一种制备普瑞巴林手性中间体的酶催化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种制备普瑞巴林手性中间体(S)

【技术实现步骤摘要】
一种制备普瑞巴林手性中间体的酶催化工艺

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[0001]本专利技术属于生物催化
，具体涉及一种制备普瑞巴林手性中间体(S)
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异丁基戊二酸单乙酯的酶催化工艺。

技术介绍
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[0002]普瑞巴林(Pregabalin，简称PGB)，商品名为乐瑞卡(Lyricca)，化学名为(S)
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氨甲基
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甲基己酸，是美国辉瑞(Pfizer)研制的一种γ
‑
氨基丁酸类似物，是一种手性分子，S构型疗效高，主要用于治疗癫痫、广泛性焦虑症及糖尿病和疱疹后的神经痛。该药上市后反应良好，具有药效强、不良反应小、服用次数少等优点，受到全球各医药公司的高度关注。目前，市场上的普瑞巴林药物仍以化学法合成为主，主要使用手性拆分试剂进行化学拆分，或使用不对称催化剂、手性配体进行不对称合成。这些方法需要苛刻的高温高压等极端反应条件，同时伴随着副产物多、收率低、污染环境等缺点。
[0003]随着生物技术的发展，特别是生物酶催化技术在化学合成中的应用，使得一些难合成的手性分子，在酶的参与下变的非常容易，这也吸引了大量的科学人员对该领域进行深入研究。美国专利US2005/0283023中报道使用96孔板筛选可选择性水解(R/S)
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羰乙基
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氰基
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甲基乙酸乙酯的水解酶方法，得到较好的商品酶。中国专利CN109503401，利用脂肪酶对普瑞巴林进行手性拆分，获得了高手性产物，但拆分的收率最高仅有50％，限制了其应用。辉瑞在专利CN107746834中报道可利用转氨酶或其突变体合成普瑞巴林，虽然能够得到高的手性产物，但转换底物浓度过低且转化率不高，限制了其工业化的应用。
[0004]大量文献报道采用脂肪酶制备普瑞巴林，专利CN1972904、CN103045559、CN103695385、CN103981160、CN104130987、CN104560912中均不同程度报道脂肪酶可以用来制备普瑞巴林中间体，但是转化率仅为40％左右，造成原料浪费。
[0005][0006]文献(Organic&Biomolecular Chemistry，2013,11(22),3635)中报道合成普瑞巴林中间体的方法，如Scheme 2所示。
[0007][0008]此路线中采用的脂肪酶为野生型，当R
’
为甲基、乙基时，ee值为75％左右，当R
’
为烯丙基时，ee值也仅为93％，并不满足工业化生产的需要。
[0009]专利WO2009158343报道一种脂肪酶及其在普瑞巴林中间体制备中的应用。
[0010][0011]通过酶法合成将3
‑
异丁基戊二酸二甲酯转化为S
‑3‑
异丁基戊二酸单甲酯，其中酶为南极假丝酵母脂酶B，收率为96％，ee值为95.5％，并未达到工业化生产的理想化状态。
[0012]因此，目前亟需一种高效的适合工业化生产的酶催化工艺。

技术实现思路
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[0013]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种操作简单易于产业化的普瑞巴林手性中间体(S)
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异丁基戊二酸单乙酯的酶催化工艺。
[0014]本专利技术采用的技术方案如下：
[0015][0016]本专利技术提供一种制备普瑞巴林手性中间体(S)
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异丁基戊二酸单乙酯的方法，具体包括如下步骤：以3
‑
异丁基戊二酸二乙酯为反应底物，控制温度后，加入脂肪酶和助溶剂，控制pH值后进行反应，得到(S)
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异丁基戊二酸单乙酯。
[0017]进一步，所述脂肪酶选自尚科生物医药(上海)有限公司的脂肪酶PLE112。
[0018]进一步，所述反应温度为
‑
5℃～25℃，优选
‑
5℃～0℃。
[0019]进一步，所述助溶剂选自二甲基亚砜、四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙腈、正己烷、甲苯、四甲基二戊酮、丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔戊醇。
[0020]更进一步，所述助溶剂选自异丙醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、叔戊醇，优选仲丁醇。
[0021]更进一步，所述助溶剂仲丁醇的用量为反应体系的5％～30％，优选12.5％～25％，
[0022]更进一步，所述助溶剂仲丁醇的用量优选为15％。
[0023]进一步，所述pH值优选为8～8.5。
[0024]本专利技术的有益效果在于，本专利技术利用脂肪酶PLE112对3
‑
异丁基戊二酸二乙酯进行催化水解，通过加入不常用的有机溶剂并通过低温控制等获得了高手性的催化产物，光学纯度可达到99.6％。
附图说明
[0025]无
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
作进一步的阐述，其目的是为了更好的
理解本专利技术的内容，但本专利技术的保护范围不限于此。
[0027]实施例1底物3
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异丁基戊二酸二乙酯的合成
[0028]向500mL的玻璃反应釜加入37.6g的3
‑
异丁基戊二酸，接着加入200g乙醇，搅拌溶解后加入高锰酸钾5.64g，接着缓慢滴入2.5g浓硫酸升温回流12h。反应冷却到室温后蒸馏出乙醇，用正己烷对残余液萃取，干燥浓缩后得到3
‑
异丁基戊二酸二乙酯42.8g，收率为87％。
[0029]实施例2固定化PLE112催化水解反应
[0030]取3
‑
异丁基戊二酸二乙酯0.2g加入到50mL的反应玻璃釜中，加入100mM Tris缓冲液(pH＝8.0)9.8mL，边搅拌边加入固定化PLE112酶0.5g，反应在25℃下，利用10％的碳酸钠溶液控制pH8.0，反应18h后，取反应样TLC点板，在溴甲酚绿的染色下，观察到底物转化完全。用反应体系1/4的乙酸乙酯量进行萃取，再对有机层进行45℃下旋蒸干燥，用异丙醇溶解后分析手性，S手性的光学纯度为78％。
[0031]实施例3不同温度对酶反应的影响
[0032]分别取3
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异丁基戊二酸二乙酯0.25g加入到7个50mL的反应玻璃釜中，加入100mM Tris缓冲液(pH＝8.0)9.75mL，边搅拌边加入固定化PLE112酶0.1g，反应温度分别设定在
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5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃和25℃下，利用10％的碳酸钠溶液控制pH8.0，反应5h后，用反应体系1/4的乙酸乙酯量进行萃取，再对有机层进行45℃下旋蒸干燥，用异丙醇溶解后分析手性，结果显示在
‑
5℃～0℃之间，产物S手性光学纯度达到95.1％。
[0033]表1不同温度下的转化结果
[0034]反应温度R手性纯度S手性纯度外消旋体51.3％48.7％
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备(S)
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异丁基戊二酸单乙酯的酶催化工艺，其特征在于，以3
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异丁基戊二酸二乙酯为反应底物，控制反应温度为
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5～0℃后，加入脂肪酶PLE112和助溶剂，控制pH值为8～8.5进行反应，得到(S)

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：尚科生物医药上海有限公司，
类型：发明
国别省市：