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  【技术推荐】L-2-氨基丁酸的酶法合成

分类:医药 保健药物

技术描述:
        L-2-氨基丁酸是抑制人体神经信息传递的天然氨基酸,是重要的化工原料和医药中间体,已成为多种手性药物的重要手性中间体,广泛应用于药物合成,例如L-2-氨基丁酸是合成新型抗癫痫药左乙拉西坦的主要生产原料,也是合成抑菌抗结核药乙胺丁醇盐酸盐的关键手性前体。
        目前合成手性中间体的方法主要有化学合成和拆分,存在着污染大、原料利用率低、重金属残留、成本高等系列问题。而酶法合成手性中间体有着天然的优势,不仅原料利用率高(如上述小试得率为97%以上),ee值高(>99%),无重金属残留,而且污染小、能耗低,环保压力小,生产成本低。
        L-2-氨基丁酸的制备方法已有化学法和生物方法,传统的化学法因生产成本高而失去竞争力。生物酶催化法因效率高、专一性强而得到广泛的应用。在酶法生产L-2-氨基丁酸的工艺中,转氨酶报道最多,然而转氨过程为动态平衡,反应的最高转化率仅为50%。工艺改进后可以提高反应的转化率,但是会引入与产物L-2-氨基丁酸性质相似的副产物,影响产物的进一步纯化,因此不利于工业化生产。本项目通过“一锅法”以L-苏氨酸为底物利用辅酶再生循环实现L-2-氨基丁酸的高效生产。该工艺路线简单,操作方便,转化率高(>97%),无其他副产物生成。此外,该工艺利用辅酶再生循环技术,降低辅酶NAD的使用量,可降低工艺成本。 

主要特点:
        本项目以L-苏氨酸作为原料通过“一锅法”酶法生产L-2-氨基丁酸,反应时间为7-8 h,已实现L-2-氨基丁酸转化率超过97%,产物浓度80g/L,ee>99%。整个反应过程不需要复杂的反应器,完全在常压、常温(30℃)下进行。此外,该工艺耦合了辅酶再生体系,在一株工程菌中同时表达反应所需的所有酶,并利用全细胞进行催化,使得在转化体系内不需要额外添加辅酶,从而降低了生产成本。

投资与效益分析:
        医药级的L-2-氨基丁酸的售价约11-12万元/吨,本项目L-2-氨基丁酸的生产成本约5-5.5万元/吨(不计分离纯化成本)。以年产1000吨规模的生产线计算,年产值将达1.1-1.2亿元。本项目投产可为企业解决极大的环保问题和成本问题,增加产品的市场竞争力,间接为公司创造可观利润。

应用领域:
        生物医药:化工原料和医药中间体。
市场前景:
        目前,左乙拉西坦在全球超过66个国家和地区上市,全球有超过100万人的治疗记录,是目前美国癫痫治疗中应用最多的新型抗癫痫药物。随着2007年3月正式在中国上市,表现了非常强的替代趋势,样本医院销售市场占有率从8%增长到2014年一季度的21%,属于国内医保乙类产品,终端市场规模5亿元左右。目前国内已有3家企业同时获批生产左乙拉西坦,包括深圳信立泰药业、重庆圣华曦药业和京新药业。
        L-2-氨基丁酸主要用于制备-S-2-氨基丁酰胺盐酸盐(简称ABA,Sabam),是合成抗癫痫药左乙拉西坦的关键中间体。左乙拉西坦专利已经到期,仿制药将大量涌现,保守估计年用L-2-氨基丁酸的量约达2500-3000吨。 

合作方式:
        希望能与熟悉手性药物市场情况,有发酵、化工技术基础的企业合作,进行后续中试和放大实验。