CN104478663A - 高质量s-2-氯丁醇的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高质量S-2-氯丁醇的制备方法。所述方法是以生物还原转化方法制备的L-2-氨基丁酸为原料， 用重氮化氯代的方法，制备了s-2-氯丁酸，进一步酯化，再用硼氢化钠/四氯化钛的还原，得到产品。制备得到高旋光的s-2-氯丁醇，EE值达到99%以上，重复性好，工艺稳定。

Description

高质量S-2-氯丁醇的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高质量S-2-氯丁醇的制备方法。
背景技术
L-2-氨基丁酸是一种重要的医药中间体和化工原料，但目前工业化的方法依然是用化学法进行制备，手性纯度偏低和工艺稳定性不好，质量标准相对较低。以目前工业化的化学法合成的L-2-氨基丁酸为原料，制备s-2-氯丁醇，高质量（EE值达到99%）的产品难得到保证。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种重复性好，工艺稳定的高质量S-2-氯丁醇的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种高质量S-2-氯丁醇的制备方法，所述方法是以生物还原转化方法制备的L-2-氨基丁酸为原料， 用重氮化氯代的方法，制备了s-2-氯丁酸，进一步酯化，再用温和的硼氢化钠/四氯化钛的还原，得到产品。
所述生物还原转化法制备L-2-氨基丁酸的方法为：全细胞生物转化制备L-2-氨基丁酸的方法，将苏氨酸脱氨酶和亮氨酸脱氢酶串联表达，克隆氯霉素抗性的表达载体上，表达载体选用T7启动子，低拷贝的复制起点，实现二个酶在同一细菌中共表达；
甲酸酶克隆到中等拷贝的卡拉霉素抗性pET-28a载体上进行表达，和大肠杆菌中辅酶I代谢途径中限速步骤的pcnB基因串联表达，实现二个酶的高表达；
将二种抗性的表达载体，转化到同一个细菌里进行共表达，实现了四个酶；用大肠杆菌发酵表达含有四种酶的大肠杆菌用全细胞实现从苏氨酸到L-2-氨基丁酸的生物还原转化。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
生物还原法制备L-2-氨基丁酸，工艺成本低，适合工业化，还有独到的优点是工艺稳定，产品的旋光值高。我们以生物还原法制备的高旋光的L-2-氨基丁酸为原料，通过重氮化氯代，酯化和硼氢化钠/四氯化钛的温和还原，制备得到高旋光的s-2-氯丁醇，EE值达到99%以上，重复性好，工艺稳定。
具体实施方式
实施例1：
生物还原法转化制备的L-2-氨基丁酸
将pET28的载体的抗性和复制起点，替换成pLys S的氯霉素抗性和复制起点，然后将苏氨酸脱氨酶和亮氨酸脱氢酶，串联克隆到该载体上；将甲酸酶和pcnB基因串联到pET28a载体上；二个不同抗性的表达载体，同时转入到大肠杆菌BL21(DE3)表达属主菌里，在IPTG的诱导下，实现4个酶的同时表达。
将上述四个酶同时表达的菌体，配制成悬浮液，加入一定量的甲酸铵和苏氨酸，在30度进行转化，然后不断补加苏氨酸，到终浓度为0.8 M，L-2-氨基丁酸基本停止转化，离心去掉菌体，上清浓缩到干，用甲醇洗涤去盐，得到纯度为98%的L-2-氨基丁酸，EE值在99%以上。
将200克生物还原法转化制备的L-2-氨基丁酸，溶于400毫升25%的盐酸中，在4度冷却，滴加1.5摩尔的亚硝酸钠溶液，反应8小时，中和，乙酸乙酯提取得到160克S-2-氯丁酸，得率67.2%，EE值99%以上。
将50克S-2-氯丁酸溶于200毫升甲醇，在室温滴加二氯亚砜，回流反应4小时，蒸干多余的二氯亚砜和甲醇，产物用乙酸乙酯溶解，饱和食盐水洗涤2次，硫酸钠干燥过夜。蒸干溶剂，得到S-2-氯丁酸甲酯43克，得率81.3%。
25.8克S-2-氯丁酸甲酯溶于100毫升的二氧六环中，加入12.6克克硼氢化钠，慢慢滴加四氯化钛20.9克，TLC检测反应完全，加入50毫升水终止反应，二氯乙烷提取三次，合并并干燥溶剂，蒸干得粗品。减压蒸馏后获得18克高纯度的S-2-氯丁醇，得率61.7%，EE值99%以上。

Claims (5)

1.一种高质量S-2-氯丁醇的制备方法，其特征在于：所述方法是以生物还原转化方法制备的L-2-氨基丁酸为原料， 用重氮化氯代的方法，制备了s-2-氯丁酸，进一步酯化，再用硼氢化钠/四氯化钛的还原，得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种高质量S-2-氯丁醇的制备方法，其特征在于，生物还原转化方法制备的L-2-氨基丁酸的具体方法为：
将苏氨酸脱氨酶和亮氨酸脱氢酶串联表达，克隆氯霉素抗性的表达载体上，实现二个酶在同一细菌中共表达；
甲酸酶克隆到卡拉霉素抗性pET-28a载体上进行表达，和大肠杆菌中辅酶I代谢途径中限速步骤的pcnB基因串联表达，实现二个酶的高表达；
将二种抗性的表达载体，转化到同一个细菌里进行共表达，实现了四个酶，在同一属主菌里的表达；
用大肠杆菌发酵表达含有四种酶的大肠杆菌用全细胞，实现从苏氨酸到L-2-氨基丁酸的生物还原转化。
3.根据权利要求2所述的一种高质量S-2-氯丁醇的制备方法，其特征在于，苏氨酸脱氨酶和亮氨酸脱氢酶用低拷贝的表达载体在同一细菌里进行表达。
4.根据权利要求2所述的一种高质量S-2-氯丁醇的制备方法，其特征在于，苏氨酸脱氨酶和亮氨酸脱氢酶串联表达的表达载体选用T7启动子。
5.根据权利要求2所述的一种高质量S-2-氯丁醇的制备方法，其特征在于，甲酸酶采用中等拷贝的表达载体pET-28a实现甲酸酶的高效表达。
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