专利名称：一种提高d-氨基酸手性纯度的纯化方法
技术领域：
本发明涉及一种提高D-氨基酸手性纯度的纯化方法，属于手性药物中间体制备技术领域。
背景技术：
D-氨基酸存在于微生物、动物和植物中，约有30多种，占已发现氨基酸的10%左右。生物体中的D-氨基酸于20世纪70年代被科学家发现，但并未引起足够重视。随着医学和生物学的发展，发现两种构型的氨基酸具有不同的生理作用。D-氨基酸的功能和生理作用正被逐渐阐明，人类的某些疾病如白内障、早年痴呆、肾脏病等与D-氨基酸的含量密切相关。动物实验表明，超量的D-氨基酸会阻断一些生物物质的合成，从而抑制细胞、生物体的生长，因此D-氨基酸对疾病和衰老机制的研究十分重要。D-氨基酸构成的多肽通常不能或只能被肽酶缓慢水解，所以D-氨基酸已经越来越多地用于合成β -内酰胺抗生素、抗菌和抗病毒多肽。D-氨基酸以及衍生物D-氨基醇、D-羟基酸也是手性药物、手性农药、手性食品添加剂的关键中间体，在医药、农药和食品领域有广泛应用。表1列出了一些D-氨基酸的应用实例。 表1 D-氨基酸的商业应用
D-氨基酸用途D-丙氨酸皮啡肽、止痛镇痛多肽、子宫内膜异位症药物阿拉瑞林、杀菌剂精甲霜灵、甜味剂阿力甜(天丙二肽,Alitame,甜度为蔗糖的2000倍，已在澳大利亚和新西兰等国上市)中间体。D-缬氨酸杀虫剂氟胺腈菊酯(该杀虫剂的D-对映体比L-对映体活性高5000倍,动物毒性仅为1/10, EliLilly公司)、动物抗生素沃尼妙林、甜味剂阿拉坦中间体。D-亮氨酸子宫内膜异位症药物亮丙瑞林中间体。D-丝氨酸抗结核药物环丝氨酸(氧霉素)、抗癫痫药物拉科酰胺中间体。D-半胱氨酸抗生素头孢咪诺中间体。D-赖氨酸血管生长抑制剂中间体。D-鸟氨酸去毛剂和抗肿瘤药物D-α- 二氟甲基鸟氨酸中间体D-苯丙氨酸、腹泻药乙酸奥曲肽、凝血酶、糜蛋白酶、血管紧张肽酶原和逆病毒蛋白酶抑制剂、减肥药美生肥克(美国卫德营养国际集团)、糖尿病药物纳格列奈(Ajinomoto、Yamanouchi公司，1999年在日本上市)、抗肿瘤药物百士欣(1998年在中国上市)、性功能障碍药美拉诺坦中间体。D-酪氨酸保胎药阿托西班中间体。D-色氨酸治疗勃起障碍症药物Tadalafil (EliLilly公司)、腹泻药乙酸奥曲肽、生长抑制素八肽类似物胃肠药、、子宫内膜异位症药物曲普瑞林中间体。
D-氨基酸系非蛋白源氨基酸，不能像天然L-氨基酸一样采用发酵法生产。目前D-氨基酸的制备方法主要包括化学法和生物法。化学法包括化学不对称合成法和化学拆分法。 化学不对称合成法采用手性源、手性助剂或手性催化剂制备D-氨基酸；化学拆分法采用手性酸或手性碱为手性拆分剂，通过形成非对映异构盐、解盐等步骤制备D-氨基酸。生物法包括生物拆分法和生物转化法。生物拆分法以酰化酶或脂肪酶等水解酶为拆分催化剂，衍生的消旋氨基酸为原料，通过立体选择性酶催化水解制备D-氨基酸。生物转化法主要包括海因酶法、氨基酸脱氢酶法、转氨酶法、微生物降解法等。 D-氨基酸作为手性药物中间体，对其手性纯度有很高要求，通常要求对映体过量 (ee) >99%甚至更高。采用化学不对称合成或化学拆分制备D-氨基酸，由于催化剂的选择性或成盐过程中的夹带现象，往往导致制备的D-氨基酸手性纯度较低，需要采用多次重结晶等方法进行手性纯化，采用生物拆分尤其是酰化酶拆分，尽管具有很高的对映选择性，但由于涉及衍生D-氨基酸的酸解步骤，易发生消旋化反应，致使制备的D-氨基酸手性纯度不高。因此，有必要提出新的D-氨基酸手性纯化方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高D-氨基酸手性纯度的纯化方法。将光学纯度较低的D-氨基酸转化为盐酸盐，与有机溶剂混合，搅拌，利用D-氨基酸盐酸盐和L-氨基酸盐酸盐在有机溶剂中的溶解度差异，实现D-氨基酸的手性纯化。本发明包括下列步骤
1) D-氨基酸盐酸盐制备D_氨基酸加入乙醇或甲醇中，搅拌下滴加浓盐酸直至溶解，减压蒸干得D-氨基酸盐酸盐。2) D-氨基酸盐酸盐手性纯化D_氨基酸盐酸盐与乙酸乙酯混合，室温下搅拌处理，抽滤，洗涤，得高手性纯度D-氨基酸盐酸盐。3 )高手性纯度D-氨基酸制备手性纯化后的D-氨基酸盐酸盐溶于乙醇或甲醇中， 加入环氧丙烷脱盐，析出D-氨基酸，洗涤，烘干得高手性纯度D-氨基酸。步骤(1)中所述手性纯度较低的D-氨基酸的对映体过量ee为80 97%。步骤(1)中的酸化剂为盐酸，有机溶剂为乙醇；D-氨基酸与乙醇的摩尔比1 :5 10 步骤(2)中的有机溶剂为乙酸乙酯，D-氨基酸盐酸盐与乙酸乙酯的摩尔比为1 :10 15。步骤(2)中的温度为30 40°C，搅拌时间为1 汕。步骤(3 )中的有机溶剂为乙醇，高手性纯度的D-氨基酸盐酸盐与有机溶剂的D-氨基酸与乙醇的摩尔比1 :5 10。所述D-氨基酸为D-丙氨酸、D-2-氨基丁酸、D-亮氨酸、D-缬氨酸、D-半胱氨酸、 D-苯丙氨酸、D-邻氯苯甘氨酸或D-2-氨基己二酸；所述D-氨基酸盐酸盐为D-丙氨酸盐酸盐、D-2-氨基丁酸盐酸盐、D-亮氨酸盐酸盐、D-缬氨酸盐酸盐、D-半胱氨酸盐酸盐、D-苯丙氨酸盐酸盐、D-邻氯苯甘氨酸盐酸盐或D-2-氨基己二酸盐酸盐。步骤(3)获得的高手性纯度D-氨基酸的对映体过量ee为98. 5 99. 9%。。本发明的有益效果
与现有的D-氨基酸手性纯化技术相比，本发明提出的方法具有以下优点1)工艺简单。光学纯度较低的D-氨基酸采用传统的方法制备为盐酸盐，与有机溶解搅拌实现手性纯化；2)普适性强。方法适合D-中性氨基酸、D-碱性氨基酸、D-酸性氨基酸、D-芳香族氨基酸、D-脂环族氨基酸的手性纯化。手性分析方法
D-氨基酸的对映体过量采用手性高效液相色谱测定。手性柱=Crownpak CR(+) (4. 6X 150mm)，流动相正己烷/异丙醇(90 95 10 5，V/V)，流速0. 5 lml/min，检测UV，210nm，温度20-300C0
具体实施例方式以下是D-氨基酸盐酸盐手性纯化的实施例，但本发明并不限于所列出的几个实例。实施例1 :D_丙氨酸手性纯化
17. 8g (0. 2mol, ee95. 3%) D-丙氨酸加入IOOml乙醇中，搅拌下滴加浓盐酸 (36%)至固体溶解，减压蒸干，得D-丙氨酸盐酸盐。D-丙氨酸盐酸盐加入200ml乙酸乙酯中，30°C下搅拌池，抽滤，得D-丙氨酸盐酸盐Mg。将24g纯化后的D-丙氨酸盐酸盐加入 IOOml乙醇中，加入环氧丙烷30ml，搅拌下析出固体，抽滤，烘干得17g D-丙氨酸，收率96%， ee99. 5%。实施例2 :D-2-氨基丁酸手性纯化
20. 6g (0. 2mol,ee87%) D_2_氨基丁酸加入IOOml乙醇中，搅拌下滴加浓盐酸(36%)至固体溶解，减压蒸干，得D-2-氨基丁酸盐酸盐。D-2-氨基丁酸盐酸盐加入200ml乙酸乙酯中，30°C下搅拌池，抽滤，得D-2-氨基丁酸盐酸盐25g。将25g纯化后的D-2-氨基丁酸盐酸盐加入IOOml乙醇中，加入环氧丙烷30ml，搅拌下析出固体，抽滤，烘干得18g D_2_氨基丁酸，收率 87. 4%, ee 99. 5%。实施例3 =D-亮氨酸手性纯化
26. 2g (0. 2mol,ee93%) D-亮氨酸加入IOOml乙醇中，搅拌下滴加浓盐酸(36%)至固体溶解，减压蒸干，得D-亮氨酸盐酸盐。D-亮氨酸盐酸盐加入200ml乙酸乙酯中，30°C下搅拌池，抽滤，得D-亮氨酸盐酸盐31g。将31g纯化后的D-亮氨酸盐酸盐加入IOOml乙醇中，加入环氧丙烷30ml，搅拌下析出固体，抽滤，烘干得Mg D-亮氨酸，收率91. 6%，ee99. 8%。
实施例4 =D-缬氨酸手性纯化
23.4g (0. 2mol, ee90%) D-缬氨酸加入IOOml乙醇中，搅拌下滴加浓盐酸(36%)至固体溶解，减压蒸干，得D-缬氨酸盐酸盐。D-缬氨酸盐酸盐加入200ml乙酸乙酯中，30°C下搅拌池，抽滤，得D-缬氨酸盐酸盐27g。将27g纯化后的D-缬氨酸盐酸盐加入IOOml乙醇中，加入环氧丙烷30ml，搅拌下析出固体，抽滤，烘干得21g D-缬氨酸，收率90%，采用HPLC 法测得ee为99. 2%。实施例5 =D-半胱氨酸手性纯化
24.2g (0. 2mol, ee80%) D-半胱氨酸加入IOOml乙醇中，搅拌下滴加浓盐酸(36%)至固体溶解，减压蒸干，得D-半胱氨酸盐酸盐。D-半胱氨酸盐酸盐加入200ml乙酸乙酯中， 30°C下搅拌池，抽滤，得D-半胱氨酸盐酸盐30g。将30g纯化后的D-半胱氨酸盐酸盐加入 IOOml乙醇中，加入环氧丙烷30ml，搅拌下析出固体，抽滤，烘干得21g D-半胱氨酸，收率 86. 8%,采用HPLC法测得ee为99. 5%。实施例6 =D-苯丙氨酸手性纯化
33g (0. 2mol,ee92%) D-苯丙氨酸加入IOOml乙醇中，搅拌下滴加浓盐酸(36%)至固体溶解，减压蒸干，得D-苯丙氨酸盐酸盐。D-苯丙氨酸盐酸盐加入200ml乙酸乙酯中，40°C下搅拌池，抽滤，得D-苯丙氨酸盐酸盐40g。将40g纯化后的D-苯丙氨酸盐酸盐加入IOOml 乙醇中，加入环氧丙烷30ml，搅拌下析出固体，抽滤，烘干得30g D-苯丙氨酸，收率91%，采用HPLC法测得ee为98. 5%。实施例7 =D-邻氯苯甘氨酸手性纯化
37. Ig (0. 2mol,ee97%) D-邻氯苯甘氨酸加入IOOml甲醇中，搅拌下滴加浓盐酸(36%) 至固体溶解，减压蒸干，得D-邻氯苯甘氨酸盐酸盐。D-邻氯苯甘氨酸盐酸盐加入200ml乙酸乙酯中，40°C下搅拌3h，抽滤，得D-邻氯苯甘氨酸盐酸盐43g。将43g纯化后的D-邻氯苯甘氨酸盐酸盐加入IOOml甲醇中，加入环氧丙烷30ml，搅拌下析出固体，抽滤，烘干得35g D-邻氯苯甘氨酸，收率94. 3%，采用HPLC法测得ee为99. 9%。
实施例8 :D-2-氨基己二酸手性纯化
32. 2g (0. 2mol,ee96%) D_2_氨基己二酸加入IOOml乙醇中，搅拌下滴加浓盐酸(36%) 至固体溶解，减压蒸干，得D-2-氨基己二酸盐酸盐。D-2-氨基己二酸盐酸盐加入200ml乙酸乙酯中，30°C下搅拌池，抽滤，得D-2-氨基己二酸盐酸盐38g。将38g纯化后的D-2-氨基己二酸盐酸盐加入IOOml乙醇中，加入环氧丙烷30ml，搅拌下析出固体，抽滤，烘干得30g D-2-氨基己二酸，收率93. 2%，采用HPLC法测得ee为99. 8%。
权利要求
1.一种提高D-氨基酸手性纯度的纯化方法，其特征是包括以下步骤(1)D-氨基酸盐酸盐制备将手性纯度较低的D-氨基酸加入有机溶剂中，搅拌下滴加浓盐酸至固体溶解，减压蒸干即得D-丙氨酸盐酸盐；(2)D-氨基酸盐酸盐手性纯化将D-氨基酸盐酸盐在一定温度下与有机溶剂混合，搅拌处理，抽滤，洗涤，得高手性纯度D-氨基酸盐酸盐；(3)高手性纯度D-氨基酸制备将高手性纯度的D-氨基酸盐酸盐溶于有机溶剂中，加入环氧丙烷解除盐酸，析出D-氨基酸，洗涤，烘干得高手性纯度D-氨基酸。
2.根据权利要求1所述的D-氨基酸手性纯化方法，其特征是步骤(1)中所述手性纯度较低的D-氨基酸的手性纯度ee%为80% 97%。
3.根据权利要求1所述的D-氨基酸手性纯化方法，其特征是步骤(1)中的酸化剂为盐酸，有机溶剂为甲醇或乙醇，优选乙醇；D-氨基酸与乙醇的摩尔比为1 :5 10。
4.根据权利要求1所述的D-氨基酸手性纯化方法，其特征是步骤(2)中的有机溶剂为羧酸酯类溶剂，选自甲酸乙酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯，优选乙酸乙酯，D-氨基酸盐酸盐与乙酸乙酯的摩尔比为1 :10 15。
5.根据权利要求1所述的D-氨基酸手性纯化方法，其特征是步骤(2)中的温度为30 40°C，搅拌时间为1 3h。
6.根据权利要求1所述的D-氨基酸手性纯化方法，其特征是所述D-氨基酸为D-丙氨酸、D-2-氨基丁酸、D-亮氨酸、D-缬氨酸、D-半胱氨酸、D-苯丙氨酸、D-邻氯苯甘氨酸或 D-2-氨基己二酸；所述D-氨基酸盐酸盐为D-丙氨酸盐酸盐、D-2-氨基丁酸盐酸盐、D-亮氨酸盐酸盐、D-缬氨酸盐酸盐、D-半胱氨酸盐酸盐、D-苯丙氨酸盐酸盐、D-邻氯苯甘氨酸盐酸盐或D-2-氨基己二酸盐酸盐。
7.根据权利要求1所述的D-氨基酸手性纯化方法，其特征是步骤(3)获得的高手性纯度D-氨基酸的对映体过量ee为98. 5 99. 9%。
全文摘要
本发明提供一种提高D-氨基酸手性纯度的纯化方法。该方法将手性纯度较低的D-氨基酸制备为D-氨基酸盐酸盐，利用氨基酸盐酸盐两个对映体在有机溶剂中的溶解度差异，通过室温搅拌、过滤、洗涤等方式去除L-氨基酸盐酸盐，获得高手性纯度的D-氨基酸盐酸盐，采用环氧丙烷解盐制备高手性纯度的D-氨基酸。本发明提出的方法具有过程简单、收率和手性纯度高的特点，适合高手性纯度D-氨基酸的规模化生产。
文档编号C07C229/08GK102432413SQ20111029177
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者夏仕文, 方国兰 申请人:重庆邮电大学