[发明专利]一种生物酶催化制备(S)-3-苯基-1,2-环氧丙烷及其衍生物的方法

说明书

本发明提供了一种生物酶催化制备(S)‑3‑苯基‑1,2‑环氧丙烷及其衍生物的方法，属于化合物合成技术领域，所述方法包括以下步骤：1)合成HhAPL基因，并将所述HhAPL基因插入到pET24(a)载体的多克隆位点，获得表达载体pET‑Apl；2)将所述表达载体pET‑Apl转入大肠杆菌获得表达HhAPL基因的重组细胞；3)用缓冲液将所述重组细胞配制成50～200g/L的菌悬液；4)将所述菌悬液、底物辅助溶剂和底物混合获得反应体系，反应，获得目标产物。本发明所述方法中使用的生物酶催化烯烃不对称环氧化具有更高的对映选择性和催化反应活力。

技术领域

本发明属于化合物合成技术领域，尤其涉及一种生物酶催化制备(S)-3-苯基-1,2-环氧丙烷及其衍生物的方法。

背景技术

光学纯1,2-环氧丙烷类化合物是合成许多药物的重要前体，其中如缩水甘油类化合物是合成β-受体抑制剂药物的前体原料。近年来，对于该类光学活性化合物的合成取得了一定的进步，特别是对于邻位含有羟基的烯烃可以通过苯乙烯单加氧酶催化环氧化和Sharpless不对称环氧化方法获得光学纯环氧化合物(Lin,H.,Liu,J.-Y.,Wang,H.-B.,Ahmed,A.A.Q.,Wu,Z.-L.2011.Biocatalysis as an alternative for the productionof chiral epoxides:A comparative review.Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic,72(3),77-89.)。但是，其中苯乙烯单加氧催化过程中对于某些底物烯烃，其催化过程的非对映选择性较低；而对于Sharpless不对称环氧化过程，其催化反应的效率很低，且反应过程需要金属催化剂，增加了生产成本，产物中也会残留金属，同时伴有大量有机试剂的使用，对环境造成了严重的污染。但是，对于邻位不含羟基取代的末端非共轭烯烃不对称环氧化目前没有可靠的方法获得光学纯的环氧产物，少数苯乙烯单加氧可以催化此类烯烃的不对称环氧化，但是其对映选择性比较低(ee86％)(Lin,H.,Qiao,J.,Liu,Y.,Wu,Z.-L.2010.Styrene monooxygenase from Pseudomonas sp.LQ26 catalyzes theasymmetric epoxidation of both conjugated and unconjugatedalkenes.J.Mol.Catal.B:Enzym.,67(3-4),236-241.)；(Toda,H.,Imae,R.,Itoh,N.2012.Efficient biocatalysis for the production of enantiopure(S)-epoxidesusing a styrene monooxygenase (SMO)and Leifsonia alcohol dehydrogenase(LSADH)system.Tetrahedron:Asymmetry,23(22-23),1542-1549.)，虽然有报道来自Rhodococcusopacus 1CP的苯乙烯单加氧酶可以高对映选择性催化烯丙苯不对称环氧化(ee99％)，但其催化活性非常低(1％)(Paul,C.E.,Tischler,D.,Riedel,A.,Heine,T.,Itoh,N.,Hollmann,F.2015.Nonenzymatic regeneration of styrene monooxygenase forcatalysis.ACS Catal.,5(5),2961-2965.)；另外可以通过一些脂肪酶拆分消旋缩环氧化合物获得光学纯该类化合物，但是其产率仅为投入原料的50％，极大地浪费资源。因此通过开发新型的高效高对映选择性催化烯丙基不对称环氧化的酶，可以有效的获得一系列用于药物合成的重要光学活性环氧化合物前体。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物酶催化制备(S)-3-苯基-1,2-环氧丙烷及其衍生物的方法，所述方法中使用的生物酶的对映选择性和催化反应活力更高。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：