专利名称：光学纯(1s,2r,5r)-二氢香芹醇的生物催化合成方法
技术领域：
本发明涉及生物催化领域，尤其涉及一种利用生物催化剂两步还原反应串联合成光学纯的(1S，2R，5R)-二氢香芹醇的方法。
背景技术：
生物催化剂可以有效的避免化学催化中重金属残留、合成成本增加等一系列问题，生物催化的优点在于生物催化的反应可以在室温、常压和对生态无害的情况下完成，并且具有高度的对映选择性和区域选择性和底物的专一性，减少了化学催化中可能产生的分子异构化、消旋化、差向异构化和重排等问题。因此将生物催化的还原技术应用于不饱和化合物的不对称还原，与化学催化反应相结合、相辅相成、优势互补，从而以绿色环保的方法高效的得到目标化合物。串联反应在合成中是一类非常重要的反应，串联反应可以避免中间步骤的分离，从而节省了用于分离的时间和精力，其效率要比逐步合成反应效率高，同时串联反应能够降低废物的产生，避免不稳定中间体的积累。现在已有很多文献报道了利用串联反应来合成比较复杂化合物的方法，这些报道中使用的催化剂有化学催化剂也有生物催化剂。由于酶本身的特点，如对有机溶剂的耐受度、PH值、反应温度、溶剂等条件选择，往往会导致生物催化剂在一锅法的多步串联反应中受到影响。但也有利用生物催化剂催化串联反应的相关报道，例如利用氧化还原酶串联反应将消旋的醇转化为手性醇(《J.Am.Chem.Soc.》2008，130，13969)，作者获得了 99%的产率和99%的对映体过量；利用羰基还原酶与腈基水解酶串联制备α -羟基酸，利用酶催化串联合成氨基酸衍生物(《Adv.Synth.Catal.))2008,350,1729)，通过该方法能够以产率90 %、> 98 %的对映 体过量获得目标产物。酶制剂作为生物催化剂的重要组成部分，其催化作用具有催化效率高，专一性强和作用条件温和等特点，所以酶在医药、食品、轻工、化工、环保、能源及生物工程等领域应用广泛。烯酮/酯还原酶是一类能够还原被活化的碳碳双键的酶，羰基还原酶是一类能够还原碳氧双键的酶，在化学催化反应中如果需要不对称还原碳碳或者是碳氧双键时，往往需要重金属作为催化剂，并且在常压下无法实现，而利用生物催化剂如烯酮/酯还原酶、羰基还原酶时则可以在常温、常压下实现不对称催化。二氢香芹醇为无色至浅黄色粘稠性液体，有留兰香气，有胡椒辛辣味。不溶于水，溶于丙酮、乙醚和乙醇。二氢香芹醇是一种香料，可用作食品的人造香辛料，调制薄荷香型的香精可用于食品；调制留兰香香精，用于化妆品；也用作其他香料原料。目前市场上是以消旋体或者是非对映异构体混合物的形式出售。
权利要求
1.一种用生物催化剂合成手性光学纯度>98%二氢香芹醇的方法，包括:将(R)-香芹酮与溶剂、助溶剂构成的反应体系；加入生物催化剂和辅酶循环体系进行两步串联还原反应，反应温度20 60°C ;反应时间4 72小时，制得光学纯的二氢香芹醇。
2.按权利要求1所述生物催化剂催化两步还原反应串联合成二氢香芹醇的方法，其特征在于，所述的底物为(R)-香芹酮。
3.按权利要求1所述的生物催化剂催化两步串联反应合成手性二氢香芹醇的方法，其特征在于，每升反应体系中底物(R)-香芹酮的用量为3g-200g。
4.按权利要求 1所述的生物催化剂催化两步串联反应合成手性二氢香芹醇的方法，其特征在于，所述 的溶剂为各种缓冲溶液，助溶剂为二甲基亚砜，N, N-二甲基甲酰胺，二氧六环，甲醇，乙醇，丙醇，异丙醇，乙腈，四氢呋喃，正己烷，乙酸乙酯，甲基叔丁基醚，吡唆，甲苯中的一种或多种。
5.按权利要求1所述的生物催化剂催化两步串联反应合成手性二氢香芹醇的方法，其特征在于，所述的生物催化剂包括辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH或NAD+)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH或NADP+)，烯酮/酯还原酶，葡萄糖脱氢酶和羰基还原酶，或者是三种酶各自或者共同的工程菌；
6.按权利要求1所述的生物催化剂催化两步串联反应合成手性二氢香芹醇的方法，其特征在于，每升反应体系中生物催化剂的用量为0.1g 100g。
7.按权利要求1所述的生物催化剂催化两步串联反应合成手性二氢香芹醇的方法，其特征在于，所述的反应温度为20°C 60°C。
8.按权利要求1所述的生物催化剂催化两步串联反应合成手性二氢香芹醇的方法，其特征在于，所合成的中间产物为光学纯的(2R，5R)_ 二氢香芹酮，产物为光学纯的(1S，2R，5R)_ 二氢香芹醇。
9.按权利要求1所述的生物催化剂催化两步串联反应合成手性二氢香芹醇的方法，其特征在于，本方法可以分步进行也可以采用一锅法同时进行。
10.领域技术人员可以根据本发明作出各种改变或变形，只要不脱离本发明的技术思想，均属于本发明权利要求所定义的范围。
全文摘要
本发明公布了一种生物催化剂催化(R)-香芹酮经过两步还原反应串联合成光学纯二氢香芹醇的方法，包括将环状烯酮与溶剂构成反应体系，加入生物催化剂后在20℃～60℃反应4小时～72小时，制得光学纯的二氢香芹醇；每升反应体系中生物催化剂的用量0.1g～100g，溶剂为单一溶剂或多种溶剂。该方法利用生物催化剂催化合成光学纯的二氢香芹醇，与现有的化学方法相比，具有操作简单、反应条件温和、对环境友好、高产率、高对映选择性等优点。
文档编号C12P7/02GK103088075SQ201110348789
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者陈曦, 高秀珍, 吴洽庆, 朱敦明 申请人:天津工业生物技术研究所