[发明专利]座囊霉菌区域选择性催化桦木醇制备桦木酮醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于天然产物及生物催化应用领域，具体涉及一种利用座囊霉菌催化桦木醇区域选择性氧化制备桦木酮醇的方法。

背景技术

桦木醇是一种羽扇烷类五环三萜类化合物, 具有抗炎及抗病毒等活性，并且显示出与以往药物不同的作用机制, 对肿瘤细胞具有一定的细胞毒性（林产化学与工业, 2009, 29(1): 87-90）。尽管如此，较低的生物活性及选择性等阻碍了其在临床上的应用。为此，以桦木醇为先导化合物，对其进行结构修饰以提高其生物活性成为了近年来的研究热点（Natural Product Reports, 2006, 23, 394–411）。桦木酮醇是桦木醇中的3-羟基经氧化后得到的衍生物。大量研究表明，桦木酮醇的生物活性远高于桦木醇。例如，桦木酮醇对肺癌NSCLC-N6细胞的毒性远高于桦木醇（Phytochemistry, 2004, 65: 1159–1164）；桦木醇的3-羟基经氧化修饰后，明显增强了其诱导小鼠黑素瘤细胞分化活性（J. Nat. Prod. 2002, 65, 645-648）。 同时桦木酮醇也是制备具有重要应用价值的异构桦木酮醇（allobetulone）的关键合成砌块（Molecules, 2011, 16: 2443-2466）。

尽管许多植物如大柄冬青（Ilex macropoda）及红树林植物瓶花木（Scyphiphora hydrophyllacea）等中含有桦木酮醇（热带亚热带植物学报, 2007, 15(3): 249-252; Archives of Pharmacal Research, 2002, 25: 617-620），但其含量甚低，极大地限制了该化合物的研究与应用。因此，必须开发简便的大规模制备桦木酮醇的新技术及新工艺。桦木醇是桦木酮醇的生物合成前提物，在植物中含量较高，尤其是在白桦树皮中其含量高达25%。故以廉价、易得的桦木醇为原料，通过化学/生物催化法制备桦木酮醇是一条具有巨大应用潜力的合成路线。

在桦木醇分子中有三个活性官能团（3-羟基, 28-羟基及C₂₀-C₂₉双键），由于化学法的选择性较差，故如想对其中的3-羟基进行选择性氧化修饰时，通常需要繁琐的保护及脱保护步骤，并且通常需要使用化学计量的、环境不友好的氧化剂CrO₃和KMnO₄等。尽管利用生物催化与生物转化手段能有效避免化学法的上述缺点，但28-羟基为伯羟基，而3-羟基为仲羟基，前者空间位阻相对较小，故前者通常比后者活泼，更易被修饰；事实上，目前已报道的生物催化剂也只能催化28-羟基氧化及环上其他位点的羟基化反应（Process Biochemistry 2011, 46: 1-15; Enzyme and Microbial Technology, 2009, 45: 175-180; Journal of Applied Microbiology, 2011, 110: 90-97），仍无法实现低活性的3-羟基的区域选择性氧化。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种利用座囊霉菌为催化剂，催化桦木醇区域选择性氧化合成桦木酮醇的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种利用座囊霉菌区域选择性催化桦木醇制备桦木酮醇的方法，具体步骤如下：

（１）座囊霉菌经活化后，接种至含有3 g/L氯化钠的土豆培养基中，在28℃、160 r/min下培养3天；

（２）加入桦木醇和二甲基亚砜，在23 ~ 43 ℃、160 r/min下；反应1 ~ 7天，过滤除去菌体，滤液用等体积的乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，在真空下旋转蒸发除去溶剂，得到产物桦木酮醇。

所述座囊霉菌优选Dothideomycete sp. HQ 316564，该生物材料已被文献：丛生盔形珊瑚共附生可培养真菌多样性分析，微生物学通报, 2011, 38(8): 1193?1198报道。

步骤（１）所述土豆培养基的初始pH优选为 4.0 ~ 7.0。 

所述二甲基亚砜的浓度优选为0.2 ~ 1.0% v/v。

所述等体积是指与滤液体积相等。

所述接种至含有3 g/L氯化钠的土豆培养基中，优选在生理盐水中配置浓度为1 × 10⁷个孢子/mL的种子液，随后将1 mL种子液加入100 mL含有3 g/L氯化钠的土豆培养基中。