[发明专利]一种异丙醇胺的制备方法

说明书

本发明涉及基因工程及发酵工程技术领域，具体公开了一种异丙醇胺的制备方法，其特征在于，苏氨酸在氧化酶的作用下转化为L‑2‑氨基‑3氧代丁酸，L‑2‑氨基‑3氧代丁酸自发脱羧得到氨基丙酮，氨基丙酮在还原酶的作用下转化为异丙醇胺，异丙醇胺包括1‑氨基‑（R）‑2‑丙醇或1‑氨基‑（S）‑2‑丙醇。本发明采用成本低廉的采用，制备工序简单，操作手段温和，过程环保，转化率及产率高，适合工业化加工生产。

技术领域

本发明涉及基因工程及发酵工程技术领域，具体涉及一种异丙醇胺的制备方法。

背景技术

异丙醇胺是重要的基础性化工原料，广泛应用于金属保护剂、酸性气体吸收剂、水泥助磨剂等领域，还可以用作纤维工业精炼剂、抗静电剂、染色剂、纤维湿润剂，还可合成洗涤剂，及用于化妆品润滑油，切削油的抗氧剂、增塑剂、乳化剂和溶剂的制备等。

目前生产异丙醇胺的方法有环氧丙烷法、氰氨化钙法和超临界流体法。环氧丙烷法是将环氧丙烷与氨混合后，经预热进行开环反应，生成混合物，然后经脱氢、脱水、减压蒸馏、精馏而得到异丙醇胺，在此过程中，根据环氧丙烷和氨的投料比，还可生成二异丙醇胺和三异丙醇胺。氰氨化钙法是利用环氧丙烷与氰氨化钙作用，生成2-氨基-3-(2-羟丙基)-5甲基-1,3-二噁唑烷和碳酸钙；噁唑烷在氢氧化钾或碳酸钾存在下生成二异丙醇胺。超临界流体法是以氨和环氧丙烷为原料，水为催化剂，在超临界状态下经过闪蒸、吸收二步脱氨和减压连续精馏、降膜蒸发等工艺，连续生成异丙醇胺。

以上合成方法面临着步骤复杂，原料及中间产物不环保，涉及到剧毒氰化物的使用，且反应条件苛刻，副产物复杂，转化率低下、产量不高等问题，亟待改进。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种更适合工业化生产且更环保，产量更高的异丙醇胺的制备方法。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种异丙醇胺的制备方法，苏氨酸在氧化酶的作用下转化为L-2-氨基-3氧代丁酸，L-2-氨基-3氧代丁酸自发脱羧得到氨基丙酮，氨基丙酮在还原酶的作用下转化为异丙醇胺，异丙醇胺包括1-氨基-(R)-2-丙醇或1-氨基-(S)-2-丙醇。

进一步地，转化在细菌或真菌体内完成。

进一步地，以苏氨酸为底物，加入含有氧化酶编码基因及还原酶编码基因的重组微生物进行发酵培养，发酵过程中，重组微生物过表达产生所述氧化酶及还原酶。

进一步地，氧化酶编码基因包括tdh、yiaY、adhB中的一种或几种，所述还原酶编码基因包括gre2p、egsA、SU7、VIN7中的一种或几种。这些基因可以是野生的，也可以为通过基因工程改造过的。

进一步地，包括通过基因工程方法构建所述重组微生物，基因工程方法包括质粒表达或基因组整合。

进一步地，重组微生物通过质粒表达的方法进行构建，构建方法为：通过PCR扩增获得氧化酶编码基因及还原酶编码基因，将获得的基因共同连接至含有IPTG诱导型启动子的质粒载体上并转化至感受态细胞中，测序后获得重组载体；将重组载体转化至微生物中即得到重组微生物。

优选的，质粒载体为pZAlac、pZElac中的一种或两种。

优选的，重组载体为pZE-tdh-gre2p，pZE-tdh-gre2p构建方法为：以大肠杆菌MG1655及酿酒酵母S288C的基因组为模板分别通过PCR扩增得tdh基因和gre2p基因，将tdh基因和gre2p基因共同连接至含有IPTG诱导型启动子的pZElac载体上并转化至大肠杆菌E.coli dh5a感受态细胞中，测序后得到质粒pZE-tdh-gre2p。