[发明专利]1,3-丙二醇单乙酸酯的选择性生产

说明书

本发明涉及将一种用于将1,3‑丙二醇二乙酸酯(PDDA)水解成1,3‑丙二醇单乙酸酯(PDMA)的新颖选择性一步酶促方法。

本发明涉及将一种用于将1,3-丙二醇二乙酸酯(PDDA)水解成1,3-丙二醇单乙酸酯(PDMA)的新颖选择性一步酶促方法。

PDMA是1,3-丙二醇单硝酸酯(PDMN)生产中的重要中间体，PDMN是已被报道高效地减少反刍动物的甲烷形成的化合物。除化石燃料行业外，反刍动物，特别是牛，是生物甲烷形成从而导致全球变暖或气候变化的主要贡献者。据估计，阻止由反刍动物形成甲烷将会几乎稳定大气中的甲烷浓度。

如WO2012/084629中所公开的，PDMN可以通过使3-溴丙醇在乙腈中与硝酸银反应来制备。

然而，此类方法既是在生态学上不可接受的，也是对于工业规模的生产来说不可行的。

因此，一项持续的任务是开发用于经由PDDA的单水解生产PDMN的高效、经济、环保和安全的工业方法，所述工业方法避免了使用例如卤代前体和/或原材料，并且可以扩大规模。此外，应该减少可能是此类转化的副产物的1,3-丙二醇(PD)的量或应消除所述PD的形成。

出人意料的是，我们现在识别出了将PDDA选择性单水解成PDMA的酶，所述PDMA可以进一步加工为PDMN。

具体地，本发明涉及羧酸酯水解酶[EC 3.1.1]在用于生产PDMA的催化方法中的用途，所述酶以高选择性和生产率催化PDDA单水解成PDMA，所述高选择性和生产率意味着PDDA转化率为至少约75％并且PDMA产率为至少约75％。

因此，在一个方面中，本发明涉及一种用于将PDDA转化成PDMA的方法，所述转化是由具有羧酸酯水解酶[EC 3.1.1]活性的酶(例如具有酯酶或脂肪酶活性的酶)催化而将PDDA选择性单水解成PDMA。

出于本发明的目的，任何酶[EC 3.1.1]可用于将PDDA转化成PDMA，只要推定的酶能够进行PDDA的选择性1步单水解即可。具体地，该酶选自酯酶或脂肪酶，优选地为脂肪酶[EC 3.1.1.3]，更优选地为假丝酵母属(Candida)脂肪酶，最优选地为南极假丝酵母(Candida antarctica)脂肪酶B(CalB)。CalB可以从各种供应商处商购获得。

术语“脂肪酶或酯酶”、“具有脂肪酶或酯酶活性的酶”、“PDDA水解酶”或“PDDA单脱乙酰酶”在本文中可互换使用。它是指具有脂肪酶/酯酶活性的酶，所述酶参与如本文所定义的PDDA到PDMA的转化(即一步单脱乙酰化)。术语“CalB”和“南极假丝酵母脂肪酶B”在本文中可互换使用。

与导致从PDDA产生PDMA的本文中所述的酶[EC 3.1.1]的酶促催化有关的术语“转化”、“水解”、“脱乙酰化”在本文中可互换使用。

如本文所用，关于酶的术语“比活性”或“活性”是指其催化活性，即其催化从给定底物形成产物的能力。比活性定义了在给定时间段内和在限定温度下每限定量的蛋白质消耗的底物和/或产生的产物的量。通常，比活性表示为每mg蛋白质每分钟消耗的底物或形成的产物的μmol数。通常，μmol/min缩写为U(＝单位)。因此，在本文件全文中可互换地使用μmol/min/(mg蛋白质)或U/(mg蛋白质)的比活性单位定义。如果酶在体内(即在如本文所限定的宿主细胞内)或在合适的底物存在下的体系内执行其催化活性，则所述酶是有活性的。技术人员知道如何测量酶活性，特别是如本文所限定的酯酶或脂肪酶的活性，例如特别是CalB活性。评估如本文所定义的合适酶用于从PDDA的转化(即单脱乙酰化)生产PDMA的能力的分析方法是本领域中已知的。