CN102803233B - 制备氨基甲酸(r)‑1‑芳基‑2‑四唑基‑乙酯的方法 - Google Patents

制备氨基甲酸(r)‑1‑芳基‑2‑四唑基‑乙酯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备氨基甲酸(R)‑1‑芳基‑2‑四唑基‑乙酯的方法，包括芳基酮的不对称还原和醇的氨基甲酰化。

Description

制备氨基甲酸(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯的方法
技术领域
本发明涉及一种制备氨基甲酸(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯的方法。更具体地，本发明涉及一种制备氨基甲酸(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯的方法，包括芳基酮的不对称还原。
背景技术
如美国专利申请公开No.2006/0258718A1所公开，具有抗痉挛活性的氨基甲酸(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯(以下简称“氨基甲酸酯化合物”)用于治疗中枢神经系统紊乱，尤其包括焦虑、抑郁、痉挛、癫痫、偏头痛、躁郁症、药物滥用、吸烟、注意缺陷多动障碍(ADHD)、肥胖、失眠、神经性疼痛、中风、认知障碍、神经变性、中风和肌肉痉挛。
根据其四唑部分中“N”的位置，氨基甲酸酯化合物分为两种位置异构体：四唑-1-基(以下简称“1N四唑”)和四唑-2-基(以下简称“2N四唑”)。制备氨基甲酸酯化合物时四唑的引入导致两种位置异构体1∶1的混合物，在药用时需要将其各自分离。
由于具有手性，氨基甲酸酯化合物用作药物时不仅要有高化学纯度，还必须具有高光学纯度。
基于此，美国专利申请公开No.2006/0258718A1采用纯对映体(R)-芳基-氧杂环丙烷((R)-aryl-oxirane)作为起始原料，于溶剂中在适当碱的存在下通过与四唑的开环反应将其转化为一种醇中间体，然后向醇中间体引入氨基甲酰基团。为了分离和纯化由此制备的1N和2N位置异构体，可以在形成醇中间体或氨基甲酸酯后进行柱层析。
发明内容
技术问题
为用于上述制备方法，(R)-2-芳基-氧杂环丙烷可以通过各种途径从光学活性原料如取代的(R)-苦杏仁酸衍生物来合成，或者通过α-卤代芳基酮的不对称还原-成环反应来获得，或者通过将外消旋的2-芳基-氧杂环丙烷混合物分离为其单独的对映体。就其本身而言，(R)-2-芳基-氧杂环丙烷是一种昂贵的化合物。
另外，由于四唑的低亲核性，(R)-2-芳基-氧杂环丙烷与四唑的开环反应需在相对较高的温度下进行。但是，由于在110～120℃四唑开始自发地分解，开环反应仍然具有很高的失控反应风险。
就反应的选择性而言，由于(R)-2-芳基-氧杂环丙烷和四唑各自具有两个反应位点，它们之间的开环反应在苄基或末端位置得到1N-或2N-四唑的取代物，导致共计4种位置异构体的混合物。为此，单独的位置异构体产率较低，并且难以分离和纯化。
技术方案
因此，本发明考虑了现有技术中存在的以上问题，本发明的目的是提供一种制备新的(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯的新方法。
为了实现上述目的，本发明提供了制备化学式1所示的氨基甲酸(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯的方法，包括：将化学式2所示的芳基酮进行(R)-选择性不对称还原以形成化学式5所示的(R)-构型醇化合物；并氨基甲酰化所述醇：
化学式1
[化学式1]
化学式2
[化学式2]
化学式5
[化学式5]
其中，
R1和R2独立地选自下组：氢、卤素、全氟烷基、1-8个碳原子的烷基、1-8个碳原子的硫代烷氧基，以及1-8个碳原子的烷氧基；和
A1和A2中的一个为CH，另一个为N。
发明的有益效果
从化学式8和9所示的化合物合成化学式2的芳基酮具有经济优势，因为它们是商业上易得的、价廉的化合物。另外，与(R)-2-芳基-氧杂环丙烷和四唑的开环反应相比，该取代反应可以在相对温和的条件下进行。尽管采用了潜在易爆炸的四唑，本发明所述的方法由此确保了工艺的安全性，并且保证了高产物收率和简易的纯化方法，产物在苄基位置没有产生不必要的位置异构体。
发明的最佳实施方式
根据本发明的一个实施方案，提供了包括下述化学式2所示的芳基酮的(R)-选择性不对称还原以及下述化学式5所示的醇化合物的氨基甲酰化以制备下述化学式1所示的氨基甲酸(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯的方法。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式5]
其中，
R1和R2独立地选自下组：氢、卤素、全氟烷基、1-8个碳原子的烷基、1-8个碳原子的硫代烷氧基，以及1-8个碳原子的烷氧基；和
A1和A2中的一个为CH，另一个为N。
发明的实施方式
用作本发明制备方法起始原料的化学式2的芳基酮，可以通过例如化学式8的芳基酮与化学式9的四唑之间的取代反应来合成：
化学式8
[化学式8]
化学式9
[化学式9]
其中，
R1和R2的定义如上；和
X为离去基团如卤化物或磺酸盐。
从化学式8和9所示的化合物合成化学式2的芳基酮具有经济优势，因为它们是商业上易得的、价廉的化合物。另外，与(R)-2-芳基-氧杂环丙烷和四唑的开环反应相比，该取代反应可以在相对温和的条件下进行。尽管采用了潜在易爆炸的四唑，本发明所述的方法由此确保了工艺的安全性，并且保证了高产物收率和简单的纯化方法，产物在苄基位置没有产生不必要的位置异构体。
可与四唑通过取代反应合成的化学式2的芳基酮，可在包括下述化学式3的1N芳基酮和下述化学式4的2N芳基酮的位置异构体混合物中，其可以通过商业上可利用的结晶进行分离和纯化。
化学式3
[化学式3]
化学式4
[化学式4]
本发明采用的结晶可以包括：向取代反应产物也就是位置异构体的混合物中加入增溶剂，然后加入沉淀剂。可选地，所述结晶还可以进一步包括：沉淀之后过滤沉淀物，浓缩滤液并加入额外的沉淀剂。
用于说明而非限制性的增溶剂的示例包括丙酮、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、1，4-二噁烷和1-4个碳原子的低级醇及其组合。根据位置体异构体混合物的重量(g)，增溶剂的用量可以为0-20ml(v/w)。当使用的增溶剂加入量为零(0)ml(v/w)时，是指不需要稀释滤液，立即加入后续添加剂。
沉淀剂的示例包括水、C1-C4低级醇、乙醚、戊烷、己烷、环己烷、庚烷及其组合，但不限于此。根据位置异构体混合物的重量(g)，沉淀剂可缓慢加入的量为0-40ml(v/w)。当使用的沉淀剂加入量为零(0)ml时，是指不需要加入沉淀剂，静置或冷却以产生沉淀。
将通过加入沉淀剂而得到的沉淀物过滤，产生作为高纯度结晶体的化学式3的1N芳基酮。
另一方面，过滤步骤后所得的滤液可以通过浓缩来增加沉淀剂和增溶剂的比率，由此得到高纯度的化学式4的2N芳基酮。本领域普通技术人员可以确定适当的滤液浓缩比率。例如，浓缩至溶剂被完全除去，然后按照以上所述加入增溶剂和沉淀剂。
与柱层析不同的是，该结晶在工业上应用不会存在很多困难。
(R)-选择性不对称还原使化学式2的芳基酮转变为下述化学式5所示具有(R)-构型的醇化合物。
[化学式2]
[化学式5]
其中，
R1和R2独立地选自下组：氢、卤素、全氟烷基、1-8个碳原子的烷基、1-8个碳原子的硫代烷氧基，以及1-8个碳原子的烷氧基；和
A1和A2中的一个为CH，另一个为N。
(R)-选择性不对称还原可以通过如生物方法或化学方法来实现。
根据本发明一个实施方案，在制备氨基甲酸(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯的方法中，化学式2的芳基酮化合物通过生物不对称还原转变为光学高纯度的具有(R)-构型的醇化合物。
生物不对称还原可以于适当的温度下在含有能够产生氧化还原酶的微生物菌株、化学式2的芳基酮化合物和共底物(cosubstrate)的缓冲液中实现。能够产生氧化还原酶的微生物菌株的示例包括：假丝酵母属的酵母，如近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)或皱褶假丝酵母(Candida rugosa)；毕赤酵母属的酵母，如异常毕赤酵母(Pichiaanomala)或杰丁毕赤酵母(Pichia jadinii)；酵母属的酵母，如发面酵母(Baker’syeast)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)或巴斯德酵母(Saccharomycespastorianus)；其它酵母，如胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)或三角酵母(Trigonopsis variabilis)；细菌，如肺炎克雷白氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、草生欧文菌(Erwinia herbicola)、藤黄微球菌(Micrococcus lutrus)、嗜热脂肪芽胞杆菌(Bacillus stearothermophilus)、红串红球菌(Rhodococcus erythropolis)或玫瑰色红球菌(Rhodococcus rhodochrous)；真菌，如总状毛霉(Mucor racemosus)或念珠地丝菌(Geotrichum candidum)等。
能够产生氧化还原酶的微生物菌株的用量可以为每克化学式2的芳基酮大约0.1-10g。
为了提高生物不对称还原的速率，还可以向缓冲液中加入额外的辅酶如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)，其用量为每克化学式2的芳基酮大约0.1-1mg。
所述辅酶，NADP或NAD各自借助于氧化还原酶和/或共底物，可以转变成其还原形式，NADPH或NADH。
共底物的示例包括：糖类如葡萄糖、甘油或蔗糖；以及醇类如甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-戊醇、2-甲基戊醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、环戊醇、环己醇、2-甲基-2-丁醇等。在前述醇中，优选甲醇、1-丙醇、1-丁醇和2-甲基-2-丁醇。
用于生物不对称还原中的缓冲液可以为PBS(磷酸盐缓冲盐水)或者磷酸钠、磷酸钾或三乙醇胺的水溶液，例如，pH为6-8。
生物不对称还原可以在10-45℃下进行。
除了经济以及环境友好之外，生物选择还原具有非常高的对映选择性。因此，于上述反应条件在酶的存在下可以获得高光学纯度的(R)-构型醇化合物。
在本发明的另一个实施方案中，在制备氨基甲酸(R)-1-芳基-2-四唑基-乙酯的方法中，化学式2的芳基酮化合物在不对称的条件下转变为光学高纯度的具有(R)-构型的醇化合物。
化学不对称还原可以通过例如于有机溶剂中在适当温度下与手性硼烷还原剂反应，或通过不对称催化氢化或不对称催化转移氢化来实现。
关于采用手性硼烷还原剂，将1-4当量的(-)-B-二异松蒎基氯硼烷钠(下文简称“(-)-DIP-Cl”)或(R)-2-甲基-CBS-噁唑硼烷/硼烷(下文简称“(R)-CBS/BH3”)加入到化学式2的芳基酮化合物在有机溶剂如乙醚、四氢呋喃、1，4-二噁烷、乙腈、二氯甲烷、氯仿或其混合物形成的溶液中，然后在约-10℃至约60℃下进行反应。
不对称催化氢化可以实施如下：将0.0004-0.2当量的无机碱加入到0.0002-0.1当量的(R)-二膦基-钌(II)-(R，R)-手性二胺络合物催化剂溶于有机溶剂如异丙醇、甲醇、乙醇或叔丁醇的溶液中。加入化学式2的芳基酮化合物并在1-20atm的氢气压力下将所得溶液维持在约-10℃至约60℃。用于不对称催化氢化的非限制性示例为下述化学式10所示的二氯[(R)-(+)-2，2’-二(二苯基膦基)1，1’-联萘基][(1R，2R)-(+)-1，2-二苯基乙烯二胺]钌(II)。
化学式10
[化学式10]
而不对称催化转移氢化，可以通过在约-10℃至60℃下将0.001-0.1当量的[S，S]-单磺酸盐二胺-M(II)芳烃络合物催化剂(其中M为钌或铑)加入到化学式2芳基酮化合物的5∶2甲酸-三乙胺共沸物或异丙醇的溶液中来进行。用于不对称催化转移氢化的催化剂的非限制性示例可以为下述化学式11所示的氯{[(1S，2S)-(+)-氨基-1，2-联苯乙基](4-甲苯磺酰基)氨基}(对-异丙基甲苯)钌(II)。
化学式11
[化学式11]
通过不对称还原得到的醇化合物可以化学式6的1N醇和化学式7的2N醇的位置异构体混合物形式存在，其可以通过结晶来分离和纯化成单独的高纯度位置异构体：
化学式6
[化学式6]
化学式7
[化学式7]
结晶可以包括，向不对称还原所得的位置异构体混合物中加入增溶剂；加入沉淀剂，和可选地过滤沉淀物；以及浓缩滤液并加入额外的沉淀剂。
用于结晶的增溶剂的示例包括丙酮、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、1，4-二噁烷和1-4个碳原子的低级醇及其混合物，但不限于此。根据位置异构体混合物的重量(g)，增溶剂的用量可以为0-20ml(v/w)。
沉淀剂的非限制性的示例包括水、1-4个碳原子的低级醇、乙醚、戊烷、己烷、环己烷、庚烷及其混合物，但不限于此。根据位置异构体混合物的重量(g)，沉淀剂可缓慢加入的量为0-40ml(v/w)。
加入沉淀剂后，通过过滤可以得到沉淀物形式的高纯度的1N醇(6)。
此外，非常高纯度的2N醇(7)可以通过浓缩滤液并增加沉淀剂和增溶剂的比率以晶体的形式得到。
当化学式2的芳基酮的位置异构体已经被分离和纯化时，这些结晶步骤可以省略。
向化学式5的(R)-构型醇化合物引入氨基甲酰基部分产生化学式1所示的具有(R)-构型的氨基甲酸酯。
[化学式5]
[化学式1]
其中，
R1和R2独立地选自下组：氢、卤素、全氟烷基、1-8个碳原子的烷基、1-8个碳原子的硫代烷氧基，以及1-8个碳原子的烷氧基；和
A1和A2中的一个为CH，另一个为N。
在氨基甲酰化步骤中，例如，无机氰酸盐-有机酸，异氰酸盐-水，或羰基化合物-氨水可以用于引入氨基甲酰基部分。
采用无机氰酸盐-有机酸进行氨基甲酰化时，将化学式5的(R)-构型醇化合物溶于有机溶剂中，例如乙醚、四氢呋喃、1，4-二噁烷、乙腈、二氯甲烷、氯仿或其混合物，并与1-4当量的无机氰酸盐如氰酸钠和有机酸如甲基磺酸或乙酸混合，然后在约-10℃至70℃下反应。
关于采用异氰酸盐-水，将1-4当量的异氰酸，如氯磺酸异氰酸酯、三氯乙酰基异氰酸酯、三甲基甲硅烷基异氰酸酯，加入到化学式5的(R)-构型醇化合物与有机溶剂如乙醚、四氢呋喃、1，4-二噁烷、乙腈、二氯甲烷、氯仿或其混合物形成的溶液中，并在约-50℃至40℃下反应。然后，不需要纯化，加入1-20当量的水进行水解。
关于采用羰基化合物-氨水，将1-4当量的羰基化合物，例如，1，1’-羰基咪唑、氨基甲酰氯、二琥珀酰碳酸盐、光气、三光气或氯甲酸酯，加入到化学式5的(R)-构型醇化合物与有机溶剂如乙醚、四氢呋喃、1，4-二噁烷、乙腈、二氯甲烷、氯仿或其混合物形成的溶液中，并在约-10℃至70℃下反应，然后加入1-4当量的氨水，不需要纯化。
氨基甲酰化以后，得到的化学式1的氨基甲酸酯化合物通过接下来的结晶可以纯化到更高的光学和化学纯度。所述结晶包括，向氨基甲酰化产物中加入增溶剂；然后加入沉淀剂，并且可选地过滤沉淀物，以及加入额外的沉淀剂。用于药用时，优选总是在使用氨基甲酰化产物前进行最终纯化，但是在该过程的前期也可以进行结晶步骤。
增溶剂的非限制性示例包括丙酮、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、1，4-二噁烷和1-4个碳原子的低级醇及其混合物。根据反应产物的重量(g)，增溶剂的用量可以为0-20ml(v/w)。
沉淀剂的非限制性示例包括水、1-4个碳原子的低级醇、乙醚、戊烷、己烷、环己烷、庚烷及其混合物。根据反应产物的重量(g)，沉淀剂可缓慢加入的量为0-40ml(v/w)。包括生物或化学不对称还原，本发明的方法可以提供光学上高纯的氨基甲酸酯化合物。另外，本发明所需的温和反应条件保证了工艺的安全性。而且，在不对称还原之前或之后或氨基甲酰化之后的适宜大规模生产的结晶步骤可得到更高化学纯度的氨基甲酸酯化合物。
如下述实施例所示，根据本发明制备的氨基甲酸酯化合物在治疗中枢神经系统(CNS)紊乱如痉挛中非常有用。
通过下述用于详细说明的实施例可以更好地理解本发明，但不应解释为对本发明的限制。
实施例
四唑芳基酮的制备
制备实施例1：1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-1-基)乙烷-1-酮的制备
室温下，向2-溴-2’-氯苯乙酮(228.3g，0.978mol)和碳酸钾(161.6g，1.170mol)的乙腈(2000mL)的悬浮液中加入35w/w％的1H-四唑二甲基甲酰胺溶液(215.1g，1.080mol)。这些反应物在45℃下搅拌2h，减压蒸馏除去约1500mL溶剂。浓缩物用乙酸乙酯(2000mL)稀释，并用10％盐水洗涤(3×2000mL)。将分离的有机层减压蒸馏得到216.4g油状固体残留物。向所述固体残留物的乙酸乙酯(432mL)溶液中缓慢加入庚烷(600mL)。室温下过滤形成的沉淀物并洗涤得到90.1g(0.405mol)1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-1-基)乙烷-1-酮(下文简称“1N酮”)。
1H-NMR(CDCl3)d8.87(s，1H)，d7.77(d，1H)，d7.39-7.62(m，3H)，d5.98(s，2H)
制备实施例2：1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-2-基)乙烷-1-酮的制备
制备实施例1的过滤步骤之后，浓缩滤液并溶于异丙醇(100mL)中，然后向其中加入庚烷(400mL)以完成结晶。5℃下过滤和洗涤得到固体1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-2-基)乙烷-1-酮(下文称之为“2N酮”)94.7g(0.425mol)。
1H-NMR(CDCl3)d8.62(s，1H)，d7.72(d，1H)，d7.35-7.55(m，3H)，d6.17(s，2H)
通过生物不对称还原制备(R)-构型醇化合物
适宜用于生物不对称还原的为表达氧化还原酶的菌株。如发面酵母(Jenico)，以冻干形式在商业上可得的菌株可以适当考虑用于此反应。和其它微生物菌株类似，可以将储藏在深冻冰箱(Revco)中的菌株涂在LB平板培养基(细菌用胰化蛋白胨：1％，酵母提取物：0.5％，NaCl：0.5％，葡萄糖：0.1％，琼脂：1.5％)上形成菌落。然后将其中之一接种到3mL置于管中的LB培养基并且在30℃预孵育1天。完成预孵育后，将其放大到置于1L锥形瓶(Erlenmeyer flask)的300mL LB培养基中，30℃下孵育2天。离心沉淀菌株以形成反应所需用量的菌块。
制备实施例3：采用胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)制备1N醇
将制备实施例1制备的1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-1-基)乙烷-1-酮(100mg，0.449mmol)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD，0.5mg)在产生氧化还原酶的微生物菌株胶红酵母KCTC7117(500mg)存在下，在含有5％(w/v)甘油的PBS(10mL，pH7.0)中室温培养4天，用乙酸乙酯(1mL)萃取后得到R-构型醇，也就是(R)-1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-1-基)乙烷-1-醇(下文简称“1N醇”)。产物的转化率和光学纯度列于下面表1中。产物的转化率(％)、纯度(％)和光学纯度采用HPLC检测并用下述等式计算。
转化率(％)＝[(产物面积)/(反应物面积+产物面积)]×100
纯度(％)＝[(产物面积)/(HPLC所有峰面积)]×100
光学纯度(％)＝[(R-构型面积-S-构型面积)/(R-构型面积+S-构型面积)]×100
1H-NMR(CDCl3)d8.74(s，1H)，d7.21-7.63(m，4H)，d5.57(m，1H)，d4.90(d，1H)，d4.50(d，1H)，d3.18(d，1H)
制备实施例4：采用胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)制备2N醇
除采用制备实施例2制备的1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-2-基)乙烷-1-酮代替1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-1-基)乙烷-1-酮之外，重复与制备实施例3相同的步骤，得到(R)-1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-2-基)乙烷-1-醇(下文简称“2N醇”)。产物的转化率和光学纯度列于下面表1中。
1H-NMR(CDCl3)d8.55(s，1H)，d7.28-7.66(m，4H)，d5.73(d，1H)，d4.98(d，1H)，d4.83(d，1H)，d3.38(br，1H)
制备实施例5：采用三角酵母(Trigonopsis variabilis)制备1N醇
除采用三角酵母KCTC7263代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例3相同的步骤，得到R-构型的1N醇。其转化率和光学纯度列于下面表1中。
制备实施例6：采用三角酵母(Trigonopsis variabilis)制备2N醇
除采用三角酵母KCTC7263代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例4相同的步骤，得到R-构型的2N醇。其转化率和光学纯度列于下面表1中。
表1
[表1]
制备实施例7和8：采用假丝酵母属酵母制备1N醇
除采用近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)ATCC20179或皱褶假丝酵母(Candida rugosa)KCTC7292代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例3相同的步骤，得到R-构型的1N醇。其转化率和光学纯度列于下面表2中。
制备实施例9和10：采用假丝酵母属酵母制备2N醇
除采用近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)ATCC20179或皱褶假丝酵母(Candida rugosa)KCTC7292代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例4相同的步骤，得到R-构型的2N醇。其转化率和光学纯度列于下面表2中。
表2
[表2]
制备实施例11和12：采用毕赤酵母属酵母制备1N醇
除采用异常毕赤酵母(Pichia anomala)KCTC1206或杰丁毕赤酵母(Pichiajadinii)KCTC7008代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例3相同的步骤，得到R-构型的1N醇。其转化率和光学纯度列于下面表3中。
制备实施例13和14：采用毕赤酵母属酵母制备2N醇
除采用异常毕赤酵母(Pichia anomala)KCTC1206或杰丁毕赤酵母(Pichiajadinii)KCTC7008代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例4相同的步骤，得到R-构型的2N醇。其转化率和光学纯度列于下面表3中。
表3
[表3]
制备实施例15-20：采用酵母属酵母制备1N醇
除采用发面酵母(Baker’s yeast)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)KCTC7108、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)KCTC1205、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)KCTC7107、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)KCTC1552或巴斯德酵母(Saccharomyces pastorianus)KCTC1218代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例4相同的步骤，得到R-构型的1N醇。其转化率和光学纯度列于下面表4中。
制备实施例21-26：采用酵母属酵母制备2N醇
除采用发面酵母(Baker’s yeast)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)KCTC7108、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)KCTC1205、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)KCTC7107、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)KCTC1552或巴斯德酵母(Saccharomyces pastorianus)KCTC1218代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例4相同的步骤，得到R-构型的2N醇。其转化率和光学纯度列于下面表4中。
表4
[表4]
制备实施例27-30：采用细菌制备1N醇
除采用肺炎克雷白氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)IFO3319、嗜热脂肪芽胞杆菌(Bacillus stearothermophilus)KCTC1752、红串红球菌(Rhodococcus erythropolis)KCCM40452或玫瑰色红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC21197代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例3相同的步骤，得到R-构型的1N醇。其转化率和光学纯度列于下面表5中。
制备实施例31-37：采用细菌制备2N醇
除采用肺炎克雷白氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)IFO3319、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)KCTC2361、草生欧文菌(Erwinia herbicola)KCTC2104、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)KCTC1071、嗜热脂肪芽胞杆菌(Bacillus stearothermophilus)KCTC1752、红串红球菌(Rhodococcus erythropolis)KCCM40452或玫瑰色红球菌(Rhodococcus rhodochrous)ATCC21197代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例4相同的步骤，得到R-构型的2N醇。其转化率和光学纯度列于下面表5中。
表5
[表5]
制备实施例38和39：采用真菌制备1N醇
除采用总状毛霉(Mucor racemosus)KCTC6119、念珠地丝菌(Geotrichumcandidum)KCTC6195、念珠地丝菌(Geotrichum candidum)IFO5767或念珠地丝菌(Geotrichum candidum)IFO4597代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例3相同的步骤，得到R-构型的1N醇。其转化率和光学纯度列于下面表6中。
制备实施例40-42：采用真菌制备2N醇
除采用总状毛霉(Mucor racemosus)KCTC6119、念珠地丝菌(Geotrichumcandidum)KCTC6195、念珠地丝菌(Geotrichum candidum)IFO5767或念珠地丝菌(Geotrichum candidum)IFO4597代替胶红酵母KCTC7117作为产生氧化还原酶的微生物菌株之外，重复与制备实施例4相同的步骤，得到R-构型的2N醇。其转化率和光学纯度列于下面表6中。
表6
[表6]
通过化学不对称还原制备(R)-构型醇化合物
制备实施例43和44：采用手性硼烷还原剂制备1N醇
0℃下，向制备实施例1制备的1N酮(100mg，0.449mmol)的四氢呋喃(1mL)溶液中加入2当量的手性硼烷还原剂，如(-)-B-二异松蒎基氯硼烷或(R)-2-甲基-CBS-噁唑硼烷/硼烷。室温下搅拌24h，然后用乙酸乙酯(1mL)萃取，得到的结果如下面表7所示。
制备实施例45和46：采用手性硼烷还原剂制备2N醇
0℃下，向制备实施例2制备的2N酮(100mg，0.449mmol)的四氢呋喃(1mL)溶液中加入2当量的手性硼烷还原剂，如(-)-B-二异松蒎基氯硼烷或(R)-2-甲基-CBS-噁唑硼烷/硼烷。室温下搅拌24h，然后用乙酸乙酯(1mL)萃取，得到的结果如下面表7所示。
表7
[表7]
制备实施例47和48：采用不对称催化转移氢化制备1N和2N醇
将制备实施例1制备的1N酮或制备实施例2制备的2N酮(222mg，1.0mmol)溶于5∶2的甲酸-三乙胺共沸物(1.4mL)中并处于氩气环境下。在氩气环境中将溶液冷却至0℃后，向其中加入化学式11的氯{[(1S，2S)-(+)-氨基-1，2-联苯乙基](4-甲苯磺酰基)氨基}(对-异丙基甲苯)钌(II)(2mg，0.003mmol)。室温下搅拌48h，然后用乙酸乙酯(2mL)萃取，得到的结果如下面表8所示。
表8
[表8]
氨基甲酸酯的制备
制备实施例49：氨基甲酸(R)-1-(2-氯苯基)-2-(四唑-1-基)乙酯的制备
向含有5％(w/v)甘油的PBS(1000mL，pH 7.0)中加入发面酵母(50g)和制备实施例1制备的1N酮(10g，44.9mmol)，以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD，1mg)。所得的反应悬浮液在30℃下搅拌4天，与乙酸乙酯(500mL)混合。分离之后，形成的有机层用10％盐水(3×500mL)洗涤。向有机层加入硫酸镁，然后过滤所得悬浮液。滤液减压蒸馏得到8.5g固体残留物，然后在45℃溶于乙酸乙酯(10mL)中并冷却至室温。缓慢加入庚烷(20mL)引发结晶。过滤形成的沉淀物并洗涤得到7.32g(32.6mmol)1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-1-基)乙烷-1-醇(光学纯度99.9％)。所述沉淀物溶于二氯甲烷(73mL)，10℃下向其中加入甲基磺酸(5.5mL，84.7mmol)，然后缓慢加入氰酸钠(4.24g，65.2mmol)。反应混合物在10℃下搅拌12h并用10％盐水(3×100mL)洗涤。形成的有机层减压浓缩，并将浓缩物溶于异丙醇(14mL)。加热溶液至45℃，冷却至室温引发结晶完成。过滤所得的沉淀物并洗涤得到7.84g(29.3mmol)的氨基甲酸(R)-1-(2-氯苯基)-2-(四唑-1-基)乙酯(纯度＞99.0％，光学纯度＞99.0％)。
1H-NMR(丙酮-d6)d9.14(s，1H)，d7.31-7.59(m，4H)，6.42(m，1H)，d6.0-6.75(Br，2H)，d4.90(d，1H)，d5.03(m，2H)
制备实施例50：氨基甲酸(R)-1-(2-氯苯基)-2-(四唑-2-基)乙酯的制备
将制备实施例2制备的2N酮(15.5g，69.6mmol)溶于5∶2的甲酸-三乙胺共沸物(60mL)中并处于氩气环境下。向溶液中加入化学式11的氯{[(1S，2S)-(+)-氨基-1，2-联苯乙基](4-甲苯磺酰基)氨基}(对-异丙基甲苯)钌(II)(140mg，0.220mmol)，然后室温下搅拌48h。将溶液用乙酸乙酯(200mL)稀释并用10％盐水(3×100mL)洗涤。所得的有机层通过硫酸镁干燥并过滤，滤液减压蒸馏得到14.8g(65.9mmol)油状残留物1-(2-氯苯基)-2-(1，2，3，4-四唑-2-基)乙烷-1-醇(光学纯度87.8％)。向其加入四氢呋喃(150mL)。冷却至-15℃后，缓慢加入氯磺酰异氰酸酯(6.9mL，79.2mmol)并且在-10℃下搅拌2h。缓慢加入水(10mL)使反应终止。所得的溶液减压浓缩直至除去约100mL的溶剂。浓缩物用乙酸乙酯(200mL)稀释并用10％盐水(3×150mL)洗涤。减压浓缩有机层，浓缩物溶于异丙醇(30mL)中，向其中缓慢加入庚烷(90mL)使结晶完成。过滤得到的沉淀物并洗涤，得到15.4g(57.5mmol)氨基甲酸(R)-1-(2-氯苯基)-2-(四唑-2-基)乙酯(纯度＞99.0％，光学纯度＞99.0％)。
1H-NMR(丙酮-d6)d8.74(s，1H)，d7.38-7.54(m，4H)，d6.59(m，1H)，d6.16(Br，2H)，d4.90(d，1H)，d5.09(m，2H)
正如到目前为止所述，根据本发明可以具有经济效益地制备具有高光学和化学纯度的氨基甲酸酯化合物。
尽管出于说明目的本发明公开了优选的实施方式，但是在不偏离如所附权利要求书公开的本发明的范围和精神下，本领域技术人员将理解各种改变、增添和替换都是可行的。

Claims (9)

1.一种制备化学式1所示的氨基甲酸芳基-2-四唑基-乙酯的方法，包括：
将化学式2所示的芳基酮进行(R)-选择性不对称还原以形成化学式5所示的(R)-构型醇化合物；和
氨基甲酰化所述醇；
[化学式1]
[化学式2]
[化学式5]
其中，
R1和R2独立地选自下组：氢、卤素、全氟烷基、1-8个碳原子的烷基、1-8个碳原子的硫代烷氧基，以及1-8个碳原子的烷氧基；
A1和A2中的一个为CH，另一个为N；以及
所述(R)-选择性不对称还原是通过生物不对称还原实现的，
所述生物不对称还原在含有化学式2的芳基酮、能够产生氧化还原酶且选自由近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)、杰丁毕赤酵母(Pichia jadinii)和胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)所组成的组的微生物菌株和共底物的缓冲液中进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氨基甲酰化步骤是通过将化学式5的(R)-构型醇化合物与无机氰酸盐和有机酸进行反应实施的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述氨基甲酰化步骤是通过水解化学式5的(R)-构型醇化合物与异氰酸酯化合物之间的反应产物实施的，所述异氰酸酯化合物选自下组：氯磺酸异氰酸酯、三氯乙酰基异氰酸酯和三甲基甲硅烷基异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述氨基甲酰化步骤是通过将氨水引入到化学式5的(R)-构型醇化合物与包括1,1’-羰基咪唑、氨基甲酰卤化物、二琥珀酰碳酸盐、光气、三光气或氯甲酸酯的羰基化合物之间的反应产物实施的。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在(R)-选择性不对称还原步骤和氨基甲酰化步骤中的至少一个之后的结晶步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述结晶步骤包括：
向反应产物中加入选自由丙酮、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、1,4-二噁烷、1-4个碳原子的低级醇及其混合物所组成的组的增溶剂；和
向其中加入选自由水、1-4个碳原子的低级醇、乙醚、戊烷、己烷、环己烷、庚烷及其混合物所组成的组的沉淀剂。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括制备化学式2的芳基酮的步骤，通过下述化学式8的芳基酮与下述化学式9的四唑之间的取代反应制备：
[化学式8]
[化学式9]
其中，
R1和R2如权利要求1中所定义；和
X为选自卤化物和磺酸盐的离去基团。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括结晶步骤，其包括：
向取代反应得到的产物中加入选自由丙酮、乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、1,4-二噁烷、1-4个碳原子的低级醇及其混合物所组成的组的增溶剂；和
加入选自由水、1-4个碳原子的低级醇、乙醚、戊烷、己烷、环己烷、庚烷及其混合物所组成的组的沉淀剂。
9.制备下述化学式5所示醇化合物的方法，通过下述化学式2所示芳基酮的(R)-选择性不对称还原进行，其中所述(R)-选择性不对称还原是通过生物不对称还原实现的：
[化学式2]
[化学式5]
其中，
R1和R2独立地选自下组：氢、卤素、全氟烷基、1-8个碳原子的烷基、1-8个碳原子的硫代烷氧基，以及1-8个碳原子的烷氧基；
A1和A2中的一个为CH，另一个为N；以及
所述生物不对称还原在含有化学式2的芳基酮、能够产生氧化还原酶且选自由近平滑假丝酵母、杰丁毕赤酵母和胶红酵母所组成的组的微生物菌株和共底物的缓冲液中进行。
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