[发明专利]L-苯基乙酰基甲醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物工程技术领域的制备方法，具体是一种L-苯基乙酰基甲醇的制备方法。

背景技术

麻黄素是一种常用的药物。获得麻黄素原料的方法通常有从天然麻黄草中提取、化学合成和生物合成等途径。由于天然资源麻黄草生长受地理位置、季节等影响，尤其麻黄草为沙漠植物，过度采集对沙漠地区的生态环境造成严重影响，天然资源已经十分匮乏。因麻黄素分子存在两个手性中心，化学合成方法也不经济。利用面包酵母的脱羧酶对丙酮酸的脱羧反应和苯甲醛结合合成手性苯基乙酰基甲醇。该手性中间体苯基乙酰基甲醇进一步经化学合成得到麻黄素是一条在国外已经工业化生产的合成路线。利用面包酵母的脱羧酶对丙酮酸的脱羧反应和苯甲醛结合合成手性苯基乙酰基甲醇反应的特点是：(1)必须利用活细胞作为生物催化剂，利用活细胞的代谢产物丙酮酸；(2)利用全细胞作为生物催化剂，副反应多，虽相对苯甲醛的产物收率只有60％左右，但原料价格低、工艺简单；(3)这类反应都是以中等极性或弱极性的有机化合物作为底物/产物。高浓度的底物/产物将抑制甚至毒害微生物的生长和活性，这导致常规的水溶液系统中生物转化过程的产物浓度很低而使其缺乏工业化价值。故高产物浓度是该反应工业化追求的主要目标参数。

常规水溶液中的生物转化因底物/产物的生物毒性而只能在低浓度下进行，导致在国内外的微生物转化文献中除采用复杂的过程控制技术外很少有产物超过10g/L的报道。为了提高催化反应的效率，介质工程已成为研究的新热点。其中水-有机溶剂两相分配系统被视为一种有效的手段，但生物催化剂在有机溶剂中，尤其是具有中等极性的有机溶剂中，生物相容性差，这导致具有中等极性的底物/产物的生物转化不能实现萃取生物转化。

经对现有技术文献的检索发现，《Wenzhi Zhang，Zhilong Wang，WeiLi，Baohua Zhuang，Hanshi Qi，Production of L-phenylacetylcarbinol bymicrobial transformation in polyethylene glycol induced cloud pointsystem.”Applied microbiology and biotechnology.2008，78：233-239》(张文智，王志龙，李薇，张宝华，齐瀚实，“PEG诱导浊点系统微生物转化生产L-苯基乙酰基甲醇”，《应用微生物与生物技术》)报道，采用PEG诱导非离子表面活性剂胶束溶液相分离的浊点系统技术成功地实现了萃取微生物转化，但存在复杂的下游分离过程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种L-苯基乙酰基甲醇的制备方法。本发明在高底物/产物浓度下，利用活细胞作为生物催化剂的生物转化过程，以获得高产物浓度的具有手性结构的重要医药中间体L-苯基乙酰基甲醇。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

步骤一，发酵面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)，获得酵母细胞；

步骤二，配制转化培养基，100ml转化培养基的组成为：苯甲醛0.9ml、乙醛0.6ml、0.1g MgSO₄、0.005g CaCl₂、蛋白胨0～2g、酵母粉0～2g，余量为水；调节pH为5.2；

步骤三，取转化培养基，每100ml转化培养基加入如下物质：Triton X-1002～10g，酵母细胞3～15g，葡萄糖1.2～6g；得混合培养基；

步骤四，培养混合培养基6～24小时，得到L-苯基乙酰基甲醇。

步骤一中，所述发酵具体为：发酵培养基为，100ml培养基的组成为：2g蛋白胨、2g酵母粉、2g葡萄糖，余量为水；30℃下，200rpm的摇床中培养1天。

步骤一中，所述获得酵母细胞为，4000rpm离心发酵液，收集得到酵母细胞。

步骤二中，所述调节pH是利用Na₂HPO₄·12H₂O和柠檬酸进行调节的。

步骤四中，所述培养具体为：在摇瓶中盛装为摇瓶容量的10～70％的混合培养基进行培养。

本发明涉及面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)可通过公开市售的商业渠道得到，例如产地为湖北武汉的安琪牌面包酵母。

本发明利用活细胞的代谢功能将葡萄糖转化为丙酮酸。在活细胞中存在丙酮酸脱羧酶实现丙酮酸脱羧反应而产生活性乙醛。活性乙醛和在转化液添加的底物苯甲醛缩合而合成具有手续结构的产物L-苯基乙酰基甲醇。