CN105132478A - 一种青霉生产(s)-羟甲氧苯丙酸甲酯的方法 - Google Patents

一种青霉生产(s)-羟甲氧苯丙酸甲酯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105132478A
CN105132478A CN201510561190.9A CN201510561190A CN105132478A CN 105132478 A CN105132478 A CN 105132478A CN 201510561190 A CN201510561190 A CN 201510561190A CN 105132478 A CN105132478 A CN 105132478A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
penicillium
phenyl
cell
sulfate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201510561190.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘均洪
李秀秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University of Science and Technology
Original Assignee
Qingdao University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University of Science and Technology filed Critical Qingdao University of Science and Technology
Priority to CN201510561190.9A priority Critical patent/CN105132478A/zh
Publication of CN105132478A publication Critical patent/CN105132478A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

一种青霉菌细胞生物催化制备(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯的方法,反应罐中加入磷酸盐缓冲液,用青霉菌细胞进行生物催化反应,产品收率高,对映体过量率高,解决了现有方法生产的困难。

Description

一种青霉生产(S)-羟甲氧苯丙酸甲酯的方法
技术领域
本发明属于制药工程技术领域,特别涉及到青霉菌细胞生物催化制备手性医药中间体(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯的技术。
背景技术
手性(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯是合成手性药物、精细化学品、农药品和其他特殊材料的重要中间体。生物催化不对称反应具有环境友好、条件温和、选择性高等优点,作为绿色高效制备手性化合物的优先途径,被越来越多地应用于生产一些高附加值的手性化合物。生物催化制备手性(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯具有很好的应用前景。
生物催化具有催化效率高、选择性强、条件温和、环境友好等突出优点,是可持续发展过程中替代和拓展传统有机化学合成的重要方法。其中手性拆分和不对称合成是生物催化最具吸引力的应用领域。在作为生物催化剂的六大类酶中,水解酶能够催化动力学拆分外消旋体得到手性产品,在工业生物催化中一直扮演着重要角色。近几年来,氧化还原酶在工业上的应用得到了迅速增长。目前,采用水解酶动力学拆分法、生物还原法和生物氧化法工业制备光学活性手性化合物的比例为4:2:1。
生物还原法相对于动力学拆分法而言,最大的优势在于理论收率可达100%,原子经济性好。然而生物还原反应需要辅酶或辅因子的参与,一定程度上限制了其应用。由于辅酶依赖性的缘故,生物还原反应中多釆用整细胞作为催化剂,实现体内辅酶循环再生的同时免去了酶的分离纯化步骤。
(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯是合成手性药物、精细化学品、农药品的重要手性砌块,。现有的方法普遍存在转化率低、反应时间长、需要添加昂贵辅酶、成本高等严重缺陷,难于进行工业化生产。本发明将采用生物细胞催化制备(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯。
发明内容
本发明采用青霉菌细胞催化制备(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯,反应式如下:
3-(4-甲氧基-苯基)-3-氧代丙酸甲酯(1)经青霉菌催化反应,得到产物(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯(2)。有多种微生物可以催化此反应,经过大量实验筛选,最终确定采用青霉菌作为催化剂,因为其催化反应的效果最好,反应收率、对映体过量率(ee%)均很高。
许多青霉菌都可以进行生物催化此反应,然而,其效果不同,相差很大,经实验,本发明选用青霉菌菌株为ATCC204027,其催化反应效果最佳。
由于绝大多数氧化还原酶是辅酶NAD(P)H依赖型,而细胞本身所含有的辅酶量可能较少,因此,进行氧化还原反应时,为促进辅酶再生,提高反应效率,在反应体系中还添加辅助底物构成转化体系。常用的辅助底物种类较多,不同细胞所需的辅助底物不同,效果差别很大,采用几种辅助底物组合,可以取得较好效果,需进行大量实验才能确定最佳的辅助底物。本发明经过大量实验确定的辅助底物为:葡萄糖20-23g/L、麦芽糖32-35g/L、异丙醇8-10%V/V(体积浓度)。
由于底物溶解度较低,所以,加入表面活性剂以增加底物的溶解度。
培养介质:
1、 种子培养基成份为:酵母提取物10g/L,葡萄糖20g/L,蛋白胨20g/L,麦芽浸膏25-30g,硫酸铵0.5-0.7g/L;配制固体培养基时添加15g/L的琼脂粉。
2、培养液成份:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母浸膏8-10g/L,葡萄糖18-22g/L,麦芽浸膏25-30g,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L,碳酸钙0.7g/L,硫酸亚铁0.18g/L,硫酸锰0.025g/L;pH5.0。
2、固体培养基成份:在液体培养基中加入2%的琼脂粉。
青霉菌细胞制备。青霉菌经斜面、摇瓶、种子罐培养得到种子液;发酵罐加入培养液,121℃高压灭菌30分钟,冷却至23-24℃,将青霉菌种子液接种至发酵罐,接种比例为10-11%,通气比为0.9-1V/(V分钟),23-24℃培养35-40小时,用过滤式离心机离心得到湿青霉菌细胞,用作生物催化反应催化剂。
生物催化转化。底部通气搅拌反应罐中加入磷酸盐缓冲液,pH为6.1,加入底物3-(4-甲氧基-苯基)-3-氧代丙酸甲酯,使底物浓度为80-90g/L。其他成份:玉米浆(以干物质计)含量为12-15g/L,山梨坦单月桂酸酯19-20g/L,葡萄糖20-23g/L、麦芽糖32-35g/L、异丙醇8-10%V/V(体积浓度),121℃高压灭菌30分钟;冷却至32-33℃时,加入湿青霉菌细胞使其浓度为71-74g/L,通气比为0.12-0.13V/(V分钟),进行生物催化反应,反应时间为62-65小时;反应结束后,滤出细胞,用乙酸乙酯萃取反应液,蒸出乙酸乙酯,得到产物(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯,反应转化率98-99%,产品收率96-97%,对映体过量率98.5-99%。
本发明所开展工作包括菌株选择、催化反应条件优化(反应温度、通气量、pH)、反应介质选择和浓度优化,包括底物浓度、辅助底物组合、表面活性剂种类及浓度等。
实施例1
种子培养基成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母提取物10g/L,葡萄糖20g/L,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L;配制固体培养基时添加15g/L的琼脂粉。
玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母浸膏8-10g/L,葡萄糖18-22g/L,麦芽浸膏25-30g,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L,碳酸钙0.7g/L,硫酸亚铁0.18g/L,硫酸锰0.025g/L;pH5.0。
培养液成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母浸膏8-10g/L,葡萄糖18-22g/L,麦芽浸膏25-30g,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L,碳酸钙0.7g/L,硫酸亚铁0.18g/L,硫酸锰0.025g/L;pH5.0。
 湿青霉菌细胞制备过程如下:青霉菌ATCC204027经斜面、摇瓶培养,得到种子液。1L发酵罐加入培养液;发酵罐加入培养液,121℃高压灭菌30分钟,冷却至23℃,将青霉菌种子液接种至发酵罐,接种比例为接种比例为10-11%,通气比为0.9-1V/(V分钟),23℃培养35-40小时,用过滤式离心机离心得到湿青霉菌细胞,用作生物催化反应催化剂。
生物催化转化:0.5L底部通气搅拌反应器中加入磷酸盐缓冲液,pH为6.1,加入底物3-(4-甲氧基-苯基)-3-氧代丙酸甲酯,使其浓度为80g/L,玉米浆(以干物质计)含量为12g/L,山梨坦单月桂酸酯19g/L,葡萄糖23g/L、麦芽糖32g/L、异丙醇8%V/V(体积浓度),121℃高压灭菌30分钟;冷却至33℃时,加入湿青霉菌细胞使其浓度为71g/L,通气比为0.13V/(V分钟),进行生物催化反应,反应时间为62小时;反应结束后,滤出细胞,用乙酸乙酯萃取反应液,蒸出乙酸乙酯,得到产物(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯,反应转化率99%,产品收率97%,对映体过量率98.5%。
实施例2
种子培养基成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母提取物10g/L,葡萄糖20g/L,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L;配制固体培养基时添加15g/L的琼脂粉。
培养液成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母浸膏8-10g/L,葡萄糖18-22g/L,麦芽浸膏25-30g,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L,碳酸钙0.7g/L,硫酸亚铁0.18g/L,硫酸锰0.025g/L;pH5.0。
 湿青霉菌细胞制备过程如下:青霉菌ATCC204027经斜面、摇瓶培养,得到种子液。5L发酵罐加入培养液;发酵罐加入培养液,121℃高压灭菌30分钟,冷却至24℃,将青霉菌种子液接种至发酵罐,接种比例为10-11%,通气比为0.9-1V/(V分钟),24℃培养35-40小时,用过滤式离心机离心得到湿青霉菌细胞,用作生物催化反应催化剂。
生物催化转化:5L底部通气搅拌反应器中加入磷酸盐缓冲液,pH为6.1,加入底物3-(4-甲氧基-苯基)-3-氧代丙酸甲酯,使其浓度为90g/L,玉米浆(以干物质计)含量为15g/L,山梨坦单月桂酸酯20g/L,葡萄糖20g/L、麦芽糖35g/L、异丙醇8%V/V(体积浓度),121℃高压灭菌30分钟;冷却至32℃时,加入湿青霉菌细胞使其浓度为71g/L,通气比为0.12V/(V分钟),进行生物催化反应,反应时间为62小时;反应结束后,滤出细胞,用乙酸乙酯萃取反应液,蒸出乙酸乙酯,得到产物(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯,反应转化率98%,产品收率96%,对映体过量率99%。
实施例3
种子培养基成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母提取物10g/L,葡萄糖20g/L,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L;配制固体培养基时添加15g/L的琼脂粉。
培养液成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母浸膏8-10g/L,葡萄糖18-22g/L,麦芽浸膏25-30g,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L,碳酸钙0.7g/L,硫酸亚铁0.18g/L,硫酸锰0.025g/L;pH5.0。
 湿青霉菌细胞制备过程如下:青霉菌ATCC204027经斜面、摇瓶培养,得到种子液。10L发酵罐加入培养液;发酵罐加入培养液,121℃高压灭菌30分钟,冷却至23℃,将青霉菌种子液接种至发酵罐,接种比例为10-11%,通气比为0.9-1V/(V分钟),23℃培养35-40小时,用过滤式离心机离心得到湿青霉菌细胞,用作生物催化反应催化剂。
生物催化转化:10L底部通气搅拌反应器中加入磷酸盐缓冲液,pH为6.1,加入底物3-(4-甲氧基-苯基)-3-氧代丙酸甲酯,使其浓度为84g/L,玉米浆(以干物质计)含量为13g/L,山梨坦单月桂酸酯20g/L,葡萄糖21g/L、麦芽糖33g/L、异丙醇9%V/V(体积浓度),121℃高压灭菌30分钟;冷却至32℃时,加入湿青霉菌细胞使其浓度为72g/L,通气比为0.12V/(V分钟),进行生物催化反应,反应时间为63小时;反应结束后,滤出细胞,用乙酸乙酯萃取反应液,蒸出乙酸乙酯,得到产物(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯,反应转化率98.5%,产品收率96.5%,对映体过量率99%。
实施例4
种子培养基成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母提取物10g/L,葡萄糖20g/L,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L;配制固体培养基时添加15g/L的琼脂粉。
培养液成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母浸膏8-10g/L,葡萄糖18-22g/L,麦芽浸膏25-30g,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L,碳酸钙0.7g/L,硫酸亚铁0.18g/L,硫酸锰0.025g/L;pH5.0。
 湿青霉菌细胞制备过程如下:青霉菌ATCC204027经斜面、摇瓶培养,得到种子液。10L发酵罐加入培养液;发酵罐加入培养液,121℃高压灭菌30分钟,冷却至24℃,将青霉菌种子液接种至发酵罐,接种比例为10-11%,通气比为0.9-1V/(V分钟),24℃培养35-40小时,用过滤式离心机离心得到湿青霉菌细胞,用作生物催化反应催化剂。
生物催化转化:20L底部通气搅拌反应器中加入磷酸盐缓冲液,pH为6.1,加入底物3-(4-甲氧基-苯基)-3-氧代丙酸甲酯,使其浓度为86g/L,玉米浆(以干物质计)含量为14g/L,山梨坦单月桂酸酯19g/L,葡萄糖22g/L、麦芽糖34g/L、异丙醇9%V/V(体积浓度),121℃高压灭菌30分钟;冷却至32-33℃时,加入湿青霉菌细胞使其浓度为71-74g/L,通气比为0.13V/(V分钟),进行生物催化反应,反应时间为64小时;反应结束后,滤出细胞,用乙酸乙酯萃取反应液,蒸出乙酸乙酯,得到产物(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯,反应转化率99%,产品收率96.5%,对映体过量率99%。

Claims (2)

1.一种青霉菌细胞生物催化制备(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯的方法,其特征在于反应罐中加入磷酸盐缓冲液,pH为6.1,加入底物3-(4-甲氧基-苯基)-3-氧代丙酸甲酯,使底物3-(4-甲氧基-苯基)-3-氧代丙酸甲酯添加量为80-90g/L,玉米浆含量为12-15g/L,山梨坦单月桂酸酯19-20g/L,葡萄糖20-23g/L、麦芽糖32-35g/L、异丙醇8-10%V/V
,121℃高压灭菌30分钟;冷却至32-33℃时,加入湿青霉菌细胞使其浓度为71-74g/L,通气比为0.12-0.13V/(V分钟),进行生物催化反应,反应时间为62-65小时;反应结束后,滤出细胞,用乙酸乙酯萃取反应液,蒸出乙酸乙酯,得到产物(S)-3-羟基-3-(4-甲氧基苯基)丙酸甲酯,反应转化率98-99%,产品收率96-97%,对映体过量率98.5-99%。
2.权利要求1所述的方法,其特征在于湿青霉菌细胞制备过程如下:青霉菌ATCC204027,经斜面、摇瓶、种子罐培养得到种子液;发酵罐加入培养液,121℃高压灭菌30分钟,冷却至23-24℃,将青霉菌种子液接种至发酵罐,接种比例为10-11%,通气比为0.9-1V/(V分钟),23-24℃培养35-40小时,用过滤式离心机离心得到湿青霉菌细胞,用作生物催化反应催化剂;发酵罐中培养液成份为:玉米浆(以干物质计)含量为35-45g/L,酵母浸膏8-10g/L,葡萄糖18-22g/L,麦芽浸膏25-30g,硫酸铵0.5-0.7g/L,硫酸镁0.3-0.4g/L,磷酸二氧钾1.8-2.3g/L,碳酸钙0.7g/L,硫酸亚铁0.18g/L,硫酸锰0.025g/L;pH5.0。
CN201510561190.9A 2015-09-07 2015-09-07 一种青霉生产(s)-羟甲氧苯丙酸甲酯的方法 Withdrawn CN105132478A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510561190.9A CN105132478A (zh) 2015-09-07 2015-09-07 一种青霉生产(s)-羟甲氧苯丙酸甲酯的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510561190.9A CN105132478A (zh) 2015-09-07 2015-09-07 一种青霉生产(s)-羟甲氧苯丙酸甲酯的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105132478A true CN105132478A (zh) 2015-12-09

Family

ID=54718046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510561190.9A Withdrawn CN105132478A (zh) 2015-09-07 2015-09-07 一种青霉生产(s)-羟甲氧苯丙酸甲酯的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105132478A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105132478A (zh) 一种青霉生产(s)-羟甲氧苯丙酸甲酯的方法
CN105087671A (zh) 一种青霉菌生产(s)-氟苯基乙醇的方法
CN105039432A (zh) 一种青霉菌生产(s)-氯苯二氯乙醇的方法
CN105087668A (zh) 一种青霉菌生产(s)-氟苯乙醇的方法
CN105039449A (zh) 一种青霉菌生产(s)-呋喃乙醇的方法
CN105039428A (zh) 一种黑霉菌生产(s)-溴苯乙醇的方法
CN105132471A (zh) 一种微生物生产光活性氯苯氯乙醇的方法
CN105177060A (zh) 一种细胞生产(s)-四氢萘酚的方法
CN105087683A (zh) 一种细胞生产(s)-3-甲氧丙酸甲酯的方法
CN105063103A (zh) 一种霉菌生产手性苯基二氯乙醇的方法
CN105087682A (zh) 一种生物生产(s)-羟溴苯丙酸甲酯的方法
CN105039448A (zh) 一种黑霉菌生产(s)-乙酰基噻吩的方法
CN105087698A (zh) 一种微生物生产(s)-硝基苯乙醇的方法
CN105063102A (zh) 一种黑霉菌生产(s)-联苯乙醇的方法
CN105039446A (zh) 一种细胞生产(s)-氰基苯乙醇的方法
CN105087667A (zh) 一种黄蓝状菌生产(r)-苯基茚醇的方法
CN105087669A (zh) 一种黑霉菌生产(s)-溴苯基乙醇的方法
CN104342464A (zh) 一种黄蓝状菌催化生产手性苯基甲醇方法
CN104263776A (zh) 一种生物催化生产手性吡啶乙醇的方法
CN105087697A (zh) 一种细胞生产(s)-羟乙基苯甲磺酸酯的方法
CN105177069A (zh) 一种细胞生产(s)-羟乙苯丙酸甲酯的方法
CN105039433A (zh) 一种酵母生产(s)-羟乙基苯乙醇的方法
CN105063112A (zh) 一种酵母生产(s)-氟苯羟丙酸甲酯的方法
CN105177070A (zh) 一种酵母生产(s)-氨基苯基乙醇的方法
CN105087662A (zh) 一种酵母生产手性氯苯基氯乙醇的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20151209

WW01 Invention patent application withdrawn after publication