[发明专利]胶红酵母NQ1及在制备手性醇中的应用

说明书

本发明公开了胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)NQ1及在制备手性醇中的应用。本发明通过采用胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)NQ1经发酵获得的静息细胞为手性生物催化剂制备光学纯(S)‑[3,5‑二(三氟甲基)苯基]乙醇具有立体选择性好，产物光学纯度高等优点，且当底物([3,5‑双(三氟甲基)苯基]乙酮)浓度为80mmol/L，辅助底物葡萄糖终浓度为35g/L时，在pH为7.5的磷酸缓冲液中、30℃条件下，反应24h，目的产物(S)‑[3,5‑二(三氟甲基)苯基]乙醇的产率达到84.2％，ee达到99.5％。

技术领域

本发明属于微生物应用技术领域，具体一种胶红酵母NQ1及在制备手性醇中的应用。

背景技术

手性醇是一类重要的手性模块化合物，广泛应用于化学、医药工业、精细化工和农业等领域，特别是在制药工业中，手性醇已成为多种类型手性药物合成的重要中间体或手性原料。例如D-(-)-泛酰内酯可以合成D-泛酸钙(Vitamin B₅)，(S)-(4-氯苯基)(吡啶-2-基)甲醇可以合成抗过敏药物倍他司汀(Betahistine)，(S)-(-)-3-氯-1-苯基-1-丙醇可以合成抗抑郁药氟西汀(Fluoxetine)，(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯可以合成降压药物卡托普利(Enalapril)等。

(S)-[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙醇是用于合成新型化疗止吐药物NK-1受体拮抗剂类药物的重要手性中间体，由其制备得到的抗抑郁药物在治疗一系列中枢和末梢神经系统抑制中具有很好的潜在疗效。目前利用[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙酮制备光学纯(S)-[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙醇的方法主要有化学法和生物法。采用化学法合成时，需要使用昂贵的过渡金属Ru等化学催化剂，且步骤繁琐，反应条件苛刻，能耗高，污染大，产率偏低。生物法则是利用游离酶或全细胞来催化制备。应用于不对称催化还原羰基化合物的氧化还原酶主要是醇脱氢酶或醛酮还原酶，它们在催化过程中都需要添加辅酶(NAD(P)H)，但辅酶价格昂贵，且醛酮还原酶或醇脱氢酶的分离纯化步骤复杂，在一定程度上限制了其工业化应用。采用微生物全细胞生物催化还原可克服上述缺点，因为微生物细胞中不仅含有用于氧化还原的酶，同时还可实现辅酶再生，可省去复杂的酶的分离纯化过程。目前，文献已报道的生物催化合成(S)-[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙醇主要涉及以下几种微生物或酶。Pollard等(Pollard D,Truppo M,Pollard J,et al.,Tetrahedron Asymmetry,2006,17(4):554-559)从红球菌(Rhodococcus erythropolis)中分离得到醇脱氢酶，并将其用于合成重要的药物中间体(S)-[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙醇，ee值大于99.9％，转化率大于98％，但在需要辅因子NADH的醇脱氢酶酶催化还原过程中还需要加入甲酸盐脱氢酶(Formate dehydrogenase，FDH)以实现辅因子的原位再生；Zhu等(Zhu D,Yang Y,John D,et al.,Org Biomol Chem,2006,4:2690-2695)采用赭色掷孢酵母(Sporobolomycessalmonicolor)羰基还原酶制备(S)-[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙醇，光学活性达99％；张芳等(张芳，江曙，刘春美等.药物生物技术，2007,16(1):411-414)利用红酵母(Saccharomyces rhodotorula)静息细胞在水/辛烷(体积分数20％)组成的两相体系中催化[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙酮还原得到(S)-[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙醇，反应36h后，转化率为81.7％，但产物的ee值最高仅为89.5％；Wang等(Wang P,Su H Z,Sun L M,eta1.,Chinese J Chem Eng,2011,19(6):1028-1032)利用热带假丝酵母(Candidatropicalis)104催化不对称还原制备(S)-[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙醇的方法，该方法在水相体系中进行，ee值大于99.9％。

发明内容