[发明专利]制备具有多个手性中心的醇化合物的方法

说明书

本发明公开了一种制备具有多个手性中心的醇化合物的方法。该方法包括以下步骤：在酮还原酶的作用下在反应体系中反应生成其中，R₁、R₂分别为甲基或乙基，R₃为叔丁氧羰基或者苄氧羰基，n＝0或1。应用本发明的技术方案，酮还原酶以酮类化合物为原料，通过立体选择性地还原作用，可以高效生产手性醇，并可以选择性的拆分，一步获得具有多个手性中心的手性醇化合物；而且底物相对廉价，产物纯度高的特点，适合推广用于手性醇的工业生产。

技术领域

本发明涉及手性化合物合成技术领域，具体而言，涉及一种制备具有多个手性中心的醇化合物的方法。

背景技术

手性醇是一类手性碳上连有羟基的旋光性化合物，广泛用于手性药物和其他手性精细化学品的合成。手性醇的合成方法主要包括物理分离法、拆分法及不对称还原法。其中，化学拆分常用酒石酸等拆分剂进行多次拆分，所得产物化学纯度可达到99％以上，但其缺点就是拆分收率极低，只有不到10％；另外，手性拆分剂价格较高，大大地增加了生产成本；操作较为复杂，且后处理不利用环境保护。利用酮类化合物的不对称还原合成手性醇的方法是目前生产手性醇的一种重要方法，其理论产率可高达100％，包括化学不对称还原法和生物不对称还原法。其中，化学不对称还原法主要是利用手性金属配合物作为催化剂用于羰基的不对称还原，尽管该化学方法已部分用于工业生产，但是该反应过程需要高压加氢、手性金属配合物合成复杂并且价格昂贵，产物中存在重金属的残留导致产物分离困难，环境污染较大，应用受到一定的限制；而生物催化不对称还原法不仅具有高度的化学、区域和立体选择性，并且反应条件温和，避免了产物中的重金属残留，对环境友好，弥补了化学方法的不足，是一种绿色高效经济的方法。用于不对称还原的生物催化剂主要包括微生物全细胞和氧化还原酶，如专利申请CN201510026759.1公开了一种来源于唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)ZJB-12126的羰基还原酶，并以含重组羰基还原酶基因的工程菌经发酵培养获得的湿菌体为催化剂，用于不对称还原前手性羰基化合物之类手性醇；如专利CN201010599376.0公开了一种来源于天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)A3(2)NRRLB-16638的氧化还原酶作为羰基还原酶催化剂用于不对称还原前手性羰基化合物以制备光学活性手性醇；酶法还原具有比全细胞催化产物选择性更高、反应易处理等优点。

尽管如此，通过一步反应仅能获得含一个手性中心的手性醇化合物。而含有多个连续手性中心的结构单元常见于各种天然产物和人工合成的手性药物中，但由于异构体的数量随着手性中心的数目成指数上升，由此导致高选择性的合成多个手性中心的单一异构体非常困难，一直以来是不对称催化研究领域最具挑战性的课题之一。

也就是说，现有技术中生产手性醇仍存在下列问题：1)通常需要手性金属催化剂，生产成本高；2)产物的光学纯度较难达到要求；3)大量使用有机试剂，造成环境污染严重；4)不能一步获得两个几多个手性中心的产品。

发明内容

本发明旨在提供一种制备具有多个手性中心的醇化合物的方法，以解决现有技术中生产手性醇不能一步获得具有两个及多个手性中心产品的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制备具有多个手性中心的醇化合物的方法。该方法包括以下步骤：在酮还原酶的作用下在反应体系中反应生成其中，R₁、R₂分别为甲基或乙基，R₃为叔丁氧羰基或者苄氧羰基，n＝0或1。

进一步地，酮还原酶的氨基酸序列为选自如下之一的序列：1)如SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列；2)如SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或多个氨基酸而得到的具有高度立体选择性将转化成的酮还原酶活性的氨基酸序列。

进一步地，反应体系中还包括辅酶、辅酶再生体系和缓冲液。

进一步地，反应体系中的摩尔浓度为50mM～500mM。