CN103114109B - 红球菌催化硫醚合成手性亚砜的方法 - Google Patents

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本发明公开了红球菌催化硫醚合成手性亚砜的方法，属于微生物技术领域。以保藏号为CGMCCNo.4911的一株红球菌Rhodococcussp.CCZU10-1，的静息细胞为生物催化剂，对前手性的苯甲硫醚及其衍生物进行不对称催化氧化，合成了手性S-苯甲亚砜（e.e.>99.9%）及其衍生物。本发明所述的菌株及其立体选择性生物氧化方法不仅具有较好的催化效果，而且操作工艺路线简单、反应条件温和及无污染等特点。

Description

红球菌催化硫醚合成手性亚砜的方法
技术领域
本发明公开了土壤中分离的红球菌用于催化硫醚合成S-苯甲亚砜（e.e.>99.9%）及其衍生物的方法，属于微生物技术领域。 
背景技术
手性亚砜可以作为手性辅剂和中间体用于合成复杂的手性天然产物；作为手性配体或手性催化剂用于多种不对称催化反应；作为手性药物用于治疗胃溃疡的质子泵抑制剂，如 esomeprazole 等。手性亚砜具有重要而广泛的用途。手性亚砜及其衍生物广泛作为重要手性中间体和辅剂、手性配体和催化剂、手性药物。手性亚砜可以采用生物方法和化学方法来合成，化学方法包括手性辅剂诱导、手性拆分和不对称催化等方法。与之相比，由于利用生物法实现手性亚砜的合成具有反应条件温和，产品收率高等优点，符合绿色化学的发展要求，而越来越受到国内外学者的青睐。然而，少有报道生物催化剂在水缓冲溶液体系中催化氧化苯甲硫醚合成高光学纯（e.e.>99.9%）S-苯甲亚砜的工艺，因此寻找合适的生物催化剂催化氧化苯甲硫醚实现S-苯甲亚砜（e.e.>99.9%）的高效合成及扩展底物谱成为当务之急。 
本课题组从自然界土壤中筛选的一株野生菌Rhodococcus sp. CCZU10-1，在中国专利 (公开号CN102250802A和CN102618588A)中描述的是，Rhodococcus sp. CCZU10-1细胞中腈水解酶用于催化苯甲酰甲腈和氯代苯乙腈水解合成高附加值的苯乙酮酸和氯代苯乙酸。但是未见该Rhodococcus sp. CCZU10-1细胞中存在单加氧酶催化氧化苯甲硫醚实现S-苯甲亚砜的报道！。而虽然中国专利（公开号CN101372676）报道了另一株红球菌Rhodococcus sp. ECU0066可催化苯甲硫醚实现S-苯甲亚砜（e.e.=99.0%）的有效合成，但有少量的R-苯甲亚砜生成。S-苯甲亚砜没有达到高光学纯（e.e.>99.9%），很难满足手性天然产物和手性药物合成过程中对纯度的高要求。 
发明内容
本发明申请人意外发现该Rhodococcus sp. CCZU10-1细胞中存在单加氧酶可高效地催化氧化苯甲硫醚实现S-苯甲亚砜（e.e.>99.9%）的高效合成，未发现R-苯甲亚砜生成。很明显，Rhodococcus sp. CCZU10-1在合成高光学纯S-苯甲亚砜（e.e.>99.9%）有明显的优势及应用前景。 
本发明需要解决的技术问题是公开一种红球菌用于催化硫醚合成手性S -苯甲亚砜（e.e.>99.9%）及其衍生物的方法，以实现手性亚砜的高效合成。 
本发明所述的红球菌催化硫醚合成S -苯甲亚砜及其衍生物的方法，按照下述步骤进行： 
（1）将红球菌Rhodococcus sp.在培养基中进行扩增培养48 h，离心得到静息细胞；
（2）收获静息细胞，悬浮于pH为6.0~8.0的磷酸钾缓冲溶液中，加入底物硫醚，在25~35 °C条件下反应12~48 h后，即可得到S -苯甲亚砜及其衍生物。
其中步骤（1）中所述的苯甲硫醚及其衍生物的浓度为20~100 mM。 
其中步骤（1）中所述的静息细胞在磷酸钾缓冲溶液中的含量为0.01-0.1 g静息细胞/mL。 
其中步骤（1）中所述的发酵培养基组分和含量如下：葡萄糖5~20 g，蛋白胨5~20 g，酵母膏5~20 g，KH2PO4 1~5 g，NaCl 0.1~1.5 g，MgSO4 0.1~0.5 g，诱导剂苯甲硫醚 0.01~10 g，水 1000 mL，pH 6.0~9.0； 
其中步骤（1）中所述的红球菌Rhodococcus sp. CCZU10-1，该菌株已于2011年5月25日保藏在位于中国北京的北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国科学院微生物研究所，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心 (CGMCC)，保藏号为CGMCC No. 4911。
其中步骤（2）中所述的底物硫醚为苯甲硫醚、苄基苯硫醚、苄基对甲基苯硫醚、苄基对甲氧基苯硫醚或苄基对硝基苯硫醚。 
本发明的优点：本发明利用Rhodococcus sp. CCZU10-1生物催化剂实现硫醚的氧化合成S -苯甲亚砜及其衍生物，具有工艺路线简单、反应条件温和、无污染、无副产物及转化率高等优点。 
附图说明
图1 Rhodococcus sp. CCZU10-1静息细胞催化苯甲硫醚合成S -苯甲亚砜反应进程曲线 
符号说明：◆苯甲硫醚，◇S-苯甲亚砜，●S-苯甲亚砜e.e.值；
具体实施方式
本发明所涉及的Rhodococcus sp. CCZU10-1。该菌株已于2011年5月25日保藏在位于中国北京的北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国科学院微生物研究所，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC No. 4911，已申请专利，公开号CN102250802A。菌株理化特征如专利(中国专利，公开号CN102250802A)所描述。 
本发明中S -苯甲亚砜及其衍生物的含量用HPLC进行分析。单加氧酶催化剂的活力单位定义：每分钟催化苯甲硫醚产生1 μmol S -苯甲亚砜所需要的生物催化剂量。 
实施例1 
Rhodococcus sp. CCZU10-1静息细胞催化苯甲硫醚合成S-苯甲亚砜
配制培养基(葡萄糖5 g，蛋白胨 5 g，酵母膏 5 g，KH2PO4 1 g，NaCl 0.1 g，MgSO4 0.1 g，诱导剂苯甲硫醚 0.01 g，水 1000 mL，pH 6.0)，在5 L摇瓶中装入3 L培养基，在转速160 rpm及温度25 °C条件下培养48 h，离心、洗涤得到静息细胞。称取湿重0.1 g静息细胞，将细胞悬浮于1.0 mL pH 6.0磷酸钾缓冲溶液中，加入终浓度100 mM苯甲硫醚，在25 °C和160 rpm的恒温摇床振荡反应48 h （图1 所示），S -苯甲亚砜产率51.3%，e.e.>99.9%。
实施例2 
Rhodococcus sp. CCZU10-1静息细胞催化氧化不同硫醚
配制培养基(葡萄糖20 g，蛋白胨20 g，酵母膏20 g，KH2PO4 5 g，NaCl 1.5 g，MgSO4 0.5 g，诱导剂苯甲硫醚10 g，水 1000 mL，pH 9.0)，在1 L摇瓶中装入250 mL培养基，在转速160 rpm及温度35 °C条件下培养48 h，离心、洗涤得到静息细胞。称取湿重0.01 g静息细胞，将细胞悬浮于1.0 mL pH 8.0磷酸钾缓冲溶液中，分别加入不同的底物硫醚，终浓度为20 mM，在35 °C和160 rpm的恒温摇床振荡反应，反应12 h 后，测定结果如表1所示。
表1 底物谱的扩展 

Claims (1)

1.红球菌催化硫醚合成S -苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于按照下述步骤进行：
（1）将红球菌Rhodococcus sp. CCZU10-1在培养基中进行扩增培养48 h，离心得到静息细胞；
（2）收获静息细胞，悬浮于pH为6.0~8.0的磷酸钾缓冲溶液中，加入底物硫醚，在25~35 °C条件下反应12~48 h后，即可得到S -苯甲亚砜及其衍生物；
步骤（2）中所述的底物硫醚的浓度为20~100 mM；
步骤（1）中所述的静息细胞在磷酸钾缓冲溶液中的含量为0.01-0.1g静息细胞/mL；
步骤（1）中所述的培养基组分和各组分含量如下：葡萄糖5~20 g，蛋白胨5~20 g，酵母膏5~20 g，KH2PO4 1~5 g，NaCl 0.1~1.5 g，MgSO4 0.1~0.5 g，诱导剂苯甲硫醚 0.01~10 g，水 1000 mL，pH 6.0~9.0；
步骤（1）中所述的红球菌Rhodococcus sp. CCZU10-1，保藏号为CGMCC No. 4911；
其中步骤（2）中所述的底物硫醚为苯甲硫醚、苄基苯硫醚、苄基对甲基苯硫醚、苄基对甲氧基苯硫醚或苄基对硝基苯硫醚。
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CN107418923B (zh) * 2017-09-20 2018-03-23 华东理工大学 伯克霍尔德菌及其应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101372676A (zh) * 2008-09-03 2009-02-25 华东理工大学 一株红球菌以及利用该菌株制备光学纯手性亚砜的用途
CN102250802A (zh) * 2011-06-23 2011-11-23 常州大学 红球菌及用于腈水解合成苯乙酮酸的方法
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