一种N-BOC-D-2-氨基丁酸酯的制备方法

发布日期:2022/9/14 14:28:15

背景技术

N-BOC-D-2-氨基丁酸酯（R)是一种重要的生化试剂，用于多肽或模拟肽合成和氨基酸保护单体。N-BOC-D-2-氨基丁酸酯可以通过化学水解获得D-2-氨基丁酸。D-2-氨基丁酸是一种重要的非天然的手性a-氨基酸，它是一种重要的化工原料和手性中间体，广泛应用于药物的合成（白国义，陈立功，邢鹏等.精细化工，2004, 21(12) :943-9452 ; CN1510025A，公开日 2004-07-07)。

奚强等（奚强，丁友友，林丫丫，李俊.2-氨基丁酸的酶拆分[J].武汉工程大学学报.2009, 31 (3) : 26-29.)先将外消旋的2-氨基丁酸乙酰化得到N-乙酰-2-氨基丁酸，然后用从猪肾中提取得到的氨基酰化酶选择性的水解掉（S)-构型的N-乙酰-2-氨基丁酸，从而获得（S)-2-氨基丁酸，并将未被水解的（R)-N-乙酰-2-氨基丁酸用适当的方法进行消旋化处理得到外消旋的2-氨基丁酸，从而实现其动态动力学拆分，其最终收率达到 71.9%,

本发明所报道的制备N-BOC-D-2-氨基丁酸酯的方法是通过生物催化 N-BOC-DL-2-氨基丁酸酯选择性水解，实现消旋体中的N-BOC-L-2-氨基丁酸酯被催化水解开环成酸，而D构型保持不变，进而根据物理性质的不同，将N-BOC-2-氨基丁酸酯的两种构型分开，最后得到光学纯的N-BOC-D-2-氨基丁酸酯。此制备方法具有立体选择性高、反应条件温和、收率高、产物易分离纯化及生产成本高等优点，易于工业化生产。

发明内容

本发明目的是提供一种N-BOC-D-2-氨基丁酸酯的制备方法，该方法以外消旋 N-BOC-DL-2-氨基丁酸酯为反应底物，以嗜烟碱节杆菌WYG001(CCTCCN0:M2014054)经发酵培养获得的湿菌体或干菌体为催化剂，催化立体选择性水解N-BOC-DL-2-氨基丁酸酯从而制备N-BOC-D-2-氨基丁酸酯，该方法具有立体选择性高、反应条件温和、收率高、产物易分离纯化及生产成本高等优点，易于工业化生产。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种N-BOC-D-2-氨基丁酸酯的制备方法，所述的方法为：以嗜烟碱节杆菌（Arthrobacternicotinovorans)WYG001经发酵培养获得的湿菌体或湿菌体冷冻干燥后的干菌体为催化剂，以N-BOC-DL-2-氨基丁酸酯为底物，以0. 1M、pH7. 0磷酸缓冲液为反应介质，在20〜40°C、200rpm条件下进行转化反应（优选反应1〜30h)，反应结束后，将反应液分离纯化，获得N-BOC-D-2-氨基丁酸酯；所述嗜烟碱节杆菌WYG001，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCCN0:M2014054,保藏日期2014年2月28日，地址为中国，武汉，武汉大学，邮编430072。

本发明所述催化剂的制备方法为：

（1)斜面培养：将嗜烟碱节杆菌WYG001接种至斜面培养基，30°C培养24h，获得菌体斜面；每升斜面培养基（牛肉膏蛋白胨培养基）组成：牛肉膏58，蛋白胨1

(2)种子培养：从斜面菌体挑取一接种环菌体接种至种子培养基，在30℃、200r/ min培养24h，获得种子液；种子培养基组成：蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl10g/L，溶剂为水，pH7. 0 ;

(3)发酵培养：在无菌条件下，以体积浓度6-8%的接种量将种子液接种于产酶培养基中，30°C、200r/min培养24h，获得发酵液，培养结束后将发酵液12000rpm离心10min，弃上清液，得到嗜烟碱节杆菌WYG001湿菌体；产酶培养基组成为：乳糖5-15g/L，酵母膏 10-14g/L，NaCl10g/L，MgS040. 22g/L、KH2P040. 136g/L，溶剂为水，pH7. 0 ;

(4)取步骤（3)湿菌体以1. 2g/ml的量加入pH7. 0、0.lmol/L的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀，-80°C条件下冷冻干燥，得到干菌体。

进一步，所述湿菌体的用量以缓冲液体积计为1〜200g/L，优选10〜200g/L。

进一步，所述干菌体的用量以缓冲液体积计为1〜100g/L，优选10〜50g/L。

进一步，所述底物初始浓度为1〜50g/L，优选10〜30g/L。

进一步，所述反应在20〜40°C反应1〜30h。

本发明所述N-BOC-DL-2-氨基丁酸酯为N-BOC-DL-2-氨基丁酸甲酯、 N-BOC-DL-2-氨基丁酸乙酯或N-BOC-DL-2-氨基丁酸丙酯。

本发明所述反应液分离纯化的方法为：反应结束后，将反应液离心，取上清液，加入等体积的乙酸乙酯萃取，取乙酸乙酯层减压蒸馏至干脱除溶剂，得到N-BOC-D-2-氨基丁酸酯。

本发明反应流程见下式所示：