[发明专利]利用含离子液体反应体系制备手性醇的方法

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种(R)-3,5-双三氟甲基苯乙醇的生物催化制备方法，特别涉及一种利用含氨基酸类离子液体的反应体系提高微生物细胞催化制备阿瑞吡坦药物关键手性中间体(R)-3,5-双三氟甲基苯乙醇反应效率的方法。

（二）背景技术

(R)-3,5-双三氟甲基苯乙醇是合成用于治疗化疗引起的恶心和呕吐的NK-1受体拮抗剂-阿瑞吡坦药物的关键手性中间体。与化学法相比，采用微生物细胞催化潜手性3,5-双三氟甲基苯乙酮不对称还原制备(R)-3,5-双三氟甲基苯乙醇具有反应条件温和、选择性高等诸多优点。本发明在发明人原有发明“棘孢木霉及在合成(R)-3,5-双三氟甲基苯乙醇中的应用”(CN101724568A)的基础上，研究开发了利用含氨基酸离子液体共溶剂体系中生物催化制备阿瑞吡坦中间体的新方法，以解决原发明专利(CN101724568A)中存在的底物浓度(80mM)和产率(53.4%)偏低等问题，通过构建合适的生物催化反应体系，以实现底物增溶，提高反应效率。

离子液体作为绿色溶剂常用于生物催化、有机合成、化学分离等反应过程中。与有机溶剂相比，离子液体具有不易挥发，物理化学稳定性好和结构可设计性等优点。然而，传统的咪唑类和嘧啶类离子液体存在诸如环境不友好、生物可降解性差且不可再生等缺点(Chem Soc Rev,2011,40:1383)。氨基酸类离子液体作为一种新型绿色溶剂引起了人们的广泛关注。氨基酸是一种可再生资源，具有低毒、可再生、绿色环保等优点，季铵盐化学结构与表面活性剂结构类似，不仅可改善细胞膜的通透性，而且还能降低底物对细胞的毒害作用。采用本发明提出的氨基酸类离子液体用于生物催化反应，有利于底物增溶，可使生物还原反应在保持较高产率和较短反应时间的前提下进一步提高反应的底物浓度。同时，采用的新型离子液体更符合绿色化学发展方向。

生物催化3,5-双三氟甲基苯乙酮制备(R)-3,5-双三氟甲基苯乙醇的反应式如下所示：

（三）发明内容

本发明目的在于构建一种含新型离子液体反应体系，并将其应用于生物不对称还原3,5-双三氟甲基苯乙酮制备(R)-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇的反应过程，以解决现行方法中存在的底物难溶性和产率偏低等问题。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种利用含离子液体的反应体系进行生物催化制备(R)-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇的方法，所述方法为：以棘孢木霉ZJPH0810发酵培养获得的湿菌丝体（制备方法参见CN101724568A，具体参见实施例1）作为催化剂，以3,5-双三氟甲基苯乙酮作为底物，在式（Ⅰ）所示氨基酸类离子液体与pH值为5.5～8.0的缓冲液构成的反应体系中，于25～45℃、100～300r/min条件下反应6～50小时，反应液用等体积的正己烷萃取，取萃取液分离纯化得到(R)-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇产物；所述反应体系中湿菌丝体的加入量以菌丝体干重计为10～50g/L，优选为20～40g/L，更优选30g/L，所述反应体系中底物初始浓度为20～200mM，优选为50～150mM，更优选70～100mM，所述反应体系中氨基酸类离子液体的质量浓度为0.1～30%，优选为1～20%，更优选1～5%；

[N_R1,R2,R3,R4]⁺L^–

（Ⅰ）

式（Ⅰ）中阳离子为取代季铵盐，阴离子为天然氨基酸，其中取代季铵盐的取代基R1、R2、R3和R4各自独立为C1～C4的烷基，优选直链烷基。

进一步，优选所述天然氨基酸为下列之一：丙氨酸(Ala)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、色氨酸(Trp)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、甲硫氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)、脯氨酸(Pro)、天冬氨酸(Asp)、酪氨酸(Tyr)、天冬酰胺(Asn)、赖氨酸(Lys)、半胱氨酸(Cys)、谷氨酸(Glu)、谷氨酰胺(Gln)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)或甘氨酸(Gly)，更优选所述天然氨基酸为下列之一：Met、Glu、Cys、Gly、Tyr或Arg。