CN101864464B - 一种制备氯吡格雷手性中间体(s)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学-酶法 - Google Patents

一种制备氯吡格雷手性中间体(s)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学-酶法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种制备抗血栓药物氯吡格雷手性中间体(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学-酶法。该方法以(R，S)-邻氯苯甘氨酸为原料，利用酰化剂衍生为(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸。以固定化青霉素酰化酶为生物催化剂，在水介质中对映选择性催化(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸为(S)-邻氯苯甘氨酸、苯乙酸和(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸。(S)-邻氯苯甘氨酸在甲醇中转化为(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐，然后解盐形成(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯。(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸与有机酸共熔消旋为(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸，用于循环拆分。方法具有收率和光学纯度高，环境友好的特点。

Description

一种制备氯吡格雷手性中间体(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学-酶法
技术领域
本发明涉及生物催化水解制备手性药物中间体技术，具体是一种制备氯吡格雷手性中间体(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学-酶法。
背景技术
氯吡格雷(Clopidogrel)，化学名为(S)-α-(2-氯苯基)-4，5，6，7-四氢噻吩并[3，2-c]吡啶-5(4H)-乙酸甲酯((S)-α-(2-chlorophenyl)-4，5，6，7-tetrohydrothieno[3，2-c]pyridine-5(4H)-acetic acid methylester)。氯吡格雷由日本第一制药和法国赛洛非(Sanofi)公司共同开发，1998年在美国上市。氯吡格雷在体外无生物活性，口服后经肝细胞色素P450酶系转化为活性代谢物。活性代谢物与血小板膜上的二磷酸腺苷(ADP)受体不可逆结合，抑制ADP诱导的血小板膜表面纤维蛋白原受体(GP IIb/IIIa)活化，导致纤维蛋白原无法与该受体发生粘连而抑制血小板聚集。氯吡格雷临床上主要用于预防缺血性脑卒中、心肌梗死及外周血管病等。
Figure GSA00000102312400011
氯吡格雷的制备方法主要有两条技术路线：1)合成氯吡格雷消旋体，然后采用樟脑磺酸等手性拆分剂拆分得到(S)-对映体；2)以3-噻吩乙醇为原料，与(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯经磺化、取代、合环、得到目标产物。目前，主要采用第二条技术路线。
(S)-邻氯苯甘氨酸及其甲酯的制备方法包括：1)生物催化拆分。以微生物酰胺酶为催化剂水解消旋邻氯苯甘氨酸酰胺(WO 0187819，EP1770166)制备(S)-邻氯苯甘氨酸。由于酰胺溶解度低，酰胺酶需要发酵产生限制了该法的规模化应用；2)化学拆分。以D-樟脑磺酸为拆分剂，拆分消旋邻氯苯甘氨酸，收率仅为理论值的42％(US2004/0176637A1)。以L-酒石酸为拆分剂拆分消旋邻氯苯甘氨酸甲酯，得到(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯-L-酒石酸盐，进一步用NaHCO3解盐得到(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯(WO 2006/003671 A1，)。存在的问题是化学拆分后的(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯的光学纯度不高(ee＜98％)，影响终端产物氯吡格雷的光学纯度。欲使氯吡格雷的光学纯度符合标准，必须增加重结晶步骤。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的制备(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学酶法。以(R，S)-邻氯苯甘氨酸为原料，采用酰化剂衍生得到(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸。以固定化酶为生物催化剂，在水介质中对映选择性催化(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸为(S)-邻氯苯甘氨酸、苯乙酸和(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸。(S)-邻氯苯甘氨酸在甲醇中转化为(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐，然后解盐形成(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯。(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸与有机酸共熔消旋为(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸用于循环拆分。
技术路线如下：
Figure GSA00000102312400031
本发明包括下列步骤：
1)、(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸制备：在-10-10℃和pH8-10条件下，将(R，S)-邻氯苯甘氨酸搅拌溶解在NaOH溶液中，在冰浴条件下滴加酰化剂，其中(R，S)-邻氯苯甘氨酸、NaOH及酰化剂的摩尔比为1∶2-3∶1-3；滴加完毕后，室温下反应6-24h；反应完成后用盐酸调pH1-2，搅拌下析出(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸固体；
2)、(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸酶催化水解：在20-40℃和pH8-10条件下，每升水中0.1-0.5mol的(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸在固定化青霉素酰化酶催化下水解10-20h；其中，固定化青霉素酰化酶与(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸的质量比为1∶3-10；反应完成后，浓盐酸调pH1-2，析出苯乙酸和(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸；滤液浓缩，调等电点析出(S)-邻氯苯甘氨酸；
3)、(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐制备：在0-5℃下，将(S)-邻氯苯甘氨酸加入无水甲醇中，滴加SOCl2，滴加完毕，在室温下反应5-24h；(S)-邻氯苯甘氨酸、SOCl2和无水甲醇的摩尔比为1∶2-4∶30-60；反应完成后60℃温度下减压蒸馏，得到(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐；
4)、(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯制备：0-50℃温度下，每升pH8.0-10的碱性溶液中搅拌加入0.03-1.0mol(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐，用与碱性溶液等体积的CH2Cl2萃取；有机层用水洗2-4次，无水Na2SO4干燥，在60℃下减压蒸馏除去CH2Cl2，得到(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯；
5)(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸消旋化：(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸与苯乙酸按1；1摩尔比混合，在150-200℃下共熔消旋10-60分钟，得到(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸，用于步骤2)开始的循环拆分。
本发明的有益效果
与现有技术相比，本发明提出的方法具有以下优点：1)固定化青霉素酰化酶高度的对映选择性，保证了(S)-邻氯苯甘氨酸的高光学活性。以高光学活性(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯为手性中间体，革除了氯吡格雷的重结晶步骤，简化了氯吡格雷的制备工艺；2)以酶反应过程中产生的苯乙酸作为(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸消旋化的有机酸，不仅有效利用了反应副产物，而且消旋时间短，消旋率和消旋收率高；3)无效对映体的循环拆分和固定化青霉素酰化酶的循环使用，大大降低了过程成本。
具体实施方式
以下是以固定化青霉素酰化酶为生物催化剂，通过对映选择性水解制备(S)-邻氯苯甘氨酸，(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯化和解盐制备(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯，以及(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸消旋化的实施例，但本发明并不限于所列出的几个实例。
实施例1：(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸制备
将74.2g(0.4mol)(R，S)-邻氯苯甘氨酸和48g NaOH(1.2mol)加入700ml水中，搅拌溶解。在冰浴条件下滴加64ml(0.48mol)苯乙酰氯(或苯乙酸、或苯乙酸甲酯、或苯乙酰溴)。滴加完毕后，室温下反应过夜。用盐酸调pH1-2，搅拌下析出(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸固体。抽滤，烘干得(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸115.6g，收率95％。
实施例2：(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸酶催化水解
将91.2g(0.3mol)(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸加入600ml水中，用氨水调pH8.0。加入18.3g固定化青霉素酰化酶，30℃下搅拌反应12h。抽滤除去固定化青霉素酰化酶。滤液用浓盐酸调pH1-2，抽滤，固体用热水洗涤，烘干得(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸44.4g，收率97％。滤液60℃下减压浓缩，调等电点析出固体。固体用无水乙醇洗涤，烘干，得12.6g(S)-邻氯苯甘氨酸，收率90％，ee100％。
实施例3：(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐制备
18.6g(0.1mol)(S)-邻氯苯甘氨酸加入200ml无水甲醇中，冰浴(0-5℃)下滴加SOCl2 14.5ml。滴加完毕，室温下反应5h。60℃下减压蒸干，真空干燥得23.1g(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐，收率98％。
实施例4：(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯制备
将11.8g(0.05mol)(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐搅拌加入到50mlpH8.0-10的NaHCO3溶液(或选自pH8.0-10的NaOH、KOH、Na2CO3、NaHCO3、或NH3溶液)中，加入50ml CH2Cl2，萃取，有机层用水洗3次，无水Na2SO4干燥，60℃下减压蒸干得淡黄色液体(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯9.8g，收率98％。
实施例5：(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸消旋化
30.4g(0.1mol)(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸与13.6g苯乙酸(0.1mol)混合，油浴加热至170℃，保温20min，取样溶于甲醇中，测旋光度为0，消旋率100％。共熔消旋混合物用热环己烷萃取3次(200ml×3)除去苯乙酸，固体烘干得(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸29g，消旋收率95％。

Claims (3)

1.一种制备抗血栓药物氯吡格雷手性中间体(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学-酶法，包括下列步骤：
1)、(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸制备：在-10-10℃和pH8-10条件下，将(R，S)-邻氯苯甘氨酸搅拌溶解在NaOH溶液中，在冰浴条件下滴加酰化剂，其中(R，S)-邻氯苯甘氨酸、NaOH及酰化剂的摩尔比为1∶2-3∶1-3；滴加完毕后，室温下反应6-24h；反应完成后用盐酸调pH1-2，搅拌下析出(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸固体；
2)、(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸酶催化水解：在20-40℃和pH8-10条件下，每升水中0.1-0.5mol的(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸在固定化青霉素酰化酶催化下水解10-20h；其中，固定化青霉素酰化酶与(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸的质量比为1∶3-10；反应完成后，浓盐酸调pH1-2，析出苯乙酸和(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸；滤液浓缩，调等电点析出(S)-邻氯苯甘氨酸；
3)、(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐制备：在0-5℃下，将(S)-邻氯苯甘氨酸加入无水甲醇中，滴加SOCl2，滴加完毕，在室温下反应5-24h；(S)-邻氯苯甘氨酸、SOCl2和无水甲醇的摩尔比为1∶2-4∶30-60；反应完成后60℃温度下减压蒸馏，得到(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐；
4)、(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯制备：0-50℃温度下，每升pH8.0-10的碱性溶液中搅拌加入0.03-1.0mol(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯盐酸盐，用与碱性溶液等体积的CH2Cl2萃取；有机层用水洗2-4次，无水Na2SO4干燥，在60℃下减压蒸馏除去CH2Cl2，得到(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯；
5)(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸消旋化：(R)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸与苯乙酸按1∶1摩尔比混合，在150-200℃下共熔消旋10-60分钟，得到(R，S)-N-苯乙酰邻氯苯甘氨酸，用于步骤2)开始的循环拆分。
2.根据权利要求1所述的制备抗血栓药物氯吡格雷手性中间体(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学-酶法，其特征是：步骤1)中的酰化剂选自苯乙酸、苯乙酸甲酯、苯乙酰氯或苯乙酰溴。
3.根据权利要求1所述的制备抗血栓药物氯吡格雷手性中间体(S)-邻氯苯甘氨酸甲酯的化学-酶法，其特征是：步骤4)中的碱性溶液选自pH8.0-10的NaOH、KOH、Na2CO3、NaHCO3或NH3溶液。
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