TWI803906B - 合成官能化硫醇之改良方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於在基本上不存在氧之情況下合成官能化硫醇之方法，且亦係關於一種尤其能夠實施此方法之組合物。該等官能化硫醇具有下式(I)： R 2-X-C*H(NR 1R 7)-(CH 2) n-SH      (I) 其中， 相同或不同的R 1及R 7為氫原子或具有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為： (i)當X表示-CN時，不存在， (ii)或氫原子， (iii)或-OR 3，R 3為氫原子或具有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，相同或不同的R 4及R 5為氫原子或具有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。

Description

合成官能化硫醇之改良方法
本發明係關於一種用於合成官能化硫醇之方法，且亦係關於一種尤其能夠實施此方法之組合物。
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，在不飽和有機化合物上進行硫化氫之催化或光化加成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，尤其胺基酸及具有硫醇官能基之衍生物，特定言之，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，當前不存在適合於產生此等官能化硫醇的在工業上(尤其在屬於大宗化學品領域之應用中)可行的有效合成方法。
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壓力，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。在不飽和化合物上進行硫化氫之催化或光化加成係通常在稍微更溫和之條件下進行，但亦產生由引起產生硫化物及/或多硫化物的起始物質之異構化、非區域選擇性加成或雙重加成所形成的副產物。
因此，此等習知合成方法之主要缺點為其引起感興趣的硫醇及大量相關硫化物及/或多硫化物之共同產生，此係難以改善的。此等次要反應引起與起始物質相關之可變成本增加(因為選擇性降低，且因此產率降低)、純化成本增加及由消除此等副產物之巨大花費引起之生產成本增加。
經由生物學途徑來合成官能化硫醇為化學途徑之已知替代方案。舉例而言，當前藉由醱酵途徑以生物學方式產生半胱胺酸(Maier T., 2003. Nature Biotechnology, 21: 422-427)。此等生物學途徑更溫和且更適合於多功能分子。但同樣地，在產生感興趣的硫醇之同時亦產生相應的硫化物及/或多硫化物，諸如二硫化物(WO 2012/053777)。
因此，需要一種用於尤其藉由生物學途徑來合成官能化硫醇之經改良之方法，其尤其能夠限制或甚至防止形成諸如硫化物及/或多硫化物之副產物。亦需要一種用於合成官能化硫醇之方法，其為安全的且在工業上易於實施。
本發明能夠全部或部分克服先前技術方法之缺點。
本發明之一個目標為提供一種用於合成官能化硫醇之經改良之方法，該方法尤其具有等效於或優於已知方法之產率及/或選擇性。
本發明之一個目標為提供一種合成官能化硫醇之方法，其具有可忽略不計的或甚至不具有副產物，尤其硫化物及/或多硫化物之共同產生。
本發明人發現，如下文所定義之式(I)之官能化硫醇，尤其L-高半胱胺酸可有利地藉由式(II)之化合物與如下文所定義之氫硫化物鹽及/或硫化物鹽(下文表示為「鹽」)或H 2S在存在巰基酶之情況下的反應來合成，該反應係在基本上不存在氧之情況下或甚至在不存在氧之情況下進行。
因此，本發明人發現一種用於合成式(I)之官能化硫醇之方法，其能夠限制或甚至防止硫化物及/或多硫化物，尤其二硫化物之共同產生。
更特定言之，根據本發明之方法能夠產生L-高半胱胺酸，同時限制或甚至防止L-高胱胺酸及/或L-高半胱胺酸硫化物(亦稱為4,4'-硫烷二基雙(2-胺基丁酸)/L-高羊毛硫胺酸)之共同產生。
L-高半胱胺酸具有下式： [化學式1]
Figure 02_image001
L-高半胱胺酸硫化物具有下式： [化學式2]
Figure 02_image003
L-高胱胺酸具有下式： [化學式3]
Figure 02_image005
另外，已觀測到，不對稱碳原子之組態在整個反應中得以保留。因此，根據本發明之方法獲得之式(I)之官能化硫醇可為對映異構性純的。
根據本發明之方法亦在工業上易於實施。其可在溫和的溫度及壓力條件下在溶液中進行。使用鹽能夠有利地避免操作員處理硫化氫，其係有毒氣體。
所獲得之產率可大於或等於85%，較佳大於或等於90%，例如在90%與100%之間，包括端值。出乎意料地，根據本發明之方法尤其能夠獲得100%之產率，亦即，與其他方法相比提高約20%。
因此，本發明係關於一種合成至少一種以下通式(I)之官能化硫醇之方法： R 2-X-C*H(NR 1R 7)-(CH 2) n-SH    (I) 其中， -  相同或不同的R 1及R 7為氫原子或具有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為： (i)當X表示-CN時，不存在， (ii)或氫原子， (iii)或-OR 3，R 3為氫原子或具有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，相同或不同的R 4及R 5為氫原子或具有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； 該方法包含以下步驟： 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為氫原子或具有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選自以下之一或多個基團取代：-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或具有1至20個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈； 相同或不同的R 7及R 8為質子、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) 提供至少一種氫硫化物鹽及/或硫化物鹽或H 2S； c) 使該至少一種式(II)之化合物與該至少一種氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S在存在至少一種選自巰基酶，且較佳選自與該式(II)之化合物相關之巰基酶的酶之情況下反應；該反應係在基本上不存在氧之情況下，較佳在不存在氧之情況下進行； d) 獲得至少一種式(I)之官能化硫醇； e) 視情況分離在步驟d)中獲得之該至少一種式(I)之官能化硫醇；及 f) 對在步驟d)或e)中獲得的式(I)之官能化硫醇進行視情況選用之額外官能化及/或視情況選用之去保護；及 其中視情況同時進行步驟a)及步驟b)。
特定言之，氧應理解為意謂分子氧O 2。
因此，在基本上不存在氧之情況下或甚至在不存在氧之情況下進行步驟c)。
更特定言之，「在基本上不存在氧之情況下」應理解為意謂在反應混合物中及/或在(反應器之氣體頂部空間中所含之)氣相中可能殘留一些氧，使得所產生之硫化物及/或多硫化物之量相對於所產生之式(I)之化合物之總重量為小於或等於5重量%。
較佳地，「在基本上不存在氧之情況下」應理解為意謂反應混合物含有相對於反應混合物之總重量小於0.0015重量%之氧(較佳嚴格地小於0.0015重量%)及/或(反應器之氣體頂部空間中所含之)氣相含有相對於該氣相之總體積小於21體積%之氧(較佳嚴格地小於21體積%)。
因此，步驟c)亦可如下： c)使該至少一種式(II)之化合物與該至少一種氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S在存在至少一種選自巰基酶，且較佳選自與該式(II)之化合物相關之巰基酶的酶之情況下反應；該反應係在反應器中進行，其中反應混合物包含相對於反應混合物之總重量為0至0.0015重量%之氧(較佳嚴格地小於0.0015重量%)，及/或反應器之氣體頂部空間中所含之氣相包含相對於氣相之總體積為0至21體積%之氧(較佳嚴格地小於21體積%)。
特定言之，反應混合物及/或(氣體頂部空間中所含之)氣相中之氧的量使得所產生之硫化物及/或多硫化物的量相對於所產生之式(I)之化合物之總重量小於或等於5重量%。
舉例而言，步驟c)可在密閉反應器中進行(亦即，不存在自空氣供應之氧)。極佳地，(氣體頂部空間中所含之)氣相不包含氧，尤其在使用H 2S時。較佳地，(氣體頂部空間中所含之)氣相不包含氧且反應混合物包含相對於反應混合物之總重量為0至0.0015重量%之氧(較佳嚴格地小於0.0015重量%)。
事實上，O 2/H 2S混合物可存在爆炸風險，其顯然危及操作員之安全。
特定言之，「氣體頂部空間」應理解為意謂反應器中位於反應混合物上方，較佳位於液體反應混合物上方之空間。更特定言之，「氣體頂部空間」應理解為意謂位於液體反應混合物之表面與反應器之頂部之間的空間(亦即，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。
反應物尤其係以使得氣體頂部空間位於反應器中所含之反應混合物的上方的量引入反應器中。
特定言之，應理解，當使用H 2S時，使一部分H 2S溶解於反應混合物中以進行步驟c)之反應，而另一部分以氣體形式位於反應器之氣體頂部空間中。
更特定言之，該至少一種式(II)之化合物、該至少一種氫硫化物鹽及/或硫化物鹽或H 2S以及該至少一種巰基酶形成反應混合物(或介質)。因此，該反應混合物可包含： -  至少一種如下文所定義之式(II)之化合物， -  至少一種如下文所定義之氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S， -  至少一種如下文所定義之巰基酶， -  視情況選用之如下文所定義之巰基酶之輔因子， -  視情況選用之如下文所定義之鹼，及 -  視情況選用之溶劑，較佳為水。
該反應混合物可藉由以任何順序添加該式(II)之化合物、該氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S以及該巰基酶來製備。
舉例而言，可首先將該式(II)之化合物與該鹽或H 2S混合，隨後添加巰基酶(視情況與其輔因子一起)，以開始該步驟c)之反應。
值得注意的是，由於第三組分之添加才使得反應能夠開始，無論該第三組分為何物，尤其巰基酶。
較佳地，式(II)之化合物呈溶液形式，更佳呈水溶液形式。
較佳地，當使用氫硫化物及/或硫化物鹽時，此等鹽係以溶液形式且更佳以水溶液形式使用。
當使用H 2S時，其通常呈氣態形式。其尤其可藉由鼓泡來引入反應混合物中。鼓泡可藉由混合H 2S與惰性氣體(例如分子氮、氬或甲烷，較佳分子氮)來實現。因此，H 2S可以溶解形式存在於反應混合物中。
習知方法可用於在基本上不存在氧之情況下或甚至在不存在氧之情況下進行步驟c)。
根據一個實施例，在步驟c)之前，自反應混合物移除氧，例如藉由脫氣。
根據另一實施例，在步驟c)之前，分別自將要形成反應混合物之每一組分或其中至少兩者之混合物移除氧。舉例而言，將包含式(II)之化合物、氫硫化物及/或硫化物鹽(當使用時)、巰基酶及視情況選用之溶劑的溶液中之每一者脫氣。
亦有可能自進行步驟c)之反應器的頂部空間移除氧，較佳藉由脫氣。
反應器亦可用惰性氣體(諸如分子氮、氬或甲烷，較佳分子氮)來惰性化。
當使用H 2S時，其為氣態的，當然不對此反應物進行脫氣。H 2S通常不包含氧。
各種技術亦可彼此組合。
較佳地，由以下方式實現不存在氧： -  反應器用惰性氣體(諸如分子氮、氬或甲烷，較佳分子氮)來惰性化；及 -  將包含式(II)之化合物、氫硫化物及/或硫化物鹽(當使用時)、巰基酶及視情況選用之溶劑的溶液中之每一者脫氣。
工業脫氣法為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及降低有機溶劑之溫度)， -  膜脫氣， -  藉由交替的冷凍-抽氣-融化循環進行脫氣， -  藉由用惰性氣體(例如氬、分子氮或甲烷)進行起泡來脫氣。
根據一個實施例，在步驟c)中，氧既不以溶解於液體中(特定言之，反應混合物中)之形式，亦不以氣態形式(特定言之，在進行步驟c)之反應器之頂部空間中)存在。
較佳地，氫硫化物鹽及/或硫化物鹽或H 2S較佳在步驟c)期間且更佳在整個步驟c)之持續期間相對於式(II)之化合物為過量的，較佳為莫耳過量的。
因此，較佳在步驟c)期間且更佳在整個步驟c)之持續期間，氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S相對於式(II)之化合物之量可為超化學計量的。
特定言之，較佳在步驟c)期間且更佳在整個步驟c)之持續期間，[氫硫化物鹽及/或硫化物鹽]/[式(II)之化合物]之莫耳比或H 2S/式(II)之化合物之莫耳比介於1.5與10之間，較佳介於2與8之間，例如介於3.5與8之間，且甚至更佳介於3.5與5之間，包括端值。該比率可在整個步驟c)之持續期間保持恆定。
步驟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，較佳在75重量%與97重量%之間(包括端值)的水。
特定言之，當反應混合物為水溶液時，步驟c)中之反應混合物之pH值可在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，包括端值。
可尤其根據所選巰基酶之最佳操作條件在上述範圍內調節pH值。pH值可藉由習知方法，例如用pH探針來測定。
根據較佳實施例，可根據以下兩個步驟c1)及c2)進行步驟c)： c1)該至少一種式(II)之化合物與該至少一種氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S之間的在存在至少一種選自巰基酶，且較佳選自與該式(II)之化合物相關之巰基酶的酶之情況下之反應；該反應係在基本上不存在氧之情況下，較佳在不存在氧之情況下且在溶液中進行； c2)藉由添加鹼來調節該溶液之pH值，以便獲得在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之間的pH值，包括端值。
可在步驟c2)中使用任何類型之鹼，較佳為包含硫原子之鹼。鹼應尤其理解為具有大於7，較佳在8與14之間(包括端值)的pH值之化合物或化合物之混合物。鹼可選自如下文所定義之氫硫化物鹽及/或硫化物鹽、氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨。鹼可尤其選自如下文所定義之氫硫化物鹽及/或硫化物鹽。較佳地，該鹼為步驟c1)中所用之氫硫化物鹽及/或硫化物鹽。較佳鹼為氫硫化銨(NH 4SH)。
鹼可以0.1 M與10 M之間，較佳0.5 M與10 M之間，更佳0.5 M與5 M之間(包括端值)的濃度添加。尤其將使用濃鹼，以便在添加鹼時限制反應混合物之稀釋。
步驟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，包括端值。步驟c)期間之壓力通常為大氣壓。步驟c)可分批、半連續地或連續地進行。任何類型之反應器均可為適合的。
分離步驟e)可根據熟習此項技術者已知之任何技術進行。特定言之，當最終產物為固體時： -  藉由用在反應介質中不可混溶之溶劑進行萃取及/或傾析，隨後蒸發該溶劑； -  藉由沈澱(藉由部分蒸發溶劑或藉由添加感興趣的化合物在其中溶解度較低之溶劑)。通常此沈澱之後進行根據熟習此項技術者已知之任何方法進行的過濾步驟。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，分離可藉由蒸餾或藉由液/液萃取，接著進行蒸餾或蒸發來進行。
進行額外官能化及/或視情況進行之去保護之步驟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，則可將後者酯化、還原成醛、還原成醇，且隨後酯化、醯胺化、氮化等。視該式(I)之官能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，在步驟d)或步驟e)結束時獲得之式(I)之官能化硫醇可經歷一或多種其他化學反應以獲得一或多種具有不同功能性之硫醇衍生物，該等化學反應為熟習此項技術者所熟知之反應。
除非另外說明，否則表述「在X與X之間」包括所提及之端值。
雜原子尤其應理解為選自O、N、S、P及鹵素之原子。
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。
通式 (I) 之官能化硫醇 ： 根據本發明之方法之目標係獲得以下通式(I)之官能化硫醇： R 2-X-C*H(NR 1R 7)-(CH 2) n-SH     (I) 其中， -  相同或不同的R 1及R 7為氫原子或具有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為： (i)當X表示-CN時，不存在， (ii)或氫原子， (iii)或-OR 3，R 3為氫原子或具有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，相同或不同的R 4及R 5為氫原子或具有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。
此等硫醇稱為官能化硫醇，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為-C(=O)-。
較佳地，R 2為具有如上文所定義之R 3的-OR 3。R 3可尤其為氫原子或具有1至10個碳原子，較佳1至5個碳原子之直鏈或分支鏈飽和烴鏈。特定言之，R 3為H。
相同或不同的R 1及R 7較佳為氫原子或具有1至10個碳原子，較佳1至5個碳原子之直鏈或分支鏈飽和烴鏈。較佳地，R 1及R 7為H。
特定言之，X為-C(=O)-且R 2為具有如上文所定義之R 3的-OR 3。
式(I)之官能化硫醇可選自由高半胱胺酸、半胱胺酸及此等物質之衍生物組成之群。
特定言之，式(I)之官能化硫醇為L-高半胱胺酸及L-半胱胺酸。
較佳式(I)之官能化硫醇為高半胱胺酸，且尤其為具有下式之L-高半胱胺酸： [化學式4]
Figure 02_image007
對於L-高半胱胺酸，n等於2，X為-C(=O)-，R 2為-OR 3，其中R 3為H且R 1及R 7為H。
式(I)之官能化硫醇為對掌性化合物。其可藉由根據本發明之方法以對映異構性純形式獲得。在本說明書中，當未指定對映異構形式時，包括呈任何對映異構形式之化合物。
根據一個實施例，在步驟c)結束時之反應混合物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)之官能化硫醇的硫化物或多硫化物。舉例而言，在步驟c)結束時之反應混合物包含相對於轉化為式(I)之化合物的式(II)之化合物之總莫耳數小於10 mol%，較佳小於5 mol%之硫化物及多硫化物。
硫化物應尤其理解為對應於式(I)之化合物的硫化物，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)之化合物之多硫化物，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為2與6之間(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)之化合物為L-高半胱胺酸時，步驟c)結束時之反應混合物不包含L-高半胱胺酸硫化物或L-高胱胺酸。
較佳地，在步驟c)期間的式(II)之化合物與該至少一種氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S之反應之後，獲得如下文所定義之式(I)之官能化硫醇及式(V)之化合物GH，其中G如上文所定義，亦即，獲得以下類型之化合物：(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如下文所定義。特定言之，當化合物(II)為O-乙醯基-L-高絲胺酸時，獲得L-高半胱胺酸及乙酸。式(V)之化合物可負責步驟c)期間之反應混合物之酸化。因此，尤其在步驟c)期間可如上文所提及且尤其藉由添加如上文所定義之鹼來將反應混合物之pH值維持在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。
氫硫化物鹽及 / 或硫化物鹽或 H 2S ： 本發明可在存在氫硫化物及/或硫化物鹽之情況下或存在H 2S(硫化氫)之情況下進行。
該鹽通常以溶液，較佳水溶液形式提供。
該至少一種氫硫化物及/或硫化物鹽可選自由以下組成之群：氫硫化銨、鹼金屬氫硫化物、鹼土金屬氫硫化物、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，較佳為鈉及鉀。
鹼土金屬應理解為鈹、鎂、鈣、鍶及鋇，較佳為鈣。
特定言之，該至少一種氫硫化物鹽及/或硫化物鹽可選自由以下組成之群： 氫硫化銨NH 4SH、氫硫化鈉NaSH、氫硫化鉀KSH、氫硫化鈣Ca(SH) 2、硫化鈉Na 2S、硫化銨(NH 4) 2S、硫化鉀K 2S及硫化鈣CaS。較佳氫硫化物為氫硫化銨NH 4SH。在反應期間釋放之銨可例如再用作氮源以用於微生物，尤其表現或過度表現巰基酶之微生物之生長。舉例而言，微生物可選自由以下組成之群： 諸如大腸桿菌( Escherichia coli)、芽孢桿菌屬( Bacillus sp.)或假單胞菌( Pseudomonas)之細菌之細胞；諸如釀酒酵母( Saccharomyces cerevisiae)或嗜甲醇酵母 (Pichia pastoris)之酵母之細胞；諸如黑麴菌( Aspergillus niger)、繩狀青黴菌( Penicillium funiculosum)或里氏木黴菌( Trichoderma reesei)之真菌之細胞；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。
更特定言之，將使用細菌細胞且甚至更優先使用大腸桿菌細胞。
通式 (II) 之化合物 ： 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如上文關於式(I)之化合物所定義，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為氫原子或具有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選自以下之一或多個基團取代：-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或具有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； 相同或不同的R 7及R 8為質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨，較佳為質子或鹼金屬且更特定言之，為H +或Na +； R 9係選自質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨，較佳為質子或鹼金屬且更特定言之，為質子H +或Na +； 特定言之，G表示R 6-C(O)-O-或R 9O-SO 2-O-；較佳G為R 6-C(O)-O-。
特定言之，R 6為氫原子或具有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，該烴鏈可經選自以下之一或多個基團取代：-OR 10、(=O)及-C(O)OR 11；R 10及R 11係獨立地選自： H或具有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為H。特定言之，R 12及R 13為H。
芳族基應優先理解為苯基。
通式(II)之化合物尤其為絲胺酸(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-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-丙酸-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-L-高絲胺酸、O-磷酸-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-丙酸-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-L-絲胺酸。
更特定言之，其可選自由以下組成之群： O-磷酸-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-丙酸-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-高絲胺酸、O-庚二醯基-高絲胺酸及O-硫酸-高絲胺酸。
通式(II)之化合物可選自由以下組成之群： O-磷酸-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-高絲胺酸及O-丙酸-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-L-高絲胺酸、O-丁二醯基-L-高絲胺酸、O-乙醯基-L-高絲胺酸。
尤其較佳式(II)之化合物為O-乙醯基-L-高絲胺酸(OAHS)，在此化合物中，n等於2，X為-C(=O)-，R 2為-OR 3，其中R 3為H，且R 1及R 7為H且G為-O-C(O)-R 6，其中R 6為甲基。
式(II)之化合物為可商購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，較佳為葡萄糖。
L-絲胺酸衍生物亦可由L-絲胺酸之乙醯化產生，L-絲胺酸自身有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，較佳為葡萄糖。
L-高絲胺酸衍生物亦可由L-高絲胺酸之乙醯化產生，L-高絲胺酸自身有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，較佳為葡萄糖。
巰基酶 ： 該至少一種式(II)之化合物與如上文所定義之該至少一種氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S之間的反應係在存在至少一種選自巰基酶，較佳與該式(II)之化合物相關之巰基酶的酶之情況下進行。與式(II)之化合物相關之巰基酶係可容易地鑑別的，因為其共用相同名稱，例如O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶(OAHS巰基酶)與O-乙醯基-L-高絲胺酸相關。
巰基酶尤其能夠催化該式(II)之化合物與該鹽或H 2S之間的反應。「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。可以催化量使用巰基酶及其視情況存在之輔因子。「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的使用量(例如在約0.01重量%與20重量%之間，包括端值)小於以化學計量比例使用之試劑的量(以重量計)。
該巰基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。《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.)之巰基酶，意謂轉移烷基或芳基(除甲基以外)的轉移酶。
巰基酶尤其為EC 2.5.1.XX類(其中XX視酶之受質而變化)。
舉例而言： - O-乙醯基高絲胺酸巰基酶為EC 2.5.1.49型。 - O-磷酸高絲胺酸巰基酶為EC 2.5.1.65型。 - O-丁二醯基高絲胺酸巰基酶為EC 2.5.1.49型。
舉例而言： - O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶為EC 2.5.1.49型。 - O-磷酸-L-高絲胺酸巰基酶為EC 2.5.1.65型。 - O-丁二醯基-L-高絲胺酸巰基酶為EC 2.5.1.49型。
因此，特定言之，當式(II)之化合物為L-高絲胺酸或L-絲胺酸之衍生物時，所使用之巰基酶可選自：O-磷酸-L-高絲胺酸巰基酶、O-丁二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-乙醯乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-丙酸-L-高絲胺酸巰基酶、O-香豆醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-丙二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-羥甲基戊二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-庚二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-硫酸-L-高絲胺酸巰基酶、O-磷酸-L-絲胺酸巰基酶、O-丁二醯基-L-絲胺酸巰基酶、O-乙醯基-L-絲胺酸巰基酶、O-乙醯乙醯基-L-絲胺酸巰基酶、O-丙酸-L-絲胺酸巰基酶、O-香豆醯基-L-絲胺酸巰基酶、O-丙二醯基-L-絲胺酸巰基酶、O-羥甲基戊二醯基-L-絲胺酸巰基酶、O-庚二醯基-L-絲胺酸巰基酶及O-硫酸-L-絲胺酸巰基酶。
更特定言之，所使用之巰基酶可選自：O-磷酸-L-高絲胺酸巰基酶、O-丁二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-乙醯乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-丙酸-L-高絲胺酸巰基酶、O-香豆醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-丙二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-羥甲基戊二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-庚二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-硫酸-L-高絲胺酸巰基酶。
特定言之，巰基酶可選自：O-磷酸-L-高絲胺酸巰基酶、O-丁二醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶、O-硫酸-L-高絲胺酸巰基酶及O-丙酸-L-高絲胺酸巰基酶。
巰基酶可選自O-磷酸-L-高絲胺酸巰基酶、O-丁二醯基-L-高絲胺酸巰基酶及O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶。
尤其較佳地，酶為O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶(OAHS巰基酶)。
該巰基酶且特定言之，O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶可源自或可衍生自以下細菌菌株：假單胞菌屬、有色桿菌屬、鉤端螺旋體屬或生絲單胞菌屬。
如熟習此項技術者所熟知，巰基酶可在存在輔因子(諸如吡哆醛5'-磷酸(亦稱為PLP)或其一種類似物，較佳為吡哆醛5'-磷酸)之情況下起作用。
在輔因子磷酸吡哆醛之類似物中，可提及α 5-吡哆醛甲基磷酸酯、5'-甲基吡哆醛-P、5'-硫酸吡哆醛、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，可將巰基酶之輔因子添加至反應混合物中。因此，可在步驟c)之前提供或在步驟c)期間添加巰基酶之輔因子，例如5'-磷酸吡哆醛。當步驟c)在水溶液中進行時，酶及其視情況存在之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，例如細菌細胞或其他細胞之細胞可產生或甚至過度產生該輔因子，同時表現或過度表現巰基酶，以避免補充該輔因子之步驟。
根據一個實施例，巰基酶及其視情況存在之輔因子係： -  呈分離及/或純化形式，例如呈水溶液形式； 該產生之酶之分離及/或純化可藉由熟習此項技術者已知之任何方式進行。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、超過濾、膜或凝膠過濾進行之微差沈澱；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，存在於經碾磨之細胞(溶解產物)之提取物中；感興趣的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感興趣的酶之宿主細胞。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：諸如大腸桿菌或芽孢桿菌屬或假單胞菌之細菌之細胞；諸如釀酒酵母或嗜甲醇酵母之酵母之細胞；諸如黑麴菌、繩狀青黴菌或里氏木黴菌之真菌之細胞；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，感興趣的酶及視情況存在之輔因子在大腸桿菌中表現。較佳地，感興趣的酶在諸如大腸桿菌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(French press))、經由使用化學試劑(例如二甲苯、三硝基甲苯)等。所獲得之溶解產物對應於經碾磨之細胞之粗提取物。 -  或存在於全細胞中。為此，可使用與上文相同之技術，而不進行細胞溶解步驟。
根據一個實施例，相對於式(II)之化合物之質量，表現巰基酶之生質的量在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)之化合物之輔因子之量在0.1重量%與10重量%之間，較佳在0.5重量%與5重量%之間，包括端值。
反應混合物亦可包含： - 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、氯化鉀或其混合物； - 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受質之溶解度。
可用於以上步驟c)之反應的各種組分為易於商購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)。
根據較佳實施例，該式(II)之化合物為O-乙醯基-L-高絲胺酸，所使用之酶為O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶且所獲得之式(I)之官能化硫醇為L-高半胱胺酸。
根據較佳實施例，該式(II)之化合物為O-乙醯基-L-高絲胺酸，鹽為氫硫化銨，所使用之酶為O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶且所獲得之式(I)之官能化硫醇為L-高半胱胺酸。
本發明亦係關於一種組合物，其較佳為水溶液，該組合物包含： -  如上文所定義之式(II)之化合物； -  巰基酶，較佳為與式(II)之化合物相關之巰基酶，該巰基酶如上文所定義；及 -  過量的如上文所定義之氫硫化物鹽及/或硫化物鹽或H 2S，較佳為過量的NH 4SH。
較佳地，該組合物包含： -  O-乙醯基-L-高絲胺酸； -  O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶；及 -  過量的NH 4SH或H 2S。
該組合物尤其對應於如上文所定義之反應混合物。
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混合物所定義相同。
特定言之，根據本發明之組合物不包含溶解氧。較佳地，氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S相對於式(II)之化合物為過量的，較佳為莫耳過量的。因此，氫硫化物及/或硫化物鹽或H 2S可相對於式(II)之化合物之量為超化學計量的。
特定言之，[氫硫化物鹽及/或硫化物鹽]/[式(II)之化合物]或H 2S/式(II)之化合物之莫耳比在1.5與10之間，較佳在2與8之間，例如在3.5與8之間，且甚至更佳在3.5與5之間，包括端值。
組合物亦可包含如上文所定義之巰基酶之輔因子。
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。
實例 以下實例使得能夠說明本發明但在任何情況下皆不為限制性。
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 ：用於在存在氧及存在相對於OAHS之化學計量之量的NaSH的情況下合成L-高半胱胺酸的比較方法。 步驟1. 根據Sadamu Nagai之作品(「Synthesis of O-acetyl-L-homoserine」, Academic Press (1971), 第17卷, 第423-424頁)中所描述之方案，由L-高絲胺酸及乙酸酐合成O-乙醯基-L-高絲胺酸。
步驟2. 將5.25 g/l之源自步驟1)之O-乙醯基-L-高絲胺酸(此產物溶解於140 ml水中)引入恆溫控制之250 ml玻璃反應器中。在機械攪拌下使溶液達到37℃。接著，將化學計量之量的NaSH二水合物添加至反應器中(亦即，3 g/l)。使用氨水溶液(4 M)將反應介質之pH值調節至6.5，且隨後將5 g/l之OAHS巰基酶及0.4 g/l之磷酸吡哆醛輔因子添加至反應混合物中。使用氨水溶液(4 M)將pH值維持在設定值，即6.5。
藉由電位測定、HPLC及NMR進行之分析顯示隨時間推移，試劑(OAHS及NaSH)逐漸消失且若干產物逐漸出現。由此形成之化合物主要為： - L-高半胱胺酸， - L-高半胱胺酸硫化物(4,4'-硫烷二基雙(2-胺基丁酸)/L-高羊毛硫胺酸)，及 - L-高胱胺酸(二硫/L-4,4'-二硫雙(2-胺基丁酸))。
在結束時對反應介質之分析能夠表明，在反應結束時，所有OAHS耗盡，因為甚至偵測不到微量的OAHS。
相對於經轉型之OAHS獲得的莫耳選擇性(亦即，以最終混合物中存在之不同化合物之莫耳%表示，不包括水、乙酸及PLP輔因子)如下： - 31%之L-高半胱胺酸，及 - 69%之高半胱胺酸硫化物(L-高羊毛硫胺酸/4,4'-硫烷二基雙(2-胺基丁酸))及高胱胺酸(二硫化物/L-4,4'-二硫雙(2-胺基丁酸))。
L-高半胱胺酸之莫耳產率為31%。
實例 2 ：用於在存在氧及存在相對於OAHS之超化學計量之量的NaSH的情況下合成L-高半胱胺酸的比較方法。 步驟1. 根據Sadamu Nagai之作品(「Synthesis of O-acetyl-L-homoserine」, Academic Press (1971), 第17卷, 第423-424頁)中所描述之方案，由L-高絲胺酸及乙酸酐合成O-乙醯基-L-高絲胺酸。
步驟2. 將5.25 g/l之源自步驟1)之O-乙醯基-L-高絲胺酸(此產物溶解於140 ml水中)引入恆溫控制之250 ml玻璃反應器中。在機械攪拌下使溶液達到37℃。接著，將超化學計量之量的NaSH二水合物添加至反應器中(5倍，亦即，15 g/l)。將反應介質之pH值調節至6.5，且隨後將5 g/l之OAHS巰基酶及0.4 g/l之磷酸吡哆醛輔因子添加至反應混合物中。使用氨水溶液(4 M)將pH值維持在設定值，即6.5。
藉由電位測定、HPLC及NMR進行之分析揭示隨時間推移，OAHS逐漸消失且若干產物逐漸出現。所形成之主要化合物為具有顯著比例之L-高胱胺酸(L-4,4'-二硫雙(2-胺基丁酸))的L-高半胱胺酸。
在此等測試中，未形成高半胱胺酸硫化物(L-高羊毛硫胺酸)，因為在最終反應介質中甚至偵測不到微量的高半胱胺酸硫化物。
在結束時對反應混合物之分析能夠表明，在反應結束時，所有OAHS耗盡，因為甚至偵測不到微量的OAHS。
相對於經轉型之OAHS獲得的莫耳選擇性(根據實例1計算)如下： - 80%之L-高半胱胺酸， - 20%之L-高胱胺酸(L-4,4'-二硫雙(2-胺基丁酸))。
則以L-高半胱胺酸計，反應之莫耳產率為80%。
實例 3 ：根據本發明之在存在氧及存在相對於OAHS之超化學計量之量的NaSH的情況下合成L-高半胱胺酸的方法。 步驟1. 根據Sadamu Nagai之作品(「Synthesis of O-acetyl-L-homoserine」, Academic Press (1971), 第17卷, 第423-424頁)中之方案，由L-高絲胺酸及乙酸酐合成O-乙醯基-L-高絲胺酸。
步驟2. 在反應溫度下，藉由用分子氮進行起泡來分別將OAHS之溶液、NaSH之溶液及OAHS巰基酶之溶液以及水預先脫氣(在混合之前)，以消除所存在之溶解氧。
反應器亦在分子氮下惰性化。
步驟3. 將5.25 g/l之源自步驟1)之O-乙醯基-L-高絲胺酸(此產物溶解於140 ml水中)引入恆溫控制之250 ml玻璃反應器中。在機械攪拌下使溶液達到37℃。接著，將超化學計量之量的NaSH二水合物添加至反應器中(5倍，亦即，15 g/l)。將反應介質之pH值調節至6.5，且隨後將5 g/l之OAHS巰基酶及0.4 g/l之磷酸吡哆醛輔因子添加至反應混合物中。使用氨水溶液(4 M)將pH值維持在設定值，即6.5。
藉由電位測定、HPLC及NMR之進行分析揭示OAHS逐漸消失及L-高半胱胺酸逐漸出現。在此等測試中，未形成高半胱胺酸硫化物(L-高羊毛硫胺酸)及二硫化物(L-高胱胺酸)且在最終反應混合物中不可偵測。
在結束時對反應混合物之分析能夠表明，在反應結束時，所有OAHS耗盡，因為甚至偵測不到微量的OAHS。
獲得約100%之L-高半胱胺酸之產率。
Figure 110126356-11-01

Claims (10)

  1. 一種至少一種具有以下通式(I)之官能化硫醇之合成方法，R2-X-C*H(NR1R7)-(CH2)n-SH (I)其中，相同或不同的R 1 及R 7 為氫原子或具有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)-、-CH2-或-CN；R 2 為：(i)當X表示-CN時，不存在，(ii)或氫原子，(iii)或-OR3，R3為氫原子或具有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-NR4R5，相同或不同的R4及R5為氫原子或具有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；該方法包含以下步驟：a)提供至少一種以下通式(II)之化合物：R2-X-C*H(NR1R7)-(CH2)n-G (II)其中*、R1、R2、R7、X及n如式(I)所定義，且 G表示(i)R6-C(O)-O-，或(ii)(R7O)(R8O)-P(O)-O-，或(iii)R9O-SO2-O-；其中R6為氫原子或具有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選自以下之一或多個基團取代：-OR10、(=O)、-C(O)OR11、-NR12R13；R10、R11、R12及R13係獨立地選自：H或具有1至20個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀、飽和或不飽和烴鏈；相同或不同的R7及R8為質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨；R9係選自質子、鹼金屬、鹼土金屬或銨；b)提供至少一種氫硫化物鹽及/或硫化物鹽或H2S；c)使該至少一種式(II)之化合物與該至少一種氫硫化物及/或硫化物鹽或H2S在存在至少一種選自EC 2.5.1.XX類之巰基酶的酶之情況下反應；該反應係在基本上不存在氧之情況下；d)獲得至少一種式(I)之官能化硫醇；e)視情況分離在步驟d)中獲得之該至少一種式(I)之官能化硫醇；及f)對在步驟d)或e)中獲得的式(I)之官能化硫醇進行視情況選用之額外官能化及/或視情況選用之去保護；及其中視情況同時進行步驟a)及b)。
  2. 如請求項1之合成方法，其中步驟c)係在反應器中進行，其中反應混合物包含相對於該反應混合物之總重量小於0.0015重量%之氧，及/或該 反應器之氣體頂部空間中所含之氣相包含相對於該氣相之總體積小於21體積%之氧。
  3. 如請求項1之合成方法，其中該氫硫化物鹽及/或硫化物鹽或H2S相對於該式(II)之化合物為過量的。
  4. 如請求項1或2之合成方法，其中[氫硫化物鹽及/或硫化物鹽]/[式(II)之化合物]或H2S/式(II)之化合物之莫耳比介於1.5與10之間，包括端值。
  5. 如請求項1或2之合成方法，其中該至少一種氫硫化物及/或硫化物鹽係選自由以下組成之群：氫硫化銨、鹼金屬氫硫化物、鹼土金屬氫硫化物、鹼金屬硫化物及鹼土金屬硫化物。
  6. 如請求項1或2之合成方法，其中步驟c)中之反應介質的pH值介於4與9之間，包括端值。
  7. 如請求項1或2之合成方法，其中該式(II)之化合物係選自由以下組成之群：O-磷酸-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-丙酸-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-L-高絲胺酸。
  8. 如請求項1或2之方法，其中該式(I)之化合物為L-高半胱胺酸。
  9. 如請求項1或2之方法，其中該式(II)之化合物為O-乙醯基-L-高絲胺酸，所使用之酶為O-乙醯基-L-高絲胺酸巰基酶且該式(I)之官能化硫醇為L-高半胱胺酸。
  10. 一種組合物，其包含：O-乙醯基-L-高絲胺酸；EC 2.5.1.XX類之巰基酶；及過量的氫硫化銨NH4SH或H2S。
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