专利名称：米格列醇的生产方法
技术领域：
本发明与用1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇经生物氧化，再经氢化制备米格列醇的方法有关。
背景技术：
米格列醇生产工艺由拜尔公司(BAYER)首先取得专利。
(DE 2834122A1，DE2853573A1，EP 0079858A2)生产工艺如图1所示，由葡萄糖制备1-氨基-D-山梨醇，经NH2保护，生物氧化，去保护，氢化，得关键中间体1-脱氧野尻霉素，再与环氧乙烷反应制取米格列醇。
关键中间体1-脱氧野尻霉素还可从植物中提取，生物发酵制备及化学合成，但均因生产流程长，收率低，工业应用受到限制。
苄氧羰基保护的1-胺基-1脱氧-D-山梨醇的低亲水性，限制了它对亲水膜的通透性。
专利USP 4,266,025，EP 0,477,160，USP 2001/0019837公开了制备米格列醇另一工艺路线。
该工艺流程短，收率高，是当前的最佳工艺。
如图2所示，这一工艺由于1-N上有羟乙基的存在，不需用CBZ-Cl及其类来保护氨基，底物的亲水性大为增强。给应用微囊化葡萄糖酸氧化菌进行转化，创造了条件。这种工艺所用葡萄糖酸氧化菌在工业生产中只能使用1～3次，每次转化后需经高速离心再分离出葡萄糖酸氧化菌，生产周期长，劳动强度高。氢化后用过滤方法除出催化剂费力费时，安全性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种葡萄糖酸氧化菌可重复使用，转化周期短，省力省时，可连续化生产的米格列醇的生产方法。
本发明是这样实现的本发明米格列醇的生产方法，包括如下步骤
(1)制备1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇，(2)用聚合离子膜包覆葡萄糖酸氧化菌制成含菌微囊，(3)在发酵罐中依次加入1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇和含菌微囊，在28-31℃温度，搅拌，转化23-28小时，pH为5.0-6.0，转化完成滤出含菌微囊，制成含1-羟乙胺基-1-脱氧-山梨糖滤液，(4)在滤液中加催化剂氢化，除去催化剂，将滤液用树酯精制后，浓缩、结晶得到米格列醇。
所说的聚合离子膜材料为海澡酸钠-氯化钙、海澡酸钠-壳聚糖、硫酸纤维素钠-聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或者为其中的任意两种的混合物，或者为三种的混合物。
步骤(4)中用的催化剂为5％钯-镍催化剂，氢化后用沉降法滤除5％钯-镍催化剂。
5％钯-镍催化剂的制备方法如下(A)用常规方法由铝镍合金制备Re-Ni催化剂，(B)将Re-Ni催化剂在水中悬浮，加入PdCl28.5克，调整pH至2-3，搅拌溶解后，调整pH至7.5，(C)将溶液置于高压釜中，45℃，2-3MPa，氢化4-5小时，得5％钯-镍催化剂，取出水洗至无氯离子备用。
步骤(3)中滤出的含菌微囊反复多次用于发酵罐底物的转化。
本发明提供了一种用微囊包覆的葡萄糖酸氧化菌转化1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇，再经氢化制备米格列醇方法。
本发明有如下优点1、以生物兼容性良好的膜材料如海藻酸钠-氯化钙；海藻酸钠-壳聚糖；硫酸纤维素钠(Nacs)--聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDDAE)等形成的聚合离子膜为材料，包覆葡萄糖酸氧化菌形成微囊，该微囊可反复多次用于转化目标化合物，菌体活性下降速度慢，仅一次高速离心分离菌体即可多次使用，转化周期缩短，降低劳动强度有利于工业化生产，并为连续化生产创造了可能。
2、采取钯镍为氢化催化剂，应用沉降法代替了常规过滤滤除催化剂的方法，操作省时，安全性提高。
图1为已有的米格列醇生产工艺流程图之一。
图2为已有的米格列醇生产工艺流程图之二。
图3为本发明的生产工艺流程图。
具体实施例方式实施例1葡萄酸氧化菌菌体的制备菌种葡萄糖酸氧化菌DSM 2003培养基醇母浸膏粉2.5％(W/V)、山梨醇7.2％、磷酸氢二钾0.2％、硫酸铵0.5％，硫酸镁0.05％，微量元素QS接种量10％(V/V)培养条件28～30℃，通氧量1∶1(V/V)，PH 5.0～6.0培养22~24小时。
放罐条件OD＝1.7～1.9，未染杂菌。
在高速离心机中，分离菌体。菌体得量(湿重)约为发酵液量的1～1.2％。
微囊包覆的葡萄糖酸氧化菌的制备取湿菌体100g，加入3％的海藻酸钠溶液100ml中，搅均将该混悬液，通过聚四氟乙烯毛细管，滴加入10％的Cacl2溶液500ml中，控制毛细管振动的频率，强度，收得到的微囊直径在2±0.5mm。滴加过程中，通入空气，保持20℃。约20分钟滴加完。并继续在Cacl2溶液中浸泡10分钟。滤出巳包覆的葡萄酸杆菌微囊，用0.9％Nacl液300ml淋洗，浸泡，得湿重125g的葡萄糖酸氧化菌微囊，冰箱保存备用。
5％钯-镍催化剂的制备首先用常规方法由铝镍合金制备Re-Ni催化剂。取100gRe-Ni在500ml水中悬浮，加入PdCl28.5g(含钯59％)，PH调整至2～3的溶液，搅拌溶解15分钟，流加10％的醋酸钠溶液，使PH升至7.5，置高压斧中，氢化(45℃，2～3MPA)4～5hr.取出水洗至无氯离子，备用。
微囊包覆的葡萄糖酸氧化菌对1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇的氧化制备米格列醇在10升自动发酵罐中(有温度自控及PH自控)加入4％ 1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇溶液3000ml，然后倒入250g含菌微囊在28～30℃，150rpm搅拌下，转化23～25小时，转化过程中，PH控制在5.0～6.0之间。溶氧浓度保持在80％以上。转化完成滤出含菌微囊，滤液加硅藻土3g及活性炭25g，搅拌30分过滤，滤液中加5％Pd/Ni 30g，在35~40℃，2～4MPA下，氢化5～7小时，沉降法除去催化剂，氢化液经树脂精制，浓缩到小体积，加乙醇结晶，得到米格列醇43.1克，熔点145～146℃含量，99.2％。
微囊菌体可反复转化5～6次。
实施例2微囊包覆葡萄糖酸氧化菌的制备取葡萄糖酸氧化菌湿菌体50g，加入2％的海藻酸钠及4％甘油组合的溶液50ml中，搅均，将该混悬液通过聚四氟乙烯毛细管的滴加装置，滴加入4％的壳聚糖溶液250ml中。同时搅拌通空气。收集直径2mm左右的微囊，用0.9％NaCl洗净，备用。
在10升自动发醇罐中，加入3.5％的1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇2.5L及500g含菌微囊，在30～31℃，100～150rpm搅拌，维持PH5.0～6.0通空气3L/分的条件下，转化23～28hr，滤除菌体微囊，滤液加硅藻土及活性炭，搅拌30分钟，过滤，滤液中加5％镍-钯催化剂30g在35～40℃，2～5MpA下氢化5～7小时，沉降30分钟，抽取上清液，经树脂精制，浓缩，结晶得到米格列醇60.1g，熔点145.5～146.5℃，含量99.38％。
葡萄糖酸氧化菌和5％Pd/Ni催化剂的制备方法同实施例1。
微囊包覆的葡萄糖酸氧化菌，可重复使用7～8次。
实施例3微囊包覆的葡萄糖酸氧化菌制备取葡萄糖酸氧化菌和湿菌体100g加入含5.2％硫酸纤维素钠及1％海藻酸钠的溶液120ml中，搅均，通过有聚四氟乙烯毛细管的滴加装置中，滴加入含0.2％PDMDAAC及1％CaCl2的溶液中，使液滴直径在2±0.5mm。，滴加后在25℃，浸泡15分钟，取出所得微囊，用0.9％NaCl洗净，备用。
在10升自动发醇罐中，加入4％的1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇3L及500g含菌微囊，在30～31℃，100～150rpm搅拌，维持PH5.0～6.0，通空气3.5L/分的条件下，转化23～28hr滤除菌体微囊，滤液加硅藻土及活性炭，搅拌30分钟，过滤，滤液加5％Pd/Ni 25g，在35～40℃，2～5MpA下氢化5.0～7小时，上清液经树脂精制，浓缩，结晶，得到米格列醇78.1g熔点144.5～145.5℃，含量99.48％。
微囊包覆的葡萄糖酸氧化菌，可重复使用8～10次。
葡萄糖酸氧化菌和5％Pd/Ni催化剂的制备方法同实施例1。
说明书中涉及的溶液浓度为重量比体积百分浓度。
权利要求
1.米格列醇的生产方法，包括如下步骤(1)制备1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇，(2)用聚合离子膜包覆葡萄糖酸氧化菌制成含菌微囊，(3)在发酵罐中依次加入1-羟乙胺基-1-脱氧-D-山梨醇的水溶液和含菌微囊，在28-31℃温度，搅拌，转化23-28小时，通气1/1(V/V)。pH为5.0-6.0，转化完成滤出含菌微囊，制成含1-羟乙胺基-1-脱氧-山梨糖滤液，(4)在滤液中加催化剂氢化，除去催化剂，将滤液用树酯精制后浓缩、结晶得到米格列醇。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的聚合离子膜材料为海澡酸钠—氯化钙、海澡酸钠—壳聚糖、硫酸纤维素钠—聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或者为其中的任意两种的混合物，或者为三种的混合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中用的催化剂为5％钯-镍催化剂，氢化后用沉降法滤除催化剂，催化剂的制备方法如下(1)用常规方法由铝镍合金制备Re-Ni催化剂，(2)将Re-Ni催化剂在水中悬浮，加入制备好的PdCl2溶液，调整pH至2-3，搅拌20分钟后，调整pH至7.5，(3)将溶液置于高压釜中，45℃，2-3MpA，氢化4~5小时，得5％钯-镍催化剂，取出水洗至无氯离子备用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中用常规简单方法滤出的含菌微囊反复多次用于底物的转化。
全文摘要
本发明为米格列醇的生产方法，与将原料生物氧化，再经氢化制备米格列醇的方法有关，解决已有方法葡萄糖酸氧化菌使用次数少，分离困难，因生产周期长的问题。包括如下步骤(1)制备1－羟乙胺基－1－脱氧－D－山梨醇，(2)用聚合离子膜包覆葡萄糖酸氧化菌制成含菌微囊。(3)在发酵罐中依次加入1－羟乙胺基－1－脱氧－D－山梨醇的水溶液和含菌微囊，在28－31℃温度，搅拌，通气1/1(V/V)，转化23－28小时，pH为5.0－6.0，转化完成滤出含菌微囊，制得含1－羟乙胺基－1－脱氧－D－山梨糖滤液，(4)在滤液中加催化剂氢化，除去催化剂，将滤液用树酯精制后浓缩、结晶制成米格列醇。
文档编号C12R1/01GK101029321SQ20071004877
公开日2007年9月5日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者詹世伟, 邓天德, 余柏松, 尹晓峰, 李玉玲 申请人:四川维奥制药有限公司