一种海藻酸钠固定卤醇脱卤酶催化合成(r)-4-氰基-3-羟基丁酸乙酯的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阿伐他汀中间体的制备方法，尤其涉及一种海藻酸钠固定卤醇脱 卤酶催化合成（R) -4-氰基-3-羟基丁酸乙酯的工艺，属于医药化工领域。
【背景技术】
[0002] 科学家研究发现他汀类药物不仅具有强大的降脂作用，还具有多种功效，它能改 善血管内心肌细胞重塑和抑制心脏电生理重塑，防止心肌细胞凋亡和调节心脏植物神经功 能等等。他汀类药物的出现是心血管疾病治疗史上一个重要的里程碑，并成为目前临床上 用于智联各类高脂血症、防治动脉粥样硬化及冠心病的助理血脂调剂药物，也是全球医药 市场著名的"重镑炸弹"级药物。阿托伐他汀钙是目前世界上最畅销的降血脂药，是HMGCoA 还原酶抑制剂。阿托伐他汀钙手性侧链有两个羟基，是与HMGCoA还原酶识别的药效团，合 成侧链涉及的中间体主要有ATS-5和（3R，5S)-6-氯二羟基己酸叔丁酯。其中，ATS-5是关 键中间体。
[0003] 目前合成ATS-5 ((R) -4-氰基-3-羟基丁酸乙酯）的方法主要有不对称合成法和 微生物转化法等。发酵法制备ATS-5还处于实验室研究阶段，并且存在效率低的问题；不对 称合成技术是使用一种对映体催化剂，与一种底物进行反应，使之只形成一个对映体的手 性化合物的不对称合成方法。其中又可分为化学催化不对称还原和生物催化不对称还原。
[0004] 不对称合成又称为手性合成，它以具有手性活性中心的物质作为原料，在保留活 性中心的前提下通过化学方法或者生物方法，合成新的手性化合物。化学不对称法合成 ATS-5需要手性底物作为原料，使用的手性催化剂大多含重金属且合成技术复杂，重金属也 会对环境造成污染，治理污染导致成本偏高，最终产物的光学纯度也低于生产要求，因此不 适用于制药行业。
[0005] 生物催化不对称合成又包括传统发酵、固定化细胞、固定化酶、有机溶媒以及水双 相转化等技术。传统发酵法效率低，还需研究改进；固定化细胞技术是用一种特定的方法 固定具有一定生理功能的生物细胞，作为固体生物催化剂而加以利用，固定化细胞内酶的 活性保持完好无损失，但是它只能生产细胞外酶；固定化酶克服了传统酶法稳定性差、分 离纯化困难等缺点，不仅提高了酶的稳定性，保留了酶的活性，使得酶能够重复多次使用， 大大节约了成本，但是酶法催化反应时需要严格控制反应的PH、温度等。而制备ATS-5常 用的酶有卤醇脱卤酶（EC 4. 5. X. X) (HHDH)、羰基还原酶（EC 1. 1. 1. 184)、腈水解酶（EC 3. 5. 5. 1)和脂肪酶（EC 3. 1. 1.3)，在这四种酶中，HHDH不需要任何辅酶就能催化底物 ATS-4 (4-氯-3-羟基丁酸乙酯）将脱去卤元素成环氧化合物，环氧化合物受氰基进攻后转 化为ATS-5,如下式所示。
[0006]
[0007] 微生物转化法是利用生物体系或其中多酶或单酶系统对目的底物进行催化反应， 将一种物质转化为另一种物质，其原理就是利用酶催化一类特殊反应；自然界中广泛存在 着各种微生物，这些微生物内部都含有丰富的活性酶，且生命力强，因此对于手性物质的制 备，微生物转化法应用广泛；微生物转化法具有反应条件温和，选择性高，反应速度快，成本 低、产物得率高的特点，但是影响因素多且难控制，比如有些底物是难溶性的，需要通过处 理才能进行添加，而且微生物本身为多酶体系，转化过程中会发生副反应。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是：提供一种海藻酸钠固定卤醇脱卤酶催化合成 (R) -4-氰基-3-羟基丁酸乙酯的工艺，反应条件温和，无酶残留，酶可重复利用，反应速度 快，成本低，产物得率高，并且没有副反应存在，适合工业化大生产。
[0009] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0010] -种海藻酸钠固定卤醇脱卤酶催化合成（R) -4-氰基-3-羟基丁酸乙酯的工艺，包 括如下步骤：
[0011] 1)配制7. 5-30U/mL的卤醇脱卤酶溶液待用；配制质量分数为2. 5-4. Owt %的海藻 酸钠水溶液待用；配制体积分数为〇. 75-1. 5 %的戊二醛水溶液待用；
[0012] 2)将戊二醛水溶液滴入海藻酸钠水溶液和卤醇脱卤酶溶液的均匀混合的溶液中， 并在搅拌的条件下反应5h，得固定液，所述戊二醛水溶液、海藻酸钠水溶液和齒醇脱齒酶溶 液的体积比为1:20:20 ;
[0013] 3)将固定液逐滴滴入过量的l_4wt%的氯化|丐水溶液中，形成凝珠小球，固化lh 后过滤，得海藻酸钠固定卤醇脱卤酶；
[0014] 4)称取207g蒸馏水、1.5-2. 5g氰化钠，逐一加入四口烧瓶中，并调节pH至 7. 5-8. 5 左右；
[0015] 5)加入40-50g底物ATS-4,并升温，待温度大于46°C时加入15g海藻酸钠固定卤 醇脱卤酶，反应l_4h，调节pH为6. 90-7. 05,用有机溶剂萃取、精馏，得（R)-4-氰基-3-羟 基丁酸乙酯。
[0016] 为了进一步降低生产成本，所述卤醇脱卤酶溶液为从粗卤醇脱卤酶液中提取的卤 醇脱卤酶溶液。
[0017] 作为优选，所述卤醇脱卤酶溶液的浓度为15U/mL。
[0018] 作为优选，所述海藻酸钠水溶液浓度为3. 5wt %。
[0019] 作为优选，所述戊二醛水溶液体积分数为1 %。
[0020] 作为优选，所述步骤2)中戊二醛水溶液为逐滴滴入海藻酸钠水溶液和卤醇脱卤 酶溶液的均匀混合的溶液。
[0021] 作为优选，所述凝珠小球为乳白色凝珠小球。
[0022] 作为优选，步骤5)的反应温度为47_52°C。
[0023] 作为优选，步骤5)的反应时间为4h。
[0024] 作为优选，步骤5)的有机溶剂为乙酸乙酯或二氯甲烷。
[0025] 本发明的有益效果是：本发明提供的海藻酸钠固定卤醇脱卤酶的方法，海藻酸 钠对卤醇脱卤酶的固定速率快，在1小时即可完成海藻酸钠对卤醇脱卤酶的固定，并且海 藻酸钠对卤醇脱卤酶的固定率高，海藻酸钠固定卤醇脱卤酶在第一次催化合成（R)-4_氰 基-3-羟基丁酸乙酯后，进行回收，依然能够保持较高的催化效率，固定效果好。
【具体实施方式】
[0026] 实施例1
[0027] -种海藻酸钠固定卤醇脱卤酶催化合成（R) -4-氰基-3-羟基丁酸乙酯的工艺，包 括如下步骤：
[0028] 1)从粗卤醇脱卤酶液中提取15U/mL的卤醇脱卤酶溶液待用；配制质量分数为 3. 5wt %的海藻酸钠水溶液待用；配制体积分数为1 %的戊二醛水溶液待用；
[0029] 2)将2mL的戊二醛水溶液滴入40mL的海藻酸钠水溶液和40mL的卤醇脱卤酶溶液 的均匀混合的溶液中，并在搅拌的条件下反应5h，得固定液；
[0030] 3)将固定液逐滴滴入100mL的2wt %的氯化钙水溶液中，形成凝珠小球，固化lh 后过滤，得海藻酸钠固定卤醇脱卤酶；
[0031] 4)称取207g蒸馏水、2g氰化钠，逐一加入四口烧瓶中，并调节pH至8.0左右；
[0032] 5)加入45g底物ATS-4,并升温，50°C时加入15g海藻酸钠固定齒醇脱齒酶，反应 4h，调节pH为7,用乙酸乙酯萃取、精馏，得（R) -4-氰基-3-羟基丁酸乙酯。
[0033] 在步骤2)中，在加入戊二醛时，最好是逐滴加入，这样可以保证戊二醛能够快速 分散，防止局部交