專利名稱:紅球菌催化硫醚合成手性亞砜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了土壤中分離的紅球菌用于催化硫醚合成苯甲亞砜(a e.>99.9%)及其衍生物的方法，屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
手性亞砜可以作為手性輔劑和中間體用于合成復(fù)雜的手性天然產(chǎn)物；作為手性配體或手性催化劑用于多種不對稱催化反應(yīng)；作為手性藥物用于治療胃潰瘍的質(zhì)子泵抑制齊U，如esom印razole等。手性亞砜具有重要而廣泛的用途。手性亞砜及其衍生物廣泛作為重要手性中間體和輔劑、手性配體和催化劑、手性藥物。手性亞砜可以采用生物方法和化學(xué)方法來合成，化學(xué)方法包括手性輔劑誘導(dǎo)、手性拆分和不對稱催化等方法。與之相比，由于利用生物法實(shí)現(xiàn)手性亞砜的合成具有反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品收率高等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色化學(xué)的發(fā)展要求，而越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的青睞。然而，少有報(bào)道生物催化劑在水緩沖溶液體系中催化氧化苯甲硫醚合成高光學(xué)純(a e.>99.9%) 5.-苯甲亞砜的工藝，因此尋找合適的生物催化劑催化氧化苯甲硫醚實(shí)現(xiàn)S-苯甲亞砜(a a >99.9%)的高效合成及擴(kuò)展底物譜成為當(dāng)務(wù)之急。
本課題組從自然界土壤中篩選的一株野生菌劭oi/ococcm sp.CCZU10-1，在中國專利(公開號 CN102250802A 和 CN102618588A)中描述的是，TSoi/ococciAs sp.CCZU10-1細(xì)胞中腈水解酶用于催化苯甲酰甲腈和氯代苯乙腈水解合成高附加值的苯乙酮酸和氯代苯乙酸。但是未見該/SotZococciAs sp.CCZUlO-1細(xì)胞中存在單加氧酶催化氧化苯甲硫醚實(shí)現(xiàn)苯甲亞砜的報(bào)道！。而雖然中國專利(公開號CN101372676)報(bào)道了另一株紅球菌Rhodococcus sp.ECU0066可催化苯甲硫釀實(shí)現(xiàn)51-苯甲亞諷(e.<9.=99.0%)的有效合成,但有少量的苯甲亞砜生成。苯甲亞砜沒有達(dá)到高光學(xué)純(a a >99.9%)，很難滿足手性天然產(chǎn)物和手性藥物合成過程中對純度的高要求。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明申請人意外發(fā)現(xiàn)該/SotZococciAs sp.CCZUio-1細(xì)胞中存在單加氧酶可高效地催化氧化苯甲硫醚實(shí)現(xiàn)S-苯甲亞砜(a e.>99.9%)的高效合成，未發(fā)現(xiàn)R-苯甲亞砜生成。很明顯，./PAot/ococciAs sp.CCZU10-1在合成高光學(xué)純51-苯甲亞諷(<9.<9.>99.9%)有明顯的優(yōu)勢及應(yīng)用前景。
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種紅球菌用于催化硫醚合成手性苯甲亞砜(a a >99.9%)及其衍生物的方法，以實(shí)現(xiàn)手性亞砜的高效合成。
本發(fā)明所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，按照下述步驟進(jìn)行:
(1)將紅球菌sp.在培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)增培養(yǎng)48h，離心得到靜息細(xì)胞；
(2)收獲靜息細(xì)胞，懸浮于pH為6.(Γ8.0的磷酸鉀緩沖溶液中，加入底物硫醚，在25 ° C條件下反應(yīng)12 48 h后，即可得到5.-苯甲亞砜及其衍生物。
其中步驟(I)中所述的苯甲硫醚及其衍生物的濃度為2(Tl00 mM。
其中步驟(I)中所述的靜息細(xì)胞在磷酸鉀緩沖溶液中的含量為0.01-0.1 g靜息細(xì)胞/mL。
其中步驟(I)中所述的發(fā)酵培養(yǎng)基組分和含量如下:葡萄糖5 20 g，蛋白胨5 20g，酵母膏 5 20 g, KH2PO4 Γ5 g，NaCl 0.Tl.5 g，MgSO4 0.Γθ.5 g，誘導(dǎo)劑苯甲硫醚
0.0l 10 g，水 1000 mL, pH 6.0 9.0 ;
其中步驟(I)中所述的紅球菌/Soi/ococcm sp.CCZU10-1，該菌株已于2011年5月25日保藏在位于中國北京的北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號的中國科學(xué)院微生物研究所，中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)，保藏號為CGMCC N0.4911。
其中步驟(2)中所述的底物硫醚為苯甲硫醚、芐基苯硫醚、芐基對甲基苯硫醚、芐基對甲氧基苯硫釀或節(jié)基對硝基苯硫釀。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明利用/SotZococciAs sp.CCZUio-1生物催化劑實(shí)現(xiàn)硫醚的氧化合成苯甲亞砜及其衍生物，具有工藝路線簡單、反應(yīng)條件溫和、無污染、無副產(chǎn)物及轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1 TSotZococciAs sp.CCZU10-1靜息細(xì)胞催化苯甲硫醚合成51-苯甲亞砜反應(yīng)進(jìn)程曲線
符號說明: 苯甲硫醚，OS-苯甲亞砜，.5.-苯甲亞砜a a值；
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所涉及的TPAot/ococciAs sp.CCZU10-1 該菌株已于2011年5月25日保藏在位于中國北京的北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號的中國科學(xué)院微生物研究所，中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)，保藏號為CGMCC N0.4911，已申請專利，公開號CN102250802A。菌株理化特征如專利(中國專利，公開號CN102250802A)所描述。
本發(fā)明中苯甲亞砜及其衍生物的含量用HPLC進(jìn)行分析。單加氧酶催化劑的活力單位定義:每分鐘催化苯甲硫醚產(chǎn)生I ymol 苯甲亞砜所需要的生物催化劑量。
實(shí)施例1 Rhodococcus sp.CCZU10-1靜息細(xì)胞催化苯甲硫醚合成51-苯甲亞砜配制培養(yǎng)基(葡萄糖5 g,蛋白胨5 g，酵母膏5 g,KH2PO4 I g’NaCl 0.1 g,MgSO4 0.1g，誘導(dǎo)劑苯甲硫醚0.01 g，水1000 mL，pH 6.0)，在5 L搖瓶中裝入3 L培養(yǎng)基，在轉(zhuǎn)速160rpm及溫度25 ° C條件下培養(yǎng)48 h，離心、洗滌得到靜息細(xì)胞。稱取濕重0.1 g靜息細(xì)胞，將細(xì)胞懸浮于1.0 mL pH 6.0磷酸鉀緩沖溶液中，加入終濃度100 mM苯甲硫醚，在25 ° C和160 rpm的恒溫?fù)u床振蕩反應(yīng)48 h (圖1所示)，苯甲亞砜產(chǎn)率51.3%，e.e.>99.9%。[0017]實(shí)施例2
Rhodococcus sp.CCZU10-1靜息細(xì)胞催化氧化不同硫醚
配制培養(yǎng)基(葡萄糖20 g，蛋白胨20 g，酵母膏20 g，KH2PO4 5 g，NaCl 1.5 g，MgSO40.5 g，誘導(dǎo)劑苯甲硫醚10 g，水1000 mL, pH 9.0)，在I L搖瓶中裝入250 mL培養(yǎng)基，在轉(zhuǎn)速160 rpm及溫度35 ° C條件下培養(yǎng)48 h，離心、洗滌得到靜息細(xì)胞。稱取濕重.0.01 g靜息細(xì)胞，將細(xì)胞懸浮于1.0 mL pH 8.0磷酸鉀緩沖溶液中，分別加入不同的底物硫醚，終濃度為20 mM，在35 ° C和160 rpm的恒溫?fù)u床振蕩反應(yīng)，反應(yīng)12 h后，測定結(jié)果如表I所示。
表I底物譜的擴(kuò)展
權(quán)利要求
1.紅球菌催化硫醚合成S-苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行: (1)將紅球菌sp.在培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)增培養(yǎng)48h，離心得到靜息細(xì)胞； (2)收獲靜息細(xì)胞，懸浮于pH為6.(Γ8.0的磷酸鉀緩沖溶液中，加入底物硫醚，在25 35° C條件下反應(yīng)12 48 h后，即可得到5.-苯甲亞砜及其衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(I)中所述的苯甲硫醚及其衍生物的濃度為2(Tl00 mM。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(I)中所述的靜息細(xì)胞在磷酸鉀緩沖溶液中的含量為0.01-0.1g靜息細(xì)胞/mLo
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(I)中所述的發(fā)酵培養(yǎng)基組分和含量如下:葡萄糖5 20 g，蛋白胨5 20 g，酵母膏 5 20 g, KH2PO4 Γ5 g, NaCl 0.1 1.5 g, MgSO4 0.1 0.5 g，誘導(dǎo)劑苯甲硫醚 0.01 10g，水 1000 mL, pH 6.0 9.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(I)中所述的紅球菌TSoi/ococcM sp.CCZU10-1，保藏號為CGMCC N0.4911。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(2)中所述的底物硫醚為苯甲硫醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(2 )中所述的 底物硫醚為芐基苯硫醚。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(2 )中所述的底物硫醚為芐基對甲基苯硫醚。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(2 )中所述的底物硫醚為芐基對甲氧基苯硫醚。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紅球菌催化硫醚合成苯甲亞砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步驟(2 )中所述的底物硫醚為芐基對硝基苯硫醚。
專利摘要
本發(fā)明公開了紅球菌催化硫醚合成手性亞砜的方法，屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域：
。以保藏號為CGMCCNo.4911的一株紅球菌Rhodococcussp.CCZU10-1，的靜息細(xì)胞為生物催化劑，對前手性的苯甲硫醚及其衍生物進(jìn)行不對稱催化氧化，合成了手性S-苯甲亞砜(e.e.>99.9%)及其衍生物。本發(fā)明所述的菌株及其立體選擇性生物氧化方法不僅具有較好的催化效果，而且操作工藝路線簡單、反應(yīng)條件溫和及無污染等特點(diǎn)。
文檔編號C12R1/01GKCN103114109SQ201310052155
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月18日
發(fā)明者何玉財(cái), 馬翠鸞, 楊振興, 周敏, 邢震, 馬江濤, 陳琳, 方月, 劉峰 申請人:常州大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan