一种制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸及其衍生物的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备(S)‑1,2,3,4‑四氢异喹啉‑1‑甲酸及其衍生物的方法，包括：以所述式(I)所示的化合物的外消旋体或式(I)所示的化合物的盐的外消旋体为底物,使该底物中式(I)所示化合物的R型异构体在氧化脱氢酶的催化作用下反应生成式(II)所示的亚胺酸；使所述式(II)所示的亚胺酸在哌啶酸还原酶与能够供给氢负离子的辅酶的存在下转化为所述式(I)所示化合物的S型异构体；本发明专利技术具有反应条件温和、立体选择性强、反应效率高、转化率高等特点。

A method for the preparation of (s) - 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline-1-carboxylic acid and its derivatives

【技术实现步骤摘要】
一种制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸及其衍生物的方法
本专利技术属于生物催化
，具体涉及一种制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸及其衍生物的方法。
技术介绍
1,2,3,4-四氢异喹啉类化合物是一类非常重要的药物中间体，被广泛应用于多种药物的合成。近年来，Hu等(Discoveryofasmall-moleculeinhibitorandcellularprobeofKeap1-Nrf2protein-proteininteraction[J].BioorgMedChemLett,2013,23(10):3039-43.)以(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸为起始化合物，合成一种靶向Kelch-likeECH-associatedprotein1(Keap1)的抑制剂，从而有望用于癌症，糖尿病，阿尔兹海默症，帕金森等疾病的治疗和预防。而大部分具有药用价值的异喹啉碱都含有6,7-二甲氧基(如罂粟碱、吐根碱等)，有利于降低药物分子的疏水性，提高成药性，如6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸。现有技术中，制备光学纯(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸或(S)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸的方法主要有两大类：化学手性合成和生物催化手性拆分。化学手性合成法从手性原料出发合成(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸，如Kurata等光学纯烯烃异喹啉为起始原料经臭氧分解和NaBH4原位还原、四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化以及三氟乙酸介导的N-叔丁氧羰基去保护作用三步不对成合成(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸(SynthesisofOpticallyPure(R)-and(S)-Tetrahydroisoquinoline-1-and-3-CarboxylicAcids[J].Synthesis,2015,47(09):1238-44.)。该法产率低，步骤繁琐，不适于工业化应用。等采用Petasis反应和Pomeranz–Fritsch–Bobbitt反应非对映体选择性全合成(S)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸，ee值为90％(Synthesisof(+)-6,7-Dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline-1-carboxylicAcid,aDiastereoselectiveApproach[J].EuropeanJournalofOrganicChemistry,2015,2015(2):383-8.)。相比之下，生物催化法具有立体选择性高、反应条件温和等优点，是制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸或其衍生物的潜在优势方法。Paál等利用枯草杆菌蛋白酶动态动力学拆分6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸乙酯制备(S)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸，53.46g/L底物，加酶量为80mg/mL固定化酶，3℃，pH＝8.5条件下，反应3天，产率92％，产物ee值为93％(Directed(R)-or(S)-SelectiveDynamicKineticEnzymaticHydrolysisof1,2,3,4-Tetrahydroisoquinoline-1-carboxylicEsters[J].EuropeanJournalofOrganicChemistry,2008,2008(31):5269-76)。该法反应条件温和，立体选择性强，工艺相对简单，但所得产物的光学纯度还有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新的制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸及其衍生物的方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种制备如式(I)所示化合物的S型异构体的方法，式(I)中，R1，R2独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基，所述方法包括如下步骤：以所述式(I)所示的化合物的外消旋体或式(I)所示的化合物的盐的外消旋体为底物，使该底物中式(I)所示化合物的R型异构体在氧化脱氢酶的催化作用下反应生成式(II)所示的亚胺酸；使所述式(II)所示的亚胺酸在哌啶酸还原酶与能够供给氢负离子的辅酶的存在下转化为所述式(I)所示化合物的S型异构体。根据本专利技术的一些优选方面，式(I)中，R1，R2独立地选自氢、甲基、乙基、异丙基、甲氧基或乙氧基。根据本专利技术的一些优选方面，所述的盐为一价盐，具体优选碱金属盐或铵盐，其中碱金属盐可以为例如锂盐、钠盐、钾盐。根据本专利技术的一些优选方面，所述的式(I)所示化合物的S型异构体为(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸或(S)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸。根据本专利技术，所述氧化脱氢酶是能够选择性催化式(I)所示化合物的R型异构体的酶，且选择性大于等于80％，优选大于等于90％。根据本专利技术的一些优选方面，所述氧化脱氢酶为D-氨基酸氧化酶。根据本专利技术，所述D-氨基酸氧化酶为选自如下D-氨基酸氧化酶中的一种或多种的组合：来源于三角酵母(Trigonopsisvariabilis)CBS4095的D-氨基酸氧化酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的其它D-氨基酸氧化酶、来自禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)CS3005的D-氨基酸氧化酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的其它D-氨基酸氧化酶、来自梨孢镰刀菌(Fusariumpoae)2516的D-氨基酸氧化酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的其它D-氨基酸氧化酶，来自茄病镰刀菌(Fusariumsolani)M-0718的D-氨基酸氧化酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的其它D-氨基酸氧化酶。优选地，所述D-氨基酸氧化酶具有如SEQIDNO.1、SEQIDNO.2、SEQIDNO.3或SEQIDNO.4所示的氨基酸序列。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述D-氨基酸氧化酶的添加量以8000rpm离心10min后的细胞湿重计，所述细胞的添加量为反应体系重量的1～5％。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述D-氨基酸氧化酶的使用形式为离体的D-氨基酸氧化酶、含有离体的D-氨基酸氧化酶的粗酶液、D-氨基酸氧化酶的纯酶、D-氨基酸氧化酶的固定化酶或胞内表达D-氨基酸氧化酶的细胞。进一步地，所述细胞为表达D-氨基酸氧化酶且含有表达载体pET-28a(+)的工程菌，所述工程菌的宿主细胞为E.coliBL21(DE3)；其中，所述D-氨基酸氧化酶基因连接在所述表达载体pET-28a(+)上。根据本专利技术，所述哌啶酸还原酶为选自如下哌啶酸还原酶中的一中或多种的组合：来源于恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)KT2440的哌啶酸还原酶或其突变体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备如式(I)所示化合物的S型异构体的方法，/n

【技术特征摘要】
1.一种制备如式(I)所示化合物的S型异构体的方法，



式(I)中，R1，R2独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
以所述式(I)所示的化合物的外消旋体或式(I)所示的化合物的盐的外消旋体为底物，使该底物中式(I)所示化合物的R型异构体在氧化脱氢酶的催化作用下反应生成式(II)所示的亚胺酸；



使所述式(II)所示的亚胺酸在哌啶酸还原酶与能够供给氢负离子的辅酶的存在下转化为所述式(I)所示化合物的S型异构体。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，式(I)中，R1，R2独立地选自氢、甲基、乙基、异丙基、甲氧基或乙氧基，所述的盐为碱金属盐或铵盐。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的式(I)所示化合物的S型异构体为(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸或(S)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-甲酸。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化脱氢酶是能够选择性催化式(I)所示化合物的R型异构体的酶，且选择性大于等于80％，优选大于等于90％。


5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述氧化脱氢酶为D-氨基酸氧化酶。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述D-氨基酸氧化酶为选自如下D-氨基酸氧化酶中的一种或多种的组合：来源于三角酵母(Trigonopsisvariabilis)CBS4095的D-氨基酸氧化酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的其它D-氨基酸氧化酶、来自禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)CS3005的D-氨基酸氧化酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的其它D-氨基酸氧化酶、来自梨孢镰刀菌(Fusariumpoae)2516的D-氨基酸氧化酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的其它D-氨基酸氧化酶，来自茄病镰刀菌(Fusariumsolani)M-0718的D-氨基酸氧化酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的其它D-氨基酸氧化酶。


7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述D-氨基酸氧化酶的使用形式为离体的D-氨基酸氧化酶、含有离体的D-氨基酸氧化酶的粗酶液、D-氨基酸氧化酶的纯酶、D-氨基酸氧化酶的固定化酶或胞内表达D-氨基酸氧化酶的细胞。


8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述细胞为表达D-氨基酸氧化酶且含有表达载体pET-28a(+)的工程菌，所述工程菌的宿主细胞为E.coliBL21(DE3)；其中，所述D-氨基酸氧化酶基因连接在所述表达载体pET-28a(+)上。


9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述哌啶酸还原酶为选自如下哌啶酸还原酶中的一中或多种的组合：来源于恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)KT2440的哌啶酸还原酶或其突变体或与其氨基酸序列同源性大于80％的哌啶酸还原酶、来源于绿脓杆菌(Pseudomonasaeruginosa)PAO1的哌啶酸还原酶或其突变体或与其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坚平，居述云，施俊巍，钱明心，杨立荣，
申请(专利权)人：苏州同力生物医药有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32