一种氨基醇手性中间体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氨基醇手性中间体的制备方法，该方法包括以化合物X为底物，在辅酶存在的液态反应体系中，利用(R,S)‑羰基还原酶催化底物，进行式A所示的反应，获得化合物Y。本发明专利技术提供了一种新的合成路线以及适用于该路线的(R,S)‑羰基还原酶，不仅具有绿色，环保，经济的特点，而且显著提高了化合物Y的转化率、ee值和de值，转化率>98％，ee值>99％，de值>95％。

【技术实现步骤摘要】
一种氨基醇手性中间体的制备方法
本专利技术涉及医药
，尤其涉及一种氨基醇手性中间体的制备方法。
技术介绍
含有手性氨基醇类结构的化合物具有多样的生物活性，被广泛应用于医药化工领域。PCT国际专利申请公开文本WO2018191682中描述了一种形式如结构式Ⅰ的化合物，存在显著的抗炎抗感染活性。PCT国际专利申请公开文本WO2018141842展示了化合物Ⅱ对JAK的抑制作用，具有潜在治疗免疫疾病的能力。中国专利申请公开文本CN1649829A报道了一种结构如Ⅲ的新型氨基醇类抗菌药，有望弥补现有抗菌药耐药性的缺点。本专利技术中的手性氨基醇含有多个重要的官能团，可以容易的通过已知的化学方法制备，如结构Ⅰ-Ⅲ的化合物。在已有的对手性氨基醇的合成方法中，普遍存在三废多，成本高和操作复杂等问题。如下式所示的路线，以苯甲醛为起始物料，在催化剂作用下进行缩合；再将缩合得到的异构体进行拆分，得到最终带有两个手性中心的氨基醇化合物。该路线操作繁琐，收率低，且会产生大量废水。因此，需要开发更为经济环保，操作简单，适合工业化生产的手性氨基醇合成路线。
技术实现思路
本专利技术提供了一种氨基醇手性中间体的制备方法，该方法涉及羰基还原酶参与的动态还原动力学拆分技术，可通过一步反应构建两个手性中心，合成路线简单且经济环保，化合物Y的转化率、ee值和de值均较高。具体技术方案如下：本专利技术提供了一种氨基醇手性中间体的制备方法，以化合物X为底物，在辅酶存在的液态反应体系中，利用(R,S)-羰基还原酶催化底物，进行式A所示的反应，获得化合物Y；化合物Y即为所述的氨基醇手性中间体；式A中，R1和R2各自独立地选自：H、R3为其中R5为C1-C6的烷基；R4选自F、Cl、Br或I。作为优选，R3选自下组：作为优选，R1＝H，R4＝F、Cl或Br。进一步地，所述的辅酶选自下组：还原性辅酶，氧化性辅酶，或其组合；所述氧化性辅酶为NAD+，NADP+，或其组合；所述还原性辅酶为NADH，NADPH或其组合。其中，所述NADH、NADPH、NAD或NADP用量与底物用量比率为0.01％～1.0％(w/w)、较佳地0.01％～0.5％(w/w)。进一步地，所述的液态反应体系中，还存在用于辅酶再生的酶和用于辅酶再生的共底物。进一步地，所述的用于辅酶再生的酶选自下组：醇脱氢酶，甲酸脱氢酶、葡萄糖脱氢酶、或其组合。所述的共底物选自下组：异丙醇、葡萄糖、甲酸铵、或其组合。作为优选，在上述液态反应体系中，共底物的质量浓度为5-30％。作为优选，式A所示的反应中，反应温度为10℃-50℃，较佳的为25℃-35℃。作为优选，式A所示的反应中，反应时间为0.1-72小时，较佳3-24小时。作为优选，式A所示的反应中，pH为6-10，较佳地7.0-9.0。进一步地，式A所示的反应中，(R,S)-羰基还原酶为游离形式的酶、固定化酶、或菌体形式的酶。进一步地，所述液态反应体系为磷酸缓冲盐体系。进一步地，所述液态反应体系中还含有助溶剂。进一步地，所述的助溶剂选自下组：二甲基亚砜、异丙醇、甲苯、或其组合，更优选为二甲基亚砜。作为优选，所述助溶剂的体积浓度为5～30％。进一步地，所述的制备方法还包括：从式A所示反应后的反应体系中分离出化合物Y。所述的分离包括：加入甲叔醚或乙酸乙酯，加热使蛋白变性，离心菌体，甲叔醚或乙酸乙酯再萃取水层，合并有机层，水洗两次，合硫酸钠干燥，浓缩有机层得产物。进一步地，式A所示反应后的反应体系中，化合物Y的ee值≥99％；de值≥95％，更佳地≥99％。进一步地，式A所示反应后的反应体系中，化合物X被转化为化合物Y的转化率≥98％。进一步地，所述(R,S)-羰基还原酶选自下组之一：(i)如SEQIDNO.1所示的氨基酸序列；(ii)在保持酶活性的范围内，对SEQIDNO.1所示的氨基酸序列进行一个或多个氨基酸的替换、缺失、改变、插入或增加，所得到的氨基酸序列。进一步地，码所述(R,S)-羰基还原酶的核苷酸序列选自下组之一：(a)SEQIDNO.2所示的核苷酸序列；(b)与(a)限定的序列互补的核苷酸序列；或(c)与(a)限定的序列具有至少70％，优选至少75％、80％、85％、90％，更优选至少95％、96％、97％、98％、99％以上的序列一致性的任一核苷酸序列或互补序列。本专利技术还提供了一种(R,S)-羰基还原酶，所述(R,S)-羰基还原酶的氨基酸序列如SEQIDNO.1所示。本专利技术还提供了所述的(R,S)-羰基还原酶的编码基因；其中，优选所述编码基因的核苷酸序列如SEQIDNO.2所示。本专利技术将(R,S)-羰基还原酶克隆至质粒载体中，并转入至大肠杆菌感受态细胞，获得了含(R,S)-羰基还原酶基因的工程菌。本专利技术提供了一种基因工程菌，包括宿主细胞和转入宿主细胞的目的基因，所述目的基因包含如上所述的(R,S)-羰基还原酶的编码基因。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种新的氨基醇手性中间体化合物Y的制备方法，该方法涉及了羰基还原酶介导的动态还原动力学拆分，转化率>98％，手性ee值>99％，手性de值>95％。该生物制备方法具有绿色，环保，经济的特点。(2)本专利技术还提供了尤为适合催化化合物X制备化合物Y的(R,S)-羰基还原酶，显著提高了化合物Y的转化率、ee值和de值，转化率>98％，ee值>99％，de值>95％。附图说明图1为实施例3中消旋体化合物2的四个异构体的液相图。图2为实施例3中酶转化反应制备化合物2的手性纯度的液相图。图3为实施例5中消旋体化合物6的四个异构体的液相图。图4为实施例5中酶转化反应制备化合物6的手性纯度的液相图。图5为对比例1中酶转化反应制备化合物12的手性纯度的液相图。具体实施方式本专利技术人经过广泛而深入的研究，首次意外地发现一种化合物Y(例如化合物2)的生物制备方法。具体地，本专利技术的生物制备方法以化合物X(例如化合物1)为原料，以羰基还原酶为生物催化剂，在辅酶的存在下，高效地制备具有立体构象的化合物Y(还原收率>98％，手性ee值>99％，手性de值>95％)，一步反应构建两个手性中心，从而极大地提高生产效率，降低生产成本。术语对映体过量(ee,enantiomericexcess)：通常用来表征手性分子中一个对映异构体相对于另一个对映异构体的过量值。非对映体过量(de,diastereomericexcess)：通常用来表征两个及以上手性中心的分子中一个非对映体相对于另一个非对映体的过量值。(R,S)-羰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基醇手性中间体的制备方法，其特征在于，包括：/n以化合物X为底物，在辅酶存在的液态反应体系中，利用(R,S)-羰基还原酶催化底物，进行式A所示的反应，获得化合物Y；/n化合物Y即为所述的氨基醇手性中间体；/n

【技术特征摘要】
1.一种氨基醇手性中间体的制备方法，其特征在于，包括：
以化合物X为底物，在辅酶存在的液态反应体系中，利用(R,S)-羰基还原酶催化底物，进行式A所示的反应，获得化合物Y；
化合物Y即为所述的氨基醇手性中间体；



式A中，
R1和R2各自独立地选自：H、
R3为其中R5为C1-C6的烷基；
R4选自F、Cl、Br或I。


2.根据权利要求1所述的氨基醇手性中间体的制备方法，其特征在于，R3选自下组：





3.根据权利要求1所述的氨基醇手性中间体的制备方法，其特征在于，R1＝H，R4＝F、Cl或Br。


4.根据权利要求1～3任一项所述的氨基醇手性中间体的制备方法，其特征在于，所述的辅酶选自下组：还原性辅酶，氧化性辅酶，或其组合；
所述氧化性辅酶为NAD+，NADP+，或其组合；所述还原性辅酶为NADH，NADPH或其组合。


5.根据权利要求4所述的氨基醇手性中间体的制备方法，其特征在于，所述的液态反应体系中，还存在用于辅酶再生的酶和用于辅酶再生的共底物。


6.根据权利要求1～3任一项所述的氨基醇手性中间体的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤佳伟，张福利，陈少欣，倪国伟，
申请(专利权)人：上海医药工业研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31