本发明专利技术提供一种抗癫痫手性药物左乙拉西坦合成所需关键中间体“S-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐”的生产方法：以L-苏氨酸为起始原料，由生物转化的方法制得L-2-氨基丁酸，再经过酯化和氨解反应制得目标化合物。本发明专利技术采用生物转化和化学合成相结合的方法，利用生物转化光学选择性好的特点生成L-2-氨基丁酸，反应条件温和简单，原材料成本低，不必使用有机溶剂，工艺环保，且异构体纯度高，转化率及收率都比较高，适合工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种抗癫痫手性药物左乙拉西坦合成所需关键中间体5·-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法，属于手性化合物的
技术介绍
左乙拉西坦(Levetiracetam),是由比利时UCB公司研发的具有全新抗癫痫机制的吡咯烷酮类新药，主要用于治疗局限性及继发性全身性癫痫，是目前报道的唯一具有预防作用的广谱抗癫痫药物。已上市的乙拉西坦有/P、S两种光学对映异构体。其右旋体右乙拉西坦对于抑制癫痫发作只有轻微或者不明显的药效作用，而左旋体左乙拉西坦是一种安全高效的抗癫痫药物，可有效控制癫痫发作，与右乙拉西坦相比具有治疗指数高、安全性好、副作用轻微等特点。目前左乙拉西坦合成工艺，主要是以^-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐作为关键中间体和手性源，通过其与4-氯丁酰氯反应来制备左乙拉西坦，其中，控制反应过程中左旋异构体的光学纯度是左乙拉西坦的合成关键。现有的(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐主要是利用拆分法来获得。中国专利CN1583721A公开了一种通过拆分混旋(±) _2_氨基丁酰胺盐酸盐获得光学纯的(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐的方法。但在实际操作中，由于拆分过程碱、如氢氧化钠的存在，使体系中相当一部分无机盐类，如酒石酸钠等与产物会同时沉淀析出，造成产物分离困难，最终使得到的产品纯度不高。另外，该方法没有对反应过程中产生的另一异构体进行回收利用，使该路线成本较高，收率较低。中国专利CN10113 0504B公开的方法是以2_溴丁酸为原料在氨水中经胺化得到2-氨基丁酸，接着经甲酯化氨解得到混旋游离碱(±)-2_氨基丁酰胺粗品，再采用半量拆分的方法，与化学拆分剂结合成盐析出，达到分离纯化的目的，进一步得到光学活性的 (+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐。但在实际生产中(±)-2_氨基丁酰胺粗品含有较多未知杂质，对后续拆分及纯化工序造成很大影响，环境隐患大，且易导致产品质量不稳定、使生产上受到一定限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题而提供一种纯度高、收率高、污染少的S-(+) -2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法，该方法高效、低成本，易于产业化生产。本专利技术的技术解决方案是A-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐的一种制备方法，以L-苏氨酸为起始原料，经大肠杆菌全细胞生物转化制得到L-2-氨基丁酸，所得到的L-2-氨基丁酸再经酯化反应和氨解反应制得光学活性的S- (+) -2-氨基丁酰胺盐酸盐。进一步地，本专利技术所述生物转化反应是在水溶液体系中进行，所述生物转化反应中的大肠杆菌全细胞包括A型大肠杆菌全细胞或B型大肠杆菌全细胞的一种或两种组合，优选为A型大肠杆菌全细胞和B型大肠杆菌全细胞的两种组合。本专利技术中所述A型大肠杆菌全细胞是含有L-苏氨酸脱氨酶基因质粒的基因工程大肠杆菌，所述B型大肠杆菌全细胞是含有L-亮氨酸脱氢酶基因质粒和甲酸脱氢酶基因质粒的基因工程大肠杆菌。更进一步地，所述生物转化反应中，以水溶液体积计，L-苏氨酸的加入量为20-120g/l，A型大肠杆菌全细胞的加入量为2-8g/l，B型大肠杆菌全细胞的加入量为10-40g/l。所述生物转化反应在温度25 38°C条件下进行，反应6 28小时得到L-2-氨基丁酸。所述生物转化反应中还添加有甲酸铵，甲酸铵的加入量为L-苏氨酸加入量的I 1.3倍摩尔当量。更进一步地，本专利技术所述酯化反应是以所述生物转化反应得到的L-2-氨基丁酸为原料，在二氯亚砜催化条件下和低级醇反应生成S- (+) -2-氨基丁酸酯盐酸盐。所述二氯亚砜与L-2-氨基丁酸的摩尔比为1.1 1. 4 :1，所述低级醇与L-2-氨基丁酸的摩尔比为10 15 :1，所述低级醇是甲醇或乙醇，优选为甲醇。所述酯化反应过程中，将所述二氯亚砜滴加至温度O 8°C的L-2-氨基丁酸和低级醇的反应体系中，滴加时长2 5小时，二氯亚砜滴加结束后在8-20°C条件下反应4 18小时得到5·-(+)-2-氨基丁酸酯盐酸盐。再进一步地，本专利技术所述氨解反应是以所述酯化反应得到^-(+)-2-氨基丁酸酯盐酸盐在饱和氨水的作用下生成S- (+) -2-氨基丁酰胺盐酸盐，所述氨水与S- (+) -2-氨基丁酸酯盐酸盐的投料质量比为5 8 :1 :。所述氨解反应在温度O 10°C条件下进行，反应10 22小时得到光学活性的5·-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐。本专利技术采用生物转化和化学合成相结合的方法，来制备抗癫痫手性药物左乙拉西坦合成所需关键中间体S- (+) -2-氨基丁酰胺盐酸盐，由于以上技术方案的实施，相比于已有生产工艺，具有如下优势⑴采用光学纯对映异构体L-2-氨基丁酸为手性源合成光学活性的S- (+) -2-氨基丁酰胺盐酸盐，避免了拆分损失手性原料，产物收率高、纯度高，反应过程没有用到有机溶剂，工艺环保，且操作简单。 ⑵采用全细胞转化代替酶法反应，过程更简单，同时避免使用价格昂贵的NAD等辅酶，原料成本更低，后处理更为简单，这些特点使L-2-氨基丁酸的成本降低，有利于大规模的工业生产。⑶各步原材料价廉易得，单元操作简单，设备要求低，污染少，产品纯度高，适合于大规模工业化生产。具体实施例方式下面结合具体实例对本专利技术技术方案作进一步说明，所举的实施例仅是对本专利技术的方法作概括性例示，有助于更好地理解本专利技术，但并不会限制本专利技术范围。根据本专利技术，所述含有L-苏氨酸脱氨酶基因质粒的基因工程大肠杆菌的A型大肠杆菌全细胞来源参考文献方法构建(AbreScia P, et, al. Threonine deaminaSe:AutogenouS regulator of the ilv geneS in EScherichia coli K-12. Molecular andGeneral GeneticS MGGj 1979，171，261-275)，A型大肠杆菌全细胞在扩大培养时加入PLP(5-磷酸吡哆醛)。所述含有L-亮氨酸脱氢酶和甲酸脱氢酶基因质粒的基因工程大肠杆菌的B型大肠杆菌全细胞来源于参考文献方法构建(Galkin，A, et, al. SyntheSiS ofoptically active amino acidS from alpha—keto acidS with EScherichia coli cellSexpressing heterologouS geneS. Applied and environmental microbiology, 1997,63 (12)，4651)。L-苏氨酸、甲酸铵、二氯亚砜、甲醇、乙醇及氨水等原料可商购获得。K实施例131.1生物转化反应在500ml带搅拌的烧瓶中，加入L-苏氨酸IOg,甲酸铵6.1g, 0. 8gA型大肠杆菌全细胞,4. OgB型大肠杆菌全细胞，溶解在200ml水中，保持水浴温度32°C，搅拌转速500rpm。HPLC跟踪监测转化情况，24h转化大于99%，停止反应。离心去除菌体细胞，将上清液真空减压除水，浓缩至20ml，冷却结晶后过滤，再用IOOml甲醇洗涤后烘干，得2-氨基丁酸的白色固体6. 7g,收率为 77. 4%,纯度 >99%, ee 值 >99%。1H-NMR (400MHz, D2O) δ O. 814 (3Η, CH3)，1.本文档来自技高网...
【技术保护点】
S?(+)?2?氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法，其特征在于：以L?苏氨酸为起始原料，经大肠杆菌全细胞生物转化制得到L?2?氨基丁酸，所得到的L?2?氨基丁酸再经酯化反应和氨解反应制得光学活性的S?(+)?2?氨基丁酰胺盐酸盐。
【技术特征摘要】
1.S- (+) -2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法，其特征在于以L-苏氨酸为起始原料，经大肠杆菌全细胞生物转化制得到L-2-氨基丁酸，所得到的L-2-氨基丁酸再经酯化反应和氨解反应制得光学活性的S- (+) -2-氨基丁酰胺盐酸盐。2.根据权利要求1所述的^-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法，其特征在于所述生物转化反应是在水溶液体系中进行，所述生物转化反应中的大肠杆菌全细胞包括A型大肠杆菌全细胞或B型大肠杆菌全细胞的一种或两种组合；所述A型大肠杆菌全细胞是含有L-苏氨酸脱氨酶基因质粒的基因工程大肠杆菌；所述B型大肠杆菌全细胞是含有L-亮氨酸脱氢酶基因质粒和甲酸脱氢酶基因质粒的基因工程大肠杆菌。3.根据权利要求2所述的(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法，其特征在于所述生物转化反应中，以水溶液体积计，L-苏氨酸的加入量为20-120g/l，A型大肠杆菌全细胞的加入量为2-8g/l，B型大肠杆菌全细胞的加入量为10-40g/l。4.根据权利要求1所述的^-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法，其特征在于所述生物转化反应在温度25 38°C条件下进行，反应时间6 28小时。5.根据权利要求1所述的^-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法，其特征在于所述生物转化反应中还添加有甲酸铵，甲酸铵的加入量为L...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚强，
申请(专利权)人：姚强，
类型：发明
国别省市：
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