一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法技术

本发明专利技术提供一种β‑烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法，以四乙酰核糖和烟酸胺或烟酸乙酯为起始物料，经缩合、氨解、化学拆分和磷酸化等主要工艺步骤，通过优化工艺方法，制备得到β‑烟酰胺单核苷酸，本发明专利技术基于β‑烟酰胺单核苷酸的质量控制、安全性、制备工艺的工业化批量生产可行性等目的，在原有工艺路线基础上做出改进，对所选物料和试剂、物料量的控制等方面做出优化，相对于原有制备工艺，使其具有操作简单、易工艺放大、收率较高、最终产品质量可控和安全性可控等的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法
本专利技术涉及化学合成领域，具体涉及一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法。技术背景β-烟酰胺单核苷酸(NMN)是人体固有的物质之一，在人体细胞能量生成中扮演重要角色，它参与细胞内NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，细胞能量转化的重要辅酶)的合成，在细胞的能量代谢中起到关键的作用，同时被用于抗衰老研究，目前国外正对β-烟酰胺单核苷酸(NMN)的抗衰老效果和安全性进行人体临床试验。同时研究表明，β-烟酰胺单核苷酸(NMN)对胰岛素的分泌也能起到调节作用，对mRNA的表达水平也有影响，因此β-烟酰胺单核苷酸(NMN)在医疗治疗领域有着广泛的应用前景。目前文献报道的β-烟酰胺单核苷酸(NMN)的化学合成方法主要有三种。第一种方法：JournalofMedicinalChemistry,2007,50,6458-6461；AngewandteChemieinternationalEdition,2004,43,4637-4640，以四乙酰核糖和烟酸乙酯为起始物料，经缩合、脱乙酰保护基、氨解、活性炭色谱分离和磷酸化等主要工艺步骤，其合成路线如下：第二种方法：BioorganicandMedicinalChemistryLetters2002,12,1135-1137，以四乙酰核糖和烟酰胺为起始物料，经缩合、脱乙酰保护基、活性炭色谱分离和磷酸化等主要工艺步骤，其合成路线如下：第三种方法：公布号为CN109053838A的专利技术专利申请，公开了制备β-烟酰胺单核苷酸或β-烟酰胺单核糖的方法，具体公开了以四乙酰核糖和烟酸乙酯为起始物料，经缩合、脱乙酰保护基、磷酸化、氨解化等主要工艺步骤，其合成路线如下：前两条路线存在收率低、反应纯化难、工艺放大难，中间体消旋体拆分和纯化都采用活性炭色谱分离、得到的β-烟酰胺单核苷酸质量不可控等问题，且都只能用于实验室极小规模的合成，第三条路线即公布号为CN109053838A的专利技术专利申请并没涉及到中间体手性拆分的过程，得到的中间体和产品均为消旋体，得到的最终产品β-烟酰胺单核苷酸中含有手性异构杂质在医疗治疗领域存在极大的安全性问题，不能应用于医疗治疗领域。此外专利报道这种化合物的生物合成方法主要有一种，以核糖、烟酰胺、三磷酸苷二钠盐为原料，在缓冲溶液(磷酸缓冲盐溶液)中通过催化酶(糖激酶和烟酰胺核糖磷酸转移酶)作用(通过金属镁离子促使催化酶发生生物催化活性)，最后通过过滤、大孔树脂吸附和重结晶得到β-烟酰胺单核苷酸(NMN)，此方法提供了一种工业化批量生产β-烟酰胺单核苷酸(NMN)的方法，但目前可用于工业化应用的生物催化剂还太少；生物催化剂开发的周期较长；生物催化剂在反应介质中往往不稳定，易受热、受某些化学物质及杂菌的破坏而失活；稳定性较差，反应时的温度和pH范围要求较高，使用寿命较短等缺点。目前β-烟酰胺单核苷酸(NMN)的获取一般只能通过实验室合成，在工业化批量生产的方法上有其局限性，一方面消旋体的分离纯化采用的是活性炭柱色谱分离的方法，成本极高且分离纯化的规模较小，限制了其工业化生产的可行性；另一方面在物料和试剂的选择方面，如缩合反应选用的催化剂用量较大，很容易残留到后续的产品中，而甲磺酸类物质属于基因毒性物质，对产品应用产生极大的安全性问题，里面用到的许多溶剂如1,2-二氯乙烷属于第一类溶剂，属于药物中严格控制的溶剂、1,4-二氧六环属于基因毒性物质等，限制了β-烟酰胺单核苷酸(NMN)在多个方面的推广。因此找到一种质量安全可控，适用于工业化批量生产的制备方法显得尤为重要。
技术实现思路
为了解决现有技术中β-烟酰胺单核苷酸工业化批量生产可行性、制备得到β-烟酰胺单核苷酸的质量安全可控性和β-烟酰胺单核苷酸的结构鉴定的技术问题，本专利技术提供一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法，包括包括以下步骤：S1、缩合：以四乙酰核糖、烟酸胺或烟酸乙酯做为起始物料，在溶剂中经催化剂作用进行缩合反应得到含有烟酸乙酯三乙酰核苷或烟酰胺三乙酰核苷的溶液；S2、氨解和脱保护：将步骤S1中含有烟酸乙酯三乙酰核苷的溶液先通入氨气进行氨解，再加入有机碱脱去乙酰基，含有烟酰胺三乙酰核苷的溶液直接加入有机碱脱去乙酰基，反应结束后经处理得到中间体烟酰胺核糖；S3、化学拆分：中间体烟酰胺核糖为消旋体，在溶剂中经化学试剂拆分、重结晶、除盐后得到β-烟酰胺核糖；S4、磷酸化：将步骤S3中经拆分得到的β-烟酰胺核糖在溶剂中经三氯氧磷磷酸化后，先经有机溶剂萃取除杂，除杂后的水层再过离子交换树脂除盐，最后水溶液冻干得到β-烟酰胺单核苷酸。进一步的，所述步骤S1中：a)催化剂为TMSCl、TMSBr、TMsOTf中的任意一种；b)物料摩尔比，四乙酰核糖：烟酸胺或烟酸乙酯：催化剂为1：1：0.1～1：1.1：0.1；c)反应溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈中任意一种；d)溶剂与四乙酰核糖的体积质量比为3～5ml/g；e)缩合反应温度为0℃～25℃，催化剂加入温度为0℃～5℃；f)缩合反应时间以TLC监控四乙酰核糖消失为止，为12h～14h。进一步的，反应结束后，控温0℃～5℃加入0.2～0.3当量的三乙胺用于完成破坏催化剂的淬灭反应。进一步的，所述步骤S2中：a)烟酸乙酯三乙酰核苷氨解温度为-5℃～5℃，氨解时间以TLC监控烟酸乙酯三乙酰核苷消失为止，为1h～1.5h；b)脱保护的有机碱为乙醇钠或甲醇钠的中任意一种，溶剂为乙醇或甲醇，溶解后加入反应液中，溶剂与有机碱的体积质量比为10ml/g；c)烟酸乙酯三乙酰核苷和烟酰胺三乙酰核苷与有机碱的摩尔比均为1：2～1：3；d)烟酸乙酯三乙酰核苷和烟酰胺三乙酰核苷脱保护反应温度为-5℃～5℃；e)烟酸乙酯三乙酰核苷脱保护反应时间以TLC监控烟酸乙酯三乙酰核苷消失为止，为1h～1.5h；烟酰胺三乙酰核苷脱保护反应时间以TLC监控烟酰胺三乙酰核苷消失为止，为1h～2h。进一步的，反应完，反应液中先加入1mol/L盐酸淬灭多余的有机碱，控制pH为5～6，再加入甲基叔丁基醚、异丙醇和叔丁醇中任意一种搅拌析晶，析晶温度为-5℃～5℃。进一步的，所述步骤S3中：a)化学试剂为(S)-(-)-alpha-甲苄基异氰酸酯；b)烟酰胺核糖与拆分化学试剂(S)-(-)-alpha-甲苄基异氰酸酯摩尔比为1：1～1：1.5；c)溶剂为甲醇与水的混合溶剂，甲醇与水体积比为2：1～1：1，溶剂与烟酰胺核糖的体积质量比为10ml/g；d)拆分条件：加热回流后冷却析晶，重复此操作3～4次。进一步的，得到的β-烟酰胺核糖的(S)-(-)-alpha-甲苄基异氰酸酯盐用甲醇与水的混合溶剂再重结晶一次后，将其加入乙酸乙酯或二氯甲烷中，并加入1mol/L的氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌后，除去有机层，水层采用离子交换树脂除盐后再冻干得β-烟酰胺核糖。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、缩合：以四乙酰核糖、烟酸胺或烟酸乙酯做为起始物料，在溶剂中经催化剂作用进行缩合反应得到含有烟酸乙酯三乙酰核苷或烟酰胺三乙酰核苷的溶液；/nS2、氨解和脱保护：将步骤S1中含有烟酸乙酯三乙酰核苷的溶液先通入氨气进行氨解，再加入有机碱脱去乙酰基，含有烟酰胺三乙酰核苷的溶液直接加入有机碱脱去乙酰基，反应结束后经处理得到中间体烟酰胺核糖；/nS3、化学拆分：中间体烟酰胺核糖为消旋体，在溶剂中经化学试剂拆分、重结晶、除盐后得到β-烟酰胺核糖；/nS4、磷酸化：将步骤S3中经拆分得到的β-烟酰胺核糖在溶剂中经三氯氧磷磷酸化后，先经有机溶剂萃取除杂，除杂后的水层再过离子交换树脂除盐，最后水溶液冻干得到β-烟酰胺单核苷酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、缩合：以四乙酰核糖、烟酸胺或烟酸乙酯做为起始物料，在溶剂中经催化剂作用进行缩合反应得到含有烟酸乙酯三乙酰核苷或烟酰胺三乙酰核苷的溶液；
S2、氨解和脱保护：将步骤S1中含有烟酸乙酯三乙酰核苷的溶液先通入氨气进行氨解，再加入有机碱脱去乙酰基，含有烟酰胺三乙酰核苷的溶液直接加入有机碱脱去乙酰基，反应结束后经处理得到中间体烟酰胺核糖；
S3、化学拆分：中间体烟酰胺核糖为消旋体，在溶剂中经化学试剂拆分、重结晶、除盐后得到β-烟酰胺核糖；
S4、磷酸化：将步骤S3中经拆分得到的β-烟酰胺核糖在溶剂中经三氯氧磷磷酸化后，先经有机溶剂萃取除杂，除杂后的水层再过离子交换树脂除盐，最后水溶液冻干得到β-烟酰胺单核苷酸。


2.根据权利要求1所述的一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法，其特征在于，所述步骤S1中：
a)催化剂为TMSCl、TMSBr、TMsOTf中的任意一种；
b)物料摩尔比，四乙酰核糖：烟酸胺或烟酸乙酯：催化剂为1：1：0.1～1：1.1：0.1；
c)反应溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈中任意一种；
d)溶剂与四乙酰核糖的体积质量比为3～5ml/g；
e)缩合反应温度为0℃～25℃，催化剂加入温度为0℃～5℃；
f)缩合反应时间以TLC监控四乙酰核糖消失为止，为12h～14h。


3.根据权利要求2所述的一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法，其特征在于，反应结束后，控温0℃～5℃加入0.2～0.3当量的三乙胺用于完成破坏催化剂的淬灭反应。


4.根据权利要求1所述的一种β-烟酰胺单核苷酸的工艺制备方法，其特征在于，所述步骤S2中：
a)烟酸乙酯三乙酰核苷氨解温度为-5℃～5℃，氨解时间以TLC监控烟酸乙酯三乙酰核苷消失为止，为1h～1.5h；
b)脱保护的有机碱为乙醇钠或甲醇钠的中任意一种，溶剂为乙醇或甲醇，溶解后加入反应液中，溶剂与有机碱的体积质量比为10ml/g；
c)烟酸乙酯三乙酰核苷和烟酰胺三乙酰核苷与有机碱的摩尔比均为1：2～1：3；
d)烟酸乙酯三乙酰核苷和烟酰胺三乙酰核苷脱保护反应温度均为-5℃～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘永峰，周惠，潘善庆，
申请(专利权)人：湖南和泰康瑞生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43