合成反式-羟基砜的生物转化方法技术

本发明专利技术公开了合成反式－羟基砜中间体的新的微生物转化方法，上述中间体是局部碳酸酐酶抑制剂（ＴＣＡＩ）的前体。ＴＣＡＩ对治疗青光眼和眼高压症有效。该生物转化方法是在微生物深红酵母或ｐｉｌｉｍｉｎａｅ红酵母存在下进行的，并且生成显示出非对映异构体过量值大于９５％的反式－羟基砜。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
青光眼是与眼内压升高以致功能异常有关的眼疾，可引起不可逆的视力丧失。若不治疗，青光眼甚至可导致失明。现在许多眼科医生相信，眼高压症，即无视觉神经损伤或以青光眼性视野缺陷为特征的眼内压高的病症是青光眼的最早表现。通式I的化合物 它们的各个非对映异构体，各个对映异构体或它们的混合物，或眼科可以接受的它们的盐，为美国专利4,797,413和5,157,129中的已知化合物。其中A为碳或氮；Z为NHR或-OR；R为C1-6直链或支链烷基；R1为a)C1-5直链或支链烷基，尤其为正丙基或异丁基；b)C3-5烯基，尤其为烯丙基；c)C3-5炔基，尤其为炔丙基；d)氢；或e)C1-4烷氧基-C1-4烷基；以及X为-SO2-或-C(O)-；这些化合物已知是用于眼高压症局部治疗的有效的碳酸酐酶抑制剂(TCAI’s)。这些化合物的合成包括将砜-酮还原成上面提到的化合物的前体反式羟基砜。不过制备它们的合成方法却生成非对映异构体或外消旋产物，因而必须分离或拆分，要得到最活泼的对映异构体同时就要至少损失50％产品。本专利技术提供一种新的微生物方法，将砜-酮中间体生物转化为反式-羟基砜中间体。专利技术概述本专利技术涉及使用新的微生物转化方法合成具有下面的结构式的反式-羟基砜 其中A和R1的定义同上。该反式-羟基砜是目标物、即上面通式I的碳酸酐酶抑制剂的前体。这些目标物对于眼高压症和青光眼的局部治疗有效。该方法包括将砜-酮底物在微生物深红酵母(ATCC74283)或piliminae红酵母(ATCC32762)存在下发酵，最好在染红酵母存在下发酵。生物转化在需氧条件下完成，以含有氮营养素的碳水化合物水溶液作为发酵介质，介质的pH为4.5至8.0，最好为6.0，生物转化的时间应充分以便生成结构式为通式II的化合物。生成的反式-羟基砜类似物显示的非对映异构体过量值在95％以上。该新方法中的关键步骤(即控制羟基砜的非对映异构体过量)是控制生物转化反应介质中的残留砜-酮浓度。这样，本专利技术的目标是提供合成反式-羟基砜中间体的微生物方法。本专利技术的详细描述本专利技术涉及合成下面结构式的化合物 反式-羟基砜-II其中A为碳或氮，R1为a)C1-5的直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；b)C3-5烯基，尤其是烯丙基；c)C3-5炔基，尤其是炔丙基；d)氢；或e)C1-4烷氧基-C1-4烷基，它们是下面通式I化合物，各非对映异构体，各对映异构体或它们的混合物，或眼科可以接受的它们的盐的前体， 其中A为碳或氮；Z为NHR或-OR；R为C1-6直链或支链烷基；R1为a)C1-5直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；b)C3-5烯基，尤其是烯丙基；c)C3-5炔基，尤其是炔丙基；d)氢；或e)C1-4烷氧基-C1-4烷基；以及X为-SO2-或-C(O)-；本专利技术的新方法包括在底物化合物III的存在下用微生物piliminae红酵母或深红酵母进行发酵，最好用深红酵母进行发酵 砜-酮-III其中R2为a)C1-5直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；b)C3-5烯基，尤其是烯丙基；c)C3-5炔基，尤其是炔丙基；d)氢；或e)C1-4烷氧基-C1-4烷基发酵在营养素的介质中在需氧条件下进行，直至有显著量的化合物II生成，使用常规方法分离生成的化合物。结构式I的化合物用于治疗青光眼。本专利技术的优选的实施方案包括在含有可吸收的氮源和碳源及底物化合物III的营养素介质中培养微生物深红酵母，ATCC74283，其中通式II的化合物是通式I化合物，它的各个非对映异构体、各个对映异构体或它们的混合物，或眼科可以接受的它们的盐的前体，在通式II中， A为碳或氮，R1为a)C1-5直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；b)C3-5烯基，尤其是烯丙基；c)C3-5炔基，尤其是炔丙基；d)氢；或e)C1-4烷氧基-C1-4烷基 在通式I中A为碳或氮；Z为NHR或-OR；R为C1-6直链或支链烷基；R1为a)C1-5直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；b)C3-5烯基，尤其是烯丙基；c)C3-5炔基，尤其是炔丙基；d)氢；或e)C1-4烷氧基-C1-4烷基；以及X为-SO2-或-C(O)-； 在通式III中，R2为a)C1-5直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；b)C3-5烯基，尤其是烯丙基；c)C3-5炔基，尤其是炔丙基；d)氢；或e)C1-4烷氧基-C1-4烷基，培养在需氧条件下进行，直至生成显著量的化合物II，分离生成的化合物II，培养时将底物溶在以体积百分数大约1％至15％乙醇、甲醇或DMSO中，底物的含量为大约1g/L至3g/L，培养温度为大约20℃至50℃，pH为大约4.5至8.0。底物化合物III可以按照以下的非限制性方法制备3(R)-羟基己酸甲酯3-酮己酸甲酯(44.7g，310mmol)用甲醇(75mL)和0.2N HCl(2mL)稀释。加入Et2NH2+Ru2Cl5(BINAP)2(200mg)，反应混合物在100磅/平方英寸的氢气压下于60℃加热2小时。加入甲苯(100mL)，将混合物浓缩，得75g油状物。3(R)-甲苯磺酰氧基己酸甲酯3(R)-羟基己酸甲酯(310mmol)粗品溶在吡啶(100mL)中，加入对甲苯磺酰氯(59g，310mmol)。反应混合物先于5℃搅拌24小时，再于15℃搅拌16小时。缓慢加水(5mL)破坏过量的试剂，加水时间超过1小时。混合物倾入20％甲苯/己烷(600mL)中，并用水洗涤(3×250mL)。有机层浓缩，得83g油状产物，纯度为95％。3(S)-(2-噻吩硫代)己酸甲酯在-20℃将正丁基锂(1.64M，97.6mL，160mmol)加到噻吩(15.g，180mmol)与四氢呋喃(100mL)的混合物中。搅拌30分钟后分次加入硫(5.23g)。1小时后加脱氧的甲酰胺(100mL)，接着加3(R)-甲苯磺酰氧基己酸甲酯(40g，33.3mmol)。反应混合物室温搅拌24小时，然后用乙酸乙酯(100mL)和水(50mL)稀释。分离的水层用乙酸乙酯(100mL)反萃取。合并有机层，浓缩后得到黄色油状产物23.9g。按3-酮己酸甲酯计算，总收率为74％。5.6-二氢-6(S)-(丙基)-4H-噻吩并〔2，3b〕噻喃-4-酮3(S)-(2-噻吩硫代)己酸甲酯(125g，513mmol)与乙酸(150mL)和浓盐酸(150mL)混合后于100℃加热96小时。混合物用甲苯(2×300mL)萃取。合并有机层，洗涤，浓缩，得暗棕色油状物，该油状物溶于甲苯(1200mL)中。混合物冷却至0℃，加三氟乙酸酐(126g，600mmol)。45分钟后混合物用水(2×200mL)洗，浓缩，得151g油状物，不经纯化，直接用于下步反应。5，6-二氢-6(S)-(丙基)-4H-噻吩并〔2，3b〕噻喃-4-酮-7，7-二氧化物。5，6-二氢-6(S)-(3-丙基)-4H-噻吩并〔2，3b〕噻喃-4-酮(4.25g，20mmol)溶于乙酸乙酯(80mL)中。加入钨酸钠(660mg，2mmol)，30％过氧化氢(8.2mL，80mmol)和10滴硫酸。24小时后反应混合物用乙酸乙酯(100mL)稀释，用10％Na2SO3溶液洗涤，用饱和的NaHCO3溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备通式Ⅱ化合物的方法；＊＊＊ Ⅱ其中Ａ为碳或氮，Ｒ↑［１］为ａ）Ｃ↓［１－５］的直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；ｂ）Ｃ↓［３－５］烯基，尤其是烯丙基；ｃ）Ｃ↓［３－５］炔基，尤其是炔丙基；ｄ）氢；或ｅ）Ｃ ↓［１－４］烷氧基－Ｃ↓［１－４］烷基，它们是通式Ⅰ的化合物，各非对映异构体，各对映异构体或它们的混合物，或眼科可以接受的它们的盐的前体，＊＊＊其中：Ａ为碳或氮；Ｚ为ＮＨＲ或－ＯＲ；Ｒ为Ｃ↓［１－６］直链或支链烷基； Ｒ↑［１］为ａ）Ｃ↓［１－５］直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；ｂ）Ｃ↓［３－５］烯基，尤其是烯丙基；ｃ）Ｃ↓［３－５］炔基，尤其是炔丙基；ｄ）氢；或ｅ）Ｃ↓［１－４］烷氧基－Ｃ↓［１－４］烷基；以及Ｘ为－Ｓ Ｏ↓［２］－或－Ｃ（Ｏ）－；该方法包括的步骤有，在含可吸收性氮源，碳源及底物化合物Ⅲ的营养性介质中在需氧条件下培养微生物深红酵母Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ ｒｕｂｒａ，ＡＴＣＣ ７４２８３；或ｐｉｌｉｍｉｎａｅ酵母ＡＴＣＣ ３２７６２直至显 著量的化合物Ⅱ生成，并分离生成的化合物，＊＊＊ Ⅲ其中Ｒ↑［２］为ａ）Ｃ↓［１－５］直链或支链烷基，尤其是正丙基或异丁基；ｂ）Ｃ↓［３－５］烯基，尤其是烯丙基；ｃ）Ｃ↓［３－５］炔基，尤其是炔丙基；ｄ）氢；或ｅ） Ｃ↓［１－４］烷氧基－Ｃ↓［１－４］烷基。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MM沙特朗，L凯兹，SA金，
申请(专利权)人：麦克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]