本發明公開了一種用生物酶催化水解廉價易得的草銨膦腈胺中間體，一鍋化得到單一構型的L?草銨膦的方法。上述水解過程具體步驟如下:步驟一：消旋的草銨膦腈胺中間體在非選擇性腈水合酶作用下，得到草銨膦酰胺的消旋體；步驟二：L?酰胺水解酶選擇性的水解L?型草銨膦酰胺中間體，得到L?型草銨膦膦酸酯，與此同時，未水解的D?型草銨膦酰胺中間體在ACL消旋酶的作用下消旋化，不斷轉換為L?型草銨膦酰胺中間體。經過此DKR過程最終得到單一的L?型草銨膦膦酸酯；步驟三：L?型草銨膦膦酸酯在稀鹽酸的作用下水解得到L?草銨膦。

技術領域

本發明屬于生物制藥和生物化工技術領域，具體涉及一種L-草胺膦的制備方法。

背景技術

草銨膦由赫斯特公司于80年代開發成功，屬膦酸類除草劑，是谷氨酰胺合成抑制劑，滅生性觸殺型除草劑，是一種廣譜、低毒、非選擇性的除草劑，也是全球第二大轉基因作物耐受除草劑，應用前景十分廣闊。

目前，市場上銷售的草銨膦一般都是外消旋混合物。如果草銨膦產品能以L-構型的純光學異構體使用(結構式)，可使草銨膦的使用量降低50％，這對于提高原子經濟性、降低使用成本、減輕環境壓力都具有十分重要的意義。

目前關于L-草銨膦的合成主要有以下幾種方法。

(一)消旋體的拆分

1.化學拆分

赫斯特公司(US5767309)，使用奎寧作為手性拆分劑對消旋的草銨膦進行了拆分。此過程需要使用價格昂貴的手性拆分劑奎寧，并且拆分的理論收率只有50％，這導致此路線的工業價值比較低；加之，拆分的步驟非常繁瑣，需要經歷成鹽、誘導結晶、解鹽等步驟，給工業生產帶來很大的不便；

2.生物法拆分

中國專利(CN104558033A)報道了利用嗜煙堿節桿菌酯水解酶對消旋的的草銨膦-N-羧酸酐進行選擇性水解，制備光學純的L-草銨膦。此方法雖然能夠得到光學純的L-草銨膦，但是其總收率較低導致其工業化的價值比較低。其反應方程式如下：

(二)不對稱合成

1.日本科學家在1991年報道了(J.Org.Chem,1991,56,1783-1788)，利用不對稱氫化合成了L-草銨膦，其總的反應方程式如下：

此方法存在以下幾個缺點：部分中間體水溶性很強，分離提純困難；雙鍵的不對稱還原需要用到昂貴的貴金屬和配體，不經濟；產物的對映選擇性低(僅84％ee)，反應的總收率較低(僅26.7％)。因此此法工業化應用比較困難。

2.中國專利(CN105603015A)報道了以生物轉氨酶催化制備L-草銨膦，其總的反應方程式如下：

此方法存在以下幾個缺點：底物合成困難，反應需要用轉氨酶、輔酶以及胺的供體等多個輔因子，在成本上沒有優勢。

3.中國專利(CN104558033A)報道了以手性相轉移催化劑(辛可寧丁手性季銨鹽衍生物)，催化甲基乙稀基膦酸酯與苯亞甲基甘氨酸的加成。加成物再通過鹽酸的水解得到L-草銨膦，其總的反應方程式如下：

此方法需要使用大量的價格昂貴的手性相轉移催化劑，并且反應的總收率偏低，總的成本較高，沒有工業化的應用前景。

(三)以手性的氨基酸出發，經過多步合成制備L-草銨膦。

1996年(Chinese Chemical Letters,2006,17,177-179)報道了，從蛋氨酸出發通過多步的化學合成制備L-草銨膦，其總的反應方程式如下：