20859-02-3/L-叔亮氨酸的生产方法​

非天然氨基酸及其衍生物是重要的化工中间体。其中，L-叔亮氨酸是一种重要的非天然氨基酸。它可以用于合成医药中间体，及作为不对称合成的手性诱导剂和不对称拆分的拆分试剂，是合成多种抗艾滋病药物和肝炎病毒抑制剂等药物的手性前体。随着我国社会经济的发展和环境保护意识的增强，医药化工行业不但需要提高L-叔亮氨酸的生产能力，而且需要创造绿色无污染的生产工艺。因此，利用酶法进行生物转化生产L-叔亮氨酸正越来越受到相关机构的重视。

生产方法

从生产路线上划分，生产L-叔亮氨酸的方法主要有化学试剂拆分法，手性源合成法，化学合成法和生物转化法。其中拆分法受到得率限制，手性源法受到天然产物产能的限制，化学合成法成本较高，因此其它合成方法并无成功大规模应用的实例，生物转化法目前已经成为生产L-叔亮氨酸的主要方法。

生物转化法中，利用脂肪酶拆分消旋体DL-叔亮氨酸的相关工艺研究较多，如中国专利CN201010210770. 0等，但是该路线存在着与化学拆分法同样的缺陷，即收率难以超过50%。因此，目前生物法的主要研究方向均集中于利用L-亮氨酸脱氢酶从三甲基丙酮酸还原为L-叔亮氨酸的路线，并利用甲酸脱氢酶原位再生辅酶NADH，利用甲酸铵提供氨分子和氢原子。

早在上世纪九十年代德国的Degussa公司就利用该路线与超滤膜反应器结合，生产L-叔亮氨酸。该路线已经有数个专利申请公开，如中国专利CN201110116253. 1，CN201110277030. 3等，其存在的主要问题如下：

1.目前公开的专利中，反应起始底物浓度为10-15%。事实上，学术界公认的L-叔亮氨酸脱氢酶在底物浓度过高时会受到显著的底物抑制，反应速率急剧下降（Enzyme Catalysis in Organic Synthesis EditionI, Wiley, 1186)，在高氨浓度的条件下，过量的底物和生成的产物累积都会形成副产物(Biocatalysis 1994，10: 37-47; J. Mol. Catal: B 1998，5: 1-11) „ 可见，以上专利的方法是低效率的，或是难以重复的。

2.酶投料量过多。显而易见的，这是问题I的必然结果。例如专利CN201110116253. I中，昂贵的辅酶NAD投料量达到底物的l%(w/w)，经济性差，专利CN201110277030. 3中整细胞催化剂占反应体系的浓度为80%(4g/5 mL) ；3.无明确的后提取工艺。同样由于问题I的存在，其得率和收率均不能满足工业化生产的需要。基于以上三点，目前尚未见利用该方法规模化生产L-叔亮氨酸的报道。

为解决以上问题，本发明的目的在于提供一种酶法合成L-叔亮氨酸的方法。该方法制备条件温和，环境友好，收率高，成本低，适用于工业化生产。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种L-叔亮氨酸的生产方法，所述方法利用L-亮氨酸脱氢酶和甲酸脱氢酶生产L-叔亮氨酸，其制备反应方程式为：

其中，LeuDH为亮氨酸脱氢酶；NADH为还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,具体为还原酶辅酶；NAD为氧化态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，具体为脱氢酶辅酶；FDH为甲酸脱氢酶。