CN106636293B - 一种羟酸酯的手性拆分方法 - Google Patents

一种羟酸酯的手性拆分方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106636293B
CN106636293B CN201710006612.5A CN201710006612A CN106636293B CN 106636293 B CN106636293 B CN 106636293B CN 201710006612 A CN201710006612 A CN 201710006612A CN 106636293 B CN106636293 B CN 106636293B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydroxy acid
racemic
ester
acid ester
hydroxy
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.)
Active
Application number
CN201710006612.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106636293A (zh
Inventor
蔡宇杰
沈天成
曹憬
白亚军
郑晓晖
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.)
Zhuohong Chaoyuan Biotechnology Zhengzhou Co ltd
Original Assignee
Jiangnan University
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 Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN201710006612.5A priority Critical patent/CN106636293B/zh
Publication of CN106636293A publication Critical patent/CN106636293A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106636293B publication Critical patent/CN106636293B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/001—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by metabolizing one of the enantiomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/002—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by oxidation/reduction reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62—Carboxylic acid esters

Abstract

本发明涉及一种采用α‑羟酸氧化酶拆分外消旋α‑羟酸酯的方法，属于生物工程领域。可应用于光学纯α‑羟酸酯的制备。

Description

一种羟酸酯的手性拆分方法
技术领域
本发明公开了一种采用氧化酶拆分α-羟酸酯的方法，属于工业微生物领域。
背景技术
α-羟酸酯(alpha-hydroxy esters)是α-羟酸与醇酯化脱水后得到产物，在医药领域有着广泛的应用，如丹参素与异丙醇脂化后生成的丹参素异丙酯等。
化学合成的外消旋α-羟酸酯常用的酶拆分的方法是采用脂肪酶或酯酶水解方案，如一种酯酶拆分(±)-扁桃酸甲酯的方法(中国专利201510212293.4)、猪胰脂肪酶作水解拆分甘油丁酸酯(缩水甘油丁酸酯的对映选择性酶促水解.华南理工大学学报，1999，25(2)：209～212)、Novozym 435对羟基苯甘氨酸甲酯的不对称水解(脂肪酶催化外消旋对羟基苯甘氨酸甲酯水解制备对映体纯D-对羟基苯甘氨酸的新方法.催化学报，2005，26(2)：106～110)等。但脂肪酶的立体选择性不高，很难在高回收率下得到99％以上的光学纯产品。
本发明采用α-羟酸氧化酶进行α-羟酸酯的手性拆分，α-羟酸氧化酶家族已知成员有：乳酸氧化酶、乙醇酸氧化酶、扁桃酸氧化酶和长链α-羟酸氧化酶等。这些酶通常被用于外消旋α-羟酸的手性拆分(中国专利201210109290.4)。
发明内容
α-羟酸氧化酶拆分外消旋α-羟酸酯的步骤为：称取外消旋α-羟酸酯加入到反应器中使外消旋α-羟酸酯的初始反应浓度为1-40mM，再加入pH为4-10的反应缓冲液和α-羟酸氧化酶形成反应体系，α-羟酸氧化酶用量为1-100μg/ml，在20-50℃下水浴摇床150r/min振荡，反应时间为1-24小时，α-羟酸氧化酶氧化其对应的α-羟酸酯。按照此方法进行拆分，对映体过量高达到99.9％，产率最高接近50％。
产物(R)-α-羟酸酯的光学纯度通过对映体过量值(％e.e)来评价。
当采用L-α-羟酸氧化酶拆分时，得到光学纯的(R)-α-羟酸酯(D-α-羟酸酯)
对映体过量值％e.e＝[(SR-SS)/(SR+SS)]×100％
(R)-α-羟酸酯得率(％)＝(SR/S0)×100％
当采用D-α-羟酸氧化酶拆分时，得到光学纯的(S)-α-羟酸酯(L-α-羟酸酯)
对映体过量值％e.e＝[(SS-SR)/(SR+SS)]×100％
(S)-α-羟酸酯得率(％)＝(SR/S0)×100％
式中SS为反应后(S)-对映体的峰面积，SR为反应后(R)-对映体的液相色谱峰面积，S0为反应前(S)-和(R)-对映体的液相色谱峰面积总和。
产物测定的液相色谱条件为：Chiralcel OD-H手性柱(4.6×250mm)，流动相体积比为正己烷：异丙醇：三氟乙酸＝80:20:0.1，流速为0.5mL/min，柱温25℃，检测波长210nm，进样量20μL。
所述的α-羟酸酯为下列之一：丹参素冰片酯、丹参素异丙酯、苯乳酸冰片酯、苯乳酸异丙酯、对羟基苯乳酸冰片酯、对羟基苯乳酸异丙酯、扁桃酸冰片酯、扁桃酸异丙酯、丹参素细辛醇酯、乳酸冰片酯、苯乳酸细辛醇酯、对羟基苯乳酸细辛醇酯、乳酸乙醇酯、α-羟基丁酸丙醇酯。所述的α-羟酸酯，可以根据中国专利200610042787.3、201410180490.8、201410175950.8和20140699506.6公布的方法合成。
本发明所用的α-羟酸氧化酶有：L型和D型两类。
L型α-羟酸氧化酶有：鼠肝α-羟酸氧化酶(根据文献制备得到：Aliphatic l-α-hydroxyacid oxidase from rat livers purification and properties.Biochimica etBiophysica Acta(BBA)–Enzymology,1968,167:9-22)，鸡肝α-羟酸氧化酶(根据文献制备得到：Purification and some characteristics of chicken liver L-2-hydroxyacidoxidase A.FEBS Lett.1990,266:183-6)，Pediococcus sp.乳酸氧化酶(购自sigma),Aerococcus viridans乳酸氧化酶(购自日本Asahi Kasei Pharma Corporation)，Lactococcus lacti乳酸氧化酶(根据文献制备得到：Gene cloning,purification,andcharacterization of a lactate oxidase from Lactococcus lactis subsp.cremorisIFO3427，Journal of Fermentation and Bioengineering，1998,85(5),507-510)。
D型α-羟酸氧化酶有：Archaeoglobus fulgidus乳酸氧化酶(根据文献制备得到：Cellular localization of D-lactate dehydrogenase and NADH oxidase fromArchaeoglobus fulgidus，Archaea.2002；1(2):95-104),Sulfolobus tokodaii乳酸氧化酶(根据文献制备得到：A novel flavin adenine dinucleotide(FAD)containing d-lactate dehydrogenase from the thermoacidophilic crenarchaeota Sulfolobustokodaii strain 7:purification,characterization and expression in Escherichiacoli.J Biosci Bioeng.2008，106(1):16-21)，
本发明的有益之处：本专利所指的氧化酶均以FAD或FMN为辅酶，与以NAD或NADP为辅酶的羟酸脱氢酶或乳酸脱氢酶相比，逆反应极微弱，无论提取的酶液或α-羟酸氧化酶的基因工程菌全细胞均适用于规模化制备手性纯α-羟酸酯。同时该方法解决了脂肪酶水解拆分法光学选择性差的缺点，具有重要的工业应用价值。
具体实施方式
实施例1
配制5ml反应体系，外消旋丹参素异丙酯浓度为40mM，L型鼠肝α-羟酸氧化酶浓度为100μg/ml，pH6，30℃水浴摇床150r/min振荡24小时，测定(R)-丹参素异丙酯的对映体过量为99.9％，产率为49.9％。
实施例2
配制5ml反应体系，外消旋丹参素冰片酯浓度为1mM，L型鸡肝α-羟酸氧化酶浓度为1μg/ml，pH7，35℃水浴摇床150r/min振荡1小时，测定(R)-丹参素冰片酯的对映体过量为85.2％，产率为36.2％。
实施例3
配制10ml反应体系，外消旋丹参素细辛醇酯浓度为5mM，L型Pediococcus sp.乳酸氧化酶浓度为50μg/ml，pH 8，40℃水浴摇床150r/min振荡12小时，测定(R)-丹参素细辛醇酯的对映体过量为99.7％，产率为49.8％。
实施例4
配制10ml反应体系，外消旋乳酸冰片酯浓度为10mM，L型Aerococcus viridans乳酸氧化酶浓度为5μg/ml，pH 4，40℃水浴摇床150r/min振荡8小时，测定(R)-乳酸冰片酯的对映体过量为73.1％，产率为38.5％。
实施例5
配制5ml反应体系，外消旋苯乳酸冰片酯浓度为20mM，L型Lactococcus lacti乳酸氧化酶浓度为10μg/ml，pH 5，45℃水浴摇床150r/min振荡8小时，测定(R)-苯乳酸冰片酯的对映体过量为95.2％，产率为44.4％。
实施例6
配制5ml反应体系，外消旋苯乳酸异丙酯浓度为30mM，D型Archaeoglobusfulgidus乳酸氧化酶浓度为20μg/ml，pH 6，50℃水浴摇床150r/min振荡4小时，测定(S)-苯乳酸异丙酯的对映体过量为91.9％，产率为40.5％。
实施例7
配制5ml反应体系，外消旋对羟基苯乳酸冰片酯浓度为1mM，D型Sulfolobustokodaii乳酸氧化酶浓度为30μg/ml，pH 7，20℃水浴摇床150r/min振荡2小时，测定(S)-对羟基苯乳酸冰片酯的对映体过量为99.9％，产率为49.9％。
实施例8
配制5ml反应体系，外消旋对羟基苯乳酸异丙酯浓度为5mM，L型鼠肝α-羟酸氧化酶浓度为40μg/ml，pH 8，25℃水浴摇床150r/min振荡4小时，测定(R)-对羟基苯乳酸异丙酯的对映体过量为79.6％，产率为38.9％。
实施例9
配制5ml反应体系，外消旋扁桃酸冰片酯浓度为10mM，L型鸡肝α-羟酸氧化酶浓度为50μg/ml，pH 9，30℃水浴摇床150r/min振荡6小时，测定(R)-扁桃酸冰片酯的对映体过量为99.9％，产率为49.9％。
实施例10
配制5ml反应体系，外消旋扁桃酸异丙酯浓度为20mM，L型Pediococcus sp.乳酸氧化酶浓度为60μg/ml，pH 6，35℃水浴摇床150r/min振荡8小时，测定(R)-扁桃酸异丙酯的对映体过量为99.9％，产率为49.9％。
实施例11
配制5ml反应体系，外消旋苯乳酸细辛醇酯浓度为30mM，L型Aerococcus viridans乳酸氧化酶浓度为100μg/ml，pH 7，40℃水浴摇床150r/min振荡10小时，测定(R)-苯乳酸细辛醇酯的对映体过量为95.9％，产率为46.9％。
实施例12
配制5ml反应体系，外消旋乳酸对羟基苯乳酸细辛醇酯浓度为1mM，L型Lactococcus lacti乳酸氧化酶浓度为30μg/ml，pH 8，45℃水浴摇床150r/min振荡12小时，测定(R)-对羟基苯乳酸细辛醇酯的对映体过量为99.9％，产率为49.9％。
实施例13
配制5ml反应体系，外消旋乳酸乙醇酯浓度为40mM，D型Archaeoglobus fulgidus乳酸氧化酶浓度为30μg/ml，pH 9，50℃水浴摇床150r/min振荡14小时，测定(S)-乳酸乙醇酯的对映体过量为99.9％，产率为49.9％。本实施例中液相测定所用的检测器为视差检测器。
实施例14
配制5ml反应体系，外消旋α-羟基丁酸丙醇酯浓度为1mM，D型Sulfolobustokodaii乳酸氧化酶浓度为20μg/ml，pH 7，30℃水浴摇床150r/min振荡20小时，测定(S)-α-羟基丁酸丙醇酯的对映体过量为99.9％，产率为49.9％。本实施例中液相测定所用的检测器为视差检测器。

Claims (2)

1.一种采用拆分外消旋a-羟酸酯的方法，其特征在于：L-鼠肝a-羟酸氧化酶氧化(S)-a-羟酸酯外消旋丹参素异丙酯和外消旋对羟基苯乳酸异丙酯，L-鸡肝a-羟酸氧化酶氧化(S)-a-羟酸酯外消旋丹参素冰片酯和外消旋扁桃酸冰片酯，L-Pediococcus sp.乳酸氧化酶氧化(S)-a-羟酸酯外消旋丹参素细辛醇酯和外消旋扁桃酸异丙酯，L-Aerococcusviridans乳酸氧化酶氧化(S)-a-羟酸酯外消旋乳酸冰片酯和外消旋苯乳酸细辛醇酯，L-Lactococcus lacti乳酸氧化酶氧化(S)-a-羟酸酯外消旋苯乳酸冰片酯和外消旋乳酸对羟基苯乳酸细辛醇，上述(S)-a-羟酸酯氧化后生成a-酮酸酯，得到光学纯的(R)-a-羟酸酯；D-Archaeoglobus fulgidus乳酸氧化酶氧化(R)-a-羟酸酯外消旋苯乳酸异丙酯和外消旋乳酸乙醇酯，D-Sulfolobus tokodaii乳酸氧化酶氧化(R)-a-羟酸酯外消旋对羟基苯乳酸冰片酯和外消旋a-羟基丁酸丙醇酯，上述(R)-a-羟酸酯氧化后生成a-酮酸酯，得到光学纯的(S)-a-羟酸酯。
2.根据权利要求1所述的方法，拆分外消旋a-羟酸酯的具体步骤如下：称取外消旋a-羟酸酯加入到反应器中使外消旋a-羟酸酯的初始反应浓度为1-40mM，再加入pH为4-10的反应缓冲液和a-羟酸氧化酶形成反应体系，a-羟酸氧化酶用量为1-100pg/ml，在20-50℃下水浴摇床150r/min振荡，反应时间为1-24小时。
CN201710006612.5A 2017-01-05 2017-01-05 一种羟酸酯的手性拆分方法 Active CN106636293B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710006612.5A CN106636293B (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种羟酸酯的手性拆分方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710006612.5A CN106636293B (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种羟酸酯的手性拆分方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106636293A CN106636293A (zh) 2017-05-10
CN106636293B true CN106636293B (zh) 2020-04-17

Family

ID=58843184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710006612.5A Active CN106636293B (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种羟酸酯的手性拆分方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106636293B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3678096A (en) * 1969-08-12 1972-07-18 Union Carbide Corp Oxidation process for the synthesis of {60 -hydroxy esters
CN100558905C (zh) * 2007-04-30 2009-11-11 江南大学 一种酶拆分制备(r)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的方法
CN102660470B (zh) * 2012-04-13 2013-07-31 浙江工业大学 中华根瘤菌及其生物拆分外消旋α-羟酸生产手性α-羟酸
CN102660624B (zh) * 2012-04-13 2013-10-16 浙江工业大学 α-羟酸去消化的方法及菌株
CN102660471B (zh) * 2012-04-13 2014-11-05 浙江工业大学 生物催化法生产手性α-羟酸及其菌株
CN104830944B (zh) * 2015-04-29 2018-04-03 中国科学院南海海洋研究所 一种酯酶拆分(±)‑扁桃酸甲酯的方法
WO2017001285A1 (en) * 2015-06-25 2017-01-05 Danmarks Tekniske Universitet Process for hydrogenolysis of alpha-hydroxy esters or acids using a heterogeneous catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
CN106636293A (zh) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103361389A (zh) 丙氨酸或消耗丙氨酸所产生的化合物的好氧生产方法
US20150299741A1 (en) Method for conversion of an alkane or 1-alkanol to a diol
EP1740714A1 (en) The method of making optically active ester derivatives and their acids from racemic esters
Liljeblad et al. Biocatalysis in the preparation of the statin side chain
Buisson et al. A study of the stereocontrolled reduction of aliphatic β-ketoesters by Geotrichum candidum
Richter et al. Biochemical characterisation of a NADPH-dependent carbonyl reductase from Neurospora crassa reducing α-and β-keto esters
CN106133143A (zh) 用于生产3‑羟基丙酸的酯的方法
CN104830944B (zh) 一种酯酶拆分(±)‑扁桃酸甲酯的方法
CN106636293B (zh) 一种羟酸酯的手性拆分方法
CN108410831A (zh) 酮酸还原酶、基因、工程菌及在合成手性芳香2-羟酸中的应用
Yu et al. New trends in non-aqueous biocatalysis
Roberts Use of enzymes as catalysts to promote key transformations in organic synthesis
JP6169812B2 (ja) リパーゼを利用してベータ−ラクトンからｌ−カルニチンを生産する方法
JP5266875B2 (ja) 有機カルボン酸エステルからの光学活性有機カルボン酸の製造方法
WO2004003001A1 (en) Process for the enzymatic resolution of 1,3-dioxolane-4-carboxylates
CN107988307A (zh) 酶催化立体选择性拆分2-(4-羟基苯基)丙酸对映体的方法
Bodlenner et al. Biocatalytic racemization of α-hydroxycarboxylic acids using a stereo-complementary pair of α-hydroxycarboxylic acid dehydrogenases
Mitsukura et al. Synthesis of (R)-2-phenylpropanoic acid from its racemate through an isomerase-involving reaction by Nocardia diaphanozonaria
Singh et al. Enantioselective transesterification of (RS)-1-chloro-3-(3, 4-difluorophenoxy)-2-propanol using Pseudomonas aeruginosa lipases
Chen et al. Asymmetric reduction of 2-chloro-3-oxo-ester into enantiomerically high pure diltiazem precursor by a Candida ketoreductase
Yi et al. Cascade biotransformations for enantioconvergent conversion of racemic styrene oxides to (R)-mandelic acids
EP2069516B1 (en) Specific hydrolysis of the n-unprotected (r) -ester of (3 ) -amin0-3-arylpr0pi0nic acid esters
RU2129615C1 (ru) Способ получения (s)-2-(3-бензоилфенил)пропионовой кислоты из смеси энантиомеров ее алкильного эфира
Yadav et al. Enzyme catalysis in fine chemical and pharmacuetical industries
US20020025565A1 (en) Method for optically resolving a racemic alpha-substituted heterocyclic carboxylic acid using enzyme

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230216

Address after: Floor 20, Unit 2, Building 1, Jinlan West Jingyuan, No. 56, Shinan Road, Science Avenue, High-tech Industrial Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province, 450000

Patentee after: Zhuohong Chaoyuan Biotechnology (Zhengzhou) Co.,Ltd.

Address before: No. 1800 road 214122 Jiangsu Lihu Binhu District City of Wuxi Province

Patentee before: Jiangnan University

TR01 Transfer of patent right