[发明专利]路比利丝孢酵母在催化柠檬醛生成右旋香茅醛中的应用及制备左旋异胡薄荷醇的方法

说明书

本发明公开了路比利丝孢酵母(Trichosporon loubierii)在选择性催化柠檬醛生成右旋香茅醛中的应用，所述路比利丝孢酵母的保藏号为CGMCC 1292。并公开了制备左旋异胡薄荷醇的方法。本发明的来源于路比利丝孢酵母CGMCC 1292的柠檬醛烯键还原酶催化剂对顺/反式柠檬醛均具有高度的立体选择性，产物右旋香茅醛的光学纯度优于现有报道。在此基础上，将柠檬醛烯键还原酶反应步骤与其产物右旋香茅醛的金属催化环化反应步骤进行有机串联耦合在一起，减少了有机溶剂的消耗，工艺更加简单，产品光学纯度好，具有较好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于生物与化学工程技术领域，更具体的涉及路比利丝孢酵母在选择性催化柠檬醛生成右旋香茅醛中的应用，以及利用该路比利丝孢酵母耦联化学环化催化剂制备左旋异胡薄荷醇的方法。

背景技术

L-薄荷醇俗称薄荷脑，作为一种天然来源的香精、香料，具有显著的清凉特性，广泛应用于日化、烟草、食品以及医药卫生领域，全球年需求量多达4万吨。然而，天然提取的L-薄荷醇需要占用大量耕地，其产量受气候影响波动很大，无法满足市场需求，因此目前市场上供应的薄荷醇中有大约30％是通过化学合成法生产的。

巴斯夫、高砂和德之馨公司独立开发了各自的L-薄荷醇化学合成工艺。其中巴斯夫公司和高砂公司采用不对称合成法，分别以潜手性的柠檬醛和月桂烯为原料，通过贵金属手性配体催化剂以及系列化学转化合成单一构型的右旋香茅醛，然后通过溴化锌催化的环化反应得到(-)-异胡薄荷醇，最后催化加氢得到L-薄荷醇。而德之馨公司则采用对映体结晶拆分的工艺，以廉价的间甲酚为原料，通过化学转化得到薄荷醇的八种异构体，精馏分离获得消旋的薄荷醇，然后酰化生成薄荷醇苯甲酸酯，加入单一构型的L-薄荷醇苯甲酸酯诱导结晶，最后水解或醇解获得高纯度的L-薄荷醇。结晶拆分工艺复杂繁琐，并且无用的D-薄荷醇需要进行消旋化后循环套用，相对效率较低；与之相比，不对称合成工艺具有更高的效率和成本优势。

从现有的工业化L-薄荷醇不对称合成路线可以看出，单一构型的右旋香茅醛是L-薄荷醇合成的关键中间体。化学不对称合成法需要使用昂贵的贵金属手性配体催化剂，并且由于催化剂的局限性，需要对原料进行衍生化之后才能获得催化反应的底物，而反应产物也需要通过额外的化学转化步骤才能得到所需的右旋香茅醛，工艺相对比较复杂。

柠檬醛具有顺反异构体，其中顺式柠檬醛又称橙花醛，反式薄荷醛又称香叶醛。有一些烯还原酶可以催化柠檬醛的共轭烯键还原生成右旋香茅醛，但其立体选择性不高。例如，应向贤等以顺/反-柠檬醛混合物为底物，使用面包酵母烯醇还原酶催化柠檬醛转化，产物右旋香茅醛的光学纯度仅16.7％；通过耦联氨基酸催化的顺反异构化反应，产物的光学纯度可提高到65.4％(CN 106086089 B)。林金萍等以顺/反-柠檬醛为底物，以纯化的面包酵母烯还原酶催化柠檬烯转化，其中由橙花醛转化生成的右旋香茅醛光学纯度仅26.5％；经过反应优化后，200mM顺/反-柠檬醛混合物能实现完全转化，产物右旋香茅醛光学纯度提升至88.8％ee(Bioresour.Bioprocess.,2018,5:9)。

迄今报道的烯还原酶对香叶醛具有较高的立体选择性，而对橙花醛的立体选择性普遍不高，导致以顺/反柠檬醛的混合物为反应底物时，产物的光学纯度不高。

发明内容

1、发明目的。

本发明提出了路比利丝孢酵母(Trichosporon loubierii)在选择性催化柠檬醛生成右旋香茅醛中的应用。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明公开了路比利丝孢酵母(Trichosporon loubierii)在选择性催化柠檬醛生成右旋香茅醛中的应用，所述路比利丝孢酵母菌株目前已保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号CGMCC 1292，保藏日为2005年1月17日，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。