hydroxybutanoate,(R)-CHBE)作为一种重要的有机中间体，具有如下结构：

其可用于很多医药的合成，如L-肉碱(L-carnitine)和R-Y-氨基-β-羟基丁酸(GABOB)等。

目前，关于酮还原酶不对称还原制备(R)-CHBE主要有两种方法，即化学法和生物法。化学法是使用催化剂铑、钌等金属，需要一定的氢气压进行不对称还原，其产物的光学纯度较低。

而生物法具有反应条件温和，专一性强，转化率高等优点，因此受到广泛关注。日本学者Kataoka等人对来源于Sporobolomyces salmonicolor的酮还原酶进行相关研究，对该酶进行了异源表达，最终催化4-氯-乙酰乙酸乙酯的浓度高达0.3kg/L，手性纯度在91％-93％。中国专利申请CN103160547A将来源于Candida albicans的醇脱氢酶不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯，以静息细胞为催化剂，NADH为辅因子，催化制备(R)-CHBE，其催化底物浓度为25-50g/L，底物转化率偏低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种酶活提高的酮还原酶突变体及其应用。

根据本发明的一个方面，提供一种生产手性醇的方法。所述方法包括采用酮还原酶催化潜手性酮类化合物进行还原反应生产手性醇的步骤，所述酮还原酶为上述任一种的酮还原酶突变体。由于本发明的上述酮还原酶突变体具有很好的活力特性，因而利用本发明的酮还原酶突变体制备的手性醇可以提高反应速率，提高底物浓度，减少酶用量，降低后处理的难度。

进一步地，手性酮类化合物具有如下式I结构：

其中R’和R”各自独立地为烷基、烷芳基、烷杂芳基、环烷基、芳基或杂芳基，或者R’和R”与羰基上的碳共同形成杂环基、碳环基或杂芳基，所述杂环基和杂芳基中的杂原子各自独立地选自氮、氧和硫中的至少一种，所述烷芳基中的芳基、芳基中的芳基、烷杂芳基中的杂芳基、杂芳基中的杂芳基、碳环基中的碳环基或杂环基中的杂环基各自独立地未被取代或被卤素、烷氧基、硝基或烷基中的至少一个基团所取代。

优选的，R’和R”各自独立地为C1～C8烷基、C5～C10环烷基、C5～C10芳基或C5～C10杂芳基，或者R’和R”与羰基上的碳共同形成C5～C10杂环基、C5～C10碳环基或C5～C10杂芳基，所述C5～C10杂环基和C5～C10杂芳基中的杂原子各自独立地选自氮、氧和硫中的至少一种，所述C5～C10芳基中的芳基、C5～C10杂芳基中的杂芳基、C5～C10碳环基中的碳环基或C5～C10杂环基中的杂环基各自独立地未被取代或被卤素、烷氧基、硝基或烷基中的至少一个基团所取代。

优选地，所述酮类化合物的结构式如式I-1所示：