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制备甲硫氨酸的方法.pdf

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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201180026680.9

    申请日:

    2011.05.30

    公开号:

    CN102918025A

    公开日:

    2013.02.06

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C07C 319/20申请公布日:20130206|||实质审查的生效IPC(主分类):C07C 319/20申请日:20110530|||公开

    IPC分类号:

    C07C319/20; C07C323/58; C07B61/00; C12P13/12; C12R1/01; C12R1/05; C12R1/07; C12R1/38

    主分类号:

    C07C319/20

    申请人:

    住友化学株式会社

    发明人:

    萩谷弘寿; 朝子弘之

    地址:

    日本国东京都

    优先权:

    2010.06.01 JP 2010-125561; 2011.02.17 JP 2011-031704

    专利代理机构:

    中科专利商标代理有限责任公司 11021

    代理人:

    吴小明

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    内容摘要

    本发明涉及制备甲硫氨酸的方法,所述方法包括将2-氨基-3-丁烯-1-醇与甲硫醇反应的第一步,以及氧化在所述第一步中获得的2-氨基-4-甲硫基-1-丁醇的第二步。本发明还涉及用于制备2-氨基-4-甲硫基-1-丁醇的方法,所述方法包括将2-氨基-3-丁烯-1-醇与甲硫醇反应的步骤。

    权利要求书

    权利要求书一种制备甲硫氨酸的方法,所述方法包括:将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的第一步,以及氧化在所述第一步中获得的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的第二步。
    根据权利要求1所述的方法,其中所述第一步是在自由基引发剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    根据权利要求2所述的方法,其中所述自由基引发剂是偶氮化合物。
    根据权利要求1所述的方法,其中所述第一步是在溶剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    根据权利要求4所述的方法,其中所述溶剂是酯溶剂。
    根据权利要求1所述的方法,其中所述第二步是在选自由铜和属于周期表的第8、9或10族的元素组成的组的至少一种金属的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    根据权利要求1所述的方法,其中所述第二步是在铜和水的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    根据权利要求1所述的方法,其中所述第二步是在钌和铂两者之一和氧的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    根据权利要求6所述的方法,其中所述第二步是进一步在选自由碱金属化合物和碱土金属化合物组成的组的至少一种典型金属化合物的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    根据权利要求9所述的方法,其中所述典型金属化合物是碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。
    根据权利要求1所述的方法,其中所述第二步是通过能够将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇转化为甲硫氨酸的微生物的微生物细胞的作用或所述微生物细胞的加工产物的作用来氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    根据权利要求11所述的方法,其中所述微生物是在含低级脂族醇的培养基中培养的微生物。
    根据权利要求12所述的方法,其中所述低级脂族醇是具有1至5个碳原子的直链或支链脂族醇。
    根据权利要求11所述的方法,其中所述微生物是选自由以下组成的组的至少一种微生物:属于产碱菌属(genus Alcaligenes)的微生物、属于芽孢杆菌属(genus Bacillus)的微生物,属于假单胞菌属(genus Pseudomonas)的微生物、属于红细菌属(genus Rhodobacter)的微生物和属于红球菌属(genus Rhodococcus)的微生物。
    一种制备2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的方法,所述方法包括将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    根据权利要求15所述的方法,其中上述步骤是在自由基引发剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    根据权利要求16所述的方法,其中所述自由基引发剂是偶氮化合物。
    根据权利要求15所述的方法,其中所述步骤是在溶剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    根据权利要求18所述的方法,其中所述溶剂是酯溶剂。

    说明书

    说明书制备甲硫氨酸的方法
    技术领域
    提交本申请,要求基于日本专利申请号2010‑125561(提交于2010年6月1日)和2011‑031704(提交于2011年2月17日)的优先权,并且所述优先权申请的全部内容通过引用结合于此。
    本发明涉及制备甲硫氨酸的方法。本发明还涉及制备2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的方法。
    背景技术
    甲硫氨酸(另一个名称:2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸)是必需氨基酸,其对于饲料添加剂是非常有用的。
    作为制备甲硫氨酸的方法,从例如,″Industrial Organic Chemistry(工业有机化学)″,Tokyo Kagaku‑Dojin,1978,第273‑275页已知这样的方法,其中通过向丙烯醛加入甲硫醇而获得的3‑甲硫基丙醛与氰化氢和碳酸氢铵反应从而获得取代的乙内酰脲;然后,用碱水解所述取代的乙内酰脲。发明内容
    本发明要解决的问题
    在上述方法中,氰化钠被用作原料。然而,氰化钠需要在足够的控制下在适应于这种控制的设备中处理。
    在这种情况下,需要新的方法,通过所述方法可以制备甲硫氨酸而不使用氰化钠作为原料。
    解决所述问题的手段
    作为本发明的发明人为了解决上述问题而进行的深入研究的结果,完成了本发明。
    本发明提供以下各项:
    [1]一种制备甲硫氨酸的方法,所述方法包括:将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的第一步,以及氧化在所述第一步中获得的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的第二步。
    [2]根据以上第[1]项所述的方法,其中所述第一步是在自由基引发剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    [3]根据以上第[2]项所述的方法,其中所述自由基引发剂是偶氮化合物。
    [4]根据以上第[1]至[3]项中任一项所述的方法,其中所述第一步是在溶剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    [5]根据以上第[4]项所述的方法,其中所述溶剂是酯溶剂。
    [6]根据以上第[1]至[5]项中任一项所述的方法,其中所述第二步是在选自由铜和属于周期表的第8、9或10族的元素组成的组的至少一种金属的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    [7]根据以上第[1]至[5]项中任一项所述的方法,其中所述第二步是在铜和水的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    [8]根据以上第[1]至[5]项中任一项所述的方法,其中所述第二步是在钌和铂两者之一和氧的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    [9]根据以上第[6]至[8]项中任一项所述的方法,其中所述第二步是进一步在选自由碱金属化合物和碱土金属化合物组成的组的至少一种典型金属化合物的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    [10]根据以上第[9]项所述的方法,其中所述典型金属化合物是碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。
    [11]根据以上第[1]至[5]项中任一项所述的方法,其中所述第二步是通过能够将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇转化为甲硫氨酸的微生物的微生物细胞的作用或所述微生物细胞的加工产物的作用来氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的步骤。
    [12]根据以上第[11]项所述的方法,其中所述微生物是在含低级脂族醇的培养基中培养的微生物。
    [13]根据以上第[12]项所述的方法,其中所述低级脂族醇是具有1至5个碳原子的直链或支链脂族醇。
    [14]根据以上第[11]至[13]项中任一项所述的方法,其中所述微生物是选自由以下组成的组的至少一种微生物:属于产碱菌属(genusAlcaligenes)的微生物、属于芽孢杆菌属(genus Bacillus)的微生物,属于假单胞菌属(genus Pseudomonas)的微生物、属于红细菌属(genus Rhodobacter)的微生物和属于红球菌属(genus Rhodococcus)的微生物。
    [15]一种制备2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的方法,所述方法包括将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    [16]根据以上第[15]项所述的方法,其中上述步骤是在自由基引发剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    [17]根据以上第[16]项所述的方法,其中所述自由基引发剂是偶氮化合物。
    [18]根据以上第[15]至[17]项中任一项所述的方法,其中上述步骤是在溶剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤。
    [19]根据以上第[18]项所述的方法,其中所述溶剂是酯溶剂。
    根据本发明,可以在不使用氰化钠作为原料的情况下制备甲硫氨酸。具体实施方式
    下文中,将详细描述本发明。
    根据本发明的制备甲硫氨酸的方法包括将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的第一步,和氧化在第一步中获得的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的第二步。
    此外,根据本发明的用于制备2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的方法包括将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应的步骤(下文中有时被称为″第一步″)。
    首先,描述用于第一步的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。
    <2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇>
    2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇可以例如通过将1,2‑环氧‑3‑丁烯与氨反应来获得。下文中,1,2‑环氧‑3‑丁烯与氨的反应有时被称为″本发明的氨基化反应″。
    用于本发明的氨基化反应的1,2‑环氧‑3‑丁烯可以通过已知方法制备,在所述方法中氧化剂如氧、有机过氧化物或过氧化氢与丁二烯反应。优选地,1,2‑环氧‑3‑丁烯可以通过在含银催化剂的存在下将氧与丁二烯反应的方法制备。这样的方法可以在例如JP3‑502330A中找到。
    本发明的氨基化反应可以通过以下方法(A‑1)、(A‑2)和(A‑3)中的任一进行。
    (A‑1)
    在缺少金属催化剂的存在下将1,2‑环氧‑3‑丁烯与氨水反应的方法(例如,Journal of the American Chemical Society,Vol.79pp4792‑4796,1950);(A‑2)
    在Pd(零价)络合物和路易斯酸的存在下将1,2‑环氧‑3‑丁烯与氨反应的方法(例如,美国专利号5463079)。
    (A‑3)
    在包含选自由镧系元素和属于周期表的第3族的元素组成的组的至少一种元素的化合物的存在下将1,2‑环氧‑3‑丁烯与氨反应的方法。
    本发明的氨基化反应优选地通过上述方法(A‑3)进行。
    下文中,本发明的氨基化反应将基于采用方法(A‑3)的实施方案来描述。然而,本发明的氨基化反应不限于该实施方案。
    在方法(A‑3)中,属于周期表的第3族的元素的实例包括钪、钇和镧;而镧系元素的实例包括铈、钐、铕、钆和镱。
    上述元素优选是选自属于周期表的第3族的元素的至少一种元素,更优选地,选自由钪、钇和镧组成的组的至少一种元素,还更优选地选自由钪和钇组成的组的至少一种元素。
    包含选自由镧系元素和属于周期表的第3族的元素组成的组的至少一种元素的化合物的实例包括
    钪化合物如氧化钪、三氟甲磺酸钪、乙酸钪、氯化钪、硫酸钪和硝酸钪;
    钇化合物如氧化钇、三氟甲磺酸钇、乙酸钇、氯化钇、硫酸钇和硝酸钇;
    镧化合物如氧化镧、三氟甲磺酸镧、乙酸镧、氯化镧、硫酸镧和硝酸镧;
    铈化合物如氧化铈、三氟甲磺酸铈、乙酸铈、氯化铈、硫酸铈和硝酸铈;
    钐化合物如氧化钐、三氟甲磺酸钐、乙酸钐、氯化钐、硫酸钐和硝酸钐;
    铕化合物如氧化铕、三氟甲磺酸铕、乙酸铕、氯化铕、硫酸铕和硝酸铕;
    钆化合物如氧化钆、三氟甲磺酸钆、乙酸钆、氯化钆、硫酸钆和硝酸钆;以及
    镱化合物如氧化镱、三氟甲磺酸镱、乙酸镱、氯化镱、硫酸镱和硝酸镱。下文中,包含选自镧系元素和属于周期表的第3族的元素的至少一种元素的化合物有时被称为″本发明的氨基化催化剂″。
    本发明的氨基化催化剂优选是钪化合物、钇化合物或镧化合物,更优选是钪化合物或钇化合物,还更优选是钪化合物,还更优选的是三氟甲磺酸钪。
    本发明的氨基化催化剂可以单独使用或作为它们的两种或更多种的混合物使用。
    本发明的氨基化催化剂可以是水合物或酐。
    本发明的氨基化催化剂可以被担载在载体上(下文中有时被称为被担载的氨基化催化剂)或者可以不被担载在其上。载体包括选自由活性炭、氧化铝、二氧化硅、沸石、硅藻土和氧化锆组成的组的至少一种。对于这样的载体有利的是具有较大的表面积,因为本发明的氨基化反应的反应性可以得到增强。被担载的氨基化催化剂可以是可商购的产品,或者可以是如下获得的催化剂:例如,通过共沉淀方法或浸渍法将选自由镧系元素和属于周期表的第3族的元素组成的组的至少一种元素的硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、卤化物和/或氧化物担载在上述载体上,然后煅烧此被担载的盐。
    要被使用的本发明的氨基化催化剂的量优选为0.001mol以上/mol的1,2‑环氧‑3‑丁烯,因为可以实现更高的产率。虽然上限不受限,但是通常为0.5mol以下/mol的1,2‑环氧‑3‑丁烯。
    用于本发明的氨基化反应的氨可以以液体氨、氨气或氨溶液的形式被使用。氨溶液的实例包括氨水和氨/甲醇溶液。氨溶液可以是可商购的产品或者可以是通过将氨溶解在极性溶剂如水或甲醇中而制备的溶液。
    作为氨,优选使用氨溶液,并且更优选使用氨水。
    所用氨的量优选为1mol以上/mol的1,2‑环氧‑3‑丁烯,并且更优选为5mol以上/mol的1,2‑环氧‑3‑丁烯,还更优选为10mol以上/mol的1,2‑环氧‑3‑丁烯,因为所得的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与1,2‑环氧‑3‑丁烯的反应可以被抑制。虽然该量的上限不受限制,但是其通常为100mol以下/mol的1,2‑环氧‑3‑丁烯。
    本发明的氨基化反应可以在不存在或存在溶剂的情况下进行。优选地,本发明的氨基化反应在存在溶剂的情况下进行。溶剂的实例包括醚溶剂如二乙醚、甲基叔丁基醚和四氢呋喃;卤素溶剂如氯仿和氯苯;醇溶剂如甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇;腈溶剂如乙腈和丙腈;以及水。溶剂优选为水。所用溶剂的量是(但不限于)优选100重量份以下/重量份的1,2‑环氧‑3‑丁烯,因为体积效率可以被改善。
    本发明的氨基化反应可以在正常压力或增加的压力下进行。优选地,本发明的氨基化反应在约0.3至约2Mpa的压力下进行。
    反应温度优选为‑20至150℃,更优选为0至100℃。当反应温度不高于150℃时,副产品的产生可以被抑制。当反应温度不低于‑20℃时,本发明的氨基化反应的反应性可以被增强。
    本发明的氨基化反应通过在存在或不存在溶剂的情况下混合1,2‑环氧‑3‑丁烯、氨和本发明的氨基化催化剂来进行。虽然在本发明的氨基化反应中混合反应试剂的次序不受限制,但是这样的混合优选通过以下方法(A‑3‑1)或(A‑3‑2)进行。
    (A‑3‑1)
    包括以下步骤的方法:将氨与本发明的氨基化催化剂在存在或不存在溶剂的情况下混合,以及向所得的混合物中加入1,2‑环氧‑3‑丁烯。
    (A‑3‑2)
    包括以下步骤的方法:将1,2‑环氧‑3‑丁烯与氨在存在或不存在溶剂的情况下混合,以及向所得混合物中加入本发明的氨基化催化剂。
    当本发明的氨基化反应通过方法(A‑3‑1)在正常压力下进行时,优选将1,2‑环氧‑3‑丁烯逐滴加入到所得的混合物中。当本发明的氨基化反应通过方法(A‑3‑1)在增加的压力下进行时,优选通过注射加入1,2‑环氧‑3‑丁烯。
    反应进行的程度可以通过诸如以下分析手段确认:气相色谱、高效液相色谱、薄层色谱、核磁共振谱分析或红外吸收光谱分析。
    在反应完成后,2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇可以通过以下方法获得,其中氨任选从反应混合物回收,然后,通过过滤除去本发明的氨基化催化剂,之后,将滤液浓缩、分离并结晶。
    在另一个实施方案中,2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇可以通过以下方法获得,其中氨任选从反应混合物回收,然后,通过过滤分离本发明的氨基化催化剂,之后,将滤液与酸如草酸混合从而形成盐,并且将所得的盐进行结晶。这样的方法可以发现于,例如,Journal ofthe American Chemical Society,Vol.79,pp4792‑4796,1950中。
    在一个不同的实施方案中,2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇可以通过以下方法获得,其中氨任选从反应混合物回收,然后,通过过滤分离本发明的氨基化催化剂,并且对任选浓缩的滤液进行精馏。
    通过过滤从反应混合物分离的本发明的氨基化催化剂可以照原样循环用于本发明的氨基化反应。备选地,当必要时,通过过滤从反应混合物分离的本发明的氨基化催化剂可以在对其进行纯化后循环用于本发明的氨基化反应。当本发明的氨基化催化剂包含在通过液体分离处理获得的溶液中时,通过浓缩和纯化所述溶液回收的催化剂可以循环用于本发明的氨基化。
    获得的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇可以直接进行第一步或者可以在蒸馏或通过柱色谱或其他纯化手段纯化后进行第一步。反应混合物可以直接进行第一步而不由其产生2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。
    接下来,将描述第一步。
    <第一步>
    2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇反应。下文中,该反应有时被称为″本发明的加成反应″。通过本发明的加成反应,获得2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    用于本发明的加成反应的甲硫醇可以是可商购的产品或者可以通过已知方法制备,所述方法例如是,甲醇与硫化氢的反应。
    所用甲硫醇的量优选为1mol以上/mol2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。该量的上限通常为(但不限于)20mol以下/mol2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。在本发明的加成反应的开始,所用甲硫醇的量优选为4mol以下/mol2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇,因为可以容易地控制本发明的加成反应的开始。
    本发明的加成反应优选在存在自由基引发剂的情况下进行,以致以高产率获得2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    下文中,将基于在自由基引发剂存在的情况下进行反应的实施方案来描述本发明的加成反应。然而,本发明的加成反应不限于该实施方案。
    自由基引发剂的实例包括卤素分子、有机过氧化物、偶氮化合物、三乙基甲硼烷和二乙基锌。
    卤素分子的实例包括氯。有机过氧化物的实例包括二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢和苯甲酰过氧化物。偶氮化合物的实例包括偶氮腈化合物如2,2′‑偶氮二异丁腈、2,2′‑偶氮双(2,4‑二甲基戊腈)、2,2′‑偶氮双(2‑甲基丁腈)、1,1′‑偶氮双(环己烷‑1‑腈)、2,2′‑偶氮双(4‑甲氧基‑2,4‑二甲基戊腈)、4,4′‑偶氮双‑4‑氰基戊酸、2‑苯基偶氮‑2,4‑二甲基‑4‑甲氧基戊腈和2‑氰基‑2‑丙基偶氮甲酰胺;偶氮酯化合物如偶氮二异丁醇二乙酸酯、偶氮二异丁酸甲酯和偶氮二异丁酸乙酯;偶氮脒化合物如2,2′‑偶氮双(2‑脒基丙烷)‑二盐酸盐;偶氮咪唑啉化合物如2,2′‑偶氮二[2‑(2‑咪唑啉‑2‑基)丙烷];偶氮酰胺化合物如1,1′‑偶氮二甲酰胺、1,1′‑偶氮双(N‑甲基甲酰胺)和1,1′‑偶氮双(N,N‑二甲基甲酰胺);以及偶氮烷基化合物如偶氮叔丁烷。
    因为容易获得,所以自由基引发剂优选为偶氮化合物,更优选为偶氮腈化合物、偶氮酯化合物、偶氮脒化合物或偶氮咪唑啉化合物,还更优选为偶氮腈化合物。
    所用自由基引发剂的量优选为0.001mol以上/摩尔的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。该量的上限通常为(但不限于)0.2mol以下/摩尔的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。
    本发明的加成反应可以在存在或不存在溶剂的情况下进行。优选地,本发明的加成反应在存在溶剂的情况下进行。所用溶剂是这样的一种溶剂,其不抑制本发明的加成反应。溶剂的实例包括烃溶剂如己烷、庚烷和甲苯;卤代烃溶剂如氯苯和氯仿;酯溶剂如乙酸乙酯;叔醇溶剂如叔丁醇;腈溶剂如乙腈和丙腈;以及水。溶剂优选酯溶剂。这些溶剂可以单独使用或作为它们的两种以上的混合物使用。
    所用溶剂的量优选为(但不限于)100重量份以下/份的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇,因为可以改善体积效率。
    反应温度可以取决于所用自由基引发剂的种类或量而变化,并且优选为‑10至100℃,更优选0至50℃。当反应温度不低于‑10℃时,本发明的加成反应可以以更高的速率进行。当反应温度不高于100℃时,副产品的产生可以被抑制。
    本发明的加成反应可以在减小的压力、正常压力或增加的压力下进行。优选地,本发明的加成反应在正常压力或增加的压力下进行,因为甲硫醇(其沸点为6℃)倾向于在减小的压力下挥发。
    本发明的加成反应可以通过在自由基引发剂的存在下将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与甲硫醇混合来进行。混合方法不受限制。
    当本发明的加成反应在正常压力下进行时,例如,可以采用以下方法(1‑1)。
    (1‑1)
    包括以下步骤的方法:将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇与自由基引发剂混合,将所得的混合物的温度控制在反应温度,以及将气体甲硫醇鼓吹到混合物中。
    当本发明的加成反应在增加的压力下进行时,例如,可以采用以下方法(1‑2)或(1‑3)。
    (1‑2)
    包括以下步骤的方法:将自由基引发剂和2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇装入可密封容器如高压釜,在封闭该容器后将混合物的温度控制在反应温度,以及将气体甲硫醇注射到混合物中。
    (1‑3)
    包括以下步骤的方法:将自由基引发剂、2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇和甲硫醇在可密封容器如高压釜中在不高于甲硫醇沸点的温度混合,以及在将该容器封闭后将混合物的温度控制在反应温度。
    反应进行的程度可以通过诸如以下分析手段确认:气相色谱、高效液相色谱、薄层色谱、核磁共振谱分析或红外吸收光谱分析。
    在反应完成后,2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇可以通过以下方法获得,其中甲硫醇和/或自由基引发剂及其分解产物任选从所得的反应混合物去除,并且浓缩剩余物,然后任选除去2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇可以通过以下方式获得:利用酸如盐酸或硫酸作为酸加成盐沉淀,并用碱如氢氧化钠或氨处理所得的酸加成盐。
    作为除去2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇的方法,例如,可以采用蒸馏处理。在通过蒸馏去除的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇被回收并任选被纯化后,所回收的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇可以循环用于本发明的加成反应。
    作为去除甲硫醇的方法,例如,可以采用在减小的压力下将甲硫醇从反应混合物蒸馏出的方法,或者将惰性气体鼓吹到反应混合物中从而使甲硫醇蒸发的方法。在去除的甲硫醇被回收并任选被纯化后,回收的甲硫醇可以循环用于本发明的加成反应。
    作为去除自由基引发剂及其分解产物的方法,取决于本发明的加成反应中使用的自由基引发剂的种类,例如,可以采用任何以下方法:将反应混合物与极性溶剂混合从而沉淀自由基引发剂及其分解产物并过滤沉淀的方法;将反应混合物与极性溶剂和非极性溶剂混合并将分配在非极性溶剂相中的自由基引发剂及其分解产物去除的方法;将与水不相容的极性溶剂、水和反应混合物混合并将分配在水相中的自由基引发剂及其分解产物从其中去除的方法。
    用于这样的方法的极性溶剂的实例包括水,以及水和醇(例如,甲醇或乙醇)的溶剂混合物。非极性溶剂的实例包括烃溶剂如己烷、庚烷、甲苯和二甲苯。与水不相容的极性溶剂的实例包括酯溶剂如乙酸乙酯,和醚溶剂如甲基叔丁基醚和二异丙醚。所用极性溶剂、非极性溶剂和与水不相容的极性溶剂的量不受限制。当本发明的加成反应在这些溶剂的存在下进行时,在反应期间可以额外地加入这些溶剂中任一种。在被去除的自由基引发剂被回收并任选被纯化后,回收的自由基引发剂可以循环用于本发明的加成反应。
    获得的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇可以直接进行第二步,或者可以通过蒸馏、柱色谱或其他纯化手段纯化,然后可以进行第二步。反应混合物可以直接进行第二步而不产生2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    接下来,将描述第二步。
    <第二步>
    氧化在第一步中获得的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。下文中,2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的氧化有时被称为″本发明的氧化反应″。通过本发明的氧化反应,获得甲硫氨酸。本发明的氧化反应可以在金属催化剂的存在下进行。备选地,本发明的氧化反应可以通过能够将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇转化为甲硫氨酸的微生物的微生物细胞的作用或通过所述微生物的加工产物的作用进行。下文中,前一种情况中的本发明的氧化反应有时被称为″本发明的氧化反应1″,而后一种情况中的本发明的氧化反应有时被称为″本发明的氧化反应2″。
    优选地,本发明的氧化反应1通过在选自由铜和属于周期表的第8、9或10族的元素组成的组的至少一种金属的存在下氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇来进行。更优选地,本发明的氧化反应1通过以下方法(2‑1)或(2‑2)进行。
    (2‑1)
    用于氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的方法,其中该氧化在氧和选自由属于周期表的第8、9或10族的元素组成的组的至少一种金属的存在下进行。
    (2‑2)
    用于氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的方法,其中该氧化在铜和水的存在下进行。
    下文中,本发明的氧化反应1将基于通过方法(2‑1)和(2‑2)的实施方案来描述。然而,本发明的氧化反应1不限于这些实施方案。
    将描述通过方法(2‑1)的实施方案。
    周期表第8组的元素的实例包括铁、钌等。周期表第9组的元素的实例包括钴、铑等。周期表第10组的元素的实例包括镍、钯、铂等。选自由属于周期表的第8、9或10族的元素组成的组的至少一种金属优选为钌或铂,更优选为铂。下文中,选自由属于周期表的第8、9或10族的元素组成的组的至少一种金属有时被称为氧‑氧化催化剂。
    氧‑氧化催化剂可以被担载在载体上(下文中,这样的催化剂有时被称为被担载的氧‑氧化催化剂),或者可以不被担载在其上。备选地,氧‑氧化催化剂可以是这样的催化剂,其中包含选自由属于周期表的第8、9或10族的元素组成的组的至少一种金属的合金被酸或碱处理(下文中,这样的催化剂有时被称为发展的(developing)氧‑氧化催化剂)。
    载体包括选自由以下各项组成的组的至少一种:活性炭、氧化铝、二氧化硅、沸石、硅藻土和氧化锆。对于这样的载体有利的是具有较大的表面积,因为所述反应的反应性可以得到增强。被担载的氧‑氧化催化剂可以是可商购的产品,或者可以是如下获得的催化剂:例如,选自由至少一种元素的硝酸盐、硫酸盐、甲酸盐、乙酸盐、碳酸盐、卤化物、氢氧化物和氧化物组成的组的至少一种化合物通过共沉淀方法或浸渍法被担载在上述载体上,然后该被担载的化合物被煅烧或用氢还原,所述至少一种元素选自由属于周期表的第8、9或10族的元素组成的组。
    氧‑氧化催化剂优选为发展的氧‑氧化催化剂或被担载的氧‑氧化催化剂,更优选被担载的氧‑氧化催化剂。
    所用氧‑氧化催化剂的量可以取决于所用氧‑氧化催化剂的形式而不同,并且从经济角度,优选0.001mol以上/摩尔的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇,更优选0.001至0.5mol/摩尔的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    氧可以是氧气或用惰性气体如氮稀释的氧气,或空气中的氧。此外,空气中的氧可以用惰性气体如氮稀释以用作上述氧。
    所用氧的量优选为1摩尔以上/摩尔的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇,并且该量的上限不受限制。
    优选地,本发明的氧化反应1进一步在选自由碱金属化合物和碱土金属化合物组成的组的至少一种典型金属化合物的存在下进行。
    碱金属化合物的实例包括碱金属碳酸盐如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸锂和碳酸氢锂;以及碱金属氢氧化物如氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂。
    碱土金属化合物的实例包括碱土金属碳酸盐如碳酸镁和碳酸钙;以及碱土金属氢氧化物如氢氧化镁和氢氧化钙。
    典型金属化合物优选碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物,更优选碱金属氢氧化物,还更优选氢氧化钠。
    所用典型金属化合物的量优选为1mol以上/mol2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇,但是其上限不受限制。所用典型金属化合物的量通常为2mol以下/mol2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    优选地,本发明的氧化反应1进一步在溶剂的存在下进行。
    对溶剂的选择没有限制,只要它不抑制本发明的氧化反应1。这样的溶剂的实例包括酯溶剂如乙酸乙酯,腈溶剂如乙腈和丙腈,水,及其混合物。溶剂优选水、水和酯溶剂的混合物或者水和腈溶剂的混合物,更优选水和腈溶剂的混合物,还更优选水和乙腈的混合物。
    所用溶剂的量通常为100重量份以下/重量份的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇,但是该量不受限制。
    在本发明的氧化反应1中,混合反应试剂的次序不受限制。在优选的实施方案中,例如,将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇、氧‑氧化催化剂、典型金属化合物和溶剂混合,然后将所得的混合物与氧混合。
    本发明的氧化反应1可以在减小的压力、正常压力或增加的压力下进行。优选地,该反应在正常压力或增加的压力下进行。
    本发明的氧化反应1的温度可以取决于所用氧‑氧化催化剂的量、所用氧的量等而变化,并且优选为0至150℃,更优选为20至100℃。当反应温度不低于0℃时,氧化反应可以以更高的速率进行。当反应温度不高于150℃时,氧化反应可以以更高的选择性进行。
    本发明的氧化反应1的进行可以通过诸如以下分析手段确认:气相色谱、高效液相色谱、薄层色谱、核磁共振谱分析或红外吸收光谱分析。
    在本发明的氧化反应1完成后,例如,甲硫氨酸可以通过以下程序获得,其中过滤所得的反应混合物以去除氧‑氧化催化剂,然后,任选用无机酸如硫酸或盐酸来中和滤液,并且然后对其进行浓缩和冷却。
    因此获得的甲硫氨酸可以通过蒸馏、柱色谱、结晶或其他纯化手段纯化。
    将描述通过方法(2‑2)的实施方案。
    铜(下文中有时被称为铜催化剂)可以被担载在载体上(下文中该催化剂有时被称为被担载的铜催化剂)或者可以不被担载在其上。备选地,可以使用通过用酸或碱处理含铜的合金获得的铜(下文中该催化剂有时被称为发展的铜催化剂)。
    载体包括选自由以下各项组成的组的至少一种载体:活性炭、氧化铝、二氧化硅、沸石、硅藻土和氧化锆。对于这样的载体有利的是具有较大的表面积,因为所述反应的反应性可以得到增强。被担载的铜催化剂可以是可商购的产品,或者可以是如下获得的催化剂:例如,将选自由铜硝酸盐、铜硫酸盐、铜甲酸盐、铜乙酸盐、铜碳酸盐、卤化铜、铜氢氧化物和铜氧化物组成的组的至少一种铜化合物通过共沉淀方法或浸渍法担载在上述载体上,然后对该被担载的化合物进行煅烧或用氢还原。发展的铜催化剂,换言之″海绵催化剂″,可以是可商购的产品,或者可以是通过本领域技术人员已知的技术从多种合金获得的催化剂。发展的铜催化剂包括从含铜和铝的合金制备的催化剂,如在美国专利号5292936中描述的Raney铜催化剂。
    铜催化剂优选为发展的铜催化剂或者被担载的铜催化剂,更优选为发展的铜催化剂。
    所用铜催化剂的量可以取决于所用铜催化剂的形式而变化,并且优选为0.001mol以上/mol2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。在经济上优选的量是0.5mol以下/mol2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    所用水的量优选为1mol以上/mol2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。虽然其上限不受限制,但是优选为100mol以下/mol2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    优选地,本发明的氧化反应1进一步在选自由碱金属化合物和碱土金属化合物组成的组的至少一种典型金属化合物的存在下进行。
    碱金属化合物的实例包括碱金属碳酸盐如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸锂、碳酸氢锂;以及碱金属氢氧化物如氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂。
    碱土金属化合物的实例包括碱土金属碳酸盐如碳酸镁和碳酸钙;以及碱土金属氢氧化物如氢氧化镁和氢氧化钙。
    典型金属化合物优选为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物,更优选为碱金属氢氧化物,还更优选为氢氧化钠。
    所用典型金属化合物的量优选为1mol以上/mol2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇,虽然其上限不受限制,但是通常为2mol以下/mol2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    本发明的氧化反应1可以进一步在有机溶剂的存在下进行。
    对有机溶剂的选择没有限制,只要其不抑制本发明的氧化反应1。这样的溶剂的实例包括酯溶剂如乙酸乙酯,和腈溶剂如乙腈和丙腈。
    所用有机溶剂的量通常为100重量份以下/重量份的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇,但是该量不受限制。
    在本发明的氧化反应1中,混合反应试剂的次序不受限制。在优选实施方案中,例如,将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇、典型金属化合物和水混合,然后将所得的混合物与铜催化剂混合。该混合优选在惰性气体如氮的气氛下进行。
    本发明的氧化反应1可以在减小的压力、正常压力和增加的压力下进行。优选地,该反应在正常压力或增加的压力下进行。
    本发明的氧化反应1的温度可以取决于所用铜催化剂的种类和量而变化,并且优选为0至200℃,更优选为50至180℃。当反应温度不低于0℃时,氧化反应速率可以更高。当反应温度不高于200℃时,氧化反应可以以更高的选择性进行。
    本发明的氧化反应1的进程可以通过诸如以下分析手段确认:气相色谱、高效液相色谱、薄层色谱、核磁共振谱分析或红外吸收光谱分析。
    在本发明的氧化反应1完成后,例如,甲硫氨酸可以通过以下程序获得,其中过滤所得的反应混合物以去除铜催化剂,然后,任选用无机酸如硫酸或盐酸来中和滤液,并且然后对其进行浓缩和冷却。
    获得的甲硫氨酸可以通过蒸馏、柱色谱、结晶或其他纯化手段纯化。
    本发明的氧化反应2通过能够将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇转化为甲硫氨酸的微生物的微生物细胞的作用或通过所述微生物细胞的加工产物的作用进行。微生物优选是培养在含低级脂族醇的培养基中的微生物。
    用于培养基的″低级脂族醇″的实例包括具有1‑5个碳原子的直链或支链脂族醇。其具体实例包括甲醇、乙醇、1‑丙醇、2‑丙醇、1‑丁醇、叔丁醇、2‑甲基‑1‑丙醇、2,2‑二甲基‑1‑丙醇、1,2‑丁二醇和1,3‑丁二醇。其中,优选使用1‑丙醇、1‑丁醇、2,2‑二甲基‑1‑丙醇、1,2‑丁二醇和1,3‑丁二醇。可以以合适的比例将任何这些低级脂族醇混合在培养基中。
    以下将描述在含低级脂族醇的培养基中培养微生物的方法。
    本发明的氧化反应2的微生物优选是能够优先氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的羟基的微生物。本文中使用的术语″优先氧化″是指含硫的氨基醇化合物的羟基的氧化优先于相同化合物的硫化物的氧化而进行。具有这种能力的微生物(下文中有时被称为″本发明的微生物″)的实例包括选自由以下各项组成的组的至少一种微生物:属于产碱菌属(genus Alcaligenes)的微生物、属于芽孢杆菌属(genus Bacillus)的微生物,属于假单胞菌属(genusPseudomonas)的微生物,属于红细菌属(genus Rhodobacter)的微生物和属于红球菌属(genus Rhodococcus)的微生物。
    本发明的氧化反应2的微生物的具体实例包括选自由以下微生物组成的组的至少一种微生物。
    <微生物的组>
    反硝化产碱菌(Alcaligenes denitrificans)、真养产碱菌(Alcaligeneseutrophus)、粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)、产碱菌属(Alcaligenes sp.)、木糖氧化产碱菌(Alcaligenes xylosoxydans)、蜂房类芽孢杆菌(Bacillus alvey)、栗褐芽孢杆菌(Bacillus badius)、短芽孢杆菌(Bacillus brevis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus moritai)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、球形芽孢杆菌(Bacillussphaericus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、强壮类芽孢杆菌(Bacillusvalidus)、脱氮假单胞菌(Pseudomonas denitrificans)、天仙果假单胞菌(Pseudomonas ficuserectae)、莓实假单胞菌(Pseudomonas fragi)、门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina)、食油假单胞菌(Pseudomonas oleovorans)、卵状假单胞菌(Pseudomonas ovalis)、类产碱假单胞菌(Pseudomonaspseudoalcaligenes)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、腐败假单胞菌(Pseudomonas putrefaciens)、核黄素假单胞菌(Pseudomonas riboflavina)、稻草假单胞菌(Pseudomonas straminea)、丁香假单胞菌(Pseudomonassyringae)、烟草假单胞菌(Pseudomonas tabaci)、腐臭假单胞菌(Pseudomonastaetrolens)、泡囊短波单胞菌(Pseudomonas vesicularis)、类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)、红串红球菌(Rhodococcus erythropolis)、圆红球菌(Rhodococcus groberulus)、紫红红球菌(Rhodococcus rhodochrous)和红球菌属(Rhodococcus sp.)。
    此外,优选作为本发明的微生物的是,例如,选自由以下微生物组成的组的至少一种微生物。
    <优选微生物的组>
    反硝化产碱菌JCM5490,真养产碱菌ATCC43123,粪产碱菌IFO12669,产碱菌属IFO14130,木糖氧化产碱菌IFO15125t,木糖氧化产碱菌IFO15126t,蜂房类芽孢杆菌IFO3343t,栗褐芽孢杆菌ATCC14574t,短芽孢杆菌JCM2503t,蜡状芽孢杆菌JCM2152t,凝结芽孢杆菌JCM2257t,坚强芽孢杆菌JCM2512t,地衣芽孢杆菌ATCC27811,地衣芽孢杆菌IFO12197,地衣芽孢杆菌IFO12200t,蜡状芽孢杆菌(Bacillusmoritai)ATCC21282,短小芽孢杆菌IFO12092t,球形芽孢杆菌IFO3341,球形芽孢杆菌IFO3526,枯草芽孢杆菌ATCC14593,枯草芽孢杆菌ATCC15841,枯草芽孢杆菌IFO3108,枯草芽孢杆菌IFO3132,枯草芽孢杆菌IFO3026,枯草芽孢杆菌IFO3037,枯草芽孢杆菌IFO3108,枯草芽孢杆菌IFO3134,强壮类芽孢杆菌IFO13635,脱氮假单胞菌IAM1426,脱氮假单胞菌IAM1923,天仙果假单胞菌JCM2400t,莓实假单胞菌IAM12402,莓实假单胞菌IFO3458t,多萨假单胞菌IFO14162,食油假单胞菌IFO13583t,卵状假单胞菌IFO12688,类产碱假单胞菌JCM5968t,恶臭假单胞菌IFO12996,恶臭假单胞菌IFO14164t,恶臭假单胞菌IFO3738,恶臭假单胞菌IFO12653,腐败假单胞菌IFO3910,核黄素假单胞菌IFO13584t,稻草假单胞菌JCM2783t,丁香假单胞菌IFO14055,烟草假单胞菌IFO3508,腐臭假单胞菌IFO3460,泡囊短波单胞菌JCM1477t,类球红细菌ATCC17023,红串红球菌IFO12320,圆红球菌ATCC15076,紫红红球菌ATCC15076,紫红红球菌ATCC15610,紫红红球菌ATCC19067,紫红红球菌ATCC19149,紫红红球菌ATCC19150,紫红红球菌ATCC21197,紫红红球菌ATCC21199,紫红红球菌JCM3202t,红球菌属ATCC19070,红球菌属ATCC19071和红球菌属ATCC19148。
    这些微生物的菌株可以分离自天然菌株,或者可以容易地从培养物保藏机构获得。
    作为可以购买这些菌株的这样的保藏机构,例如,例举以下。
    1.大阪发酵研究所(Institute of Fermentation Osaka)(或IFO)
    目前,所述菌株通过国家技术和评估研究所(一个独立的行政机构)的生物资源中心(或NBRC)处理,并且它们可以在NBRC的网站获得(URL:http://www.nbrc.nite.go.jp/NBRC2/NBRCDispSearchServlet?lang=jp)。
    2.美国模式培养物保藏中心(American Type Culture Collection)(或ATCC)
    所述菌株通过Summit Pharmaceuticals International Corporation的ATCC企业集团处理,并且它们可以在ATCC的网站获得(URL:http://www.summitpharma.co.jp/japanese/service/s_ATCC.html)。
    3.日本微生物保藏中心(或JCM)
    目前,所述菌株的控制被转移至RIKEN(一个独立的行政机构)的生物资源中心(Bio Resource Center ofRIKEN,或RIKEN BRC)的微生物材料开发部,并且所述菌株可以在JCM的网站获得(URL:http://wwwjcm.riken.go.jp/JCM/aboutJCM_J.shtml)。
    4.IAM培养物保藏中心
    目前,IAM培养物保藏中心的菌株中的细菌、酵母和丝状细菌的菌株被转移至RIKEN(一个独立的行政机构)的生物资源中心的微生物材料开发部;而微藻的菌株被转移至国家环境研究研究所(National Institute forEnvironmental Studies,或NIES)(一个独立的行政机构)的微生物保藏中心。所述菌株可以在JCM或NIES的网站获得(URL:
    http://www.jcm.riken.go.jp/JCM/aboutJCM_J.shtml、
    http://mcc.nies.go.jp/aboutOnlineOrder.do)。
    能够优先氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的羟基的微生物的微生物细胞及其加工产物是可获得的或者可以通过筛选能够将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇转化为甲硫氨酸的微生物制备。具体地,例如,将灭菌培养基(5ml)装入试管,并在其上接种可以从培养物保藏中心获得的细胞或完全从土壤分离的细胞。试管中的细胞在30℃在有氧条件下经历振荡培养。在培养完成后,通过离心分离回收细胞从而获得活细胞。在将0.1M Tris‑甘氨酸缓冲液(pH10)(2ml)装入螺旋口试管后,加入活细胞,并且使它们彼此混悬。将甲硫氨醇(2mg)加入到混悬液中,并将所得的混合物在30℃振荡3至7天。
    在反应完成后,取样1ml的反应液。将细胞从该样品液中除去,然后,通过液相色谱分析制备的甲硫氨酸的量。
    以此方式,可以筛选能够优先氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的羟基的微生物。
    此外,能够优先氧化2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的羟基的微生物的微生物细胞及其加工产物是可获得的或者可以通过筛选在含低级脂族醇的培养基中培养的并且能够将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇转化为甲硫氨酸的微生物来制备。这样的筛选可以如下进行:将灭菌培养基(5ml)装入试管中,所述灭菌培养基含低级脂族醇并且可以通过以下方式制备:向水(1L)中加入低级脂族醇(5g)、聚胨(5g)、酵母抽提物(3g)、肉膏(3g)、硫酸铵(0.2g)、磷酸二氢钾(1g)和七水合硫酸镁(0.5g),并将混合物的pH调整至7.0。然后,将可以从培养物保藏中心获得的细胞或完全从土壤分离的细胞接种在该培养基上。试管中的细胞在30℃在有氧条件下经历振荡培养。在培养完成后,通过离心分离回收细胞从而获得活细胞。在将0.1M Tris‑甘氨酸缓冲液(pH10)(2ml)装入螺旋口试管后,加入活细胞,并将它们彼此混悬。将甲硫氨醇(2mg)加入到该混悬液中,并将所得的混合物在30℃振荡3至7天。
    在反应完成后,取样1ml反应液。将细胞从该样品液中除去,然后,通过液相色谱分析制备的甲硫氨酸的量。
    另一方面,以与如上所提及的相同的方式制备甲硫氨酸,不同之处在于微生物细胞被培养在不含低级脂族醇的培养基中。然后分析制备的甲硫氨酸的量,并且将所得的分析的值与之前由在含低级脂族醇的培养基中培养的微生物细胞制备的甲硫氨酸的量比较,由此选择显示优先氧化羟基的活性的微生物。
    接下来,将描述培养本发明的微生物的方法。
    本发明的微生物可以在用于多种微生物的生长的培养基中培养,所述培养基包含碳源、氮源、有机盐、无机盐等。
    碳源的实例包括糖类如葡萄糖、糊精和蔗糖;糖醇如甘油;有机酸如富马酸、柠檬酸和丙酮酸;动物油;植物油;和糖蜜。被添加到培养基中的这些碳源的量通常为培养液的约0.1至约30%(w/v)。
    氮源的实例包括天然有机氮源如肉膏、蛋白胨、酵母抽提物、麦芽提取物、大豆粉、玉米浆、棉籽粉、干酵母和酪蛋白氨基酸;氨基酸;无机酸的钠盐如硝酸钠;无机酸的铵盐如氯化铵、硫酸铵和磷酸铵;有机酸的铵盐如富马酸铵和柠檬酸铵;和尿素。在这些氮源中,有机酸的铵盐、天然有机氮源和氨基酸在很多情况中也可以用作碳源。被添加到培养基中的这些氮源的量通常为培养液的约0.1至约30%(w/v)。
    有机盐和无机盐的实例包括钾、钠、镁、铁、锰、钴、锌等的氯化物、硫酸盐、乙酸盐、碳酸盐和磷酸盐。其具体实例有氯化钠、氯化钾、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锰、氯化钴、硫酸锌、硫酸铜、乙酸钠、碳酸钙、磷酸氢钾和磷酸二氢钾。被添加到培养基中的这些有机盐和/或无机盐的量通常为培养液的约0.0001至约5%(w/v)。
    固体培养和液体培养(例如,试管培养、烧瓶培养和发酵罐培养)是典型的培养方法。
    对培养温度和培养液pH的选择没有具体限制,只要这些条件能够使本发明的微生物生长。例如,培养温度为约15℃至约45℃而培养液的pH为约4至约8。虽然可以根据培养条件来任选地选择培养时间,但是其通常为约1天至约7天。
    接下来,将描述将本发明的微生物的微生物细胞在含低级脂族醇的培养基中培养的方法。
    本发明的微生物可以培养在用于培养各种各样的微生物的培养基中,所述培养基适当地包含碳源、氮源、有机盐、无机盐等。作为用于培养基的碳源,可以单独使用低级脂族醇,或者可以使用碳水化合物、烃、有机酸、糖醇等的混合物系统。
    作为″低级脂族醇″,可以使用上述具有1‑5个碳原子的直链或支链脂族醇。其具体实例包括甲醇、乙醇、1‑丙醇、2‑丙醇、1‑丁醇、叔丁醇、2‑甲基‑1‑丙醇、2,2‑二甲基‑1‑丙醇、1,2‑丁二醇和1,3‑丁二醇。其中,1‑丙醇、1‑丁醇、2,2‑二甲基‑1‑丙醇、1,2‑丁二醇和1,3‑丁二醇是优选的。可以以适当的比率将任何这些低级脂族醇混合在培养基中。
    作为碳源,可以使用如上所提及的低级脂族醇。添加到培养基中的这样的碳源的量通常为培养液的约0.1至约30%(w/v)。
    氮源的实例包括天然有机氮源如肉膏、蛋白胨、酵母抽提物、麦芽提取物、大豆粉、玉米浆、棉籽粉、干酵母和酪蛋白氨基酸;氨基酸;无机酸的钠盐如硝酸钠;无机酸的铵盐如氯化铵、硫酸铵和磷酸铵;有机酸的铵盐如甲酸铵和柠檬酸铵;以及尿素。在这些氮源中,有机酸的铵盐、天然有机氮源和氨基酸在很多情况中也可以用作碳源。添加到培养基中的这些氮源的量通常为培养液的约0.1至约30%(w/v)。
    有机盐和无机盐的实例包括钾、钠、镁、铁、锰、钴和锌的氯化物、硫酸盐、乙酸盐、碳酸盐和磷酸盐。其具体实例有氯化钠、氯化钾、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锰、氯化钴、硫酸锌、硫酸铜、乙酸钠、碳酸钙、磷酸氢钾和磷酸二氢钾。添加到培养基中的这些有机盐和/或无机盐的量通常为培养液的约0.0001至约5%(w/v)。
    固体培养和液体培养(例如,试管培养、烧瓶培养和发酵罐培养)是典型的培养方法。
    对培养温度和培养液pH的选择没有具体限制,只要这些条件能够使本发明的微生物生长。例如,培养温度为约15℃至约45℃而培养液的pH为约4至约8。虽然可以根据培养条件来任意选择培养时间,但是其通常为约1天至约7天。
    可能的是直接使用本发明的微生物的微生物细胞作为用于本发明的氧化反应2的催化剂。作为直接使用本发明的微生物的微生物细胞的方法,(1)直接使用培养液的方法,以及(2)使用通过对培养液进行离心分离回收的微生物细胞或者在任选用缓冲溶液或水洗涤回收的细胞后获得的湿的微生物细胞的方法,是典型的。
    作为用于本发明的氧化反应2的催化剂,可以使用本发明的微生物的加工产物。这样的加工产物的实例包括通过用有机溶剂(例如,丙酮,乙醇)处理通过培养获得的微生物细胞而获得的产物;通过冻干这样的细胞获得的产物;通过用碱处理这样的细胞获得的产物;通过物理方法或酶方法粉碎这样的细胞获得的产物;以及从这些产物分离和提取的粗酶。加工产物还包括通过如上所述那样处理细胞并通过已知方法固定所述细胞而获得的产物。
    具体地,本发明的微生物的细胞,及其加工产物(例如,不含细胞的提取物、粗蛋白、纯化的蛋白及其被固定的产物)可以用作本发明的氧化反应2的催化剂。微生物细胞的加工产物的实例包括冻干的微生物、用有机溶剂处理的微生物、干燥的微生物、粉碎的微生物、微生物的自溶物、经超声处理的微生物、微生物提取物和碱处理的微生物。作为用于获得被固定的微生物的方法,载体结合方法(即,将本发明的酶等吸附在无机载体如硅胶或陶瓷、纤维素或离子交换树脂上的方法),以及包埋法(即,将酶包埋在聚丙烯酰胺、含硫的多糖凝胶(例如,鹿角菜胶凝胶)、藻酸凝胶、琼脂凝胶等的聚合网状结构中的方法),是典型的。
    考虑到利用本发明的微生物的工业生产,就生产装置中的限制而言,使用灭菌的微生物可以比使用未处理的微生物更有优势。给微生物灭菌的方法的实例包括物理灭菌法(例如,加热、干燥、冷冻、光束、超声波、过滤或载流(current‑carrying)),利用化学品(例如,碱、酸、卤素、氧化剂、硫、硼、砷、金属、醇、苯酚、胺、硫化物、醚、醛、酮、氰和抗生素)的灭菌法。通常,理想的是从上述灭菌方法中选择这样的处理方法,其不使″本发明的酶优先氧化含硫氨基醇化合物的羟基的能力″失去并且其对反应系统产生低的残余和较少的污染。
    本发明的氧化反应2通常在水存在下进行。在此情况中,水可以是缓冲溶液的形式。用于缓冲溶液的缓冲剂的实例包括:碱金属与磷酸的盐,如磷酸钠和磷酸钾;以及碱金属与乙酸的盐,如乙酸钠和乙酸钾。碱性缓冲溶液的实例包括Tris‑盐酸缓冲溶液、Tris‑柠檬酸缓冲溶液等。
    此外,本发明的氧化反应2可以在水和疏水有机溶剂的存在下进行。在此情况中,疏水有机溶剂的实例包括酯溶剂如甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯和丙酸丁酯;醇溶剂如正丁醇、正戊醇和正辛醇;芳香烃溶剂如苯、甲苯和二甲苯;醚溶剂如二乙醚、二异丙醚和甲基叔丁基醚;卤代烃溶剂如氯仿和1,2‑二氯乙烷;及其混合物。
    备选地,本发明的氧化反应2可以在水和亲水有机溶剂的存在下进行。在此情况中,亲水有机溶剂的实例包括醇溶剂如甲醇和乙醇;酮溶剂如丙酮;醚溶剂如二甲氧基乙烷、四氢呋喃和二烷;二甲亚砜;及其混合物。
    本发明的氧化反应2通常在pH3‑11在水相中进行,但是pH可以适当地改变,只要允许反应进行。所述反应优选在碱性条件下进行,更优选在pH8‑10在水层中进行。
    本发明的氧化反应2通常在约0至约60℃的温度下进行,但是温度可以任选变化,只要允许反应进行。
    本发明的氧化反应2通常进行约0.5小时至约10天。反应的终止可以通过例如在作为原料化合物的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇添加完成后通过液相色谱、气相色谱等确定2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇在反应溶液中的量来确认。
    作为原料化合物的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇在本发明的氧化产物2中的浓度通常为50%(w/v)以下。为保持2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇在反应系统中的浓度基本不变,可以将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇不断地或连续地加入到反应系统中。
    在本发明的氧化反应2中,例如,糖类如葡萄糖、蔗糖和果糖或者表面活性剂如TritonX‑100、Tween60可以任选加入到反应系统中。
    从反应溶液回收甲硫氨酸可以通过已知方法进行。
    例如,后处理如从反应溶液萃取有机溶剂的操作、浓缩溶液的操作、离子交换、结晶等可以任选与柱色谱、蒸馏等组合从而纯化甲硫氨酸。
    通过本发明的制备方法获得的甲硫氨酸可以是盐的形式。
    实施例
    下文中,将通过实施例更详细地描述本发明。
    <2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇的制备>
    将1,2‑环氧‑3‑丁烯(200mg)、28重量%的氨水(10g)和三氟甲磺酸钪(14mg)装入具有磁力转子的100mL不锈钢制反应管中以制备它们的混合物。将混合物以30℃的内部温度搅拌6小时以将1,2‑环氧‑3‑丁烯与氨反应。在反应期间,将反应管的内部压力保持在0.3至0.4MPa。在反应完成后,将反应混合物冷却至室温,然后,将氨从反应混合物蒸发。收集在氨的蒸发后获得的混合物的一部分并且然后通过气相色谱内标法进行分析,从而确定2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇、1‑氨基‑3‑丁烯‑2‑醇和1,2‑环氧‑3‑丁烯的含量,并计算它们的产率。在这点上,2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇和1‑氨基‑3‑丁烯‑2‑醇的含量按照它们的二酰基形式来确定,通过使用乙酰氯和吡啶将它们转变为二酰基形式:
    2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇的产率:55%
    1‑氨基‑3‑丁烯‑2‑醇的产率:43%
    1,2‑环氧‑3‑丁烯(作为原料)的回收率:0%
    <第一步>
    实施例1‑1
    将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇(100mg)、乙酸乙酯(2g)和2,2′‑偶氮双(4‑甲氧基‑2,4‑二甲基戊腈)(10mg)装入具有磁力转子的50mL压力反应管中以制备它们的混合物。将混合物冷却至‑20℃的内部温度,然后,将甲硫醇(500mg)加入到混合物中。在将反应管紧紧密封后,将温度升至40℃,然后,将混合物在40℃搅拌4小时。在将温度升至40℃后立即确定的反应管的内压(即,表压)为2kg/cm2(相当于0.20MPa);在将混合物在40℃搅拌4小时后确定的相同的压力为1kg/cm2(相当于0.10MPa)。在反应完成后,通过将氮气鼓吹到所得的反应混合物中将未反应的甲硫醇除去。收集在除去甲硫醇后获得的混合物的一部分并且然后通过气相色谱内标法进行分析从而确定2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的含量,并且计算它的产率。2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的产率是90%。回收到5%的用作原料的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。实施例1‑2
    将2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇(300mg)、乙酸乙酯(3g)和2,2′‑偶氮双(4‑甲氧基‑2,4‑二甲基戊腈)(10mg)装入具有磁力转子的50mL压力反应管中以制备它们的混合物。将混合物冷却至‑20℃的内部温度,然后,将甲硫醇(1.0g)加入到混合物中。在将反应管紧紧密封后,将温度升至40℃,然后,将混合物在40℃搅拌4小时。在将温度升至40℃后立即确定的反应管的内压(即,表压)为3kg/cm2(相当于0.30MPa);并且在将混合物在40℃搅拌4小时后确定的同样的压力为1kg/cm2(相当于0.10MPa)。在反应完成后,通过将氮气鼓吹到所得的反应混合物中将未反应的甲硫醇除去。收集在除去甲硫醇后获得的混合物的一部分并且然后通过气相色谱内标法进行分析从而确定2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的含量,并且计算它的产率。2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇的产率是91%。回收到5%的用作原料的2‑氨基‑3‑丁烯‑1‑醇。
    通过浓缩在除去甲硫醇后获得的混合物,获得450mg无色液体状2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。将该无色液体在冰箱中固化(‑10℃)。
    <第二步>
    实施例2‑1
    将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇(200mg)、氢氧化钠(90mg)和水(2g)装入具有磁性转子的50mL压力反应管中以制备其混合物。将海绵铜(Raney(注册商标)型,由Strem Chemical Inc.生产)(40mg)加入到混合物中。用氮气吹洗反应管内部,然后,将混合物加热至140℃并且然后在140℃搅拌8小时。在将反应混合物冷却至室温后,通过过滤反应混合物将海绵铜从反应混合物中除去。通过向其中加入0.1N硫酸中和所得的滤液,然后,蒸馏出水。因此,获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸,即,甲硫氨酸。
    确定产率:
    将甲醇(5g)加入到获得的2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸中,并向其中进一步加入10重量%的三甲基甲硅烷基二偶氮甲烷的己烷溶液,从而获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯。收集所得的含2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的甲醇溶液的一部分并且然后通过气相色谱内标法进行分析从而确定从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇到2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的产率。结果,产率为37%。换言之,从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇以37%以上的产率获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸。回收到49%的用作原料的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    实施例2‑2
    将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇(200mg)、氢氧化钠(120mg)和水(2g)装入具有磁力转子的50mL压力反应管中,并且搅拌混合物。将海绵铜(Raney(注册商标)型,由Strem Chemical Inc.生产)(50mg)加入到混合物中作为发展的(developing)催化剂。通过氮气吹洗反应管内部,然后,将混合物加热至140℃并且然后在140℃搅拌8小时。在将反应混合物冷却至室温后,通过过滤反应混合物来将海绵铜从反应混合物除去。将乙酸乙酯(5g)加入到所得的滤液中以分离油和水,并且因此从其中除去亲脂性物质。通过将干冰(CO2)(5g)加入到水相中形成碳酸,并且在搅拌后有固体沉淀。对沉淀的固体进行过滤和干燥从而获得白色粉末(130mg)。然后,通过液相色谱(改良的面积百分比法(modified area percentage method))分析所得的粉末。结果,2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸的含量为64%。从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇到2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸的产率为38%。
    实施例2‑3
    将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇(135mg)、氢氧化钠(40mg)、水(1g)、乙腈(1g)和5重量%的Pt/C(含50重量%的水)(100mg)装入具有磁力转子的50mL压力反应管中,并且用空气将反应管加压至1MPa。将混合物加热至50℃并且然后在50℃搅拌8小时。在反应混合物冷却至室温后,通过过滤反应混合物将Pt/C从反应混合物中除去。通过向其中加入0.1N硫酸中和所得的滤液,然后,将溶剂蒸馏出。因此,获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸,即,甲硫氨酸。
    确定产率:
    将甲醇(5g)加入到获得的2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸中,并且向其中进一步加入10重量%的三甲基甲硅烷基二偶氮甲烷的己烷溶液,从而获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯。通过气相色谱内标法分析所得的含2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的甲醇溶液从而确定从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇到2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的产率。结果,产率为14%。换言之,2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸以14%以上的产率从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇获得。回收到80%的用作原料的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    实施例2‑4
    将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇(100mg)、碳酸氢钠(70mg)、乙腈(3g)和5重量%的Pt/C(含50重量%的水)(100mg)装入具有磁力转子的50mL压力反应管中,并将所得的混合物在大气压下在60℃搅拌8小时。将反应混合物冷却至室温并且然后过滤。通过向其中加入0.1N硫酸中和所得的滤液,然后,将溶剂蒸馏出。因此,获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸。
    确定产率:
    将甲醇(5g)加入到获得的2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸中,并且向其中进一步加入10重量%的三甲基甲硅烷基二偶氮甲烷的己烷溶液,从而获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯。通过气相色谱内标法分析所得的含2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的甲醇溶液从而确定从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇得到2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的产率。结果,产率为9%。换言之,2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸以9%以上的产率从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇获得。回收到90%的用作原料的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    实施例2‑5
    将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇(100mg)、碳酸氢钠(30mg)、水(1g)、乙腈(1g)和5重量%的Ru/C(含50重量%的水)(50mg)装入具有磁力转子的50mL压力反应管中,并将所得的混合物在大气压下在50℃搅拌8小时。将反应混合物冷却至室温然后过滤。通过向其中加入0.1N硫酸中和所得的滤液,然后,将溶剂蒸馏出。因此,获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸。
    确定产率:
    将甲醇(5g)加入到获得的2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸中,并且向其中进一步加入10重量%的三甲基甲硅烷基二偶氮甲烷的己烷溶液,从而获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯。通过气相色谱内标法分析所得的含2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的甲醇溶液从而确定从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇得到2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的产率。结果,产率为5%。换言之,2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸以5%以上的产率从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇获得。回收到90%的用作原料的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    实施例2‑6
    将通过实施例1‑2获得的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇(135mg)、氢氧化钠(80mg)、水(1g)、乙腈(1g)和5重量%的Pt/C(含50重量%的水)(100mg)装入具有磁力转子的50mL压力反应管中,并用空气将反应管加压至1MPa。将所得的混合物加热至50℃并且然后在50℃搅拌8小时。在反应混合物冷却至室温后,通过过滤反应混合物将Pt/C从反应混合物除去。所得的滤液通过向其中加入0.1N硫酸中和,然后,将溶剂蒸馏出。因此,获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸,即,甲硫氨酸。
    确定产率:
    将甲醇(5g)加入到获得的2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸中,并且向其中进一步加入10重量%的三甲基甲硅烷基二偶氮甲烷的己烷溶液,从而获得2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯。通过气相色谱内标法分析所得的含2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的甲醇溶液从而确定从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇得到2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸甲酯的产率。结果,产率为6%。换言之,2‑氨基‑4‑(甲硫基)丁酸以6%以上的产率从2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇获得。回收到78%的用作原料的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇。
    <寻找能够将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇转变为甲硫氨酸的微生物>
    参比实施例1
    将灭菌的培养基(其通过以下方式制备:向水中加入聚胨、酵母抽提物、肉膏、硫酸铵、磷酸二氢钾和七水硫酸镁,并将所得的混合物的pH调至7.0)装入试管。然后,将从培养物保藏中心获得的微生物细胞或者通过完全从土壤分离制备的微生物细胞接种到该培养基上。在30℃在有氧条件下,对细胞进行振荡培养。在培养完成后,通过离心分离回收作为活细胞的细胞。将0.1M Tris‑甘氨酸缓冲液(pH10)装入螺旋口试管,并加入活细胞,然后使它们彼此混悬。所得的混悬液与2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇混合,并且将所得的混合物在30℃振荡3至7天。
    在反应完成后,将反应溶液取样。将微生物细胞从该样品溶液中去除,然后,通过液相色谱分析制备的甲硫氨酸的量。
    以此方式,筛选能够将2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇转化为甲硫氨酸的微生物。
    含量分析的条件:
    柱:Cadenza CD‑C18(4.6mmφX15cm,3μm)
    (由Imtakt Corporation生产)
    流动相:
    溶液A:0.1%三氟乙酸水溶液
    溶液B:甲醇


    流速:0.5ml/min.
    柱温度:40℃
    检测:220nm
    实施例2‑7至2‑26
    通过以下方式制备培养基:向水(1L)中加入列于以下表1‑4中的低级脂族醇(5g)、聚胨(5g)、酵母抽提物(3g)、肉膏3g)、硫酸铵(0.2g)、磷酸二氢钾(1g)和七水硫酸镁(0.5g),将所得的混合物的pH调至7.0,并且对所得的混合物进行灭菌。将灭菌的培养基(5g)装入试管,然后,将紫红红球菌ATCC19149(表1的实施例2‑7至2‑11)、紫红红球菌ATCC19150(表2的实施例2‑12至2‑16)、红球菌属ATCC19070(表3的实施例2‑17至2‑21)或红球菌属ATCC19148(表4的实施例2‑22至2‑26)的细胞接种到该培养基上。在30℃在有氧条件下对细胞进行振荡培养。在培养完成后,通过离心分离回收作为活细胞的细胞。将0.1M Tris‑甘氨酸缓冲液(pH10)装入螺旋口试管,并且加入活细胞,然后,将它们混悬在缓冲液中。将所得的混悬液与通过实施例1‑2获得的2‑氨基‑4‑甲硫基‑1‑丁醇(2mg)混合,并将所得的混合物在30℃振荡7天。
    在反应完成后,取样0.5ml的反应溶液。将微生物细胞从该样品溶液中除去,然后,通过液相色谱分析制备的甲硫氨酸的量。结果显示在表1至4中。
    含量分析的条件:
    柱:Cadenza CD‑C18(4.6mmφX15cm,3μm)
    (由Imtakt Corporation生产)
    流动相:
    溶液A:0.1%三氟乙酸水溶液
    溶液B:甲醇


    流速:0.5ml/min.
    柱温度:40℃
    检测:220nm
    表1:
    紫红红球菌ATCC19149
    实施例添加到培养基中的低级脂族醇甲硫氨酸的产率(%)2‑71‑丙醇24.22‑81‑丁醇56.62‑91,2‑丁二醇63.82‑102,2‑二甲基‑1‑丙醇17.52‑111,3‑丁二醇81.6
    表2:
    紫红红球菌ATCC19150
    实施例添加到培养基中的低级脂族醇甲硫氨酸的产率(%)2‑121‑丙醇33.62‑131‑丁醇54.82‑141,2‑丁二醇67.52‑152,2‑二甲基‑1‑丙醇39.92‑161,3‑丁二醇69.8
    表3:
    红球菌属ATCC19070
    实施例添加到培养基中的低级脂族醇甲硫氨酸的产率(%)2‑171‑丙醇60.72‑181‑丁醇96.42‑191,2‑丁二醇60.02‑202,2‑二甲基‑1‑丙醇27.12‑221,3‑丁二醇60.6
    表4:
    红球菌属ATCC19148
    实施例添加在培养基中的低级脂族醇甲硫氨酸的产率(%)2‑221‑丙醇28.72‑231‑丁醇37.72‑241,2‑丁二醇27.92‑252,2‑二甲基‑1‑丙醇30.62‑261,3‑丁二醇59.3
    工业实用性
    本发明可以被用作制备甲硫氨酸的方法,甲硫氨酸是必需氨基酸并且对于饲料添加剂是非常有用的。

    关 键  词:
    制备 甲硫氨酸 方法
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