藥物中间体(S)-3-氯-1-苯丙醇的生物合成.docVIP

抗抑郁药（R）-托莫西汀重要中间体(S)-3-氯-1-苯丙醇的生物合成 浙江大学药学院 杭虎 【摘要】研究了微生物法制备光学纯(S)-3-氯-1-苯丙醇，对实验室已有菌种进行了筛选，已选育了一株还原能力好的B5#菌种。对其还原反应的条件包括温度，底物浓度，菌种量和反应时间的影响进行了考察。最后反应的转化率达到99.8%，对映体过剩值达到100%ee 【关键词】3-氯-1-苯丙酮，(S)-3-氯-1-苯丙醇，，3-氯-1-苯丙醇，特别是(S)-3-氯-1-苯丙醇是合成托莫西汀、氟西汀、尼索西汀等抗抑郁药物的重要中间体。目前，在国内尚无厂家能够提供3-氯-1-苯丙醇成品，可见，在以3-氯-1-苯丙酮为起始原料合成托莫西汀、氟西汀和尼索西汀合成路线中， 3-氯-1-苯丙酮还原成为3-氯-1-苯丙醇是非常重要的一步。拆分外消旋体3-氯-1-苯丙醇，可以获得(S)-3-氯-1-苯丙醇，但是拆分效率最大只有45%，生产效率不高。以3-氯-1-苯丙酮为底物采用化学法和微生物法不对称还原底物中的羰基均可以得到(S)-3-氯-1-苯丙醇。化学法不对称还原需要制备手性化学催化剂，价格昂贵，制备过程繁琐。采用微生物法不对称还原乙酰乙酸叔丁酯可以获得对映体过剩值较高的光学纯(S)-3-氯-1-苯丙醇，反应条件温和，环境友好，成本低廉，易于实现辅酶的原位再生，微生物易于大规模培养，易于工业化生产，是(S)-3-氯-1-苯丙醇的绿色合成工艺。 本文主要研究了微生物法制备光学纯(S)-3-氯-1-苯丙醇，对其还原反应的条件包括温度，底物浓度，菌种量和反应时间的影响进行了考察。最后反应的转化率达到99.8%，(S)-3-氯-1-苯丙醇对映体过剩值达到100%ee 2. 材料和方法 2.1实验材料 2.1.1菌株 实验室现有的21种菌种，分别是B1#, B2#, B3#, B4#, B5#, B6#, B7#, B8#, B9#, B10#, B11#, B12#, B13#, B14#, B15#, B16#, B17#, B18#, B19#，B20#, B21#。 2.1.2培养基 斜面培养基：每升含麦芽汁10 g，酵母粉3 g，蛋白胨5 g，葡萄糖10 g，琼脂20 g，pH自然。 液体培养基：每升含葡萄糖30 g，酵母粉3 g，硫酸铵5 g，MgSO4 ?7 H2O 0.25 g， K2HPO3?3 H2O 1 g，KH2 PO3 1 g，pH自然。 2.1.3.试剂与仪器 3-氯-1-苯丙酮购自公司，外消旋的3-氯-1-苯丙醇采用硼氢化钠还原3-氯-1-苯丙酮制得液相色谱仪为：安捷伦1200，安捷伦科技有限公司。手性柱色谱柱为：Daicel OD-H，Daicel 公司。 2.2实验方法 2.2.1菌体培养 从斜面挑取一环菌体接种于100 ml液体种子培养基中，置于30℃摇床(200 r/min)中培养24h得到种子液；以10％的接种量将菌体接种到100 ml液体发酵 培养基中，置于摇床中培养24 h后用于生物转化。 2.2.2转化反应 将2.2.1中获得的菌液离心分离，倾去上层清液，沉淀用去离子水洗涤两次，将菌体分散在20 ml水中，加入一定量的底物，放入30℃，200 r/min的摇床中转化36h。 2.2.3标准品制备 实验方案：用硼氢化钠在无水乙醇中还原3-氯-1-苯丙酮，反应温度在5-10℃，需要进行4个小时。然后在用乙酸中和，抽滤除去盐分，再减压浓缩，用乙醚抽提，再用无水硫酸镁干燥后转入三口烧瓶中，减压浓缩，收集馏分。 2.2.4分析方法 转化反应结束后，转化液用等体积的乙酸乙酯萃取后离心分离，采用安捷伦1200液相色谱检测乙酸乙酯萃取液中底物和两种构型产物的含量。色谱柱为手性柱DaicelOD-H(0.46m×25 cm)；流动相：正己烷/异丙醇(95/5，V/V)；紫外检测波长：240 nm；柱温：25℃；流速：1.0ml/mim；进样量：5μl 2.2.5 数据处理方法 产物对映体过剩值的计算： 式中，CR：R型产物的浓度；CS：S型产物的浓度 摩尔转化率的计算： 式中，Ms：底物的分子量：Mp：产物的分子量；q：反应初始时底物的质量；P：反应结束时产物的质量。 3结果和讨论 3.1检测方法的建立 分别对底物标准品以及产物的标准品进行检测，得到了如下的结果。 3.1.1底物标准品的检测 图3.1 底物标准品液相色谱图 如图3.1所示，3.837min为溶剂乙酸乙酯峰，7.462min为底物3-氯-1-苯丙酮峰，其余为杂峰，分析得 可能为乙酸乙酯中的一些杂质。 3.1.2产物标准品的检测 图3.2 产物标准品液相色谱图 如图3.2所示，3，843min为溶剂乙酸乙酯峰