由源自微生物的O?酰基高絲氨酸制備源自生物的高絲氨酸內酯鹽酸鹽及源自生物的有機酸的方法技術

本發明專利技術涉及一種制備源自生物的高絲氨酸內酯和源自生物的有機酸的方法，其中在酸催化劑下，由源自微生物的O?酰基高絲氨酸通過水解反應來制備。本發明專利技術利用源自微生物的O??；呓z氨酸作為工業社會中非常有用的1,4?丁二醇、γ?丁內酯、四氫呋喃等的原料物質，從而具有以下效果，即能夠代替原料物質為源自石油化學的現有技術，同時能夠解決污染物質的排放、自然資源的枯竭等不環保的缺點并能夠持續地進行再生產，從而不會使自然資源枯竭。

By the method of O acylhomoserine system from microbial preparation of organic acids from biological homoserine lactone hydrochloride and from the biological

The present invention relates to a method of organic acid homoserine lactone for preparation of biologically derived and biologically derived, in which acid catalyst, by microorganism derived O acylhomoserine prepared by hydrolysis reaction. The invention uses raw materials from microbial O acylhomoserine industrial society as a very useful 1,4 butanediol, gamma butyrolactone, tetrahydrofuran etc., which has the following effects, which can replace the existing technology for raw materials derived from petroleum chemistry, but also can solve the shortcomings of environmental emissions of pollutants and the depletion of natural resources and can continue to reproduce, so as not to cause the depletion of natural resources.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】由源自微生物的O-酰基高絲氨酸制備源自生物的高絲氨酸內酯鹽酸鹽及源自生物的有機酸的方法
本專利技術提供一種制備源自生物的高絲氨酸內酯(homoserinelactone)和源自生物的有機酸及由此衍生的物質(derivative)的方法。
技術介紹
用于生成工業上有用的原料即γ-丁內酯、1,4-丁二醇、四氫呋喃等的反應物，例如有馬來酸酐、無水琥珀酸、乙炔、丁二烯等，這些大部分為石油化學領域中生產的物質。因此，最近正在嘗試利用環保的源自生物的物質而努力，以能夠代替γ-丁內酯、1,4-丁二醇、四氫呋喃等的原料物質為源自石油化學的現有技術，同時能夠解決污染物質的排放、自然資源枯竭等不環保的缺點，并能夠持續生產，從而不會使自然資源枯竭。例如，利用1,4-丁二醇和琥珀酸進行酯化反應，以及通過由此產生的低聚物的酯交換反應而進行縮聚反應，從而能夠制備具有生物降解性的聚丁二酸丁二醇酯(polybutylenesuccinate)，利用1,4-丁二醇通過與對苯二甲酸的酯化反應能夠制備聚對苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate)。最近，通過微生物的直接發酵由生物質(biomass)生產琥珀酸，并將其在商業上用于四氫呋喃、1,4-丁二醇、γ-丁內酯等的制備中(生物琥珀公司(Bio-AmberInc.))。美國專利公開公報第US2011/0159572號涉及具有1,4-丁二醇生物合成能力的轉化微生物，其公開了包含1,4-丁二醇路徑的微生物，其中導入了至少一種編碼以充分的量表達的1,4-丁二醇路徑(BDOpathway)的酶的外源性核酸(exogenousnucleicacid)，以能夠生產1,4-丁二醇。但是，至今為止還沒有關于將以源自微生物的O-酰基高絲氨酸(O-acylhomoserine)作為原料物質，通過化學轉化方法獲得的源自生物的高絲氨酸內酯及源自生物的有機酸利用在工業社會中非常有用的上述1,4-丁二醇、γ-丁內酯、四氫呋喃等的合成方面的報道。(專利文獻1)US2011/0159572A
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題本專利技術的目的在于，提供一種源自生物的O-?；呓z氨酸的新的應用，其中使用源自微生物的O-?；呓z氨酸作為制備有用的1,4-丁二醇、γ-丁內酯、四氫呋喃等的原料物質，以代替原料物質為源自石油化學的現有技術，能夠解決污染物質的排放、自然資源的枯竭等不環保的缺點，并且能夠持續再生產，不會使自然資源枯竭。更詳細地，本專利技術的目的在于，提供一種合成工業社會上非常有用的上述1,4-丁二醇、γ-丁內酯、四氫呋喃等的制備方法，其中利用由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過化學轉化方法來獲得的源自生物的高絲氨酸內酯及源自生物的有機酸。解決技術問題的技術手段為了實現上述目的，本專利技術提供一種在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯和源自生物的有機酸的方法。并且，本專利技術提供一種利用源自生物的高絲氨酸內酯通過加氫脫氮反應或脫氨基化反應來制備γ-丁內酯的方法，其中在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯。并且，本專利技術提供一種制備能夠從所述γ-丁內酯衍生的物質的方法，即，制備四氫呋喃、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、1,4-丁二醇等的方法。并且，本專利技術提供一種利用源自生物的高絲氨酸內酯和有機酸來制備可由此衍生的物質，即，乙醇、乙烯、聚乙烯、單乙二醇、1,4-丁二醇、四氫呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮等的方法，其中在酸催化劑下，由源自微生物的O-酰基高絲氨酸通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯及作為副產物的源自生物的有機酸。專利技術的效果本專利技術具有以下效果：本專利技術利用源自微生物的O-?；呓z氨酸作為工業社會中非常有用的1,4-丁二醇、γ-丁內酯、四氫呋喃等的原料物質，以代替原料物質為源自石油化學的現有技術，能夠解決污染物質的排放、自然資源的枯竭等不環保的缺點，并且能夠持續再生產，不會使自然資源枯竭。并且，由于基于所述源自生物的高絲氨酸內酯及源自生物的有機酸，能夠合成聚丁二酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等的聚酯，因此，本專利技術的由源自微生物的O-?；呓z氨酸生產源自生物的高絲氨酸內酯及源自生物的有機酸的方法，從任何方面來看，具有非常高的工業實用性。具體實施方式本專利技術涉及一種在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應來生產源自生物的高絲氨酸內酯和源自生物的有機酸的方法。本專利技術中源自微生物的O-酰基高絲氨酸是指由微生物生產的O-酰基高絲氨酸。所述O-?；呓z氨酸包括O-乙酰基-L-高絲氨酸和O-琥珀酰基-L-高絲氨酸。本專利技術中所述微生物為生產O-?；呓z氨酸的菌株，只要是可進行基因操作的微生物，則可以是任何種的微生物，可以利用屬于埃希氏桿菌(Escherichia)屬、歐文氏菌(Erwinia)屬、沙雷氏菌(Serratia)屬、普羅維登斯菌(Providencia)屬、棒狀桿菌(Corynebacteria)屬、假單胞菌(Pseudomonas)屬、鉤端螺旋體(Leptospira)屬、沙門氏菌(Salmonellar)屬、短桿菌(Brevibacteria)屬、海珀莫納斯(Hypomononas)屬、色素細菌(Chromobacterium)屬及諾卡氏菌(Norcardia)屬或真菌(fungi)或酵母類(yeast)的微生物。優選地，所述微生物優選為棒狀桿菌微生物或埃希氏桿菌屬菌株。更優選地，所述微生物優選為生產O-酰基高絲氨酸的大腸桿菌。并且，所述微生物優選為通過轉化而使O-?；呓z氨酸生產能力得到提高的菌株。所述O-?；呓z氨酸生產能力得到提高的菌株優選為胱硫醚γ合成酶(cystathioninegammasynthase)或O-琥珀?；呓z氨酸硫化氫解酶或O-乙?；呓z氨酸硫化氫解酶的活性被去除或弱化的微生物。并且，所述O-?；呓z氨酸生產能力得到提高的菌株可以是O-乙?；?L-高絲氨酸的生產能力得到提高的菌株。所述O-乙?；?L-高絲氨酸的生產能力得到提高的菌株進一步優選為高絲氨酸O-乙酰基轉移酶(homoserineO-acetyltransferase)的活性得到強化的微生物?；蛘咚鯫-?；呓z氨酸生產能力得到提高的菌株可以是O-琥珀?；?L-高絲氨酸(O-succinyl-L-homoserine)的生產能力得到提高的菌株。所述O-琥珀?；?L-高絲氨酸的生產能力得到高的菌株進一步優選為O-琥珀?；D移酶(homoserineO-succinyltransferase，MetA)的活性得到提高的微生物。本專利技術的特征為，在酸催化劑下，由所述源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解來生成源自生物的高絲氨酸內酯。本專利技術中所述源自生物是指利用由微生物生產的O-酰基高絲氨酸作為原料物質，是為了與源自石油化學的原料物質區分開而使用的術語。優選使用濃鹽酸(35％以上，約12M)或將其用水稀釋的稀鹽酸作為所述酸催化劑。O-?；呓z氨酸與鹽酸的使用量的摩爾比優選為1:1～15。反應條件優選為在40～60℃下，反應1～3小時，或者以回流反應的方式反應1～3小時。通過本專利技術的制備本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在酸催化劑下，由源自微生物的O??；呓z氨酸(O?acyl?homoserine)通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯(homoserine?lactone)和源自生物的有機酸的方法。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.03.20 KR 10-2014-00325121.一種在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸(O-acylhomoserine)通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯(homoserinelactone)和源自生物的有機酸的方法。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，O-?；呓z氨酸(O-acylhomoserine)包括O-乙?；?L-高絲氨酸(O-Acetyl-L-homoserine)和O-琥珀酰基-高絲氨酸(O-succinyl-L-homoserine)。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸催化劑為鹽酸。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述源自生物的有機酸包括乙酸或琥珀酸。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述O-?；呓z氨酸源自胱硫醚-γ-合成酶(cystathioninegammasynthase)、O-琥珀?；呓z氨酸硫化氫解酶或O-乙?；呓z氨酸硫化氫解酶的活性被去除或弱化的微生物。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述O-乙?；?L-高絲氨酸進一步源自高絲氨酸O-乙?；D移酶(homoserineO-acetyltransferase)的活性得到強化的微生物。7.根據權利要求5所述的方法，所述O-琥珀?；?L-高絲氨酸進一步源自O-琥珀酰基轉移酶的活性得到強化的微生物。8.一種γ-丁內酯的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸(O-acylhomoserine)通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯及有機酸的步驟；以及在金屬催化劑和氫氣的存在下，由所述高絲氨酸內酯通過加氫脫氮反應進行脫氨基化來制備γ-丁內酯(gamma-butyrolactone)的步驟。9.一種四氫呋喃(Tetrahydrofuran)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸(O-acylhomoserine)通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯及有機酸的步驟；利用金屬催化劑和氫氣，由所述高絲氨酸內酯(homoserinelactonehydrochloride)通過加氫脫氮反應進行脫氨基化來制備γ-丁內酯的步驟；以及在溴化銦催化劑和硅烷化合物的存在下，由所述γ-丁內酯通過醚化反應來制備四氫呋喃的步驟。10.一種2-吡咯烷酮的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸(O-acylhomoserine)通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯及有機酸的步驟；利用金屬催化劑和氫氣，由所述高絲氨酸內酯通過加氫脫氮反應進行脫氨基化來制備γ-丁內酯的步驟；以及在氨水溶液的存在下，由所述γ-丁內酯來制備2-吡咯烷酮(2-Pyrrolidone)的步驟。11.一種N-甲基-2-吡咯烷酮的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯及有機酸的步驟；利用金屬催化劑和氫氣，由所述高絲氨酸內酯通過加氫脫氮反應進行脫氨基化來制備γ-丁內酯的步驟；以及在液相的甲基胺存在下，由所述γ-丁內酯制備N-甲基-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)的步驟。12.一種N-乙烯基-2-吡咯烷酮的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-酰基高絲氨酸(O-acylhomoserine)通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯及有機酸的步驟；利用金屬催化劑和氫氣，由所述高絲氨酸內酯通過加氫脫氮反應進行脫氨基化來制備γ-丁內酯的步驟；前段反應即在液相的乙醇胺存在下，由所述γ-丁內酯通過脫水反應來制備N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮；以及后段反應即在含有堿金屬或堿土金屬及硅的氧化物催化劑存在下，由所述N-(2-羥基乙基)-2-吡咯烷酮通過脫水反應來制備N-乙烯基-2-吡咯烷酮的步驟。13.一種1,4-丁二醇的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：在酸催化劑下，由源自微生物的O-?；呓z氨酸(O-acylhomoserine)通過水解反應來制備源自生物的高絲氨酸內酯及有機酸的步驟；利用金屬催化劑和氫氣，由所述高絲氨酸內酯通過加氫脫氮反應進行脫氨基化來制備γ-丁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁榮烈，李翰元，高永鎣，金素影，申容旭，嚴惠媛，張真淑，全成后，
申請(專利權)人：CJ第一制糖株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國,KR