CN105177071A - 一种生物法制备(s)-2-氨基-1-丁醇的方法 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明公开了一种生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，以1-羟基-2-丁酮为底物，使其在氨基供体、转氨酶及辅酶存在下、在温度20~50℃、pH为7.5~9.5的缓冲溶液中，反应生成(S)-2-氨基-1-丁醇，所述底物、所述氨基供体、所述转氨酶、所述辅酶的投料质量比为1:3.2~4.8:0.04~0.06:0.008~0.012。该方法制备路线短，在整个反应过程中不会产生污染物，对环境友好，生产成本低，适于工业化生产。</b>
Description
技术领域
本发明涉及生物制药和生物化工技术领域，尤其涉及一种生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法。
背景技术
(S)-2-氨基-1-丁醇是合成手性抗结核药物盐酸乙胺丁醇的关键中间体，其结构式如下：
合成(S)-2-氨基-1-丁醇通常使用拆分法，利用手性酸(如扁桃酸，酒石酸和谷氨酸等)在甲醇或水溶液中与目标产物形成结晶盐，如Tetrahedronletters(1991),32:7325-7328，Synthesis(2003),13:1965–1967和CN101863779等报道，存在着收率低，污染大，生产成本高等问题。酶法拆分2-氨基-1-丁醇的酰化产物得到(S)-2-氨基-1-丁醇虽不需使用手性拆分剂，如现代化工(2011),31:52-56等报道，但仍存在收率低于50％的问题。不对称合成方法如TetrahedronLetters(2010),51:5131–5133，虽然收率较高，但是路线较长，需要用金属催化剂和手性配体，原子经济性和环境友好性不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，通过此方法克服了现有技术中采用拆分法利用手性酸制备(S)-2-氨基-1-丁醇过程中存在的污染大、生产成本高的问题，同时克服了酶法拆分2-氨基-1-丁醇的酰化产物得到(S)-2-氨基-1-丁醇过程中，路线长及使用金属催化剂及手性配体对环境不友好的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，以1-羟基-2-丁酮为底物，使其在氨基供体、转氨酶及辅酶存在下，在温度20～50℃、pH为7.5～9.5的缓冲溶液中，反应生成(S)-2-氨基-1-丁醇，所述底物、所述氨基供体、所述转氨酶、所述辅酶的投料质量比为1:3.2～4.8:0.04～0.06:0.008～0.012。
优选地，所述的缓冲溶液的pH为8.0～9.5。更优选地，所述的缓冲溶液的pH为8.5～9.0。
优选地，所述的缓冲溶液为三乙醇胺盐酸缓冲溶液或磷酸盐缓冲溶液。
优选地，所述的转氨酶为购自苏州汉酶生物技术有限公司的牌号为EW119的转氨酶。
优选地，所述的氨基供体为异丙胺盐酸盐、丙氨酸、甲基苄胺中一种或多种的混合物。
优选地，所述的辅酶为磷酸吡哆醛或维生素B6或二者的组合。
优选地，反应过程中，所述底物、所述氨基供体、所述转氨酶、所述辅酶的投料质量比为1:3.5～4.5:0.045～0.055:0.009～0.011。
优选地，在温度30～40℃下进行所述反应。
优选地，具体实施过程如下：将所述的底物1-羟基-2-丁酮加入到所述缓冲溶液中，而后加入所述的氨基供体、所述的转氨酶、所述的辅酶，控制反应温度在20～50℃间，搅拌反应，利用HPLC/MS检测反应进程，反应结束后过滤、萃取、合并有机相，旋蒸获得产物(S)-2-氨基-1-丁醇。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1)解决了采用拆分法，利用手性酸制备(S)-2-氨基-1-丁醇过程中，存在的收率低、污染大、生产成本高的问题；
2)解决了采用酶法拆分2-氨基-1-丁醇的酰化产物得到(S)-2-氨基-1-丁醇过程中，路线长、所使用的金属催化剂及手性配体对环境不友好的问题；
3)本发明的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇，步骤简单、对环境友好，生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为常规实验中的条件。
实施例1
本实施例提供了一种生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，具体步骤如下：
底物1-羟基-2-丁酮100g加至装有600mL100mMpH8.5的三乙醇胺盐酸缓冲溶液的2L反应器中搅拌均匀，依次加入异丙胺盐酸盐400g、转氨酶ATA(购自苏州汉酶,牌号EW119，下同)5g、磷酸吡哆醛1g，在35℃温度下搅拌反应24h，HPLC/MS检测转化率为99.5％，调节反应体系pH至3.0，加入1L乙酸乙酯搅拌，过滤后弃有机相，水相调节pH至10.0，用1L乙酸乙酯萃取2次，合并有机相旋蒸得到产物(S)-2-氨基-1-丁醇95g，ee值99.5％，纯度99.0％。
实施例2
底物1-羟基-2-丁酮100g加至装有600mL100mMpH8.5的三乙醇胺盐酸缓冲溶液的2L反应器中搅拌均匀，依次加入异丙胺盐酸盐400g、转氨酶ATA5g、磷酸吡哆醛1g，在30℃温度下搅拌反应24h，HPLC/MS检测转化率为82％。
实施例3
底物1-羟基-2-丁酮100g加至装有600mL100mMpH7.5的磷酸盐缓冲溶液的2L反应器中搅拌均匀，依次加入异丙胺盐酸盐400g、转氨酶ATA5g、磷酸吡哆醛1g，在30℃温度下搅拌反应24h，HPLC/MS检测转化率为21.1％。
实施例4
底物1-羟基-2-丁酮100g加至装有600mL100mMpH9.5的三乙醇胺盐酸缓冲溶液的2L反应器中搅拌均匀，依次加入异丙胺盐酸盐400g、转氨酶ATA5g、磷酸吡哆醛1g，在50℃温度下搅拌反应24h，HPLC/MS检测转化率为57.6％。
实施例5
底物1-羟基-2-丁酮100g加至装有600mL100mMpH分别为7.5，8.0，8.5，9.0，9.5的三乙醇胺盐酸缓冲溶液的2L反应器中搅拌均匀，依次加入异丙胺盐酸盐400g、转氨酶ATA5g、磷酸吡哆醛1g，在35℃温度下搅拌反应24h，HPLC/MS检测转化率分别为27％，85％，99.5％，90％和63％。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于：以1-羟基-2-丁酮为底物，使其在氨基供体、转氨酶及辅酶存在下，在温度20~50℃、pH为7.5~9.5的缓冲溶液中，反应生成(S)-2-氨基-1-丁醇，所述底物、所述氨基供体、所述转氨酶、所述辅酶的投料质量比为1:3.2~4.8:0.04~0.06:0.008~0.012。
2.根据权利要求1所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于，所述的缓冲溶液的pH为8.0~9.5。
3.根据权利要求2所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于，所述的缓冲溶液的pH为8.5~9.0。
4.根据权利要求1所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于，所述的缓冲溶液为三乙醇胺盐酸缓冲溶液或磷酸盐缓冲溶液。
5.根据权利要求1所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于：所述的转氨酶为购自苏州汉酶生物技术有限公司的牌号为EW119的转氨酶。
6.根据权利要求1所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于：所述的氨基供体为异丙胺盐酸盐、丙氨酸、甲基苄胺中一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于：所述的辅酶为磷酸吡哆醛或维生素B6或二者的组合。
8.根据权利要求1所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于：反应过程中，所述底物、所述氨基供体、所述转氨酶、所述辅酶的投料质量比为1:3.5~4.5:0.045~0.055:0.009~0.011。
9.根据权利要求1所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于：在温度30~40℃下进行所述反应。
10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的生物法制备(S)-2-氨基-1-丁醇的方法，其特征在于，具体实施过程如下：将所述的底物1-羟基-2-丁酮加入到所述缓冲溶液中，而后加入所述的氨基供体、所述的转氨酶、所述的辅酶，控制反应温度在20~50℃间，搅拌反应，利用HPLC/MS检测反应进程，反应结束后过滤、萃取、合并有机相，旋蒸获得产物(S)-2-氨基-1-丁醇。
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