一种(R)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-羧酸及其衍生物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种(R)‑1,2,3,4‑四氢异喹啉‑1‑羧酸及其衍生物的制备方法，包括：以式(I)化合物酯的外消旋体为底物，在固定化脂肪酶的催化作用下发生反应，生成式(I)化合物所示的(R)‑1,2,3,4‑四氢异喹啉‑1‑羧酸及其衍生物，其采用包括外循环系统与反应柱的专用循环流化床反应器进行，固定化脂肪酶设置于反应柱中，将底物配制成底物母液，使底物母液在外循环系统与反应柱之间循环流通多次，反应在反应柱中进行，且底物母液在外循环系统与反应柱之间每循环一次进行一次反应；本发明专利技术能够显著提高酶的利用率及降低酶/底物使用比率，且反应条件温和、立体选择性强、反应效率高、工艺相对简单等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种(R)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-羧酸及其衍生物的制备方法
本专利技术属于生物化工
，具体涉及一种(R)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-羧酸及其衍生物的制备方法。
技术介绍
自然界中，四氢异喹啉类生物碱在植物中的分布相当广泛，例如樟科、木兰科、罂粟科、毛茛科、防己科、马兜铃科等。1974年，加拿大科学家Kluepfel等从土壤来源的葡萄牙链霉菌(StreptomyceslusitanusAYB-1206)中首次分离得到四氢异喹啉类化合物naphthyridinomycin(NDM)。随着对植物化学成分研究的深入，人们分离得到了越来越多四氢异喹啉类化合物。迄今为止，已报道该家族60余个成员。为了丰富四氢异喹啉类化合物的结构多样性，学者们利用许多经典的化学合成方法对其进行修饰和改造，例如Pictect-Spengler法、Pomoanz-Fistsch法、Bischler-Napieralski法和仿生合成法。该家族化合物由于具备独特的化学结构，展现出生物活性多样性，成为了化学家和生物学家长期以来研究的热点之一。随着研究的深入，人们发现了该类化合物越来越多的作用靶点，在抗菌、抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗凝血、支气管扩张及影响中枢神经系统等方面都发挥了重要的生物学活性作用，具有巨大的临床医学价值。1,2,3,4-四氢异喹啉(THIQ)作为一种特殊的杂环骨架，存在于许多天然的生物碱中。许多临床药物都以THIQ为核心骨架，它们具备各种有效的治疗活性。在过去十年里，人们发现多种有效的抗癌抗生素的核心骨架就是THIQ生物碱。其中，最著名的要属Trabectedin(Ecteinascidin743，)的开发。该药物有着较高的抗肿瘤活性，分别于2007年和2015年获得欧盟委员会和美国食品药品管理局(FDA)的批准，用于软组织肉瘤的治疗。许多报道详细研究了Ecteinascidin743的作用机制。另外，(R)-1-甲基-6,7-二羟基-1,2,3,4-四氢异喹啉]和1-甲基-1,2,3,4-四氢异喹啉还是合成帕金森治疗剂的有效模块。THIQ的羧酸类衍生物是一类重要的化合物，羧基取代位为1位或3位。作为构象受到限制的环状α-氨基酸，它们可替代原有蛋白氨基酸，在新型人工肽的设计中起到重要作用。其中，1,2,3,4-四氢异喹啉-1-羧酸(1-TIC)已被广泛应用于药物开发和医学研究。利用1-TIC合成的磺胺类羟肟药物能够有效抑制基质金属蛋白酶(MMP)。1-TIC还可用于合成促性腺激素释放激素(GnRH)的受体拮抗剂。另一方面，1-TIC的部分衍生物天然存在，例如在人脑中得到发现并鉴定的(-)-猪毛菜酚-1-羧酸。这些天然的生物碱物质都具备广泛的治疗效果，例如含有6,7-二甲氧基或6,7-亚甲二氧基的1-TIC衍生物，可合成β-淀粉样蛋白前体蛋白切割酶抑制剂，用于阿尔茨海默病的治疗。其中，(R)-1-TIC是修饰肽或其他药理活性化合物的潜在构建基块。(R)-1-TIC作为苯基甘氨酸的构象限制类似物，是合成许多生物活性肽的结构基础，例如用于先天免疫保护的抗菌肽(AMPs)。当它作为苯丙氨酸的结构类似替代物时，可用于合成法尼基转移酶抑制剂，是癌症治疗的新手段。目前，未见有关合成(R)-1-TIC的报道。
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(R)-1,2,3,4-四氢异喹啉-1-羧酸及其衍生物的方法。该方法能够显著提高酶的利用率及降低酶/底物使用比率，且反应条件温和、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：一种制备如式(I)所示的化合物的方法，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：以所述式(I)化合物酯的外消旋体为底物，在固定化脂肪酶的催化作用下发生反应，生成所述式(I)化合物，其特征在于：所述方法采用专用循环流化床反应器进行，所述专用循环流化床反应器包括外循环系统与反应柱，所述固定化脂肪酶设置于所述反应柱中，其中，将所述底物配制成底物母液，使所述底物母液在所述外循环系统与所述反应柱之间循环流通多次，所述反应在所述反应柱中进行，且所述底物母液在所述外循环系统与所述反应柱之间每循环一次进行一次所述反应。根据本专利技术的一些优选方面，所述方法还包括：当第一批次底物反应完成后，取出反应后第一批次反应混合液，然后加入第二批次底物继续进行所述反应，当第二批次底物反应完成后，取出反应后第二批次反应混合液，然后加入第三批次底物继续进行所述反应，当第三批次底物反应完成后，取出反应后第三批次反应混合液，然后加入第四批次底物继续进行所述反应，以此类推，制得n批次的反应混合液。根据本专利技术，n大于等于5；优选地n大于等于10；更优选地，n大于等于15；进一步优选地，n大于等于20。根据本专利技术的一些具体方面，n为10～40，优选为15-35，进一步优选为20-30。根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述底物母液自下而上流经所述反应柱，如此可有利于将固定化脂肪酶保持在流化状态。根据本专利技术的一些优选方面，所述反应柱包括沿上下方向延伸且中空的反应管、包覆在所述反应管外部的夹套(可以用于保持反应管内的反应温度)，还选择性地包括可伸缩且用于控制所述反应管内部液体体积的活塞，所述反应管与所述外循环系统连通。根据本专利技术的一些优选方面，所述反应管的上下两端分别设置有用于阻止所述固定化脂肪酶流出所述反应柱的过滤膜。根据本专利技术的一些优选方面，所述外循环系统包括用于容纳所述底物母液的底物容器、以及用于控制所述底物容器温度的控温设备，还选择性地包括对所述底物母液进行搅拌的搅拌装置，所述底物容器与所述反应柱连通。根据本专利技术的一个具体方面，所述控温设备为恒温水浴器，所述底物容器设置在所述恒温水浴器中，所述搅拌装置为磁力搅拌器，在所述底物容器中放置磁子即可实现对内部所述底物母液的搅拌。根据本专利技术的一个具体方面，所述专用循环流化床反应器还包括用于驱动所述底物母液在所述外循环系统与所述反应柱之间循环流通的驱动机构，所述驱动机构包括但不限于蠕动泵。根据本专利技术的一些优选方面，所述底物母液中，所述式(I)化合物的外消旋体或式(I)化合物的盐的外消旋体的浓度为5-11g/L，更优选为9.5-10.5g/L。根据本专利技术的一些优选方面，所述固定化脂肪酶占所述底物母液的浓度为3.0-3.5g/L，更优选为3.15-3.45g/L。根据本专利技术的一些优选方面，所述底物母液在所述循环流化床反应器中的流速为0.40-0.45m/s，更优选为0.41-0.43m/s。根据本专利技术的一些优选方面，控制所述反应的温度为25-35℃，更优选为28-33℃，进一步优选为29-32℃。根据本专利技术的一些优选方面，控制所述反应在预设pH值下进行，所述预设pH值为7.8-8.2。根据本专利技术的一些优选方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备如式(I)所示的化合物的方法，/n

【技术特征摘要】
1.一种制备如式(I)所示的化合物的方法，



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：以所述式(I)化合物酯的外消旋体为底物，在固定化脂肪酶的催化作用下发生反应，生成所述式(I)化合物，其特征在于：
所述方法采用专用循环流化床反应器进行，所述专用循环流化床反应器包括外循环系统与反应柱，所述固定化脂肪酶设置于所述反应柱中，其中，将所述底物配制成底物母液，使所述底物母液在所述外循环系统与所述反应柱之间循环流通多次，所述反应在所述反应柱中进行，且所述底物母液在所述外循环系统与所述反应柱之间每循环一次即进行一次所述反应。


2.根据权利要求1所述的制备如式(I)所示的化合物的方法，其特征在于，所述方法还包括：当第一批次底物反应完成后，取出反应后第一批次反应混合液，然后加入第二批次底物继续进行所述反应，当第二批次底物反应完成后，取出反应后第二批次反应混合液，然后加入第三批次底物继续进行所述反应，当第三批次底物反应完成后，取出反应后第三批次反应混合液，然后加入第四批次底物继续进行所述反应，以此类推，制得n批次的反应混合液。


3.根据权利要求1所述的制备如式(I)所示的化合物的方法，其特征在于，n大于等于5；优选地n大于等于10；更优选地，n大于等于20；进一步优选地，n大于等于20。


4.根据权利要求3所述的制备如式(I)所示的化合物的方法，其特征在于，n为10～40，优选为15-35，进一步优选为20-30。


5.根据权利要求1所述的制备如式(I)所示的化合物的方法，其特征在于，所述底物母液自下而上流经所述反应柱。


6.根据权利要求1所述的制备如式(I)所示的化合物的方法，其特征在于，所述反应柱包括沿上下方向延伸且中空的反应管、包覆在所述反应管外部的夹套，还选择性地包括可伸缩且用于控制所述反应管内部液体体积的活塞，所述反应管与所述外循环系统连通。


7.根据权利要求6所述的制备如式(I)所示的化合物的方法，其特征在于，所述反应管的上下两端分别设置有用于阻止所述固定化脂肪酶流出所述反应柱的过滤膜。


8.根据权利要求1所述的制备如式(I)所示的化合物的方法，其特征在于，所述外循环系统包括用于容纳所述底物母液的底物容器、以及用于控制所述底物容器温度的控温设备，还选择性地包括对所述底物母液进行搅拌的搅拌装...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坚平，汤灵娇，詹晓，杨立荣，钱明心，
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