一种生物化学拆分8-苄基-7,9-二氧代-2,8-二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法
【专利摘要】本发明涉及一种生物化学拆分8-苄基-7,9-二氧代-2,8-二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法。该方法以外消旋顺式式（Ⅰ）、酰基供体式（Ⅱ）为底物，在酶的催化作用下，与反应溶剂反应7～48h，制得式（Ⅲ）、式（Ⅳ）；然后在加热回流条件下酸催化式（Ⅳ）水解得式（Ⅴ）。本发明方法成本低，固定化酶不溶于有机溶剂，收率高ee可达100%，安全可靠且环境污染少，适合于工业化生产。
【专利说明】—种生物化学拆分8-苄基-7, 9- 二氧代-2, 8- 二氮杂双环
[4.3.0]壬烷的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于喹诺酮药物中间体合成【技术领域】，涉及一种生物化学拆分8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法，即一种生物化学拆分对映体顺式_8_苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氣杂双环[4.3.0]壬烧的方法。
【背景技术】
[0002]酶是一类由生物细胞产生且具有催化活性的特殊三维空间构象的蛋白质。众所周知，因绿色环保和节能高效，生物催化作为绿色催化的一种而备受人们的关注。然而酶是生物催化中使用最普遍的，经常被用作拆分催化剂。酶作为一种生物催化剂催化的反应具有专一性强(酶催化具有区域选择性和立体选择性)、催化效率高、在常温常压等温和条件下能进行操作等优点。利用酶的高效选择性催化作用可制造出种类繁多的目标产物，例如酶促拆分制备S-布洛芬，避免了化学合成中的许多不足。目前，酶催化技术在医药方面的应用是当前最为关注的领域之一，这主要是因为医药产品一般附加值高，且大多是光学活性物质，作为十分优良的手性催化剂一酶，用于多种高效手性药物的合成及制备将十分有效，潜力巨大。
[0003](IS, 6R)-8-苄基-7，9-二氧代-2，8-二氣杂双环[4.3.0]壬烧(V)，是由德国Bayer公司于1999年研发的第四代超广谱新型氟喹诺酮药物莫西沙星的关键中间体，莫西沙星主要用于治疗急性窦腺炎、慢性支气管炎的急性发作、社区获得性肺炎，以及无并发症的皮肤感染和皮肤软组织感染。本品特点是几乎没有光敏反应，是治疗呼吸道感染较好的药物。在抗感染药物市场中，目前喹诺酮类药物(Fluoroquinolone)在临床上的用量已超过青霉素类，成为第二大类抗`感染药物。莫西沙星(Moxifloxacin),临床用其盐酸盐,化学名为1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-7-[(4aS，7aS)-八氢-6H-吡咯并[3，4_b]吡啶-6-基]-4-氧代-3-喹啉羧酸盐酸盐。莫西沙星(Avelox)是德国拜耳公司研制的超广谱喹诺酮类药物，商品名为“拜复乐”，1999年9月在德国上市，同年12月在美国获FDA批准上市。2002年销售额达到3.33亿美元，进入了 2002年世界十大畅销抗生素药物，列第8位。德国拜耳公司和美国先灵葆雅公司的产品在2006年的世界市场销售额高达8.22亿美元，在全球畅销处方药排名第129位；2007年世界市场销售额高达10.34亿美元，比上年增长25.8 % ；2008年上半年为5.75亿美元。2002年下半年，莫西沙星在我国上市，由拜耳及北京拜耳医药保健有限公司进行销售，重点市场是我国大中城市的主要医院。该药2004年进入国家医保目录后，连续3年出现惊人的增长率:2003年到2007年的复合增长率为116%，2007年城市样本医院购药金额为2.16亿元，比上年增长了 75.1 % ;2008年上半年为
1.62亿元。
[0004]
【权利要求】
1.一种生物化学拆分8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法，其特征在于该方法以外消旋顺式_8_苄基_7，9_ 二氧代_2，8_ 二氣杂双环[4.3.0]壬烧(I )和酰基供体(II)为底物，在酶的催化作用下，与反应溶剂在30~50°C进行反应7~48h，制得混合物(IR，6S) -8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷(III)和(1S，6R) -2-酸基-8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烧(IV);然后在加热回流条件下酸催化(1S，6R) -2-酰基-8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷水解得到(13，610-8-苄基-7，9-二氧代-2，8-二氮杂双环[4.3.0]壬烷(V)，化学反应式如
2.如权利要求1所述的一种生物化学拆分8-苄基-7，9-二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法，其特征在于该方法具体包括以下步骤: 步骤(1).将外消旋顺式_8_苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氣杂双环[4.3.0]壬烧、酸基供体溶于反应溶剂中并加入酶，置于30~50°C摇床中震荡反应7~48h ;反应结束后，过滤，滤渣用洗涤溶剂进行洗涤，得到滤液，然后滤液再用无机酸进行酸洗，得到有机层与水层；其中每ImL反应溶剂加入外消旋顺式-8-苄基-7，9-二氧代-2，8-二氮杂双环[4.3.0]壬烷0.1~0.5mmol，酶25mg~IOOmg ;外消旋顺式_8_苄基-7，9- 二氧代_2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷与酰基供体的摩尔比为1: 0.5~1:10 ; 所述的洗涤溶剂与反应溶剂相同； 步骤(2).将步骤(1)有机层干燥，加热减压旋干；然后加入酸在105~110°C下加热回流催化水解5~8h，反应结束后加去离子水稀释至原体积的2~5倍，然后进行有机溶剂洗，得到水层溶液；在水层溶液中加入弱碱氨水或碳酸钠水溶液调节PH值至7~10，接着加入有机溶剂进行萃取，取有机层溶液，洗涤后干燥，加热减压浓缩，得到光学纯的(1S，6R)-8-苄基-7，9-二氧代-2，8-二氮杂双环[4.3.0]壬烷；有机层中(1S，6R)-2-酰基-8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷与酸的摩尔体积比为1:2~5，单位为mmol/mL ； 所述的有机溶剂为二氯甲烷、正己烷、甲苯、异丙醚或甲基叔丁基醚。
3.如权利要求2所述的一种生物化学拆分8-苄基-7，9-二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法，其特征在于该方法具体包括以下步骤: 步骤(1).将外消旋顺式_8_苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氣杂双环[4.3.0]壬烧、酸基供体溶于反应溶剂中并加入酶，置于30~50°C摇床中震荡反应7~48h ;反应结束后，过滤，滤渣用洗涤溶剂进行洗涤，得到滤液，然后滤液再用2N盐酸洗涤，得到有机层与水层；其中每ImL反应溶剂加入外消旋顺式-8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷0.1~0.5mmol，酶25mg~IOOmg ;外消旋顺式_8_苄基-7，9- 二氧代_2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷与酰基供体的摩尔比为1:2.5 ;所述的洗涤溶剂与反应溶剂相同； 步骤(2).步骤(1)有机层干燥，加热减压旋干；然后加入浓盐酸在105~110°C加热下回流催化水解5~8h，反应结束后加水稀释至原体积的2~5倍，用二氯甲烷洗涤，得到水层溶液；水层溶液中加氨水调节PH值至8~9，加入二氯甲烷萃取，取有机层溶液进行饱和食盐水洗，接着硫酸钠干燥后，加热减压浓缩，得到光学纯的(IS, 6R) -8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氣杂双环[4.3.0]壬烧；有机层中(IS, 6R) ~2~酸基-8-苄基-7，9- 二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷与酸的摩尔体积比为1:2~5，单位为mmol/mL。
4.如权利要求1、2、3所述的一种生物化学拆分8-苄基-7，9-二氧代_2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法，其特征在于所述的酶为南极假丝酵母脂肪酶A或南极假丝酵母脂肪酶B。
5.如权利要求1、2、3所述的一种生物化学拆分8-苄基-7，9-二氧代_2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法，其特征在于所述的反应溶剂为二氯甲烷、正己烷、甲苯、异丙醚或甲基叔丁基醚。
6.如权利要求1、2、3所述的一种生物化学拆分8-苄基-7，9-二氧代_2，8- 二氮杂
双环[4.3.0]壬烷的方法，其特征在于所述的酰基供体的结构式为
7.如权利要求1、2、3所述的一种生物化学拆分8-苄基-7，9-二氧代-2，8- 二氮杂双环[4.3.0]壬烷的方法，其特征在于所述的酸为盐酸或硫酸。
【文档编号】C12P17/18GK103865976SQ201410104019
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】章鹏飞, 王安明, 李院院 申请人:杭州师范大学