用于制备手性γ-芳基-β-氨基丁酸衍生物的酶途径的制作方法_2

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光化合物(手性化合物)的一种成分,所 述旋光化合物如本文表不,其带有一个结合氨基的不对称碳中心(手性中心)。
[0051] 如本文所定义的术语"外消旋体"或"外消旋化合物"是等量的所述旋光化合物对 的对映体的混合物。
[0052] 如本文所定义的术语"对映体过量"(ee)表示与两种对映体混合物中的外消旋体 相比一种对映体过量的数值,表示为百分比(% )。
[0053] 如本文所定义的术语"富含对映体的"表示具有一种成分的对映体过量的对映体 混合物。
[0054] 如本文所定义的术语"高度富含对映体的"或"高过量一种异构体的混合物"表示 具有一种成分至少90%、优选至少95%、更优选至少99%、最优选至少99. 5 %的对映体过 量的对映体混合物。
[0055] 如本文所定义的术语"富含对映体低"或"一种对映体过量低的混合物"表示对映 体混合物,其中一种成分的对映体过量不超过20%。
[0056] 如本文所定义的术语"活化衍生物"表示具有比母体化合物易于反应或反应比母 体化合物快的基团的衍生物,在如本文所定义的酸性衍生物的情况中,X优选自卤素,优选 氯;酰基,优选C1-C4-烷氧羰基;咪唑基;1-苯并三唑基氧基、二(C1-C4-烷基)磷酰氧基。
[0057] 如本文所定义的术语"动力学拆分"表示酶催化的水解反应,其中外消旋起始化合 物的一种对映体的反应远比相对应的对映体慢。因此,达到该时间点,其中一种起始化合物 的对映体耗尽,优选完全耗尽,而起始化合物的另一种对映体富含,优选主要乃至仅剩余该 对映体。在起始化合物的未反应对映体的对映体过量达到至少90%、优选至少95%、更优 选至少99%、最优选至少99. 5%的时间点时,优选终止本文的反应。
[0058] 按照这种方式,优选可以通过酶动力学拆分有益地得到高度富含对映体且甚至为 对映体纯或基本上为对映体纯的式(R)-II的化合物,从而特别有利地期望得到一些药物 活性剂,例如二肽基肽酶-4 (DPP-4)抑制剂,例如西格列汀。特别地,令人惊奇地发现,通过 使用青霉素酰胺酶对式II的衍生物进行酶动力学拆分,期望的化合物式II的(R)-对映体 进行的水解反应比相应的(S)-对映体少,且由此所述期望的(R)-对映体保留较高比例,而 化合物式II的另一种(S)-对映体被逐步转化成式(S)-III的化合物。
[0059] 由于期望的式II的化合物的(R)-对映体和式(S)-III的化合物两者不同的特 征,所以,例如,易于通过物理和/或化学方法分离它们。在一个优选的实施方案中,通过动 力学拆分,可以得到高度富含对映体的乃至基本上对映体纯形式的式(R)-II的化合物,且 由此可以避免繁琐和昂贵的对式II或III的化合物的外消旋拆分,例如,通过非对映体盐 的常规形成、通过手性色谱法或通过其它方式。
[0060] (2)条款⑴的方法,其中在步骤⑴中,式-III的Y-芳基-(6-氨基丁酸衍生 物是外消旋形式或对映体的任意一种过量低的对映体混合物形式,和/或式II的衍生物是 外消旋形式或对映体的任意一种过量低的对映体混合物形式。
[0061] (3)条款⑴或⑵的方法,其中在步骤(ii)中,式II的化合物高度富含(R)-对 映体。
[0062] (4)上述条款任一项的方法,其中在步骤(iii)中,式(R)-II的化合物通过酸化水 性介质和用与水不溶混的溶剂从酸水介质中萃取式(R)-II的化合物、任选地随后除去与 水不溶混的溶剂得到。
[0063] (5)上述条款任一项的方法,其中Ar选自取代的苯基,优选卤素取代的苯基,更优 选氟取代的苯基,最优选2,4, 5-三氟苯基。
[0064] (6)上述条款任一项的方法,其中X是氯。
[0065] (7)上述条款任一项的方法,其中W是苯基。
[0066] (8)上述条款任一项的方法,其中R最初是H或其中相应化合物上的OR基团在该 方法的任意阶段被转化成0H。
[0067] (9)上述条款任一项的方法,其中步骤(iii)中得到的式(R)-II的化合物被水解 得到式(R)-III的化合物,
[0068]
[0069] 其中Ar如上述所定义,优选是2,4, 5-三氟苯基。
[0070] (10)上述条款的方法,其中R是H,由此得到式(R) -III'的化合物:
[0071]
[0072] (11)上述条款任一项的方法,其中富含对映体的式⑶-III的化合物
[0073]
[0074] 其中Ar和R如上述所定义,用于随后制备药物活性化合物。
[0075] (12)条款(I)-(IO)任一项的方法,其中富含对映体的式(R)-III的化合物
[0076]
[0077] 其中Ar和R如上述所定义,用于随后制备药物活性化合物。
[0078] (13)条款(12)的方法,其中式(R)-III的化合物或如果R=H式(R)-III'的化 合物随后用于制列汀化合物(DPP-4抑制剂),特别是用于制备西格列汀。
[0079] (14)上述条款任一项的方法,其中在动力学拆分步骤(ii)后,富含对映体形式的 式(S)-III的化合物
[0080]
[0081] 其中Ar和R如上述所定义,
[0082] 被氧化剂氧化成其C-N双键合的中间体,且由此形成的C-N双键合的中间体被还 原剂还原,得到外消旋形式的式III的化合物,
[0083]
[0084] 该式III的外消旋形式的化合物在该方法中通过条款(1)的步骤(i)的N-酰化 被再循环,最终制备式(R)-II的化合物。
[0085] 根据该条款,提供再循环理念,其显示再利用不期望的对映体。作为用青霉素酰胺 酶生物转化的副产物得到的富含对映体的式(S)-III的化合物可以被转化成其外消旋体, 即可以将至多50%的"不期望的"对映体转化成期望的对映体。期望的R-对映体可以作为 制备方法中的原料被再导入或提供用于制备式(R)-II的化合物,优选在另一种方法中,最 终用于制备列汀化合物(DDP4-抑制剂),然后同时可以使不期望的S-对映体再进行外消 旋化过程。
[0086] (15)用于制备式I的列汀化合物(DPP-4抑制剂)或其盐的方法,
[0087]
[0088] 其中Ar表示未取代或取代的C6-C12-芳基,Q表示N、CH或被未取代或取代的 C1-C6-烷基、C6-C12-芳基或C7-C12-烷基芳基取代的碳,且R'表示H或未取代或取代的 C1-C6-烷基、C6-C12-芳基或C7-C12-烷基芳基,该方法包含:
[0089] ⑴制备式(R)-III'的芳基-(6-氨基羧酸,
[0090]
[0091] 其中Ar如上述所定义,
[0092] 包括使用青霉素酰胺酶的生物催化反应;
[0093] (ii)使式(R)-III'的化合物环脱水,得到式(R)-V的-内酰胺,
[0094]
[0095] 其中Ar如上述所定义,
[0096] (iii)使式(R) -V的化合物与式VI的化合物或其盐在催化剂的存在下在有机溶剂 中反应,
[0097]
[0098] 其中R'和Q如上述所定义。
[0099] (16)条款(15)的方法,其中式(R)-III'的Y-芳基-(6-氨基羧酸通过如条款 (I)-(IO)任一项、特别是条款(10)中所定义的方法制备。
[0100] (17)条款(15)或(16)的方法,其中所制备的列汀化合物是西格列汀或其盐。
[0101] (18)式II的化合物,
[0102]
[0103] 其中R是H或C1-C4烷基,
[0104] W表示未取代或取代的C6-C12-芳基、呋喃基或噻吩基,且Y独立地表示氢、羟基、氨 基、氯、溴或甲基,或
[0105] W表示未取代或取代的C6-C12-芳氧基、C5-C12-杂环或-杂芳基,且Y是氢,其中式 II的化合物是外消旋形式或其富含对映体的(R)-或(S)-形式。
[0106] 在术语"C6-C12_芳基"和术语"C5-C12_杂环或-杂芳基"的定义方面,涉及上述条 款⑴。
[0107] (19)条款(18)的化合物,其中W是苯基,且Y是H。
[0108] (20)式IIa的4-(2,4, 5-三氟苯基)-3-苯基乙酰基氢基丁酸,
[0109]
[0114] (23)如条款(18)-(22)任一项中所述的化合物在用于制备列汀化合物(DPP-4抑 制剂)的方法中的用途。
[0115] (24)用于制备包含式I的列汀的化合物或其药学上可接受的盐的药物组合物的 方法,
[0116]
[0117] 其中Ar表示未取代或取代的C6-C12-芳基,Q表示N、CH或被未取代或取代的 C1-C6-烷基、C6-C12-芳基或C7-C12-烷基芳基取代的碳,且R'表示H或未取代或取代的 C1-C6-烷基、C6-C12-芳基或C7-C12-烷基芳基,该方法包含:
[0118] 进行条款(13)和(15)-(17)任一项的方法,以便制备所述式I的列汀化合物或其 药学上可接受的盐;和
[0119] 混合所制备的式I的列汀化合物与至少一种药物活性成分,得到药物组合物。
[0120] (25)条款(24)的方法,其中将所述列汀化合物与另一种药物活性成分联用,其 在同一药物组合物或另一种药物组合物中,其中所述另一种药物活性成分选自胰岛素致 敏物、胰岛素、胰岛素模拟物、磺酰脲类(_糖苷酶抑制剂、胰高血糖素受体拮抗剂、GLP-1、 GLP-I类似物、GLP-I模拟物、GLP-I受体激动剂、GIP、GIP模拟物、PACAP、PACAP模拟物、 PACAP受体激动剂、降胆固醇药、PPAR-S激动剂、减肥化合物、回肠胆汁酸转运蛋白抑制 剂、欲用于炎性病症的活性剂、抗高血压药、葡糖激酶激活物(GKAs)、11 (-羟基固醇脱氢酶 1型抑制剂、胆固醇酯转移蛋白抑制剂(CETP)和果糖1,6-二磷酸酶抑制剂。
[0121] 发明详沐
[0122] 现在参照优选实施方案和具体实施例进一步描述本发明,然而,所述实施方案和 实施例仅用于示例目的,不应将其理解为限定本发明的范围。
[0123] 根据本发明,发现低廉的生物催化方式用于使用青霉素酰胺酶(penG酰基酶)直 接在Y_芳基_P_氢基丁酸结构部分上生成手性氨基取代的碳中心,所述青霉素酰胺酶 (penG酰基酶)可以选自商购酶,且这种生物催化方式尚未被关注或启示或发现在制备具 有特定结构特征的二肽基肽酶-4(DPP-4)抑制剂且尤其是西格列汀中的用途。
[0124] 青霉素酰胺酶(penG酰基酶)是目前工业上最广泛应用于生产半合成抗生素的酶 的实例,而它们还应用于通过对映体选择性酶水解N-苯基乙酰基-D,L-氨基酸水溶液合成 对映体纯的L-氨基酸。因此,它们代表最低廉和最可利用的通过裂解苯基乙酰基酰胺键制 备L-a-氨基酸(根据Cahn-Ingold-Prelog规则的大部分构型(S))的生化方式之一。然 而,对于在工业应用中的适当的用途,酶法拆分必需遵循高度对映体选择性,其特征在于特 定拆分系统的E值,且此外,定向于期望的底物的催化剂活性必需足够高以便允许生物催 化剂的工业上适合的载量和可接受的方法期限。在使用penG酰基酶的生物催化转化中的 本领域最新状态未提供预测定向于未表征的底物-酶对的酶的反应性和立体选择性的一 般规则。来源于不同底物结构特性(碱性a-氨基酸或P-氨基
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