一种D-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的制备方法与流程

文档序号:15655318发布日期:2018-10-12 23:46阅读:5001来源:国知局

本发明主要涉及精细化工技术领域,具体的是一种d-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的制备方法。



背景技术:

d-对甲砜基苯丝氨酸乙酯,又称d-乙酯,是一种医药中间体,cas号:36983-12-7,分子式:c12h17no5s,分子量:287.33,白色或类白色结晶性粉末,密度1.309g/cm3,熔点129-132℃,微溶于水,溶于有机溶剂,主要用于生产氟苯尼考、甲砜菌素等抗生素类兽药,原料药。

许多药品、天然产物、食品成分都是手性的,对生物体而言,药物不同的构型表现出不同的药效活性和毒性,故手性在许多药物的功效和安全性方面是个非常重要的因素。因此,在制药工业中生产出光学纯的药物中间体已经变得越来越重要。d-型的对甲砜苯丝氨酸乙酯(d-p-mpse)(结构如图1)是合成氟苯尼考的重要中间体。兽用抗生素氟苯尼考是氯霉素的衍生物,对治疗动物的传染性疾病如鳗鲡爱德华氏病和赤磷病非常有效,然而,它另外一种构型却表现出极微弱的抗真菌活性。故对药物中间体光学纯的d-型对甲砜苯丝氨酸乙酯的成功合成或拆分具有重要的意义。

目前,该中间体的制备方法主要有两种路线:对甲砜基苯丝氨酸路线和对甲砜基苯丝氨酸铜路线。hisaotobiki等人以对甲砜基苯丝氨酸铜、乙醇为原料,hcl为催化剂,产物dl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的收率为86%,将所得产物用d-酒石酸进行拆分,d-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯收率为82%(gb:1268866,1969-07-24;gb:1268867,1969-07-24;us:3733352,1973-05-15),这一工艺对设备的抗腐蚀要求很高,在工业化生产的应用受到了极大的限制;董顺康等人对hisaotobiki发展的工艺进行了改造,以甲砜基苯丝氨酸铜盐、乙醇为生产原料,使用浓硫酸作为酯化反应的催化剂,收率为75-82%(中国医药工业杂志,1979,10,1-3),该工艺对生产设备的要求较低,较易进行工业化,但是最终产品的收率还是偏低;李叶芝等人使用(r)-四氢噻唑-2-硫酮-4-羧酸作为拆分试剂,收率为83%(cn:1302798,2001-07-11),但是在该工艺路线中需要使用大量的拆分试剂,同时产物的ee值较低;韩玉英等人对dl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的合成工艺进行了一系列的调整之后,能够以93%的拆分收率得到d-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯(精细化工,2011,28,599-602),但是在这一过程中需要使用大量的乙醇,会导致生产成本高昂。由此可见,虽然化学合成法原料廉价易得,但也存在着许多问题,首先,溴化反应选择性差,约有10%的转化为副产物(一溴、或二溴取代产物);其次,反应过程中用溶剂量较大,废液处理难度大,造成生产成本较高;最后,酯化时降温耗能大及拆分工序中回收的手性拆分试剂质量差等,且对另一种构型的原料造成浪费。

使用脂肪酶作为手性拆分催化剂具有一系列的优势。使用脂肪酶酶法拆分手性物质主要是围绕其独特的立体选择性,整个过程就是外消旋底物的一对对映体对酶的活性中心进行竞争性的反应,从而达到反应产物或者是剩余底物具有单一的光学活性。郭锐等人使用了脂肪酶对dl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的手性拆分进行了相关的研究,在优化后能够得到d-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯(浙江农业科学,2012,1203,1197-1200),但是其最终产物收率较低,仅为68.62%。相比于化学拆分法,酶催化法更容易地得到高对映和高区域选择性的目标产物,并且可以在温和的条件下进行,从而避免了苛刻的反应条件和各式各样化学试剂的使用,同时也避免了许多副反应的发生。由此可见,酶催化法在药物及其中间体手性拆分的应用已成为趋势。

综上所述,现有的各种拆分方法都存在着各种各样的不足,比如:反应设备要求高、手性拆分试剂的回收困难、产品收率低下等。



技术实现要素:

鉴于现有技术中存在的不足和缺陷,本发明的目的在于提供一种所需原料成本低,操作简单,单一构型的底物产率和光学纯度高的d-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的制备方法

为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种d-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的制备方法,以dl-thero-p-pmse为起始原料,在tris-hcl缓冲溶液中,在脂肪酶(casno:9001-62-1)的作用下,对dl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯进行拆分,dl-thero-p-pmse分解为d(-)-p-pmse和l(+)-p-pmse,所述l(+)-p-pmse在脂肪酶的作用下进一步水解,而对d(-)-p-pmse无作用,从而可以直接得到d(-)-p-mpse化学反应式如下

作为本发明的进一步改进,所述脂肪酶的获得是通过构建脂肪酶基因工程菌,从菌株中分离出来的脂肪酶基因与载体质粒进行重组,在大肠杆菌中进行表达,通过基因突变的技术,设计引物并进行pcr,以质粒基因为模板,添加了组氨酸标签,在没有影响基因表达的前提下,成功的在大肠杆菌中表达,通过镍柱进行纯化,纯化产物可直接用于拆分过程,其在反应溶液中浓度为5%。

作为本发明的进一步改进,所述溶剂为ph值为7.5~8.5的tris-hcl缓冲溶液。

作为本发明的进一步改进,所述反应温度为30℃~40℃。

作为本发明的进一步改进,所述反应时间为20~120小时。

作为本发明的进一步改进,所述l(+)-p-mpse的水解产物可以与对甲砜基苯甲醛形成席夫碱中间体,经酯化最终得到消旋产物dl-thero-p-pmse。该消旋产物可以作为脂肪酶的底物进行进一步的拆分反应,不仅成功避免了原料的浪费,而且增加了d(-)-p-pmse目标产物的转化率和产品的光学纯度。

与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:本发明作为拆分方法,在该拆分过程中不需要加入额外的拆分试剂如酒石酸,节省了拆分成本,反应条件温和,后处理简单,对生产装置的腐蚀性低,30℃时拆分产物总收率达到了80%,所得产物的ee值为85.12%。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明:

图1为本发明一种d-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的制备方法的化学反应流程图;

图2为本发明d-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的结构示意图;

图3为25℃时拆分产物的高效液相色谱谱图;

图4为30℃时拆分产物的高效液相色谱谱图;

图5为37℃时拆分产物的高效液相色谱谱图;

图6为40℃时拆分产物的高效液相色谱谱图;

cas:(casregistrynumber或称casnumber,casrn,cas#),又称cas登录号或cas登记号码,是某种物质(化合物、高分子材料、生物序列(biologicalsequences)、混合物或合金)的唯一的数字识别号码,是国化学会的下设组织化学文摘社(chemicalabstractsservice,简称cas).该社负责为每一种出现在文献中的物质分配一个cas编号,这是为了避免化学物质有多种名称的麻烦,使数据库的检索更为方便。

dl-thero-p-pmse:一种dl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯。

d(-)-p-pmse:一种d-对甲砜苯丝氨酸乙酯。

l(+)-p-pmse:一种l对甲砜苯丝氨酸乙酯。

lipase:脂肪酶。

ee值:光学纯度。

tris-hcl缓冲液(0.05mol/l,25℃),中文别名:三(羟甲基)氨基甲烷。

pcr:聚合酶链式反应,聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的dna片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊dna复制,pcr的最大特点,是能将微量的dna大幅增加。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

图1给出了本发明一种d-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的制备方法的化学反应流程图,以dl-thero-p-pmse为起始原料,在ph值为7.5~8.5的tris-hcl缓冲溶液中,所述反应温度为30℃~40℃,在脂肪酶(casno:9001-62-1)的作用下,对dl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯进行拆分,所述反应时间为20~120小时,dl-thero-p-pmse分解为d(-)-p-pmse和l(+)-p-pmse,所述l(+)-p-pmse在脂肪酶的作用下进一步水解,而对d(-)-p-pmse无作用,从而可以直接得到d(-)-p-mpse。

所述l(+)-p-mpse的水解产物可以与对甲砜基苯甲醛形成席夫碱中间体,经酯化最终得到消旋产物dl-thero-p-pmse。该消旋产物可以作为脂肪酶的底物进行进一步的拆分反应,不仅成功避免了原料的浪费,而且增加了d(-)-p-pmse目标产物的转化率和产品的光学纯度。

所述脂肪酶的获得是通过构建脂肪酶基因工程菌,从菌株中分离出来的脂肪酶基因与载体质粒进行重组,在大肠杆菌中进行表达,通过基因突变的技术,设计引物并进行pcr,以质粒基因为模板,添加了组氨酸标签,在没有影响基因表达的前提下,成功的在大肠杆菌中表达,通过镍柱进行纯化,纯化产物可直接用于拆分过程,其在反应溶液中浓度为5%。

本发明作为拆分方法,在该拆分过程中不需要加入额外的拆分试剂如酒石酸,节省了拆分成本,反应条件温和,后处理简单,对生产装置的腐蚀性低,30℃时拆分产物总收率达到了80%,所得产物的ee值为85.12%。

实施例1

拆分:将1000gdl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯加入到盛有10l水的反应釜中,加入tris-hcl缓冲液(溶液ph值为7.5),在25℃以5%(v/v)的比例加入脂肪酶,反应120小时之后,进行后续操作,即可得到d(-)-p-mpse,收率68%。

纯度检测:本发明的产物光学纯度通过高效液相色谱进行检测,结果如图3所示,显示所得产物的ee值为52.46%。

图325℃时拆分产物的高效液相色谱谱图

实施例2

拆分:将1000gdl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯加入到盛有10l水的反应釜中,加入tris-hcl(溶液ph值为7.5),升温至30℃并维持,随后以5%(v/v)的比例加入脂肪酶,反应120小时之后,进行后续操作,即可得到d(-)-p-mpse,收率80%。

纯度检测:本发明的产物光学纯度通过高效液相色谱进行检测,结果如图4所示,显示所得产物的ee值为85.12%。

图430℃时拆分产物的高效液相色谱谱图

实施例3

拆分:将1000gdl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯加入到盛有10l水的反应釜中,加入tris-hcl(溶液ph值为7.5),升温至37℃并维持,随后以5%(v/v)的比例加入脂肪酶,反应120小时之后,进行后续操作,即可得到d(-)-p-mpse,收率78%。

纯度检测:本发明的产物光学纯度通过高效液相色谱进行检测,结果如图5所示,显示所得产物的ee值为58.06%。

图537℃时拆分产物的高效液相色谱谱图

实施例4

拆分:将1000gdl-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯加入到盛有10l水的反应釜中,加入tris-hcl(溶液ph值为7.5),升温至40℃并维持,随后以5%(v/v)的比例加入脂肪酶,反应120小时之后,进行后续操作,即可得到d(-)-p-mpse,收率63%。

纯度检测:本发明的产物光学纯度通过高效液相色谱进行检测,结果如图5所示,显示所得产物的ee值为55.74%。

图640℃时拆分产物的高效液相色谱谱图

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