一种酶拆分外消旋萘普生酯制备（Ｓ）－萘普生的方法技术

本发明专利技术公开了一种酶拆分外消旋萘普生酯制备（Ｓ）－萘普生的方法，包括在水相介质中利用酯酶或脂肪酶拆分外消旋萘普生酯水解形成（Ｓ）－萘普生，其中，所述的外消旋萘普生酯经机械破碎分散于水相介质中形成悬浮浆液后，再加入酯酶或脂肪酶进行水解反应。本发明专利技术还利用醇钠作为碱催化剂对（Ｒ）－萘普生酯进行消旋，降低了生产成本，提高了反应收率。本发明专利技术实现了萘普生酯在单一水相反应介质中的有效分散，使反应底物浓度大大提高，反应速度加快，反应收率提高，（Ｓ）－萘普生综合收率可达８６％，光学纯度可达９７％以上。本发明专利技术工艺方法简便，可以不使用有机溶剂或者表面活性剂，环境污染小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物化工领域，特别涉及一种酶拆分外消旋萘普生酯制备(S)-萘普 生的方法。
技术介绍
萘普生是一种重要的2-芳基丙酸类非留体抗炎药，在医药行业中有着十分广泛 的应用。(S)-萘普生的消炎活性是(R)-萘普生的28倍；为了提高药效，降低(R)-萘普生 的毒副作用，扩大用药安全范围，有必要制备光学纯的单一对映体(S)-萘普生。单一构型的(S)-萘普生可以通过化学拆分、酶催化不对称合成或者酶法拆分等 方法获得。从产品得率、分离难易以及光学纯度等角度考虑，酯酶催化的外消旋萘普生酯 的对映选择性水解已成为制备高光学纯度(S)-萘普生的首选方法。目前已经有很多酯酶 /脂肪酶应用于萘普生酯的水解拆分，包括柱状假丝酵母脂肪酶、枯草芽胞杆菌酯酶以及沙 雷氏菌脂肪酶等。萘普生酯的水溶性较差，研究人员采用了很多方法提高萘普生酯的溶解度，促进 其在反应介质中的分散，包括采用非水相反应体系以及使用表面活性剂。辛嘉英等使用柱 状假丝酵母脂肪酶，在非水介质中催化萘普生甲酯的水解拆分，反应分别在水饱和有机溶 剂(中国ZL 99126583. 1)、水-异辛烷两相体系(中国ZL 00133042. X)以及水-离子液 两相体系(中国ZL 03152790. 6)中进行。非水相体系的应用在一定程度上提高了底物的 溶解度，尽管如此，在上述体系中，萘普生甲酯的最高浓度仅15g/L，并且有机溶剂或非离子 液等非水溶剂的采用，不仅增加了反应体系的复杂性，而且面临着有机溶剂挥发、易燃，非 水介质对环境的污染以及反应体系乳化、反应物分离困难等问题。Steenkamp等采用来自 DSM公司的枯草芽孢杆菌羧酯酶(carboxylesterase NP)催化萘普生甲酯的立体选择性水 解，反应在磷酸盐缓冲液中进行，研究人员在反 应体系中加入表面活性剂吐温80以促进底物萘普生甲酯的分散。与非水相体系相比，在水 相反应体系中加入添加剂的方法简便易行，并且表面活性剂的加入有效地提高了反应底物 的浓度或分散度，尽管如此，表面活性剂的使用增加了后续产物分离的难度，并且对产品有 较大的污染。针对上述问题，有必要开发一种新的方法，既能促进底物固体萘普生酯的分 散，从而提高底物浓度，又简便易行，不产生新的污染。在萘普生酯的对映选择性水解拆分路线中，(S)-萘普生酯被立体选择性水解生 成(S)-萘普生，留下较低光学纯度的未水解的(R)-萘普生酯。为提高产品得率，必须对 (R)-萘普生酯进行消旋化处理，生成消旋的萘普生酯，以便重新作为酶促水解的底物循环 使用。将未反应的(R)-萘普生酯溶解于含有氢氧化钠、氢氧化钾等强碱的醇溶剂中，在加 热条件下进行碱催化消旋是芳基丙酸酯消旋化常用的方法。此外，也有文献报道选择二氮 杂环十一碳-7-烯(DBU)等有机碱作为消旋化试剂，在加热条件下进行消旋。这 些碱类化合物都能实现萘普生酯的消旋，但是都存在着缺陷。使用氢氧化物进行消旋容易 导致萘普生酯的水解，而DBU等有机碱价格较昂贵，而且其使用会造成反应产物的污染。因此有必要选择一种更有效的廉价碱催化剂进行(R)-萘普生甲酯的消旋化。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题就是针对现有的酶法拆分外消旋萘普生酯制备 (S)-萘普生的方法存在萘普生酯在单一水相反应介质中溶解性差，减慢了酶促反应的速 度，需要引入非水相反应体系或外加添加剂，从而导致环境污染和反应物分离困难的缺陷， 提供一种萘普生酯酶法拆分制备(S)-萘普生的的新方法，其能够促进底物萘普生酯在单 一水相反应介质中的分散，从而提高底物浓度，提高反应效率，又简便易行，不产生新的污 染。本专利技术还针对(R)-萘普生酯的消旋方法中使用导致萘普生酯水解的氢氧化物强碱或 者价格昂贵的DBU等有机碱作为消旋催化剂的不足，提供一种新的(R)-萘普生酯的消旋方 法，其使用的消旋催化剂价格便宜而且不会引起萘普生酯的水解。本专利技术人经过广泛的研究和反复的试验发现，萘普生酯在水中溶解性差，从而在 单一水相介质中萘普生酯分散性差，水相介质中浓度很低，与酶接触面积小，从而导致产生 反应速率慢的问题，因此，本专利技术人特别的采用机械破碎的方法，将萘普生酯分散于水相反 应介质中，形成悬浮浆液，从而极大地增加了萘普生酯颗粒的表面积，有效地提高了酶促反 应的速率，即使不借助非水溶剂或者表面活性剂等添加剂即可实现高浓度萘普生酯的高效 酶促转化。本专利技术人还发现，选择醇钠作为碱催化剂，在(R)-萘普生酯的醇溶液中，加入醇 钠，加热回流，即可进行萘普生酯的消旋。醇钠价廉、用量少，对产品无污染，而且在消旋反 应条件下萘普生酯不会发生自发水解，从而完成了本专利技术。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案之一是一种酶拆分外消旋萘普生酯 制备(S)-萘普生的方法，包括在水相介质中利用酯酶或脂肪酶拆分外消旋萘普生酯水解 形成(S)-萘普生，其中，所述的外消旋萘普生酯经机械破碎分散于水相介质中形成悬浮浆 液后，再加入酯酶或脂肪酶进行水解反应。根据本专利技术，所述的机械破碎较佳的是勻浆，所述勻浆优选高压勻浆法或者高速 捣碎勻浆法。所述的高压勻浆或者高速勻浆都是本领域常规技术，可利用高压勻浆机或高 速勻浆机进行，一般较佳的高压勻浆采用200 IOOObar的压力，高速勻浆采用10，OOOrpm, 1 20分钟。所述的水相介质可以是现有技术的任何水相介质，优选水或者缓冲溶液。所述的 缓冲溶液可以是常规的缓冲对水溶液，较佳的选自磷酸盐、Tris-HCl、硼酸盐缓冲溶液。所 述的水相介质中较佳的不包括表面活性剂。所述的酯酶或脂肪酶可以是现有技术，包括能够酶法拆分外消旋萘普生酯水解形 成(S)-萘普生的任何酯酶或脂肪酶。所述的酯酶较佳的是羧酯酶，更佳的如枯草芽孢杆菌 羧酯酶，更优选重组枯草芽孢杆菌羧酯酶，如其基因序列如序列表中SEQ ID NO. 1所示的枯 草芽孢杆菌羧酯酶，其是来源于枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis CGMCC 2548的羧酯酶， 已经在GENBANK中注册，注册号为GQ868652。所述的萘普生酯可以是现有技术中的任何萘普生酯，最常用的是萘普生甲酯，为 本专利技术优选。萘普生酯作为底物，其浓度较佳的为1 100g/L。根据本专利技术，所述的酶拆分反应的反应温度、反应时间、反应液pH值都同现有技 术，较佳的，反应温度为20 50°C，更优选25 35°C，反应液的pH为6 10，更优选pH7 9，反应过程中连续补加碱液以维持反应液的pH恒定不变，反应时间为1 10小时。所述的酯酶或脂肪酶的加入量也同现有技术，较佳的以外消旋萘普生酯的重量为 基准为1 100U/g底物，最适用量为5 10U/g底物。根据本专利技术，酶拆分反应终止后，可以按照常规方法将反应液过滤分离出滤液和 滤饼。水解生成的(S)-萘普生以盐的形式溶解于滤液中，而未反应的(R)-萘普生酯则被 截留在滤布上，实现(R)-和(S)-萘普生的拆分。其中，含有(S)-萘普生盐的滤液可以按 照常规方法，从中分离得到(S)-萘普生。如在搅拌状态下，可通过向滤液中加入硫酸或盐 酸，调节滤液PH至1 2，滤液中的(S)-萘普生以沉淀的形式析出，经过滤分离、精制即可 得到目标产品(S)-萘普生。而(R)-萘普生酯可以按照常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酶拆分外消旋萘普生酯制备（Ｓ）－萘普生的方法，包括在水相介质中利用酯酶或脂肪酶拆分外消旋萘普生酯水解形成（Ｓ）－萘普生，其特征在于，所述的外消旋萘普生酯经机械破碎分散于水相介质中形成悬浮浆液后，再加入酯酶或脂肪酶进行水解反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许建和，刘想，潘江，赵晶，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]