一种氨基环己基类化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氨基环己基类化合物的制备方法。本发明专利技术提供了一种反式氨基环己基类化合物的制备方法，其包括如下步骤：在溶剂中，在氨基转移酶和磷酸吡哆醛的存在下，将如式I所示的环己基酮类化合物流加至反应体系中，与氨基供体进行如下所示的胺化反应，即得如式II所示的反式氨基环己基类化合物。本发明专利技术的合成方法催化剂用量低、选择性高；更进一步地，本发明专利技术的合成方法操作简单，还可以有较高的收率且产品的纯度高。产品的纯度高。产品的纯度高。产品的纯度高。

【技术实现步骤摘要】
一种氨基环己基类化合物的制备方法


[0001]本专利技术属于化学合成领域，具体涉及一种氨基环己基类化合物的制备方法。

技术介绍

[0002]氨基环己基类化合物是一种重要的药物合成前体，在是多种处于临床阶段的创新化学药的重要砌块。此前的合成方法是，从对环己酮类化合物出发，经过化学催化形成顺式/反式混合的氨基环己基类化合物，再经过一次或多次重结晶，除去不需要的顺式构型。该法生产的步骤较多、收率较低(通常低于50％)，反应是以钯、铂、铑、钌等不可回收的贵金属作为催化剂，成本较高，或者以镍等重金属作为催化剂，会对环境造成污染，且过程中需要在密闭反应装置中使用高压氢气，安全风险较高。
[0003]与化学法相比，酶催化法具备特异性好、纯度高、反应温和、成本低等特点，是一种替代上述化学方法的绿色新工艺。目前研究和应用较多的天然氨基转移酶(UniProt ID F7J696；Biotechnol Lett,2003,25:1843
‑
1846)(UniProt:F2XBU9；Biotechnol Bioeng,1999,65,206
‑
211；)(UniProt ID:Q0C8G1；Nat Chem Biol,2010,6:807
‑
813.)(GenBank Accession No.KJ496414.1,Appl Microbiol Biotechnol,2014,98(17):7399
‑
7408)(UniProt ID:Q7NWG4,Enzyme.Microb.Tech,.2007,.41:.628
‑
637)。
[0004]化合物((1r,4r)
‑4‑
氨基甲酰基环己基)氨基甲酸叔丁酯是治疗恶性肿瘤的临床二期药物反式
‑4‑
氨基环己烷羧酸乙酯唯一的手性原料。目前这个原料是从昂贵的反
‑4‑
氨基环己酸盐酸盐(超过$1,000USD/kg)经过两步反应合成的。且水解过程中采用较多氯碱化工的产物，如氢氧化钾，氢氧化钠等，由于准备过程中氯废物的产生而对环境不友好。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有合成氨基环己基类化合物的方法中存在的原子经济性较低、价格较高、选择性低、活性较差等问题，而提供了一种氨基环己基类化合物的制备方法。本专利技术合成氨基环己基类化合物的方法与现有技术完全不同；进一步地，本专利技术的合成方法催化剂用量低、选择性高；更进一步地，本专利技术的合成方法操作简单，还可以有较高的收率且产品的纯度高。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来解决上述技术问题。
[0007]本专利技术提供了一种反式氨基环己基类化合物的制备方法，其包括如下步骤：在溶剂中，在氨基转移酶和磷酸吡哆醛的存在下，将如式I所示的环己基酮类化合物流加至反应体系中，与氨基供体进行如下所示的胺化反应，即得如式II所示的反式氨基环己基类化合物；
[0008][0009]其中，R为
‑
COOR1或
‑
CN；R1为H或C1～C6烷基；
[0010]所述的氨基转移酶为氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的来源于巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的氨基转移酶和/或氨基转移酶的突变体；
[0011]所述的突变体的突变位点选自如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的第3位、第4位、第5位、第7位、第8位、第9位、第15位、第19位、第21位、第25位、第28位、第29位、第32位、第33位、第37位、第47位、第48位、第51位、第56位、第58位、第61位、第67位、第69位、第76位、第77位、第80位、第84位、第86位、第88位、第94位、第108位、第110位、第113位、第119位、第120位、第121位、第122位、第123位、第124位、第125位、第126位、第131位、第135位、第136位、第140位、第145位、第147位、第148位、第150位、第151位、第152位、第155位、第156位、第159位、第167位、第172位、第173位、第175位、第179位、第185位、第186位、第193位、第198位、第199位、第201位、第202位、第206位、第208位、第209位、第210位、第214位、第225位、第229位、第230位、第231位、第235位、第236位、第238位、第239位、第241位、第242位、第243位、第245位、第249位、第251位、第257位、第260位、第261位、第262位、第270位、第272位、第273位、第274位、第277位、第287位、第292位、第295位、第296位、第297位、第299位、第306位、第307位、第308位、第314位、第315位、第318位、第319位、第322位、第326位、第328位、第329位、第332位、第333位、第337位、第350位、第356位、第358位、第360位、第374位、第376位、第379位、第386位第396位、第398位、第403位、第411位、第417位、第418位、第424位、第428位、第434位、第435位、第439位、第446位、第448位、第450位、第451位、第469位、第472位和第474位中的一个或多个。
[0012]在某一方案中，所述的制备方法中的某些条件的定义可如下所述，其他条件的定义可如其余任一方案所述(以下简称“在某一方案中”)：所述的氨基转移酶突变体的突变位点还包括选自如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的第59位、第60位、第144位、第161位、第164位、第169位、第174位、第240位、第244位、第327位、第330位、第331位、第373位、第387位、第410位、第436位、第437位和第442位中的一个或多个。
[0013]在某一方案中，所述的C1～C6烷基为C1～C4烷基，优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基，更优选为乙基。
[0014]在某一方案中，R为
‑
COOH、
‑
COOMe、
‑
COOEt或
‑
CN。
[0015]所述的流加为本领域进行此类反应的常规的流加方式。本专利技术中，所述的流加特别优选为通过蠕动泵或注射泵流加物料；通过电子监控系统，可以记录和显示流加速率和/或单位时间内流加物料量。
[0016]所述的如式I所示的环己基酮类化合物流加的速率为本领域进行此类反应的常规的流加速率。所述流加速率通常与反应规模相关，本专利技术中，所述流加速率特别优选为1
‑
5mL/h，更优选为1.3mL/h、3mL/h或5mL/h。
[0017]所述的氨基供体为本领域进行此类反应的常规的氨基供体，本专利技术中，所述氨基
供体特别优选为异丙胺、L
‑
丙氨酸、DL
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反式氨基环己基类化合物的制备方法，其包括如下步骤：在溶剂中，在氨基转移酶和磷酸吡哆醛的存在下，将如式I所示的环己基酮类化合物流加至反应体系中，与氨基供体进行如下所示的胺化反应，即得如式II所示的反式氨基环己基类化合物；其中，R为
‑
COOR1或
‑
CN；R1为H或C1～C6烷基；所述的氨基转移酶为氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的来源于巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的氨基转移酶和/或氨基转移酶的突变体；所述的突变体的突变位点选自如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的第3位、第4位、第5位、第7位、第8位、第9位、第15位、第19位、第21位、第25位、第28位、第29位、第32位、第33位、第37位、第47位、第48位、第51位、第56位、第58位、第61位、第67位、第69位、第76位、第77位、第80位、第84位、第86位、第88位、第94位、第108位、第110位、第113位、第119位、第120位、第121位、第122位、第123位、第124位、第125位、第126位、第131位、第135位、第136位、第140位、第145位、第147位、第148位、第150位、第151位、第152位、第155位、第156位、第159位、第167位、第172位、第173位、第175位、第179位、第185位、第186位、第193位、第198位、第199位、第201位、第202位、第206位、第208位、第209位、第210位、第214位、第225位、第229位、第230位、第231位、第235位、第236位、第238位、第239位、第241位、第242位、第243位、第245位、第249位、第251位、第257位、第260位、第261位、第262位、第270位、第272位、第273位、第274位、第277位、第287位、第292位、第295位、第296位、第297位、第299位、第306位、第307位、第308位、第314位、第315位、第318位、第319位、第322位、第326位、第328位、第329位、第332位、第333位、第337位、第350位、第356位、第358位、第360位、第374位、第376位、第379位、第386位第396位、第398位、第403位、第411位、第417位、第418位、第424位、第428位、第434位、第435位、第439位、第446位、第448位、第450位、第451位、第469位、第472位和第474位中的一个或多个。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其满足下述条件的一种或多种：(1)所述的氨基转移酶突变体的突变位点还包括选自如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的第59位、第60位、第144位、第161位、第164位、第169位、第174位、第240位、第244位、第327位、第330位、第331位、第373位、第387位、第410位、第436位、第437位和第442位中的一个或多个；(2)所述的C1～C6烷基为C1～C4烷基，优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基，更优选为乙基；所述的R优选为
‑
COOH、
‑
COOMe、
‑
COOEt或
‑
CN；(3)所述的流加为通过蠕动泵或注射泵流加物料；通过电子监控系统，可以记录和显示流加速率和/或单位时间内流加物料量；(4)所述的流加的速率为1
‑
5mL/h，优选为1.3mL/h、3mL/h或5mL/h；(5)所述的氨基供体为异丙胺、L
‑
丙氨酸、DL
‑
丙氨酸、L
‑
赖氨酸、DL
‑
赖氨酸、(S)
‑1‑
苯
乙胺、(R)
‑1‑
苯乙胺、(RS)
‑1‑
苯乙胺、戊二胺、邻苯二甲胺、邻苯二甲胺盐酸盐、2
‑
(4
‑
硝基苯)乙胺、2
‑
(4
‑
硝基苯)乙胺盐酸盐中的一种或多种；优选为异丙胺；(6)所述的氨基供体与所述的如式I所示的环己基酮类化合物的摩尔比为(0.8
‑
5)：1；优选为1：1、2：1、3：1或4：1；(7)所述氨基转移酶与所述的如式I所示的环己基酮类化合物的质量比为0.025
‑
0.25，更优选为0.25、0.2或0.1；(8)所述的磷酸吡哆醛与所述的氨基转移酶质量比为0.01
‑
0.05；优选为0.012或0.015；(9)所述的胺化反应的溶剂为缓冲液，或缓冲液和有机溶剂的混合物；优选为缓冲液；所述的缓冲液为磷酸盐缓冲液、氨基丁三醇缓冲液、三乙醇胺缓冲液、碳酸氢钙
‑
羧酸钙缓冲液和三羟甲基甲胺盐缓冲液中的一种或多种；优选为磷酸盐缓冲液、三羟甲基甲胺盐缓冲液或三乙醇胺盐缓冲液，例如磷酸盐缓冲液；所述的有机溶剂为甲基叔丁基醚、异丙醚、四氢呋喃、2
‑
甲基四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环、乙酸乙酯、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种；(10)当所述的胺化反应的溶剂为所述的缓冲液和所述的有机溶剂混合物时，所述的有机溶剂占反应总体积的比例为0～250mL/L；(11)所述的缓冲液的浓度为0.025
‑
1moL/L，优选为0.2mol/L；(12)所述的缓冲液与所述的如式I所示的环己基酮类化合物的体积质量比为5～100mL/g，更优选为6～10mL/g，例如：7mL/g、8mL/g、8.7mL/g或9mL/g；(13)所述的胺化反应的pH值为6.0～9.0；优选为7.0～9.0；例如7.0、7.5或8.0；(14)所述的胺化反应的反应温度为10℃～60℃；优选为47℃；(15)所述的胺化反应的反应时间为2～20h；优选为4h；(16)所述的反式氨基环己基类化合物的制备方法，具体包括以下步骤：向所述的缓冲液、所述的氨基供体、所述的吡哆醛和所述的氨基转移酶的混合液中，流加所述的如式I所示的环己基酮类化合物，流加结束后在10℃～60℃下继续反应即可；(17)所述的胺化反应结束后，还可进一步包含后处理步骤；所述后处理步骤为萃取、干燥、过滤和浓缩中的一种或多种；优选萃取和/或减压浓缩；所述的后处理步骤优选包括以下步骤：减压浓缩，向体系加入醚类溶剂，用碱调节pH≥10.5，取有机相，有机相干燥并除去醚类溶剂即可；(18)所述的醚类溶剂为叔丁基甲醚；(19)所述的缓冲液与所述的醚类溶剂的体积比为(0.5：1)
‑
(1.6:1)，优选1.1：1、0.9：1或1.5：1；(20)所述的取有机相的方式为离心；(21)所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，例如氢氧化钾；(22)所述的除去醚类溶剂的方式为减压蒸馏，例如在压力为
‑
0.09Mpa下减压蒸馏。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的突变体为如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的：第3位替换为：D、G、H、K、N、R、S、W或Y；和/或，第4位替换为：D、E、F、I、L、P、R、V或W；
和/或，第5位替换为：H、K、L、N或R；和/或，第7位替换为：A、E、K、L、M、N、P、Q或T；和/或，第8位替换为：A、G、H、M、P、S、V或W；和/或，第9位替换为：A、C、D、E、H、N、P或Q；和/或，第15位替换为：D、E、F、K、L、M、Q、S、T、V、W或Y；和/或，第19位替换为：A、D、E、G、H、I、M、N、P、R、T、W或Y；和/或，第21位替换为：A、C、D、F、G、I、K、L、M、N、P、Q、R、S或V；和/或，第25位替换为：E、F、H、I、K、L、M、T、V或W；和/或，第28位替换为：A、D、F、G、K、L、M、R、S、T或V；和/或，第29位替换为：C、D、I、K、Q或S；和/或，第32位替换为：C、D、F、G、K、P或Y；和/或，第33位替换为：A、G、L、M、N、R或Y；和/或，第37位替换为：D、H、K、P、Q、S、T、V、W或Y；和/或，第47位替换为：A、C、F、G、I、R、S、T、V或W；和/或，第48位替换为：A、E、F、G、H、I、P、Q、R、T、V或Y；和/或，第51位替换为：C、D、E、F、G、M、N、P、R、W或Y；和/或，第56位替换为：C、G、H、I、K、N、R、S或W；和/或，第58位替换为：A、C、F、G、I、L、M、N、P、T或Y；和/或，第61位替换为：A、C、L、R、V或W；和/或，第67位替换为：E、F、H、K、M、N、P或Y；和/或，第69位替换为：A、G、H、I、L、N、R、S或V；和/或，第76位替换为：A、D、G、L、M、N、P、R、S、T或W；和/或，第77位替换为：A、C、D、H、I、K、N、Q、R或T；和/或，第80位替换为：A、F、H、K、P、Q、W或Y；和/或，第84位替换为：C、F、H、K、L、M、P、Q、T、V、W或Y；和/或，第86位替换为：A、D、E、G、I、K、N、P、S、T、V、W或Y；和/或，第88位替换为：A、E、F、G、K、L、M、N、S、T或Y；和/或，第94位替换为：C、D、F、G、I、K、N、P、Q、R、S或W；和/或，第108位替换为：A、D、G、H、I、M、Q或T；和/或，第110位替换为：C、E、F、Q、R或V；和/或，第113位替换为：A、C、D、F、H、I、L、N、R或S；和/或，第119位替换为：C、D、F、G、H、I、K、M、N、P、S或V；和/或，第120位替换为：A、C、F、H、I、K、M、N、P或Q；和/或，第121位替换为：F、H、I、Q、S、V、Y、F或I；和/或，第122位替换为：L、N、V或Y；和/或，第123位替换为：F、G、H、K、S或T；和/或，第124位替换为：C、D、F、N、P或W；和/或，第125位替换为：D、E、G、K、N、P、R、S或T；和/或，第126位替换为：A、C、F、G、L、N、P、Q或W；
和/或，第131位替换为：C、G、H、I、M、R、T、V或W；和/或，第135位替换为：A、D、G、H、K、L、Q、R、T或Y；和/或，第136位替换为：E、F、G、K、M、N、P、S、V或W；和/或，第140位替换为：C、G、K、M、N、P、R或S；和/或，第145位替换为：D、E、F、G、I、K、L、M、Q、V、W或Y；和/或，第147位替换为：D、F、G、H、K、M、Q、R、T、V、W或Y；和/或，第148位替换为：A、E、F、K、L、M、N、Q、R、S、T或V；和/或，第150位替换为：A、C、G、H、I、K、L、R、S、T或V；和/或，第151位替换为：C、E、G、K、L、M、Q、R、S或W、和/或，第152位替换为：D、I、K、M、N、P、Q、R、V或Y、和/或，第155位替换为：E、F、K、M、N、P、R、S、T、W或Y、和/或，第156位替换为：C、D、E、G、I、L、M、N、P、Q、R或W、和/或，第159位替换为：D、E、F、G、H、I、K、M、N、P、V或Y、和/或，第167位替换为：E、F、G、H、I、K、M、N、Q、R、S、T或W；和/或，第172位替换为：A、C、D、E、G、H、M、N、P、Q、R、S、T、V或W；和/或，第173位替换为：C、F、P、Q、R或V；和/或，第175位替换为：D、E、G、H、I、K、S、V、W或Y；和/或，第179位替换为：A、C、F、G、I、L、M、N、Q、R或V；和/或，第185位替换为：A、D、E、F、H、I、K、M、N、P、T、V或W；和/或，第186位替换为：A、D、E、F、H、K、L、M、N、P、Q或T；和/或，第193位替换为：A、C、F、H、K、L、N、Q、R、S、T或Y；和/或，第198位替换为：A、F、G、I、L、M、N、P、R、T、V或Y；和/或，第199位替换为：C、D、H、I、K、M、N、P、Q、R或W；和/或，第201位替换为：A、C、D、F、I、L、M、N、P、R、S或T；和/或，第202位替换为：A、F、G、H、I、K、M、N、P、Q、S或Y；和/或，第206位替换为：A、C、D、F、M、N、P、R、S、W或Y；和/或，第208位替换为：C、H、I、K、M、Q、R或V；和/或，第209位替换为：D、E、G、I、L、P、T、V、W或Y；和/或，第210位替换为：A、G、H、I、K、L、Q、S或T；和/或，第214位替换为：A、E、F、L、M、N、P、S、T或W；和/或，第225位替换为：D、I、L、M、Q、R、V或W；和/或，第229位替换为：A、C、F、G、H、K、M、P或R；和/或，第230位替换为：A、C、F、G、H、K、M、Q、T、V或W；和/或，第231位替换为：A、D、E、F、I、K、L、P、R或T；和/或，第235位替换为：A、C、D、E、I、K、M、P、S或T；和/或，第236位替换为：C、E、G、H、I、M、N、P、S、W或Y；和/或，第238位替换为：C、D、E、F、H、K或P；和/或，第239位替换为：A、C、F、G、H、I、K、Q、S、T、W或Y；和/或，第241位替换为：A、D、K、P、Q、T或V；
和/或，第242位替换为：A、C、D、G、H、K、M、P、Q、R、W或Y；和/或，第243位替换为：A、D、F、K、R、V、W或Y；和/或，第245位替换为：A、D、G、H、I、K、L、M、N、Q、R、S、T或W；和/或，第249位替换为：A、C、F、K、L、Q、S、V或W；和/或，第251位替换为：F、G、I、L、N、P、Q、S、T、W或Y；和/或，第257位替换为：G、P、Q或T；和/或，第260位替换为：A、E、G、H、L、M、Q、R、S、T、V或W；和/或，第261位替换为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏飞，朱露，孟枭，冯李鹏，朱景仰，
申请(专利权)人：上海合全药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：