专利名称:红球菌催化硫醚合成手性亚砜的方法
技术领域：
本发明公开了土壤中分离的红球菌用于催化硫醚合成苯甲亚砜(a e.>99.9%)及其衍生物的方法，属于微生物技术领域：
。
背景技术：
手性亚砜可以作为手性辅剂和中间体用于合成复杂的手性天然产物；作为手性配体或手性催化剂用于多种不对称催化反应；作为手性药物用于治疗胃溃疡的质子泵抑制齐U，如esom印razole等。手性亚砜具有重要而广泛的用途。手性亚砜及其衍生物广泛作为重要手性中间体和辅剂、手性配体和催化剂、手性药物。手性亚砜可以采用生物方法和化学方法来合成，化学方法包括手性辅剂诱导、手性拆分和不对称催化等方法。与之相比，由于利用生物法实现手性亚砜的合成具有反应条件温和，产品收率高等优点，符合绿色化学的发展要求，而越来越受到国内外学者的青睐。然而，少有报道生物催化剂在水缓冲溶液体系中催化氧化苯甲硫醚合成高光学纯(a e.>99.9%) 5.-苯甲亚砜的工艺，因此寻找合适的生物催化剂催化氧化苯甲硫醚实现S-苯甲亚砜(a a >99.9%)的高效合成及扩展底物谱成为当务之急。
本课题组从自然界土壤中筛选的一株野生菌劭oi/ococcm sp.CCZU10-1，在中国专利(公开号 CN102250802A 和 CN102618588A)中描述的是，TSoi/ococciAs sp.CCZU10-1细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。但是未见该/SotZococciAs sp.CCZUlO-1细胞中存在单加氧酶催化氧化苯甲硫醚实现苯甲亚砜的报道！。而虽然中国专利(公开号CN101372676)报道了另一株红球菌Rhodococcus sp.ECU0066可催化苯甲硫酿实现51-苯甲亚讽(e.<9.=99.0%)的有效合成,但有少量的苯甲亚砜生成。苯甲亚砜没有达到高光学纯(a a >99.9%)，很难满足手性天然产物和手性药物合成过程中对纯度的高要求。
发明内容
本发明申请人意外发现该/SotZococciAs sp.CCZUio-1细胞中存在单加氧酶可高效地催化氧化苯甲硫醚实现S-苯甲亚砜(a e.>99.9%)的高效合成，未发现R-苯甲亚砜生成。很明显，./PAot/ococciAs sp.CCZU10-1在合成高光学纯51-苯甲亚讽(<9.<9.>99.9%)有明显的优势及应用前景。
本发明需要解决的技术问题是公开一种红球菌用于催化硫醚合成手性苯甲亚砜(a a >99.9%)及其衍生物的方法，以实现手性亚砜的高效合成。
本发明所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，按照下述步骤进行:
(1)将红球菌sp.在培养基中进行扩增培养48h，离心得到静息细胞；
(2)收获静息细胞，悬浮于pH为6.(Γ8.0的磷酸钾缓冲溶液中，加入底物硫醚，在25 ° C条件下反应12 48 h后，即可得到5.-苯甲亚砜及其衍生物。
其中步骤(I)中所述的苯甲硫醚及其衍生物的浓度为2(Tl00 mM。
其中步骤(I)中所述的静息细胞在磷酸钾缓冲溶液中的含量为0.01-0.1 g静息细胞/mL。
其中步骤(I)中所述的发酵培养基组分和含量如下: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，诱导剂苯甲硫醚
0.0l 10 g，水 1000 mL, pH 6.0 9.0 ;
其中步骤(I)中所述的红球菌/Soi/ococcm sp.CCZU10-1，该菌株已于2011年5月25日保藏在位于中国北京的北京市朝阳区北辰西路I号院3号的中国科学院微生物研究所，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC N0.4911。
其中步骤(2)中所述的底物硫醚为苯甲硫醚、苄基苯硫醚、苄基对甲基苯硫醚、苄基对甲氧基苯硫酿或节基对硝基苯硫酿。
本发明的优点:本发明利用/SotZococciAs sp.CCZUio-1生物催化剂实现硫醚的氧化合成苯甲亚砜及其衍生物，具有工艺路线简单、反应条件温和、无污染、无副产物及转化率高等优点。
图1 TSotZococciAs sp.CCZU10-1静息细胞催化苯甲硫醚合成51-苯甲亚砜反应进程曲线
符号说明: 苯甲硫醚，OS-苯甲亚砜，.5.-苯甲亚砜a a值；
具体实施方式
本发明所涉及的TPAot/ococciAs sp.CCZU10-1 该菌株已于2011年5月25日保藏在位于中国北京的北京市朝阳区北辰西路I号院3号的中国科学院微生物研究所，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号为CGMCC N0.4911，已申请专利，公开号CN102250802A。菌株理化特征如专利(中国专利，公开号CN102250802A)所描述。
本发明中苯甲亚砜及其衍生物的含量用HPLC进行分析。单加氧酶催化剂的活力单位定义:每分钟催化苯甲硫醚产生I ymol 苯甲亚砜所需要的生物催化剂量。
实施例1 Rhodococcus sp.CCZU10-1静息细胞催化苯甲硫醚合成51-苯甲亚砜配制培养基(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，诱导剂苯甲硫醚0.01 g，水1000 mL，pH 6.0)，在5 L摇瓶中装入3 L培养基，在转速160rpm及温度25 ° C条件下培养48 h，离心、洗涤得到静息细胞。称取湿重0.1 g静息细胞，将细胞悬浮于1.0 mL pH 6.0磷酸钾缓冲溶液中，加入终浓度100 mM苯甲硫醚，在25 ° C和160 rpm的恒温摇床振荡反应48 h (图1所示)，苯甲亚砜产率51.3%，e.e.>99.9%。[0017]实施例2
Rhodococcus sp.CCZU10-1静息细胞催化氧化不同硫醚
配制培养基(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，诱导剂苯甲硫醚10 g，水1000 mL, pH 9.0)，在I L摇瓶中装入250 mL培养基，在转速160 rpm及温度35 ° C条件下培养48 h，离心、洗涤得到静息细胞。称取湿重.0.01 g静息细胞，将细胞悬浮于1.0 mL pH 8.0磷酸钾缓冲溶液中，分别加入不同的底物硫醚，终浓度为20 mM，在35 ° C和160 rpm的恒温摇床振荡反应，反应12 h后，测定结果如表I所示。
表I底物谱的扩展
权利要求
1.红球菌催化硫醚合成S-苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于按照下述步骤进行: (1)将红球菌sp.在培养基中进行扩增培养48h，离心得到静息细胞； (2)收获静息细胞，悬浮于pH为6.(Γ8.0的磷酸钾缓冲溶液中，加入底物硫醚，在25 35° C条件下反应12 48 h后，即可得到5.-苯甲亚砜及其衍生物。
2.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(I)中所述的苯甲硫醚及其衍生物的浓度为2(Tl00 mM。
3.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(I)中所述的静息细胞在磷酸钾缓冲溶液中的含量为0.01-0.1g静息细胞/mLo
4.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(I)中所述的发酵培养基组分和含量如下: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，诱导剂苯甲硫醚 0.01 10g，水 1000 mL, pH 6.0 9.0。
5.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(I)中所述的红球菌TSoi/ococcM sp.CCZU10-1，保藏号为CGMCC N0.4911。
6.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(2)中所述的底物硫醚为苯甲硫醚。
7.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(2 )中所述的 底物硫醚为苄基苯硫醚。
8.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(2 )中所述的底物硫醚为苄基对甲基苯硫醚。
9.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(2 )中所述的底物硫醚为苄基对甲氧基苯硫醚。
10.根据权利要求
1所述的红球菌催化硫醚合成苯甲亚砜及其衍生物的方法，其特征在于其中步骤(2 )中所述的底物硫醚为苄基对硝基苯硫醚。
专利摘要
本发明公开了红球菌催化硫醚合成手性亚砜的方法，属于微生物技术领域：
。以保藏号为CGMCCNo.4911的一株红球菌Rhodococcussp.CCZU10-1，的静息细胞为生物催化剂，对前手性的苯甲硫醚及其衍生物进行不对称催化氧化，合成了手性S-苯甲亚砜(e.e.>99.9%)及其衍生物。本发明所述的菌株及其立体选择性生物氧化方法不仅具有较好的催化效果，而且操作工艺路线简单、反应条件温和及无污染等特点。
文档编号C12R1/01GKCN103114109SQ201310052155
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月18日
发明者何玉财, 马翠鸾, 杨振兴, 周敏, 邢震, 马江涛, 陈琳, 方月, 刘峰 申请人:常州大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan