一种酶法拆分制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种酶法拆分制备(S)‑1,2,3,4‑四氢异喹啉‑3‑甲酸的新方法，所述方法为：以外消旋1,2,3,4‑四氢异喹啉‑3‑甲酸或其盐为底物，利用离体的D‑氨基酸氧化酶或胞内表达D‑氨基酸氧化酶的细胞作为催化剂，选择性催化(R)‑1,2,3,4‑四氢异喹啉‑3‑甲酸进行氧化脱氢反应，(S)‑1,2,3,4‑四氢异喹啉‑3‑甲酸未被催化，保留在反应体系中，由此制备获得(S)‑1,2,3,4‑四氢异喹啉‑3‑甲酸。所述(S)‑1,2,3,4‑四氢异喹啉‑3‑甲酸是降压药喹那普利的关键中间体。本发明专利技术反应收率>49％，ee值达99％，具有反应条件温和、立体选择性强、反应效率高、工艺相对简单等特点。

A method of enzymatic resolution and preparation of (s) - 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline-3-carboxylic acid

【技术实现步骤摘要】
一种酶法拆分制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸的方法
本专利技术涉及一种酶法拆分制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸的新方法。
技术介绍
(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸(1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline-3-carboxylicacid)是一种重要的药物中间体，被广泛应用于多种有机小分子药物以及肽基药物的合成。例如，(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸是降压药喹那普利的重要组成部分(Diversity-orientedsynthesisofmedicinallyimportant1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline-3-carboxylicacid(Tic)derivativesandhigheranalogs[J].OrgBiomolChem,2014,12(45):9054-91.)。此外，(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸可用于合成含有四氢异喹啉母核的小分子拮抗剂，作用于趋化因子受体CXCR4，从而有望用于治疗HIV等疾病(Discoveryoftetrahydroisoquinoline-basedCXCR4antagonists[J].ACSMedChemLett,2013,4(11):1025-30.)。现有技术中，制备光学纯(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸的方法有化学手性合成和生物催化动力学拆分两种。研究人员最初利用Pictet-Spengler反应制备光学纯(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸，以L-苯丙氨酸为原料，在浓酸与高温条件下，与甲醛缩合生成目标产物，该法工艺相对简单，但生成的产物会发生部分消旋化。随后，Bischler-Nepieralski反应，[2+2+2]环加成方法等也被用于制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸及其衍生物，该类方法路线较复杂，成本高(Diversity-orientedsynthesisofmedicinallyimportant1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline-3-carboxylicacid(Tic)derivativesandhigheranalogs[J].OrgBiomolChem,2014,12(45):9054-91.)。近年来，Kurata等通过臭氧分解、氧化及去保护作用三步不对成合成(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸(SynthesisofOpticallyPure(R)-and(S)-Tetrahydroisoquinoline-1-and-3-CarboxylicAcids[J].Synthesis,2015,47(09):1238-44.)。该法产率低，步骤较多，不易于工业化应用。龚等利用化学酶法制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸即以外消旋苯丙氨酸为原料,经Pictet-Spengler反应合成外消旋1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸，然后经酯化作用、脂肪酶动力学拆分制备(S)-构型产物。23.8g外消旋酯盐酸盐(0.1mol)，脂肪酶和底物质量比为0.2，反应48h，产物ee>99％，收率为49.1％。该法所得产物立体选择性高，工艺相对简单(化学酶法合成光学纯(S)-1,2,3,4-四氢喹啉-3-羧酸的研究[J].现代化工,2003,23(12):23-5.)。目前存在的工艺中，尚没有直接利用酶法动力学拆分外消旋1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸制备(S)-构型产物的方法。
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-3-甲酸的方法。该方法具有反应条件温和、立体选择性强、反应效率高、工艺相对简单等特点，具有工业化应用前景。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种酶法拆分制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸(I)的方法，所述方法包括：(1)以1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸的外消旋体或1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸盐的外消旋体为底物，利用离体的D-氨基酸氧化酶或胞内表达D-氨基酸氧化酶的细胞作为催化剂，选择性催化(R)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸进行氧化脱氢反应，而(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸未反应，保留在反应体系中；(2)将所述(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸与反应体系分离。进一步地，所述1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸盐可以为1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸的碱金属盐或铵盐等，具体例如1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸钠、1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸钾、1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸铵。根据本专利技术，所述D-氨基酸氧化酶优选为选自如下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％(优选大于85％，更优选大于90％，进一步优选大于95％)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％(优选大于85％，更优选大于90％，进一步优选大于95％)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％(优选大于85％，更优选大于90％，进一步优选大于95％)的其它D-氨基酸氧化酶。进一步优选地，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。作为本专利技术的一种优选实施方案：所述细胞为表达D-氨基酸氧化酶的工程菌。所述工程菌例如是宿主细胞为E.coliBL21(DE3)的工程菌。具体地，所述工程菌含有表达载体pET-28a(+)，所述D-氨基酸氧化酶基因连接在表达载体pET-28a(+)上。进一步地，步骤(1)中，首先构建反应体系，然后控制反应体系处于设定温度和有氧环境中进行所述氧化脱氢反应，其中所述反应体系包含所述底物、pH缓冲溶液和/或pH调节剂以及所述催化剂。优选地，步骤(1)中，所述反应体系中，起始底物的浓度为1～20g/L，反应体系的pH值为6～9；所述的催化剂为含有所述离体的D-氨基酸氧化酶的粗酶液或者纯酶或者固定化酶或胞内表达D-氨基酸氧化酶的细胞；所述设定温度为20～70℃。优选地，所述催化剂采用含有离体的D-氨基酸氧化酶和黄素腺嘌呤二核苷酸的粗酶液。根据本专利技术的一个方面，所述催化剂的添加量以8000rpm离心10min后的湿细胞重计，所述细胞的添加量一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酶法拆分制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸(I)的方法，/n

【技术特征摘要】
1.一种酶法拆分制备(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸(I)的方法，



所述方法包括：
(1)以1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸的外消旋体或1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸盐的外消旋体为底物，利用离体的D-氨基酸氧化酶或胞内表达D-氨基酸氧化酶的细胞作为催化剂，选择性催化(R)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸进行氧化脱氢反应，而(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸未反应，保留在反应体系中；
(2)将所述(S)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸与反应体系分离。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸盐为1,2,3,4-四氢异喹啉-3-甲酸的碱金属盐或铵盐。


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...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坚平，居述云，杨立荣，施俊巍，钱明心，
申请(专利权)人：浙江大学，苏州同力生物医药有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33