專利名稱：一種立體異構(gòu)制備(s)苯基乙二醇提高單批次轉(zhuǎn)化底物濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種立體異構(gòu)制備(S)苯基乙二醇提高單批次轉(zhuǎn)化底物濃度的方法，屬于生物法拆分外消旋化合物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光學(xué)純苯基乙二醇，即(S)-苯基乙二醇，又可記作(S)-PED，不僅是液晶材料中不可缺少的重要手性添加劑，而且已成為制備具有光學(xué)活性的醫(yī)藥、農(nóng)藥和功能材料的重要中間體，開展苯基乙二醇拆分方法的研究極有意義。
手性化合物在人們生活中具有重要作用，由于兩個對映體在藥理、毒理及功能作用等各方面均有所不同，因此，制備光學(xué)純的手性模塊化合物在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、材料以及環(huán)保等領(lǐng)域都具有廣泛的價值。
苯基乙二醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)為 由于苯基乙二醇結(jié)構(gòu)中含有兩個羥基，利用化學(xué)法制備光學(xué)純苯基乙二醇需對羥基選擇性保護，易生成其他衍生物，拆分難度較大，反應(yīng)中所添加的手性催化劑和保護劑具有毒性，會對環(huán)境造成危害，因此利用生物法轉(zhuǎn)化光學(xué)純苯基乙二醇就成為研究的熱點。
目前本實驗室已經(jīng)篩選出能夠立體選擇性轉(zhuǎn)化制備光學(xué)純苯基乙二醇的菌種近平滑假絲酵母(Candida parapsilosis)CCTCC M203011，但其轉(zhuǎn)化的底物濃度過低，10％的菌體濃度時，單批次轉(zhuǎn)化底物濃度最高為1.5％。

發(fā)明內(nèi)容
(1)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種立體異構(gòu)制備(S)苯基乙二醇提高單批次轉(zhuǎn)化底物濃度的方法，能提高單批次轉(zhuǎn)化底物濃度，提高產(chǎn)物(S)苯基乙二醇的產(chǎn)率。
(2)技術(shù)方案一種立體異構(gòu)制備(S)苯基乙二醇提高單批次轉(zhuǎn)化底物濃度的方法，是在立體異構(gòu)制備(S)苯基乙二醇反應(yīng)體系中，體系pH為6.5，以近平滑假絲酵母CCTCC M203011為轉(zhuǎn)化菌株，添加中極性大孔樹脂NKA II，樹脂添加量為底物外消旋苯基乙二醇質(zhì)量的2倍，樹脂和底物一起加入，控制溫度30℃，搖床反應(yīng)48-96小時，轉(zhuǎn)化底物濃度提高為2％-3％。
本發(fā)明從篩選樹脂出發(fā)，篩選出能以一定速率吸附和釋放底物、產(chǎn)物，提高菌種單批次轉(zhuǎn)化效率的樹脂。在此基礎(chǔ)上，對該樹脂的添加量、添加時間、轉(zhuǎn)化反應(yīng)溫度、時間等條件進行優(yōu)化。
主要試劑外消旋苯基乙二醇 購于北京化學(xué)試劑公司。
(R)-PED，(S)-PED，(R，S)-PED 購于美國Sigma-Aldrich公司。
Hpd750 hpd400 滄州寶恩化工有限公司。
Da201 da201b 江蘇蘇青污水處理有限公司。
NKA II d4006 天津海光化工有限公司。
(R)-PED和(S)-PED分析方法的確定(R)-PED、(S)-PED、(R，S)-PED標樣在Chiralcel OB-H柱上通過手性固定相高效液相色譜(CSPHPLC)進行分析，(R)-PED的保留時間為13.9min，(S)-PED的保留時間為16.9min。所用高效液相色譜儀為HP1100，紫外檢測器，手性柱Chiralcel OB-H(250×4.6mm)購于日本Daicel Chemical Ind.，Ltd。
確定具體色譜條件為手性柱Chiralcel OB-H(250×4.6mm)；流動相正己烷/異丙醇＝9/1(v/v)；流速0.5mL/min；柱溫30℃；柱壓常壓；紫外檢測波長215nm；進樣量5μl。
產(chǎn)物的光學(xué)純度通過對映過量值(％e.e.)來評價。
(S)-PED ％e.e.＝[(SS-SR)/(SS+SR)]×100％殘余苯基乙二醇Residual(％)＝[(SS+SR)/S0]×100％產(chǎn)率yield(％)＝Residual×[1-(100-％e.e.)/200].
SS反應(yīng)后(S)-對映體的峰面積；SR反應(yīng)后(S)-對映體的峰面積；S0反應(yīng)前(S)-和(R)-對映體的峰面積之和。
一、樹脂的確定經(jīng)過從各公司購買的一些大孔吸附樹脂進行篩選，從考慮提高單批次轉(zhuǎn)化底物濃度角度和保證轉(zhuǎn)化效果兩個方面考慮，選定一種中極性NKAII樹脂，轉(zhuǎn)化底物濃度大于2％，光學(xué)純度為93～97％ee，產(chǎn)率為80～90％。
二、樹脂條件和底物濃度的優(yōu)化分別考察了樹脂添加量、添加時間、反應(yīng)溫度、時間及底物濃度的影響。最終確定轉(zhuǎn)化條件底物濃度2％-3％，樹脂添加量為2倍底物質(zhì)量，開始和底物一起加入，控制溫度30℃，轉(zhuǎn)化時間48-96小時。優(yōu)化后，Candida parapsilosis CCTCC M203011轉(zhuǎn)化產(chǎn)物(S)-PED的光學(xué)純度為98～99ee％。
(3)有益效果本發(fā)明通過篩選找到了一種能提高底物單批次轉(zhuǎn)化濃度的NKA II樹脂。
在轉(zhuǎn)化過程中加入一定量的該樹脂，能明顯減少轉(zhuǎn)化過程中上清中的底物濃度，提高單批次轉(zhuǎn)化的底物濃度。
通過條件優(yōu)化，將轉(zhuǎn)化的底物濃度從1.5％提高到3％，提高了2倍。
這些工作有助于進一步了解減少底物產(chǎn)物抑制的方法，對于今后轉(zhuǎn)化過程減小底物產(chǎn)物抑制尤其是提高在外消旋化合物拆分過程中底物轉(zhuǎn)化濃度具有較為重要的意義。
生物材料說明近平滑假絲酵母(Candida parapsilosis)CCTCC M203011，保藏在中國典型培養(yǎng)物保藏中心CCTCC，保藏編號NO M203011，CN 1212403C已授權(quán)公告，授權(quán)公告日2005年7月27日。
具體實施例方式
實施例1在5ml、0.1mol/L的磷酸鉀緩沖溶液中(pH 6.5)，加入0.5g CCTCC M203011菌體細胞和0.2g NKA II樹脂及0.10g外消旋苯基乙二醇(底物濃度2％)，于30℃的恒溫搖床上振蕩反應(yīng)48小時，反應(yīng)后，混合物離心，取上清0.5ml用3ml乙酸乙酯萃取，產(chǎn)物(S)-PED光學(xué)純度94.31％e.e.，產(chǎn)率83.63％。
實施例2在5ml、0.1mol/L的磷酸鉀緩沖溶液中(pH 6.5)，加入0.5g CCTCC M203011菌體細胞和0.25g NKAII樹脂及0.125g外消旋苯基乙二醇(底物濃度2.5％)，于30℃的恒溫搖床上振蕩反應(yīng)72小時，反應(yīng)后，混合物離心，取上清0.5ml用3ml乙酸乙酯萃取，產(chǎn)物(S)-PED光學(xué)純度96.64％e.e.，產(chǎn)率89.67％。
實施例3在5ml、0.1mol/L的磷酸鉀緩沖溶液中(pH 6.5)，加入0.5g CCTCC M203011菌體細胞和0.30g NKA II樹脂及0.15g外消旋苯基乙二醇(底物濃度3.0％)，于30℃的恒溫搖床上振蕩反應(yīng)96小時，反應(yīng)后，混合物離心，取上清0.5ml用3ml乙酸乙酯萃取，產(chǎn)物(S)-PED光學(xué)純度98.33％e.e.，產(chǎn)率83.57％。
對照實施例不添加NKA II樹脂，其他操作條件同實施例1，底物濃度最高為1.5％。若底物濃度為3.0％，反應(yīng)96小時，產(chǎn)物(S)-PED光學(xué)純度43.13％e.e.，產(chǎn)率為53.03％。
權(quán)利要求
1.一種立體異構(gòu)制備(S)苯基乙二醇提高單批次轉(zhuǎn)化底物濃度的方法，其特征是在立體異構(gòu)制備(S)苯基乙二醇反應(yīng)體系中，體系pH為6.5，以近平滑假絲酵母(Candida parapsilosis)CCTCC M203011為轉(zhuǎn)化菌株，添加中極性大孔樹脂NKAII，樹脂添加量為底物外消旋苯基乙二醇質(zhì)量的2倍，樹脂和底物一起加入，控制溫度30℃，搖床反應(yīng)48-96小時，轉(zhuǎn)化底物濃度提高為2％-3％。
全文摘要
一種立體異構(gòu)制備(S)苯基乙二醇提高單批次轉(zhuǎn)化底物濃度的方法，屬于生物法拆分外消旋化合物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是在立體異構(gòu)制備(S)苯基乙二醇反應(yīng)體系中，體系pH為6.5，以近平滑假絲酵母(Candida parapsilosis)CCTCC M203011為轉(zhuǎn)化菌株，添加中極性大孔樹脂NKAII，提高單批次轉(zhuǎn)化底物的濃度達2倍。
文檔編號C12R1/72GK101063153SQ200710022150
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者徐巖, 劉鑫勤, 穆曉清 申請人:江南大學(xué)