[发明专利]一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法

权利要求书

1.一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，使用胺脱氢酶催化乙酰丙酸不对称还原制备光学4-氨基戊酸，再通过中间产物光学4-氨基戊酸的分子内环化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮，酶促反应中，甲酸脱氢酶提供辅酶循环，其酶促反应在微反应器中发生。

2.根据权利要求1所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，所述微反应器为连续流微通道反应器，所述连续流微通道反应器由1～20片微反应器芯片连接组成，含有两个进料口与一个出料口，两个进料口分别用于注入原料一和原料二，以进行连续的混合反应，一个出料口用于反应后的出料。

3.根据权利要求2所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，所述连续流微反应器由3片微反应器芯片连接组成，3片微反应器芯片分别设置为3层，第一层微反应器芯片设置两个进料口，第三层微反应器芯片设置一个出料口，第二层微反应器芯片与第一层微反应器芯片和第三层微反应器芯片连接，每个微反应器芯片都有若干个用于液体混合反应的混合反应腔，原料一和原料二从两个进料口分别进入并混合后，依次穿过第一层微反应器芯片的每个混合反应腔、第二层微反应器芯片的每个混合反应腔以及第三层微反应器芯片的每个混合反应腔，再从第三层微反应器芯片的出料口流出，第一层微反应器芯片、第二层微反应器芯片、第三层微反应器芯片上的混合反应腔均作为进行连续的混合反应的场所。

4.根据权利要求2所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，将溶液一和溶液二按比例持续地通入微反应器中进行反应，通过生物催化反应后经环化及纯化得到(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮；溶液一中含有胺脱氢酶、甲酸脱氢酶、和NAD⁺，溶液二中含有底物乙酰丙酸。

5.根据权利要求4所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，使用浓度为3M，pH为6.5的甲酸铵/氨水缓冲溶液配制参与反应的溶液一和溶液二。

6.根据权利要求4所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，所述胺脱氢酶与甲酸脱氢酶的体积活力比为1:1.5。

7.根据权利要求4所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，所述反应液中NAD⁺的浓度为0.2mmol/L。

8.根据权利要求1所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，所述胺脱氢酶的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

9.根据权利要求1所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，所述(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的化学结构如下所示：

10.根据权利要求1所述的一种连续流生物催化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法，其特征在于，通过中间产物光学4-氨基戊酸的分子内环化合成(S)-5-甲基-2-吡咯烷酮的方法为：在含有中间产物光学4-氨基戊酸的反应液中加入固体EDCI，在室温磁力搅拌，用于中间产物光学4-氨基戊酸的自身环化形成内酰胺。