一种转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用转氨酶合成卡巴拉汀药物中间体的方法，属于生物制药技术领域，具体涉及一种手性胺3S

【技术实现步骤摘要】
一种转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法


[0001]本专利技术属于生物制药
，更具体地，涉及一种转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法。

技术介绍

[0002]阿尔茨海默病(AD)俗称老年痴呆症，主要表现为记忆障碍、失语、失认、人格和行为改变等，发病率高达5
‑
6％，高居老年人死亡原因排名第五位。由此可见，开发治疗AD的高效药物对国民健康和社会发展具有非常重要的意义。卡巴拉汀是一类乙酰胆碱酯酶抑制剂类抗AD药物，与其他抗AD药物相比，该药具有特异性强、适用性广、副作用小和无肝毒性等优点，目前在抗AD药物市场占据主导地位。卡巴拉汀主要适用于轻、中度阿尔茨海默症的治疗，其中，具有良好治疗活性的为(S)
‑
构型异构体，(R)
‑
构型异构体无治疗活性。传统卡巴拉汀合成方法往往通过过渡金属以及昂贵的手性配体催化合成，存在合成路线长、产物收率低及纯度低等缺陷，阻碍了该药物的应用范围。因此，开发一种成本低、产品质量高的卡巴拉汀生产新工艺对于拓展该药物的应用具有迫切的技术需求性。

技术实现思路

[0003]针对传统合成工艺存在的问题，本专利技术提供了一种转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法。以3
‑
乙酰苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯Ⅰ为原料，在ω
‑
转氨酶和辅酶磷酸吡哆醛催化下与氨基供体发生转胺化反应生成3S
‑
(1
‑
氨基乙基)苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯Ⅱ。本专利技术开发的转氨酶法合成卡巴拉汀药物中间体新工艺具有反应条件温和、合成步骤简单的优势，能以72％的产率和高达99.5％的ee值生成卡巴拉汀药物中间体，由此将解决传统
存在的污染大、合成路线长和手性产物选择性不高的缺点。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法，在ω
‑
转氨酶和辅酶磷酸吡哆醛催化下，式Ⅰ所示的3
‑
乙酰苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯与氨基供体发生转胺化反应，生成式Ⅱ所示的3S
‑
(1
‑
氨基乙基)苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯，即得到卡巴拉汀药物中间体；所述方法的反应式如下：
[0005][0006]优选地，所述ω
‑
转氨酶为河流弧菌菌源的转氨酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1
‑
7中的任意一种所示。
[0007]优选地，所述氨基供体为异丙胺、(S)
‑1‑
苯乙胺、丙氨酸、1,2
‑
丙二胺、1,4
‑
丁二胺、1,5
‑
戊二胺或三氟乙胺。
[0008]优选地，所述ω
‑
转氨酶与式Ⅰ所示的3
‑
乙酰苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯物质的量
之比为(0.001
‑
0.1):1。
[0009]优选地，所述氨基供体与式Ⅰ所示的3
‑
乙酰苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯物质的量之比为(5
‑
20):1。
[0010]优选地，所述转胺化反应的温度为20℃
‑
50℃。
[0011]优选地，所述转胺化反应的时间为8
‑
24小时。
[0012]优选地，所述转胺化反应过程中，辅酶磷酸吡哆醛的浓度为0.1
‑
0.2mM。
[0013]优选地，所述转胺化反应过程中，体系的pH值为6.0
‑
9.0。
[0014]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0015](1)本专利技术中卡巴拉汀药物中间体Ⅱ的合成方法，原料易得，路线短，产率高达72％，最终产品的光学纯度可达到99.5％ee值，该中间体后续通过一步简单的反应即可合成卡巴拉汀药物。
[0016](2)本专利技术制备方法反应温和，通过转氨酶的使用，避免了使用过渡金属催化剂，极大降低了后处理的复杂性，且由于转氨酶的结构使得制备得到具有良好治疗活性的为(S)
‑
构型异构体。
[0017](3)本专利技术所采用的转氨酶是通过大肠杆菌发酵而来，生产成本低，有利于工业化生产。
[0018]综上，本专利技术通过转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体Ⅱ，具有原料成本低、安全性高总收率高和产物光学纯度高的优势，有利于进行工业化生产。
附图说明
[0019]图1为合成卡巴拉汀的路线图。
[0020]图2是实施例1表达的目的蛋白的SDS
‑
PAGE电泳图。
[0021]图3是实施例2制备的目标产物的核磁共振氢谱。
[0022]图4是制备的目标产物外消旋体的液相色谱图。
[0023]图5是实施例2制备的反应液的液相色谱图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]本专利技术一种转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法，以3
‑
乙酰苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯Ⅰ为原料，在ω
‑
转氨酶和辅酶磷酸吡哆醛催化下与氨基供体发生转胺化反应生成3S
‑
(1
‑
氨基乙基)苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯Ⅱ，其反应方程式为：
[0026][0027]图1为合成卡巴拉汀的路线图。
[0028]一些实施例中，所述转氨酶催化剂为河流弧菌菌源的转氨酶及其一些活性位点的相关突变体Vf
‑
ω
‑
ATA WT、Vf
‑
ω
‑
ATA W57A、Vf
‑
ω
‑
ATA F85L、Vf
‑
ω
‑
ATA V153A、Vf
‑
ω
‑
ATA I259A、Vf
‑
ω
‑
ATA R415K、Vf
‑
ω
‑
ATA W57A
‑
V153；所述转氨酶通过大肠杆菌发酵而来，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1
‑
7所示。
[0029]一些实施例中，所述氨基供体选自以下任一种：异丙胺、(S)
‑1‑
苯乙胺、丙氨酸、1,2
‑
丙二胺、1,4
‑
丁二胺、1,5
‑
戊二胺和三氟乙胺。
[0030]一些实施例中，所述转氨酶与羰基前体Ⅰ物质的量之比为(0.001
‑
0.1):1。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法，其特征在于，在ω
‑
转氨酶和辅酶磷酸吡哆醛催化下，式Ⅰ所示的3
‑
乙酰苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯与氨基供体发生转胺化反应，生成式Ⅱ所示的3S
‑
(1
‑
氨基乙基)苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯，即得到卡巴拉汀药物中间体；所述方法的反应式如下：2.如权利要求1所述的转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法，其特征在于，所述ω
‑
转氨酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1
‑
7中的任意一种所示。3.如权利要求1或2所述的转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法，其特征在于，所述氨基供体为异丙胺、(S)
‑1‑
苯乙胺、丙氨酸、1,2
‑
丙二胺、1,4
‑
丁二胺、1,5
‑
戊二胺或三氟乙胺。4.如权利要求1所述的转氨酶催化合成卡巴拉汀药物中间体的方法，其特征在于，所述ω
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：钟芳锐，唐浪宇，吴钰周，张美洲，龚跃法，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：