CN105838772A - (s)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1h-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种(S)‑5‑氯‑2,3‑二氢‑2‑羟基‑1‑氧代‑1H‑茚‑2‑羧酸甲酯的生物制备方法，以消旋体5‑氯‑2,3‑二氢‑2‑羟基‑1‑氧代‑1H‑茚‑2‑羧酸甲酯为底物，该底物在生物酶的存在下，手性水解拆分获得(S)‑5‑氯‑2,3‑二氢‑2‑羟基‑1‑氧代‑1H‑茚‑2‑羧酸甲酯，所述的生物酶为水解酶，所述反应在pH为5~9、温度为10~45℃的水相缓冲溶液中进行，其中，在起始反应体系中，所述底物5‑氯‑2,3‑二氢‑2‑羟基‑1‑氧代‑1H‑茚‑2‑羧酸甲酯的浓度为100 mg/mL。本发明首次公开了利用生物酶在水相中进行消旋体5‑氯‑2,3‑二氢‑2‑羟基‑1‑氧代‑1H‑茚‑2‑羧酸甲酯的手性拆分反应，整个反应未有大量有机溶剂和手性拆分试剂的使用，过程简单高效，具有良好的经济性和环境友好性。

Description

(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法
技术领域
本发明涉及生物化工技术领域，具体涉及(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法。
背景技术
据世界粮农组织统计，由于病虫草害的侵扰给农作物造成的损失相当于世界每年作物产量的三分之一。目前我国农药产品以有机磷、氨基甲酸酯等高毒农药为主，开发高效、低毒、对环境安全的绿色杀虫剂迫在眉睫。
噁二嗪类杀虫剂是继除虫菊酯、吡虫啉等杀虫剂之后人们发现的具有划时代意义的新型杀虫剂。茚虫威(indoxacarb)是美国杜邦公司开发的新型噁二嗪类(oxadiazine)杀虫剂，商品名Ammate/Avatar，为钠通道抑制广谱杀虫剂，对几乎所有的鳞翅目害虫均具有杀灭能力，具有杀虫活性高、环境相容性好、对哺乳动物毒性低，对鸟类、鱼类以及益虫安全的优点，是替代高毒有机磷杀虫剂的理想品种。
茚虫威的制备方法的关键是获得其手性中间体(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯(1)。市场中常见的5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯一般是其消旋体(2)，由于其R-构型异构体没有杀虫活性，导致施药量高；茚虫威的含量是以S-构型产物计算的，导致混旋的产品经济性也较差。因此，从化合物2中获得较纯S-构型中间体1具有重要的意义。目前除了重结晶方法有过报道(CN 201410465250)，尚无生物法对其进行拆分的方法公开。
发明内容
本发明的目的是提供一种(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法，以消旋体5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯为底物，该底物在生物酶的存在下，手性水解拆分获得(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯，所述的生物酶为水解酶，所述反应在pH为5～9、温度为10～45℃的水相缓冲溶液中进行，其中，在起始反应体系中，所述底物5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的浓度为100mg/mL。
优选地，所述的水解酶为购自苏州汉酶生物技术有限公司生产的牌号为EW1511的水解酶。
优选地，所述的水解酶与底物5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的质量比为1:100。
优选地，所述反应在助溶剂条件下进行，所述的助溶剂为正丁醇。
进一步优选地，起始反应体系中，所述的助溶剂的投料体积为反应总体积的1～20％。
优选地，所述的水相缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
优选地，具体实施过程如下：在反应容器中，依次加入所述的水相缓冲溶液、底物5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯，搅拌均匀后，加入水解酶，在10～45℃的温度条件下震荡反应，HPLC检测反应进程，待反应完全后，过滤除酶并用等体积乙酸乙酯进行多次萃取，合并有机相、脱去溶剂后得到(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯产品。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明首次公开了利用生物酶在水相中进行消旋体5-氯-2,3-二氢-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的手性拆分反应得到(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯，整个反应物无大量有机溶剂和手性拆分试剂的使用，制备过程简单高效，具有良好的经济性和环境友好性。
附图说明
附图1为实施例1中HPLC监测底物5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的反应变化图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为常规实验中的条件。
实施例1
在100mL反应容器中，依次加入47.5mL 100mM pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液，加入底物5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯5g，正丁醇2.5mL，搅拌均匀后，加入水解酶(牌号为EW1511，购自苏州汉酶生物技术有限公司)0.05g，30℃下震荡反应2小时，HPLC检测底物ee值为99％，R-构型和S-构型在底物中的比例变化如附图1。过滤除酶后等体积乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，脱去溶剂得到产品(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯2.4g，纯度98％，ee值99％。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法，其特征在于，以消旋体5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯为底物，该底物在生物酶的存在下，手性水解拆分获得(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯，所述的生物酶为水解酶，所述反应在pH为5~9、温度为10~45℃的水相缓冲溶液中进行，其中，在起始反应体系中，所述底物5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的浓度为100 mg/mL。
2.根据权利要求1所述的(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法，其特征在于，所述的水解酶为购自苏州汉酶生物技术有限公司生产的牌号为EW1511的水解酶。
3.根据权利要求1或2所述的(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法，其特征在于，所述的水解酶与底物5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的质量比为1:100。
4.根据权利要求1所述的(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法，其特征在于，所述反应在助溶剂条件下进行，所述的助溶剂为正丁醇。
5.根据权利要求4所述的(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法，其特征在于，起始反应体系中，所述的助溶剂的投料体积为反应总体积的1~20%。
6.根据权利要求1所述的(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法，其特征在于，所述的水相缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
7.根据权利要求1所述的(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的生物制备方法，其特征在于，具体实施过程如下：在反应容器中，依次加入所述的水相缓冲溶液、底物5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯，搅拌均匀后，加入水解酶，在10~45℃的温度条件下震荡反应，HPLC检测反应进程，待反应完全后，过滤除酶并用等体积乙酸乙酯进行多次萃取，合并有机相、脱去溶剂后得到(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯产品。
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