CN102776251A - 一种去氧肾上腺素的制备方法 - Google Patents

一种去氧肾上腺素的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种制备去氧肾上腺素的生物和化学相结合的方法，该方法一方面采用生物催化剂来制备去氧肾上腺素，反应温和；另一方面使用较为廉价的1-(3-羟基苯基)-2-[甲基(苯基甲基)氨基]乙酮作为原料。

Description

一种去氧肾上腺素的制备方法
技术领域
本发明涉及一种去氧肾上腺素的制备方法。
背景技术
去氧肾上腺素（phenylephrine）又名苯肾上腺素，其化学学名为3-（2-（N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚。它在临床上常用于阵发性室上性心动过速，可通过收缩血管，升高血压使迷走神经反射的兴奋而心率减慢。
去氧肾上腺素的合成方法包括化学法和生物法。
化学法主要采用还原2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-（3-羟基）苯乙酮获得外消旋的3-（2-（N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚。然而去氧肾上腺素仅为R型的3-（2-（N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚，所以用化学法制备还需要复杂的拆分过程（拆分过程造成资源的浪费，污染严重等），并且还需要进行高压氢化反应，最后获得的脱苄基产品不易析出晶体，产物收率低。
化学法制备上述的去氧肾上腺素3-（（R）-2-（N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚，还可以采用不对称催化还原的方式，然而存在催化剂昂贵且对映体过量ee值低等不足之处。
鉴于生物法具有独特的催化专一性，反应温和等优点。急需一种合成去氧肾上腺素的新的生物和化学相结合的制备方法。
发明内容
本发明提供了一种制备去氧肾上腺素的方法，其包括以下依次进行的步骤：
步骤（一）：底物1-(3-羟基苯基)-2-[甲基(苯基甲基)氨基]乙酮在酮还原酶KRED催化下发生还原反应生成3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚；
步骤（二）：步骤（一）获得的3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚经过还原反应脱苄基后生成去氧肾上腺素；
所述步骤（一）的还原反应在含水溶液环境下发生，所述酮还原酶KRED以NADPH和/NADH为还原反应的辅因子。
上述技术方案，一方面采用生物催化剂来制备去氧肾上腺素，反应温和；另一方面使用较为廉价的1-(3-羟基苯基)-2-[甲基(苯基甲基)氨基]乙酮作为原料。
所述酮还原酶KRED是可将酮立体选择性还原为手性醇的酶。
在本发明的一个优选实施方案中，所述酮还原酶KRED为市场上可购得的酮还原酶KRED 185。
所述酮还原酶KRED以NADPH或NADH为还原反应的辅因子，NADH即俗称的还原型辅酶I，NADPH即俗称的还原型辅酶II，两者都可以作为电子供体用于所述步骤（一）的还原反应中。
在本发明的一个具体实施方案中，所述NADPH或NADH的循环再生可以利用D-葡萄糖和葡萄糖脱氢酶；D-葡萄糖作为氢供体在葡萄糖脱氢酶的作用下发生脱氢。
在本发明的一个具体实施例中，采用酮还原酶KRED和葡萄糖脱氢酶的全细胞酶。在本发明的另一个具体实施例中，采用酮还原酶KRED和葡萄糖脱氢酶的共表达酶。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（一）酮还原酶反应中的NADPH的用量是0.05g~1g/L,优选的是0.05g/L。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（一）的还原反应在pH为5.5-8.0的缓冲液环境中进行，反应温度为25~40℃。优选的，pH为6.0-7.5的缓冲液。在本发明的另一个优选实施方案中，反应温度为25~37℃。优选的，所述缓冲液为磷酸盐缓冲液。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（一）的还原反应中，D-葡萄糖与原料的摩尔比为1~3:1。优选的，2~3:1。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（一）的还原反应完成后，所述步骤（二）之前，可以对步骤（一）的还原反应产物进行纯化处理。优选的，所述的纯化处理包括调节所述步骤（一）还原反应所获产物溶液的pH值至9-11和过滤的操作。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（一）的酮还原酶反应完成后，通过过滤除去固体杂质和酶。滤液用液碱调pH，大量微黄色固体析出，过滤，用水洗涤，烘干，得白色粉状产品。在其中一个实施例中，通过微滤和超滤除去固体杂质和酶，滤液控温在20℃，用液碱精确调pH=9.3，大量微黄色固体析出，过滤，用水洗涤，烘干，得白色粉状产品。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（二）的还原反应采用Pd/C作为还原催化剂，反应温度为25-100℃。优选，采用湿钯碳作为还原催化剂。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（二）的还原反应的氢供体为氢气、甲酸铵或乙酸铵。在本发明的一个具体实施方案中，反应环境的压力可以为从常压到10个大气压，优选在常压下进行反应。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（二）的还原反应完成后的产物纯化处理采用低级醇重结晶的方法。
在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（二）氢化反应产物的纯化步骤包括反应液的酸化和低级醇的重结晶。在其中一个实施例中，盐酸使反应过程中析出的产物溶解，过滤回收钯碳。滤液浓缩，加异丙醇，机械搅拌下滴加的盐酸-异丙醇溶液，滴加完毕后，边搅拌边缓慢降温，析出结晶。过滤，并用冷异丙醇洗涤滤饼，得白色晶状产品。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明的技术内容作进一步的阐述，其目的是为了更好的理解本发明的内容。因此，所举的例子并不限制本发明的保护范围。
以下底物皆指：1-(3-羟基苯基)-2-[甲基(苯基甲基)氨基]乙酮
实施例1-4，为制得3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚；
实施例5-6，为制得去氧肾上腺素；
实施例1：
在2L带温度计和搅拌的三口反应瓶中投入底物114g，D-葡萄糖228g，酮还原酶KRED185(尚科生物医药（上海）有限公司)12g，葡萄糖脱氢酶GDH105(尚科生物医药（上海）有限公司)18g，还原型辅酶II（NADP，Roche）0.05g，磷酸二氢钠（NaH2PO4·H2O）10.68g，磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）11.28g，加入900ml去离子水。温度设定30℃，在线控制反应体系pH=6，开启搅拌160rpm，反应10h,开始进行HPLC监控，如果底物已反应完全，则可停止；如果底物未反应完全，则继续直至完全反应。确定底物转化完全后，通过微滤和超滤除去固体杂质和酶。滤液控温在20℃，用液碱精确调pH=9.3，大量微黄色固体析出，搅拌15min，如果PH没有回落，则继续搅拌1h，过滤，用50ml水洗涤，烘干，得白色粉状产品94g，经鉴定产物为3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚，收率93.70%。
实施例2：
实施例1获得的母液补加底物104g，D-葡萄糖128g，酮还原酶KRED185(尚科生物医药（上海）有限公司)12g，葡萄糖脱氢酶GDH105(尚科生物医药（上海）有限公司)18g，还原型辅酶II（NADP，Roche）0.05g，温度设定30℃，在线控制反应体系pH=6，开启搅拌160rpm，反应10h,开始进行HPLC监控，如果底物已反应完全，则可停止；如果底物未反应完全，则继续直至完全反应。确定底物转化完全后，通过微滤和超滤除去固体杂质和酶。滤液控温在20℃，用液碱精确调pH=9.3，大量微黄色固体析出，搅拌15min，如果PH没有回落，则继续搅拌1h，过滤，用50ml水洗涤，烘干，得白色粉状产品92g，经鉴定产物为3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚，收率100.85%(大于100%是由于实施例1母液中产物的累积效应)。
实施例3：
实施例2获得的母液补加底物104g，D-葡萄糖128g，KRED185(尚科生物医药（上海）有限公司)12g，葡萄糖脱氢酶GDH105(尚科生物医药（上海）有限公司)18g，还原型辅酶II（NADP，Roche）0.05g，温度设定30℃，在线控制反应体系PH=6，开启搅拌160rpm，反应10h,开始进行HPLC监控，如果底物已反应完全，则可停止；如果底物未反应完全，则继续直至完全反应。确定底物转化完全后，通过微滤和超滤除去固体杂质和酶。滤液控温在20℃，用液碱精确调pH=9.3，大量微黄色固体析出，搅拌15min，如果PH没有回落，则继续搅拌1h，过滤，用50ml水洗涤，烘干，得白色粉状产品92g，经鉴定产物为3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚，收率96.70%。实施例1-3中母液套用反应累积收率可达96%。
实施例4：
实施例3获得的母液调pH=3，加200ml×2乙酸乙酯萃取两次，乙酸乙酯相合并，加100ml10%的盐酸萃取。水相用液碱调pH=9.3，大量微黄色固体析出，搅拌15min，如果pH没有回落，则继续搅拌1h，过滤，用5ml水洗涤，烘干，得白色粉状产品11g。有机相蒸馏回收乙酸乙酯。
实施例5：
在1L带温度计和搅拌的四口反应瓶中投入实施例1-4获得的白色粉状产品，即3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚（简称苄基中间体）128g、甲酸铵63g、无水甲醇600ml和5%湿钯碳（含水55%）4g，开机械搅拌160rpm混合均匀，控温在30℃，反应4h，开始进行HPLC监控，如果底物已反应完全，则可停止；如果底物未反应完全，则继续直至完全反应。反应完成后，加50ml盐酸使反应过程中析出的产物溶解，过滤回收钯碳。滤液浓缩，机械搅拌下滴加100ml、25%的盐酸-异丙醇溶液，滴加完毕后，边搅拌边缓慢降温至5℃，保温2h，析出结晶。过滤，并用20ml5℃的冷异丙醇洗涤滤饼，得白色晶状产品80g（经鉴定为去氧肾上腺素），收率79%，纯度99.9%，手性纯度100%。滤液可蒸干脱色后集中回收产品。
实施例6：
在1L带温度计和搅拌的四口反应瓶中投入实施例1-4获得的白色粉状产品，即3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚（简称苄基中间体）128g、无水甲醇600ml和5%湿钯碳（含水55%）4g，开机械搅拌160rpm混合均匀，减压进行氢气置换，控温在30℃，通氢气反应4h，开始进行HPLC监控，如果底物已反应完全，则可停止；如果底物未反应完全，则继续直至完全反应。反应完成后，加50ml盐酸使反应过程中析出的产物溶解，过滤回收钯碳。滤液浓缩到120ml，加80ml异丙醇，机械搅拌下滴加100ml、25%的盐酸-异丙醇溶液，滴加完毕后，边搅拌边缓慢降温至5℃，保温2h，析出结晶。过滤，并用20ml 5℃的冷异丙醇醇洗涤滤饼，得白色晶状产品86g（经鉴定为去氧肾上腺素），收率85%，纯度99.9%，手性纯度100%。滤液可蒸干脱色后集中回收产品。

Claims (10)

1.一种去氧肾上腺素的制备方法，其包括以下依次进行的步骤：
步骤（一）：底物1-(3-羟基苯基)-2-[甲基(苯基甲基)氨基]乙酮在酮还原酶KRED催化下发生还原反应生成3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚；
步骤（二）：步骤（一）获得的3-（（R）-2-（N-苄基-N-甲基氨基）-1-羟基）苯酚经过还原反应脱苄基后生成去氧肾上腺素；
所述步骤（一）的还原反应在含水溶液环境下发生，所述酮还原酶KRED以NADPH和/或NADH为还原反应的辅因子。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述NADPH或NADH的循环再生可以利用D-葡萄糖和葡萄糖脱氢酶；D-葡萄糖作为氢供体在葡萄糖脱氢酶的作用下发生脱氢。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（一）的还原反应在pH为5.5-8.0的缓冲液环境中进行，反应温度为25~40℃。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述pH为5.5-8.0的缓冲液为磷酸盐缓冲液。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（一）的还原反应中，D-葡萄糖与原料的摩尔比为1~3：1。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（一）的还原反应完成后，所述步骤（二）之前，可以对步骤（一）的还原反应产物进行纯化处理。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的纯化处理包括调节所述步骤（一）还原反应所获产物溶液的pH值至9-11和过滤的操作。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于：所述步骤（二）的还原反应采用Pd/C作为还原催化剂，反应温度为25-100℃。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤（二）的还原反应的氢供体为氢气、甲酸铵或乙酸铵。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤（二）的还原反应完成后的产物纯化处理采用低级醇重结晶的方法。
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