一种生物催化合成4AA中间体的方法技术

本发明专利技术提供一种合成4AA中间体的方法，所述4AA中间体具有式C所示的结构：其特征在于，以式B化合物为底物，在酮还原酶的作用下，制备得到所述4AA中间体，所述式B化合物的结构为：所述式B化合物的结构为：所述式B化合物的结构为：

【技术实现步骤摘要】
一种生物催化合成4AA中间体的方法


[0001]本专利技术属于生物制药和生物化工
，具体涉及一种利用酮还原酶高 效制备4AA中间体的方法。

技术介绍

[0002]培南类药物如亚胺培南、比阿培南、美罗培南和法罗培南等，这些药物对 革兰阴性和阳性菌、需氧菌、厌氧菌等均具有广谱强效抗菌作用，研究此类药 物的合成有很重要的意义。化学名为(3R，4R)4
‑
乙酸基
‑3‑
[(R)
‑
((叔丁基二甲 基硅)氧基)乙基]‑2‑
氮杂环丁酮的化合物，本领域通常被成为4AA，其是合成类 培南类抗生素的关键起始原料。因此以4AA的合成受到了广大科学工作者的关 注。
[0003]4AA化学结构式如下所示：
[0004][0005]其特征骨架为一个四元环内酰胺，具有三个手性中心共8个异构体，合成 难度比较大。关于4AA的合成已有文献综述(4AA的合成研究进展，河北化 工，2010，33卷,5期，34
‑
35页)，但是大部分工艺都存在合成路线长、总收 率低、操作繁琐、成本高等缺点，因而限制了其产业化。因此开发经济适用的 4AA的工业化方法，对合成培南类药物有着很重要的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的不足，开发出了一种利用酮还原酶高效制备4AA中 间体的方法，所述4AA中间体具有式C所示的结构：
[0007][0008]该方法操作简单，条件温和，对环境友好，大幅度降低了生产的成本，适 合大规模的工业化生产。
[0009]本专利技术提供一种合成4AA中间体的方法，所述4AA中间体具有式C所示 的结构：
[0010][0011]其特征在于，以式B化合物为底物，在酮还原酶的作用下，制备得到所述 4AA中间
体，所述式B化合物的结构为：
[0012][0013]上述反应中，式B化合物存在3R和3S两种光学异构体，酮还原酶可以选 择性将3S构型的3位乙酰基的羰基特异性还原为R构型羟基从而得到式C化 合物，由此3R构型的异构体不断转化为3S构型并被还原成式C化合物，同时 完成选择性还原和动态动力学拆分。
[0014]进一步的，式B化合物由式A化合物乙酰化制备得到，所述式A化合物的 结构为：
[0015][0016]进一步的，所述酮还原酶的商品名为YH2080；
[0017]进一步的，添加NAD
+
或NADP
+
作为辅酶；
[0018]进一步的，添加葡萄糖和葡萄糖脱氢酶或者异丙醇和醇脱氢酶或者甲酸和 甲酸脱氢酶实现辅酶的再生；
[0019]进一步的，所述反应的溶剂为磷酸缓冲液；
[0020]进一步的，所述方法的pH值为6
‑
8，反应过程中通过添加碱维持pH值稳 定。
[0021]本专利技术的另一方面，提供一种制备4AA的方法，其特征在于，通过如上所 述的方法制备得到式C化合物后，由式C化合物制备得到4AA，所述4AA的结 构为：
[0022][0023]上述反应中，式A化合物是已知的，可以参照文献(Science of Synthesis, 31a,665
‑
704,2007；Journal of Chemical Research,(11),705
‑
707,2005； Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,18(14),4163
‑
4167,2008； Journal of the American Chemical Society,111(3),1073
‑
81,1989)制 备得到。
[0024]由式C化合物制备得到4AA的方法是已知的，可以参照文献 (J.Am.Chem.Soc.1989,111,9134；J.Am.Chem.Soc.1990,112,7820；US4981992,1991；J.Org.Chem.1992,57,4243)制备得到。
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中 的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术旨在提供一种合成4AA中间体的方法，本专利技术的具体实施方式中所 涉及到各个物质的结构列表如下：
[0027][0028]所使用的酶制剂列表如下：
[0029]酶来源商品编号酮还原酶苏州引航生物科技有限公司YH2080葡萄糖脱氢酶苏州引航生物科技有限公司YH1901醇脱氢酶苏州引航生物科技有限公司YH2023甲酸脱氢酶苏州引航生物科技有限公司YH1805
[0030]实施例1：制备底物B
[0031]将5ml二异丙胺溶解在70ml的四氢呋喃中，将上述溶液降温至
‑
78度。 将正丁基锂(2.5M/hexanes,14ml)缓慢滴加至上述溶液中，滴加完毕保温1小 时。往上述溶液中缓慢滴加底物5g A的四氢呋喃溶液20ml，滴加完毕，在
‑
78 度保温20分钟。乙酸乙酯(5g)缓慢滴加至反应液，滴加完毕，体系自然升温 至室温，搅拌过夜。反应完毕，往反应体系中滴加10％的醋酸水溶液，淬灭反应。 分液，取有机相，水相用乙酸乙酯萃取，合并有机相，干燥浓缩得粗品。粗品 通过柱层析得到纯品B 3.8克。
[0032]实施例2：制备4AA关键中间体C
[0033]称取底物B1g、葡萄糖2g置于50mL的三口烧瓶，加入10mL pH＝6.5， 0.2M的PBS缓冲液。将三口烧瓶放入反应锅中，设置转速850rpm温度30℃。 然后分别加入10mg NADP
+
,100mg葡萄糖脱氢酶的酶粉(购自苏州引航生物 科技有限公司，商品编号为YH1901)、以及100mg酮还原酶酶粉(购自苏州 引航生物科技有限公司，商品编号为YH2080)。开始反应，反应过程中用2M的 NaOH溶液将pH维持在6.5左右，HPLC监测。10小时反应转化率>98％。反应结 束，反应体系加热至80摄氏度搅拌2小时使酶失活，降至室温，往体系中加入 20mL乙酸
乙酯搅拌0.5小时，过滤(硅藻土助滤)。滤液分层，取有机相，水 相再用15mL乙酸乙酯萃取2次，分层，取有机相，合并有机相，无水硫酸钠干 燥，过滤，脱溶，得到粗品0.9克。粗品柱层析纯化得到纯品0.7克，EE 97％， Dr 97:3。
[0034]实施例3：制备4AA关键中间体C
[0035]称取底物B1g、异丙醇1.5g置于50mL的三口烧瓶，加入20mL pH＝6.5， 0.2M的PBS缓冲液。将三口烧瓶放入反应锅中，设置转速850rpm温度30℃。 然后分别加入10mg NA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成4AA中间体的方法，所述4AA中间体具有式C所示的结构：其特征在于，以式B化合物为底物，在酮还原酶的作用下，制备得到所述4AA中间体，所述式B化合物的结构为：2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述式B化合物由式A化合物乙酰化制备得到，所述式A化合物的结构为：3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酮还原酶的商品名为YH2080。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，添加NAD
+
或NADP
+
作为辅酶。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢新开，黄晓飞，张金鑫，梅研，
申请(专利权)人：苏州引航生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：