TW202235623A - 在h2s壓力下合成官能基化硫醇之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種合成官能基化硫醇之方法，其包含在選自硫化氫解酶之至少一種酶存在下式R
2-X-C
*H(NR
1R
7)-(CH
2)
n-G (II)之化合物與H
2S之間的反應；
該反應在反應器中，在該反應器之氣體頂部空間中H
2S之分壓在0.01與4巴之間，較佳在0.1與3巴之間，例如在0.1與2.5巴之間，且更優先在0.25與2巴之間的情況下，在反應溫度下進行。
Description
本發明係關於一種用於合成官能基化硫醇之方法，且亦關於一種使得實施此方法尤其可能之組合物。
硫醇用於許多工業領域且已知許多合成方法，諸如醇之巰基化，將硫化氫催化或光化加成至不飽和有機化合物上，或使用硫化氫取代鹵化物、環氧化物或有機碳酸酯。
然而，此等方法具有許多缺陷且並非始終適合於合成官能基化硫醇，亦即，包含除硫醇基(-SH)以外之至少一個官能基之硫醇。此類型之硫醇構成具有極大潛力之化學家族，特別係具有硫醇官能基之胺基酸及衍生物，尤其係高半胱胺酸。其可例如適用作化妝品工業之合成中間體。然而，當前不存在適合於生產此等在工業上(尤其在屬於大宗化學品領域之應用中)可行的官能基化硫醇的有效合成方法。
舉例而言，在習知化學方法中，用硫化氫進行取代通常需要高溫及高壓，且產生烯烴、醚、硫化物及/或多硫化物類型之非所需之副產物。將硫化氫催化或光化加成至不飽和化合物上係通常在稍微更溫和之條件下進行，但亦產生由起始物質之異構化、非區域選擇性加成或雙重加成所形成的多種副產物，導致產生硫化物及/或多硫化物。
此等習知合成方法因而需要對諸如官能基化硫醇之化合物而言太苛刻的操作條件，且產生大量硫化物及/或多硫化物副產物，它們難以提高品質。
經由生物途徑合成官能基化硫醇係已知的化學途徑的替代方案。舉例而言，當前藉由醱酵途徑以生物學方式生產半胱胺酸(Maier T., 2003. Nature Biotechnology, 21: 422-427)。此等生物學途徑更溫和且更適合於多官能基分子。然而，此等生物學途徑通常具有低產率及/或不易換位或在工業規模上不可行。此外，此處再言，所關注之硫醇之生產伴有相對應的硫化物及/或多硫化物，如二硫化物(參見例如國際申請案WO 2012/053777)。
因此對於合成官能基化硫醇，尤其藉由生物學途徑，存在改良方法之需求。
特定言之，需要合成官能基化硫醇之方法，其使得有可能達到令人滿意之產率，或甚至至少20%、較佳至少60%、更佳至少80%、更優先至少90%之產率。
亦需要一種在工業規模上可行之利用溫和操作條件之合成官能基化硫醇之方法。
本發明之一目標係提供一種合成官能基化硫醇之改良方法，該改良方法尤其具有改良產率，或甚至至少20%、較佳至少60%、更佳至少80%、更優先至少90%之產率。
本發明之另一目標係提供一種利用溫和操作條件且適於合成多官能基硫醇之工業方法。本發明之另一目標係提供一種避免使用硫氫化物鹽及/或硫化物鹽作為試劑，且因此更加環境友好之方法。
本發明完全或部分實現以上目標。
根據本發明，如下所定義之式(I)之官能基化硫醇，特定言之L-高半胱胺酸，宜藉由在硫化氫解酶存在下，在發生反應之反應器中H
2S之分壓的特定範圍下，式(II)化合物與H
2S之間的反應合成。特定言之，H
2S之該分壓在0.01與4巴之間，例如在0.01與3巴之間，較佳在0.1與3巴之間，例如在0.1與2.5巴之間，且更優先在0.25與2巴之間。
諸位發明人因此發現式(II)化合物轉化成式(I)之官能基化硫醇很大程度上依賴於反應器中H
2S之分壓。出人意料地，諸位發明人已發現在反應器中H
2S之分壓的特定範圍中，獲得至少20%、較佳至少60%、更佳至少80%、更優先至少90%之轉化率及/或產率。舉例而言，轉化率及/或產率在80%與100%之間，或甚至在90%與100%之間。特定言之，轉化率及/或產率係100%。
實際上，與預期相反，增加反應器中H
2S之分壓超過某限值並不能增加反應之轉化率及/或產率，反而限制或甚至抑制轉化率及/或產率。可以預期反應器中H
2S之分壓增加越多，反應介質中H
2S (特定言之在液態反應介質中呈溶解形式)的量就增加越多，因此促進反應。然而，H
2S之分壓過高實際上對反應不利。
此外，根據本發明之反應器中H
2S之分壓的特定範圍實現快速反應動力學。舉例而言，100%產率可在一小時內達成。反應時間因此可在0.15 h與10 h之間，例如在0.25 h與4 h之間，較佳在0.5 h與1 h之間。
亦觀測到，相比於使用硫氫化物鹽及/或硫化物鹽作為試劑之方法，根據本發明之方法使得有可能獲得更好的產率。因此硫化氫之使用使得有可能限制或甚至簡化使用該等鹽時必需的純化及處理流出物的步驟。因此根據本發明之方法對環境更友好。
因此，本發明係關於一種合成至少一種以下通式(I)之官能基化硫醇之方法：
R
2-X-C*H(NR
1R
7)-(CH
2)
n-SH (I)
其中，
-
R
1 及 R
7 係相同或不同的，係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子；
-
X係選自-C(=O)-、-CH
2-或-CN；
-
R
2 係：
(i)當X表示-CN時，不存在，
(ii)或氫原子，
(iii)或-OR
3，R
3係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子，
(iv)或-NR
4R
5，R
4及R
5係相同或不同的，係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子；
n等於1或2；且
*表示不對稱碳；
該方法包含以下階段：
a)提供至少一種以下通式(II)之化合物：
R
2-X-C*H(NR
1R
7)-(CH
2)
n-G (II)
其中
*、R
1、R
2、R
7、X及n如式(I)所定義，且
G表示(i) R
6-C(O)-O-，或(ii) (R
7O)(R
8O)-P(O)-O-，或(iii) R
9O-SO
2-O-；
其中
R
6係氫原子或1至20個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個芳族基且可經一或多個選自以下之基團取代：-OR
10、(=O)、-C(O)OR
11、-NR
12R
13；
R
10、R
11、R
12及R
13係獨立地選自：
H或1至20個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈；
R
7及R
8係相同或不同的，係質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨；
R
9係選自質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨；
b)提供H
2S；
c)使該至少一種式(II)之化合物與H
2S在選自硫化氫解酶，較佳與該式(II)之化合物相關之硫化氫解酶的至少一種酶存在下反應；
該反應在反應器中，在該反應器之氣體頂部空間中H
2S之分壓在0.01與4巴之間，例如在0.01與3巴之間，較佳在0.1與3巴之間，例如在0.1與2.5巴之間，且更優先在0.25與2巴之間的情況下，在反應溫度下進行；
d)獲得至少一種式(I)之官能基化硫醇；
e)視情況分離在階段d)中獲得之該至少一種式(I)之官能基化硫醇；及
f)對在階段d)或e)中獲得之式(I)之官能基化硫醇進行視情況選用之額外的官能基化及/或視情況選用之去保護；且
其中視情況同時進行階段a)及b)。
除非另外指示，否則表述「在X與X之間」包括所提及之限值。
不飽和烴鏈應理解為在兩個碳原子之間包含至少一個雙鍵或參鍵之烴鏈。
雜原子尤其應理解為選自O、N、S、P及鹵素之原子。
在根據本發明之方法之上下文中，惰性氣體尤其應理解為具有很少活性或沒有活性之任何氣體。作為實例，可提及二氮、氬氣或甲烷，較佳二氮。
反應介質(或混合物)尤其應理解為包含至少一種式(II)化合物、H
2S及該至少一種硫化氫解酶之介質。
該反應介質因此可包含：
- 至少一種如下文所定義之式(II)之化合物，
- H
2S，
- 至少一種如下文所定義之硫化氫解酶，
- 視情況選用之如下所定義之其輔因子，
- 視情況選用之如下文所定義之鹼，及
- 視情況選用之溶劑，較佳水。
較佳地，反應介質係液體，例如呈水溶液之形式，尤其在階段c)之溫度及壓力條件下係液體。
H
2S呈氣態形式，尤其在階段c)之溫度及壓力條件下呈氣態形式。特定言之，應理解部分H
2S溶解於反應介質中以便發生階段c)之反應，同時其他部分在反應器之氣體頂部空間中在該分壓下呈氣態形式。
「氣體頂部空間」應理解為意謂反應器中位於反應介質上方，較佳位於液態反應介質上方之空間。更特定言之，「氣體頂部空間」應理解為意謂位於液態反應介質之表面與反應器之頂部之間的空間(當反應器之下部包含液相時，反應器之包含氣相之上部)。特定言之，氣體頂部空間包含氣相，該氣相包含該分壓下之H
2S。
反應介質及H
2S尤其係以一定量引入反應器中，使得氣體頂部空間位於反應器所含之反應介質的上方。
替代地，階段c)可如下描述：
c)使該至少一種式(II)之化合物與H
2S在選自硫化氫解酶，較佳與該式(II)之化合物相關之硫化氫解酶的至少一種酶存在下反應；
該反應在反應器中，在反應介質上方H
2S之分壓在0.01與4巴之間，例如在0.01與3巴之間，較佳在0.1與3巴之間，例如在0.1與2.5巴之間，且更優先在0.25與2巴之間的情況下，在反應溫度下進行。
根據一個實施例，H
2S之該分壓對應於氣體頂部空間中存在之氣相的總壓(亦即，僅H
2S存在於反應器之氣體頂部空間中)。
根據一個實施例，H
2S之該分壓在階段c)之整個持續時間內可保持恆定。此可藉由在階段c)期間向反應器持續引入H
2S或藉由向反應器規律或不規律獨立添加H
2S來獲得。實際上，由於反應期間H
2S之消耗，因此有可能對H
2S分壓之減小進行補償。
根據另一個實施例，H
2S之該分壓可在階段c)之前或期間達成，隨後停止向反應器引入H
2S。因此在階段c)期間，較佳直至反應停止，H
2S之分壓減小。
在整個階段c)期間，可控制H
2S之分壓，尤其藉由任何已知技術，例如使用流體壓力計。可添加H
2S以使得在反應器中達成液相(反應介質)與氣相(包含該分壓下之H
2S)之間的平衡狀態。
較佳地，氣體頂部空間中氣相之總壓(例如當H
2S係唯一氣體時H
2S之壓力，或H
2S與惰性氣體之混合物的總壓)大約對應於大氣壓力(大約1.01325巴)。視所需操作條件而定，亦有可能選擇在相對於大氣壓力之負壓或過壓下操作。
例如可提及以下方法。
■ 根據一個實施例，在反應器中創造真空，隨後以根據本發明之分壓引入H
2S。舉例而言，抽真空至-1巴，隨後施加0.25巴之H
2S壓力。
■ 根據另一個實施例，進行以下階段：
- 用惰性氣體如N
2吹洗反應器之頂部空間；隨後
- 創造部分真空；隨後
- 以根據本發明之分壓引入H
2S。
舉例而言，在用N
2吹洗反應器之頂部空間後，抽真空至-0.25巴，隨後添加0.25巴H
2S。
■ 根據另一個實施例，有可能將惰性氣體如N
2與根據本發明之分壓之H
2S的混合物引入至反應器。舉例而言，有可能引入0.25巴H
2S與0.75巴N
2之混合物。
■ 根據另一個實施例，有可能向反應器引入惰性氣體如N
2(吹洗氣體頂部空間)，隨後以根據本發明之分壓添加H
2S。舉例而言，有可能施加1巴壓力之N
2，隨後添加0.25巴H
2S。
階段c)期間之溫度可在10℃與60℃之間，較佳在20℃與40℃之間，且更特定言之在25℃與40℃之間。
階段c)所用之反應器可為任何類型。其較佳選自塞流反應器或連續式反應器，較佳係攪拌型及/或具有氣相之再循環及/或液相之再循環。較佳地，該反應器使得氣體頂部空間中存在之氣相能夠再循環(或回收)。
階段a)及b)可同時進行或以任何順序進行。
該反應介質可藉由以任何順序添加該式(II)化合物、該硫化氫解酶及視情況選用之其輔因子來製備。較佳隨後引入H
2S。此使得可能尤其更易於控制引入至反應器之H
2S壓力。
較佳地，式(II)化合物及/或硫化氫解酶呈溶液形式，更優先呈水溶液形式。
H
2S可藉由任何已知方法，且尤其藉由鼓泡至反應介質中，較佳藉由自反應器之底部鼓泡至反應介質中而引入反應器中。鼓泡可藉由混合H
2S與惰性氣體(例如二氮、氬氣或甲烷，較佳二氮)來實現。優先地，純粹引入H
2S (不與另一氣體混合)。也可經由反應器之頂部空間引入H
2S，且例如隨後可與反應介質平衡，反應介質較佳經攪拌。
較佳地，較佳在階段c)期間且更優先在階段c)之整個持續時間內，H
2S相對於式(II)化合物係過量的，較佳係莫耳過量的。因此，較佳在階段c)期間且更優先在階段c)之整個持續時間內，H
2S相對於式(II)化合物的量可呈超化學計算量狀態。
特定言之，較佳在階段c)期間且更優先在階段c)之整個持續時間內，H
2S/式(II)化合物之莫耳比在1.1與20之間，較佳在1.1與10之間，優先在2與8之間，例如在3.5與8之間，且甚至更優先在3.5與5之間。該比率可在階段c)之整個持續期間內保持恆定。
階段c)可在溶液中，尤其在水溶液中進行。舉例而言，溶液包含相對於溶液總重量在50重量%與99重量%之間的水，較佳在75重量%與97重量%之間的水。
特定言之，當反應介質係水溶液時，階段c)中反應介質之pH可在4與9之間，例如在5與8之間，較佳在6與7.5之間，且更特定言之在6.2與7.2之間。
可尤其根據所選硫化氫解酶之最佳操作條件在上述範圍內調節pH值。pH值可藉由習知已知方法，例如用pH探針來測定。較佳在階段c)之整個反應中，pH可尤其藉由添加鹼來調節。可使用任何類型的鹼，較佳包含硫原子的鹼。鹼應尤其理解為具有大於7，較佳在8與14之間的pH值的化合物或化合物的混合物。
鹼可選自硫氫化物鹽及/或硫化物鹽、氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨。較佳鹼係硫氫化銨(NH
4SH)。
硫氫化物及/或硫化物鹽可選自由以下組成之群：硫氫化銨、鹼金屬硫氫化物、鹼土金屬硫氫化物、鹼金屬硫化物及鹼土金屬硫化物。
鹼金屬應理解為鋰、鈉、鉀、銣及銫，較佳鈉及鉀。
鹼土金屬應理解為鈹、鎂、鈣、鍶及鋇，較佳鈣。
特定言之，硫氫化物鹽及/或硫化物鹽可選自由以下組成之群：
硫氫化銨NH
4SH、硫氫化鈉NaSH、硫氫化鉀KSH、硫氫化鈣Ca(SH)
2、硫化鈉Na
2S、硫化銨(NH
4)
2S、硫化鉀K
2S及硫化鈣CaS。較佳硫氫化物係硫氫化銨(NH
4SH)。
鹼可以0.1與10 M之間、較佳0.5與10 M之間、更佳0.5與5 M之間的濃度添加。尤其將使用濃鹼，以便在添加鹼時限制反應介質之稀釋。
階段c)可分批、半連續地或連續地進行。
階段 c) 在基本上無氧氣存在下進行 ：應理解氧氣尤其意謂二氧O
2。
較佳地，階段c)在基本上無氧氣存在下，或甚至在無氧氣存在下進行。當階段c)在基本上無氧氣存在下(或甚至在無氧氣O
2存在下)進行時，此使得在需要時有可能限制(或甚至避免)硫化物及/或多硫化物(尤其二硫化物)之共生產，它們係非所要的副產物(參見申請案FR2007577)。
更特定言之，表述「在基本上無氧氣存在下」應理解為意謂反應介質中及/或(反應器之氣體頂部空間中所含有之)氣相中可能留存一定量的氧氣，以便所產生之硫化物及/或多硫化物的量相對於所產生之式(I)化合物的總重量小於或等於5重量%。
舉例而言，表述「在基本上無氧氣存在下」應理解為意謂反應介質含有相對於反應介質之總重量小於0.0015重量%之氧氣(較佳嚴格地小於0.0015重量%)，及/或(氣體頂部空間中所含有之)氣相含有相對於該氣相之總體積小於21體積%之氧氣(較佳嚴格地小於21體積%)。
因此，反應介質可含有相對於反應介質之總重量在0與0.0015重量%之間的氧氣(較佳嚴格地小於0.0015重量%)，及/或(氣體頂部空間中所含有之)氣相可含有相對於氣相之總體積在0與21體積%之間的氧氣(較佳嚴格地小於21體積%)。特定言之，反應介質及/或(氣體頂部空間中所含有之)氣相中氧氣的量導致所產生之硫化物及/或多硫化物的量相對於所產生之式(I)化合物的總重量小於或等於5重量%。
舉例而言，階段c)可在封閉式反應器(亦即無來自空氣之氧氣的供應)中進行。
相當較佳地，(氣體頂部空間中所含有之)氣相不包含氧氣。較佳地，(氣體頂部空間中所含有之)氣相不包含氧氣且反應混合物包含相對於反應混合物之總重量0與0.0015重量%之間(較佳嚴格地小於0.0015重量%)的氧氣。此係因為O
2/H
2S混合物可能存在爆炸風險，此顯然意味著操作者安全之風險。
更特定言之，當階段c)亦在基本上無氧氣存在下(或甚至無氧氣存在下)進行時，此使得在需要時有可能生產L-高半胱胺酸同時限制(或甚至避免)非所要之副產物L-高胱胺酸及/或L-高半胱胺酸硫化物(亦被稱作4,4'-硫烷二基雙(2-胺基丁酸)/L-高羊毛硫胺酸)的共生產。
L-高半胱胺酸硫化物具有下式：
L-高胱胺酸具有下式：
。
習知方法可在基本上無氧氣存在下或甚至無氧氣存在下用於進行階段c)。
根據一個實施例，在階段c)之前，自反應介質移除氧氣，例如藉由脫氣。
根據另一個實施例，在階段c)之前，分別自即將形成反應介質之每一種成分或自至少兩種該等成分之混合物移除氧氣。舉例而言，對包含式(II)化合物、硫化氫解酶及視情況選用之溶劑的各溶液進行脫氣。
亦有可能自反應器之頂部空間的氣相移除氧氣，較佳藉由脫氣。
反應器亦可用諸如二氮、氬氣或甲烷，較佳二氮之惰性氣體來惰性化。
各種技術亦可彼此組合。
較佳地，藉由以下方式達成基本上無氧氣存在或甚至完全無氧氣存在：
- 反應器用諸如二氮、氬氣或甲烷，較佳二氮之惰性氣體惰性化；及
- 對包含式(II)化合物、硫化氫解酶及視情況選用之溶劑的各溶液進行脫氣。
工業脫氣法係熟知的且可例如提及以下方法：
- 減壓(真空脫氣)，
- 熱調節(提高水性溶劑之溫度且降低有機溶劑之溫度)，
- 膜脫氣，
- 藉由交替的冷凍-抽吸-融化循環進行脫氣，
- 藉由用惰性氣體(例如氬氣、二氮或甲烷)進行鼓泡來脫氣。
根據一個實施例，在階段c)中，氧氣既不以溶解於液體中(特定言之溶解於反應介質中)之形式，亦不以氣態形式(特定言之在該氣相中)存在。
分離階段e)可根據熟習此項技術者已知之任何技術進行。特定言之，當最終產物係固體時：
- 藉由用與反應介質不混溶之溶劑進行萃取及/或傾析，隨後蒸發該溶劑；
- 藉由沈澱(藉由溶劑之不完全蒸發或藉由添加所關注化合物在其中溶解度較低的溶劑)。在此沈澱之後通常係根據熟習此項技術者已知之任何方法的過濾階段。隨後可乾燥最終產物；或
- 藉由選擇性沈澱，該選擇性沈澱係經由根據不同化合物之各別溶解度來調節pH值而進行。
高半胱胺酸可尤其以固體形式回收。
當最終產物呈液體形式時，可藉由蒸餾或在液/液萃取之前蒸餾或蒸發來進行分離。
進行額外官能基化及/或視情況進行之去保護的階段f)使得有可能藉由習知方法獲得其他化學官能基及/或脫除某些化學官能基的保護基。舉例而言，若X-R
2表示羧基官能基，則可將其酯化、還原成醛、還原成醇，且隨後酯化、醯胺化、氮化或其他。視該式(I)之官能基化硫醇之所欲最終用途而定，熟習此項技術者可獲得所有官能基及/或將其去保護。
因此，在階段d)或e)結束時獲得之式(I)之官能基化硫醇可進行一或多種其他化學反應，以獲得一或多種具有不同官能性之硫醇衍生物，該等化學反應係熟知之反應。
通式 (I) 之官能基化硫醇 ：
根據本發明之方法目標在於獲得以下通式(I)之官能基化硫醇：
R
2-X-C*H(NR
1R
7)-(CH
2)
n-SH (I)
其中，
- R
1及R
7係相同或不同的，係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子；
- X係選自-C(=O)-、-CH
2-或-CN；
- R
2係：
(i)當X表示-CN時，不存在，
(ii)或氫原子，
(iii)或-OR
3，R
3係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子，
(iv)或-NR
4R
5，R
4及R
5係相同或不同的，係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子；
n等於1或2；且
*表示不對稱碳。
此等硫醇被稱為官能基化的，因為除化學官能基-SH之外，其亦包含至少一種胺型官能基-NR
1R
7。
較佳地，n等於2。
較佳地，X係-C(=O)-。
較佳地，R
2係具有如上文所定義之R
3的-OR
3。R
3可尤其係氫原子或1至10個碳原子、較佳1至5個碳原子的直鏈或分支鏈飽和烴鏈。特定言之，R
3係H。
R
1及R
7係相同或不同的，較佳係氫原子或1至10個碳原子、較佳1至5個碳原子的直鏈或分支鏈飽和烴鏈。較佳地，R
1及R
7係H。
特定言之，X係-C(=O)-且R
2係具有如上文所定義之R
3的-OR
3。
式(I)之官能基化硫醇可選自由高半胱胺酸、半胱胺酸及其衍生物組成之群。
特定言之，式(I)之官能基化硫醇係L-高半胱胺酸及L-半胱胺酸。
較佳之式(I)之官能基化硫醇係高半胱胺酸，且尤其係具有下式之L-高半胱胺酸：
對於L-高半胱胺酸，n等於2，X係-C(=O)-，R
2係-OR
3，其中R
3係H且R
1及R
7係H。
已觀測到，不對稱碳原子之組態在整個階段c)反應中得以保留。因此，根據本發明之方法獲得之式(I)之官能基化硫醇可為鏡像異構性純的。
式(I)之官能基化硫醇係對掌性化合物。在本說明書中，當未指定鏡像異構形式時，包括呈任何鏡像異構形式之化合物。
根據一個實施例，在階段c)結束時之反應介質不包含硫化物或多硫化物，且尤其不包含對應於所獲得之式(I)之官能基化硫醇的硫化物或多硫化物。舉例而言，在階段c)結束時之反應介質包含相對於轉化為式(I)化合物之式(II)化合物的總莫耳量小於10 mol%、較佳地小於5 mol%的硫化物及多硫化物。
硫化物應尤其理解為對應於式(I)化合物的硫化物，其具有以下式(III)：
R
2-X-C*H(NR
1R
7)-(CH
2)
n-S-(CH
2)
n-(NR
1R
7)C*H-X-R
2(III)
其中
*、R
1、R
2、R
7、X及n如上文所定義。
多硫化物應尤其理解為對應於式(I)化合物之多硫化物，其具有以下式(IV)：
R
2-X-C*H(NR
1R
7)-(CH
2)
n-(S)
m-(CH
2)
n-(NR
1R
7)C*H-X-R
2(IV)
其中
*、R
1、R
2、R
7、X及n如上文所定義且m係2與6之間且包括端值的整數，例如m等於2或3。
較佳地，m等於2 (其對應於二硫化物)。
特定言之，當式(I)化合物係L-高半胱胺酸時，階段c)結束時之反應介質不包含L-高半胱胺酸硫化物或L-高胱胺酸。
較佳地，在階段c)期間式(II)化合物與H
2S反應之後，獲得以下：如上所定義之式(I)之官能基化硫醇，及式(V)化合物GH，其中G如下所定義，即以下類型之化合物：(i') R
6-C(O)-OH，(ii') (R
7O)(R
8O)-P(O)-OH，或(iii') R
9O-SO
2-OH；其中R
6、R
7、R
8及R
9如下所定義。特定言之，當化合物(II)係O-乙醯基-L-高絲胺酸時，獲得L-高半胱胺酸及乙酸。式(V)化合物可能係階段c)期間之反應介質酸化的原因。因此，有可能將反應介質之pH維持在4與9之間，例如5與8之間，較佳6與7.5之間，且更特定言之6.2與7.2之間，尤其在如上所述之階段c)期間且尤其藉由添加如上所定義之鹼。
通式 (II) 化合物 ：
對於具有以下通式(II)之化合物：
R
2-X-C*H(NR
1R
7)-(CH
2)
n-G (II)
*、R
1、R
2、R
7、X及n如上文對於式(I)化合物所定義，且
G表示(i) R
6-C(O)-O-，或(ii) (R
7O)(R
8O)-P(O)-O-，或(iii) R
9O-SO
2-O-；
其中R
6係氫原子或1至20個、較佳1至10個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個芳族基且可經一或多個選自以下之基團取代：-OR
10、(=O)、-C(O)OR
11及-NR
12R
13；
R
10、R
11、R
12及R
13係獨立地選自：
H或1至20個、較佳1至10個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈；
R
7及R
8係相同或不同的，係質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨，較佳係質子或鹼金屬且更特定言之，係H
+或Na
+；
R
9係選自質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨，較佳係質子或鹼金屬，且更特定言之係質子H
+或Na
+；
特定言之，G表示R
6-C(O)-O-或R
9O-SO
2-O-；較佳地G係R
6-C(O)-O-。
特定言之，R
6係氫原子或1至10個、較佳1至5個碳原子之直鏈或分支鏈、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可經一或多個選自以下之基團取代：-OR
10、(=O)及-C(O)OR
11；R
10及R
11係獨立地選自：
H或1至10個、較佳1至5個碳原子之直鏈或分支鏈、飽和或不飽和烴鏈。
更特定言之，R
10及R
11係H。特定言之，R
12及R
13係H。
芳族基應理解成優先係苯基。
通式(II)之化合物尤其係絲胺酸(當n等於1時)或高絲胺酸(當n等於2時)之衍生物，尤其係L-絲胺酸或L-高絲胺酸之衍生物。其可例如選自由以下組成之群：
O-磷酸根基-L-高絲胺酸、O-丁二醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯乙醯基-L-高絲胺酸、O-丙醯基-L-高絲胺酸、O-香豆醯基-L-高絲胺酸、O-丙二醯基-L-高絲胺酸、O-羥甲基戊二醯基-L-高絲胺酸、O-庚二醯基-L-高絲胺酸、O-硫酸根基-L-高絲胺酸、O-磷酸根基-L-絲胺酸、O-丁二醯基-L-絲胺酸、O-乙醯基-L-絲胺酸、O-乙醯乙醯基-L-絲胺酸、O-丙醯基-L-絲胺酸、O-香豆醯基-L-絲胺酸、O-丙二醯基-L-絲胺酸、O-羥甲基戊二醯基-L-絲胺酸、O-庚二醯基-L-絲胺酸及O-硫酸根基-L-絲胺酸。
更特定言之，其可選自由以下組成之群：
O-磷酸根基-L-高絲胺酸、O-丁二醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯乙醯基-L-高絲胺酸、O-丙醯基-L-高絲胺酸、O-香豆醯基-L-高絲胺酸、O-丙二醯基-L-高絲胺酸、O-羥甲基戊二醯基-L-高絲胺酸、O-庚二醯基-L-高絲胺酸及O-硫酸根基-L-高絲胺酸。
通式(II)之化合物可選自由以下組成之群：
O-磷酸根基-L-高絲胺酸、O-丁二醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯基-L-高絲胺酸、O-硫酸根基-L-高絲胺酸及O-丙醯基-L-高絲胺酸。
通式(II)之化合物可選自由以下組成之群：
O-磷酸根基-L-高絲胺酸、O-丁二醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯基-L-高絲胺酸。
式(II)之化合物尤其較佳係O-乙醯基-L-高絲胺酸(OAHS)，在此化合物中，n等於2，X係-C(=O)-，R
2係-OR
3，其中R
3係H，R
1及R
7係H且G係-O-C(O)-R
6，其中R
6係甲基。
式(II)化合物係市售的或經由熟習此項技術者已知之任何技術獲得。
此等化合物可藉由醱酵方法自烴源及氮源獲得，例如申請案WO 2008/013432中所描述。
此等化合物可例如藉由可再生起始物質之醱酵而獲得。可再生起始物質可選自葡萄糖、蔗糖、澱粉、糖蜜、丙三醇及生物乙醇，較佳係葡萄糖。
L-絲胺酸衍生物亦可由L-絲胺酸之乙醯化產生，L-絲胺酸自身可能藉由可再生起始物質之醱酵而獲得。可再生起始物質可選自葡萄糖、蔗糖、澱粉、糖蜜、丙三醇及生物乙醇，較佳係葡萄糖。
L-高絲胺酸衍生物亦可由L-高絲胺酸之乙醯化產生，L-高絲胺酸自身可能藉由可再生起始物質之醱酵而獲得。可再生起始物質可選自葡萄糖、蔗糖、澱粉、糖蜜、丙三醇及生物乙醇，較佳係葡萄糖。
硫化氫解酶：
該至少一種式(II)之化合物與H
2S之間的反應係在選自硫化氫解酶，較佳與該式(II)之化合物相關之硫化氫解酶的至少一種酶存在下進行。與式(II)化合物相關之硫化氫解酶係可容易鑑別的，因為其共用相同名稱，例如O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶(OAHS硫化氫解酶)與O-乙醯基-L-高絲胺酸相關。
硫化氫解酶尤其能夠催化該式(II)化合物與H
2S之間的反應(酶反應)。「催化劑」通常應理解為加速反應且在此反應結束時未發生變化之物質。可以催化量使用硫化氫解酶及視情況選用之其輔因子。「催化量」應尤其理解為足以催化反應之量。更特定言之，以催化量使用之試劑相對於以化學計量比例使用之試劑的量(以重量計)係以較小量使用，例如在約0.01重量%與20重量%之間。
該硫化氫解酶較佳屬於轉移酶類，尤其由EC 2.X.X.XX (或註釋EC 2)分類指定。《酶委員會編號(Enzyme Commission numbers)》之EC分類係廣泛使用的，且可見於網站https://enzyme.expasy.org/。特定言之，該酶選自EC 2.5.X.XX類(或註釋EC 2.5.)之硫化氫解酶，意謂轉移除甲基以外的烷基或芳基的轉移酶。
硫化氫解酶尤其係EC 2.5.1.XX類(其中XX視酶之受質而變化)。
例如：
- O-乙醯基高絲胺酸硫化氫解酶係EC 2.5.1.49型。
- O-磷酸絲胺酸硫化氫解酶係EC 2.5.1.65類。
- O-丁二醯基高絲胺酸硫化氫解酶係EC 2.5.1.49型。
例如：
- O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶係EC 2.5.1.49型。
- O-磷酸根基-L-絲胺酸硫化氫解酶係EC 2.5.1.65型。
- O-丁二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶係EC 2.5.1.49型。
因此，特定言之，當式(II)化合物係L-高絲胺酸或L-絲胺酸之衍生物時，所使用之硫化氫解酶可選自O-磷酸根基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-丁二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-乙醯乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-丙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-香豆醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-丙二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-羥甲基戊二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-庚二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-硫酸根基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-磷酸根基-L-絲胺酸硫化氫解酶、O-丁二醯基-L-絲胺酸硫化氫解酶、O-乙醯基-L-絲胺酸硫化氫解酶、O-乙醯乙醯基-L-絲胺酸硫化氫解酶、O-丙醯基-L-絲胺酸硫化氫解酶、O-香豆醯基-L-絲胺酸硫化氫解酶、O-丙二醯基-L-絲胺酸硫化氫解酶、O-羥甲基戊二醯基-L-絲胺酸硫化氫解酶、O-庚二醯基-L-絲胺酸硫化氫解酶及O-硫酸根基-絲胺酸硫化氫解酶。
更特定言之，所使用之硫化氫解酶可選自O-磷酸根基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-丁二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-乙醯乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-丙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-香豆醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-丙二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-羥甲基戊二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-庚二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-硫酸根基-L-高絲胺酸硫化氫解酶。
特定言之，硫化氫解酶可選自O-磷酸根基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-丁二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-硫酸根基-L-高絲胺酸硫化氫解酶及O-丙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶。
硫化氫解酶可選自O-磷酸根基-L-高絲胺酸硫化氫解酶、O-丁二醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶及O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶。
極佳地，酶係O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶(OAHS硫化氫解酶)。
該硫化氫解酶，且特定言之，O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶可源自或可衍生自以下細菌菌株：假單胞菌屬(
Pseudomonassp.)、有色桿菌屬(
Chromobacteriumsp.)、鉤端螺旋體屬(
Leptospirasp.)或生絲單胞菌屬(
Hyphomonassp.)。
如熟習此項技術者所熟知，硫化氫解酶可在輔因子，諸如吡哆醛5'-磷酸鹽(亦稱為PLP)或其類似物中之一者，較佳吡哆醛5'-磷酸鹽存在下起作用。
在輔因子吡哆醛磷酸鹽之類似物中，可提及α
5-吡哆醛甲基磷酸鹽、5'-甲基吡哆醛-P、吡哆醛5'-硫酸鹽、α
5-吡哆醛乙酸或任何其他已知的衍生物(Groman等人, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 第69卷, 第11期, 第3297-3300頁, 1972年11月)。
根據一個實施例，可將硫化氫解酶之輔因子添加至反應介質。因此，可在階段c)之前提供或在階段c)期間添加硫化氫解酶之輔因子，例如吡哆醛5'-磷酸鹽。當階段c)在水溶液中進行時，酶及視情況選用之其輔因子可預先溶解於水中，隨後添加至該溶液中。
根據另一實施例，細胞，例如細菌細胞或其他細胞可在同時表現或過度表現硫化氫解酶時產生或甚至過度產生該輔因子，以便避免補充該輔因子之步驟。
根據一個實施例，硫化氫解酶及視情況選用之其輔因子係：
- 呈分離及/或純化形式，例如水溶液形式；
該產生之酶的分離及/或純化可藉由熟習此項技術者已知的任何方式進行。其可例如涉及選自以下之技術：電泳；分子篩分；超速離心；例如用硫酸銨進行之微差沈澱；超過濾；膜或凝膠過濾；離子交換；經由疏水性相互作用進行之分離；或親和層析，例如IMAC型。
- 或存在於粗提取物中，亦即，存在於經碾磨細胞(溶解產物)之提取物中；所關注之酶可在或可不在該等細胞(下文稱為宿主細胞)中過度表現。宿主細胞可為任何適用於由相應編碼基因之表現產生所關注之酶的宿主細胞。此基因將隨後位於宿主之基因體中或由表現載體攜帶。
出於本發明之目的，「宿主細胞」應尤其理解為原核或真核細胞。常用於表現重組或非重組蛋白質之宿主細胞尤其包括：諸如大腸桿菌(
Escherichia coli)或芽孢桿菌屬(
Bacillus sp.)或假單胞菌(
Pseudomonas)之細菌的細胞；諸如釀酒酵母(
Saccharomyces cerevisiae)或甲醇酵母(
Pichia pastoris)之酵母的細胞；諸如黑麴菌(
Aspergillus niger)、繩狀青黴菌(
Penicillium funiculosum)或里氏木黴菌(
Trichoderma reesei)之真菌的細胞；昆蟲細胞，諸如Sf9細胞；或哺乳動物(尤其人類)細胞，諸如HEK 293、PER-C6或CHO細胞株。
較佳地，所關注之酶及視情況存在之輔因子在大腸桿菌中表現。較佳地，所關注之酶在諸如大腸桿菌BL21 (DE3)之大腸桿菌菌株中表現。
細胞溶解產物可根據各種已知技術獲得，諸如音波處理、加壓(法式壓機)、經由使用化學試劑(例如二甲苯、氚核)等。所獲得之溶解產物對應於經碾磨細胞之粗提取物。
- 或存在於完全細胞中。對此，可使用上述之相同技術，而無需進行細胞溶解步驟。
根據一個實施例，相對於式(II)化合物之質量，表現硫化氫解酶之生質的量在0.1重量%與10重量%之間，較佳在1重量%與5重量%之間，及/或相對於式(II)化合物之輔因子的量在0.1重量%與10重量%之間，較佳在0.5重量%與5重量%之間。
反應介質亦可包含：
- 視情況選用之一或多種溶劑，其選自水；緩衝液，諸如磷酸鹽緩衝液、Tris-HCl、Tris鹼、碳酸氫銨、乙酸銨、HEPES (4-(2-羥乙基)-1-哌𠯤乙烷磺酸)、CHES (N-環己基-2-胺基乙烷磺酸)；或鹽，諸如氯化鈉、氯化鉀或其介質；
- 視情況選用之添加劑，諸如界面活性劑，以便尤其促進一或多種試劑或基質之溶解度。
以上可用於階段c)反應之各種成分係容易市售獲得的，或可根據熟習此項技術者所熟知之技術製備。此等不同元素可呈固體、液體或氣態形式，且可極有利地使其成為溶液或溶解於水或本發明之方法中所用之任何其他溶劑中。所用酶亦可接枝至載體上(在負載型酶之情況下)。
根據一個較佳實施例，該式(II)化合物係O-乙醯基-L-高絲胺酸，所使用之酶係O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶且所獲得之式(I)之官能基化硫醇係L-高半胱胺酸。
本發明亦關於一種組合物，其較佳係水溶液，該組合物包含：
- 如上文所定義之式(II)之化合物；
- 硫化氫解酶，較佳與式(II)化合物相關之硫化氫解酶，該硫化氫解酶如上文所定義；及
- 溶解之H
2S，較佳係過量的。
較佳地，該組合物包含：
- O-乙醯基-L-高絲胺酸；
- O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶；及
- 溶解之H
2S，較佳係過量的。
該組合物尤其對應於如上所定義之反應介質。
條件、特徵及視情況選用之其他組分與關於如上文所定義之反應介質所定義的彼等係相同的。
特定言之，根據本發明之組合物不包含溶解氧。較佳地，H
2S相對於式(II)化合物係過量的，較佳係莫耳過量的。因此H
2S相對於式(II)化合物的量可呈超化學計算量狀態。
特定言之，H
2S/式(II)化合物莫耳比在1.1與20之間，較佳1.1與10之間，優先在2與8之間，例如在3.5與8之間，且甚至更優先在3.5與5之間。
組合物亦可包含如上文所定義之硫化氫解酶之輔因子。
特定言之，根據本發明之組合物使得能夠實施根據本發明之方法。
以下實例能夠說明本發明，但在任何情況下皆不為限制性的。
實例
轉化率、選擇性及產率之常見定義如下：
轉化率=(初始狀態下反應物之莫耳數-反應後剩餘反應物之莫耳數)/(初始狀態下反應物之莫耳數)
選擇性=轉化成所需產物之反應物之莫耳數/(初始狀態下反應物之莫耳數-反應後剩餘反應物之莫耳數)
產率=轉化率×選擇性
實例 1 ： 在 H
2S
分壓下自 O- 乙醯基 -L- 高絲胺酸酶促製備 L- 高半胱胺酸 階段 1 ： 製備 O- 乙醯基 -L- 高絲胺酸 (OAHS) 根據Sadamu Nagai之論文(「Synthesis of O-acetyl-L-homoserine」, Academic Press (1971), 第17卷, 第423-424頁)中描述之方案，由L-高絲胺酸及乙酸酐合成O-乙醯基-L-高絲胺酸。
階段 2 ：製備反應介質 將10 g/l之源自階段1)之O-乙醯基-L-高絲胺酸(此產物溶解於250 ml水中)引入恆溫控制之500 ml不鏽鋼反應器中。在機械攪拌下使溶液達到37℃。
將5 g/l OAHS硫化氫解酶及0.4 g/l吡哆醛磷酸鹽輔因子添加至反應介質以便達成總體積300 ml。使用氨水溶液(4 M)將pH值維持在設定值6.5。
隨後藉由氮氣鼓泡使反應介質脫氣約十分鐘。
階段 3 ：在壓力下添加 H
2S
將反應器置於真空下以便除去反應器頂部空間中存在之所有氣體，且因此精細控制所添加硫化氫之壓力。
隨後施加某一壓力H
2S (PH
2S = P總(Ptotal))。反應之起始藉由反應介質之逐漸酸化確認(歸因於乙酸副產物之逐漸釋放)，且經由逐漸添加氫氧化銨(4M)將溶液之pH保持在約6.5。
分析 . 在1小時反應後經由對銀液電位滴定法形成之硫醇進行定量的方法量測反應之產率(亦藉由NMR及HPLC分析確認結果)。
結果 . 對於所用反應器之氣體頂部空間中具有不同H
2S分壓之數個測試，測定一小時反應後L-高半胱胺酸之產率。
結果顯示存在三個階段(參見圖1)：
- 在0與0.25巴之間的H
2S分壓下產率增加；
- 在0.25與2巴之間的H
2S分壓下產率處於平穩階段，在90%與100%之間；
- 在大於2巴、至多4巴之H
2S分壓下此產率減小。
實例 2 ： 在 H
2S
分壓下且在不脫氣反應介質中自 O- 乙醯基 -L- 高絲胺酸酶促製備 L- 高半胱胺酸 階段 1 ： 製備 O- 乙醯基 -L- 高絲胺酸 (OAHS) 根據Sadamu Nagai之論文(「Synthesis of O-acetyl-L-homoserine」, Academic Press (1971), 第17卷, 第423-424頁)中描述之方案，由L-高絲胺酸及乙酸酐合成O-乙醯基-L-高絲胺酸。
階段 2 ：製備反應介質 將10 g/l之源自階段1)之O-乙醯基-L-高絲胺酸(此產物溶解於250 ml水中)引入恆溫控制之500 ml不鏽鋼反應器中。在機械攪拌下使溶液達到37℃。
將5 g/l OAHS硫化氫解酶及0.4 g/l吡哆醛磷酸鹽輔因子添加至反應介質以便達成總體積300 ml。使用氨水溶液(4 M)將pH值維持在設定值6.5。
階段 3 ：在壓力下添加 H
2S
將反應器置於真空下以便除去反應器頂部空間中存在之所有氣體，且因此精細控制所添加硫化氫之壓力。
隨後施加0.25巴之H
2S。反應之起始藉由反應介質之逐漸酸化確認(歸因於乙酸副產物之逐漸釋放)，且經由逐漸添加氫氧化銨(4M)將溶液之pH保持在約6.5。
分析 . 在1小時反應後經由對銀液電位滴定法形成之硫醇進行定量的方法量測反應之產率(亦藉由NMR及HPLC分析確認結果)。
結果 . T最終(Tfinal)時L-高半胱胺酸之產率：88.4%
圖1：圖1表明1小時反應後L-高半胱胺酸之酶合成反應的產率(%)，其隨H
2S分壓(巴)而變化。
Claims (12)
- 一種合成至少一種以下通式(I)之官能基化硫醇之方法：R 2-X-C *H(NR 1R 7)-(CH 2) n-SH (I) 其中， R 1 及 R 7 係相同或不同的，係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子； X係選自-C(=O)-、-CH 2-或-CN； R 2 係： (i)當X表示-CN時，不存在， (ii)或氫原子， (iii)或-OR 3，R 3係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子， (iv)或-NR 4R 5，R 4及R 5係相同或不同的，係氫原子或1至20個碳原子之芳族或非芳族、直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個雜原子； n等於1或2；且 *表示不對稱碳； 該方法包含以下階段： a)提供至少一種以下通式(II)之化合物： R 2-X-C*H(NR 1R 7)-(CH 2) n-G (II) 其中 *、R 1、R 2、R 7、X及n如式(I)所定義，且 G表示(i) R 6-C(O)-O-，或(ii) (R 7O)(R 8O)-P(O)-O-，或(iii) R 9O-SO 2-O-； 其中 R 6 係氫原子或1至20個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈，該烴鏈可包含一或多個芳族基且可經一或多個選自以下之基團取代：-OR 10、(=O)、-C(O)OR 11、-NR 12R 13； R 10、R 11、R 12及R 13係獨立地選自： H或1至20個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈； R 7 及 R 8 係相同或不同的，係質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨； R 9 係選自質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨； b)提供H 2S； c)使該至少一種式(II)之化合物與H 2S在選自硫化氫解酶，較佳與該式(II)之化合物相關之硫化氫解酶的至少一種酶存在下反應； 該反應在反應器中，在該反應器之氣體頂部空間中H 2S之分壓在0.01與4巴之間，例如在0.01與3巴之間，較佳在0.1與3巴之間，例如在0.1與2.5巴之間的情況下，在反應溫度下進行； d)獲得至少一種式(I)之官能基化硫醇； e)視情況分離在階段d)中獲得之該至少一種式(I)之官能基化硫醇；及 f)對在階段d)或e)中獲得之式(I)之官能基化硫醇進行視情況選用之額外的官能基化及/或視情況選用之去保護；且 其中視情況同時進行階段a)及b)。
- 如請求項1之方法，其中該反應器之氣體頂部空間中H 2S之該分壓在0.25與2巴之間。
- 如請求項1或2之方法，其中該H 2S相對於該式(II)化合物係過量的。
- 如請求項1或2之方法，其中階段c)在水溶液中進行。
- 如請求項1或2之方法，其中H 2S之該分壓對應於該氣體頂部空間中之總壓。
- 如請求項1或2之方法，其中H 2S之該分壓在階段c)之整個持續時間內保持恆定。
- 如請求項1或2之方法，其中該式(II)化合物係選自由以下組成之群： O-磷酸根基-L-高絲胺酸、O-丁二醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯乙醯基-L-高絲胺酸、O-丙醯基-L-高絲胺酸、O-香豆醯基-L-高絲胺酸、O-丙二醯基-L-高絲胺酸、O-羥甲基戊二醯基-L-高絲胺酸、O-庚二醯基-L-高絲胺酸及O-硫酸根基-L-高絲胺酸，較佳O-乙醯基-L-高絲胺酸。
- 如請求項1或2之方法，其中該式(I)之官能基化硫醇係L-高半胱胺酸。
- 如請求項1或2之方法，其中該式(II)化合物係O-乙醯基-L-高絲胺酸，所使用之酶係O-乙醯基-L-高絲胺酸硫化氫解酶且該式(I)之官能基化硫醇係L-高半胱胺酸。
- 如請求項1或2之方法，其中階段c)在基本上無氧氣存在下，較佳在無氧氣存在下進行。
- 如請求項1或2之方法，其中階段c)期間之溫度在10℃與60℃之間，較佳在20℃與40℃之間，且更特定言之在25℃與40℃之間。
- 一種組合物，其包含： 如請求項1所定義之式(II)化合物； 硫化氫解酶；及 溶解之H 2S。
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