现行工业化生产中,烷基吡嗪主要通过八种化学路线制备:
1.活泼亚甲基酮类合成法:需经历异亚硝化,还原,缩合等多步反应,工艺复杂;
2.丙烯醛甘油法:反应收率不足30%;
3.α-二胺缩合法:存在脱氢不完全导致产物异味的问题;
4.环氧丙烷路线:产物为2,5-DMP与2,6-DMP混合物,分离困难.
近年研究发现,苏氨酸脱氢酶(TDH)可催化L-苏氨酸转化生成氨基丙酮,该中间体能自发缩合形成2,5-DMP.关键工艺参数包括:
-酶反应体系:50mmol/LTrIs-HCl缓冲液(pH10.0)
-底物浓度:100mmol/LL-苏氨酸
-辅酶比例:20mmol/LNAD+溶液
-最佳温度:37℃恒温反应
通过构建枯草芽孢杆菌重组菌株(表达来自E.colIK-12的TDH),在5.83g/LL-苏氨酸的LBT培养基中,24小时内可实现527.43mg/L的2,5-DMP产量,转化率高达9%.采用超高效液相色谱(UPLC)检测时,选用WatersBEHC18色谱柱(100mm×2.1mm),以甲醇-0.1%甲酸溶液为流动相,可在275nm波长下实现精准定量.