CN105907832B - 一种酶法拆分艾沙康唑中间体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种艾沙康唑中间体的酶法拆分方法。采用腈水解酶(2R,3S)‑艾沙康唑中间体Ⅰ中的对映异构体杂质水解为(2S,3S)‑羧酸副产物,经分离纯化得光学纯(2S,3R)‑艾沙康唑中间体Ⅰ。
Description
技术领域
本发明涉及一种酶法制备艾沙康唑中间体的方法。
背景技术
艾沙康唑是一种新的三唑类广谱抗真菌药,美国FDA2015年批准上市。研究显示,艾沙康唑具有广谱抗真菌作用,包括酵母菌(如念珠菌属)和霉菌(如曲霉属、毛霉属)。
临床要求具有光学异构体的药物,必须以光学纯的形态上市。艾沙康唑具有两个光学手心中心,因此,式Ⅳ所示结构的化合物((2S,3R)-中间体Ⅰ,手性纯)的制备是艾沙康唑制备工艺的关键与难点。
宋婷婷等(《抗真菌药物艾沙康唑研究进展》)对艾沙康唑手性中心构建进行了综述。艾沙康唑手性构建现有技术包括不对称合成、化学拆分,存在收率不高、手性纯度低、过程繁杂等缺点。
不对称合成法:专利US6300353报道,艾沙康唑中间体合成路线1,以R-乳酸甲酯为起始原料,引入第1个手性中心,第2个手性中心通过不对称环氧化反应合成。具体合成路线如下:
该反应步骤较多,总收率不高(16%)。另有专利US6133485报道,以价格低廉的天然S-乳酸为起始原料合成艾沙康唑,原料成本降低,但反应涉及构型翻转,更为复杂。
专利US 2004/0176432报道,艾沙康唑中间体合成路线2,以R-3丁炔-2-醇为起始原料,引入第1个手性中心,经甲基磺酰氯取代成酯后,在Pd(II)催化剂和二乙基锌的催化下不对称合成第2个手性中心。具体合成路线如下:
原料R-3-丁炔-2-醇的价格较高。有研究人员采用价格较低的R-4-苯基-3-丁炔-2-醇代替R-3-丁炔-2-醇,但研究发现,不对称合成反应选择性较差,获得的手性中间体纯度较低。另外,反应后要去除苯环,增加了反应和处理步骤,也增加了成本。
化学法手性拆分法:专利US8207352报道了更为高效和低成本手性拆分法,艾沙康唑中间体合成路线3。制备方法包括多个路径,首先以廉价原料合成消旋中间体,中间体可以为化合物a或b或c。在关键工艺中加入拆分试剂(R-10-樟脑磺酸或S-10-樟脑磺酸),结晶后获得纯的光学异构体中间体或终产物。具体合成路线如下:
但实际实验发现,该方法重现性差,不能结晶。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种经济环保、质量稳定、操作简便的酶法拆分艾沙康唑中间体的方法。
本发明提供了一种酶法拆分艾沙康唑中间体的方法,其特征包括如下步骤:
a、将式Ⅰ所示结构化合物(艾沙康唑中间体Ⅰ,消旋)与1.5~5倍重量乙酸乙酯混合,加热至60~80℃搅拌,冷却后过滤,得滤液A;
b、将腈水解酶与水混合,再与滤液A混合,在25~40℃下搅拌反应,加碱控制pH值在7.5~9,将式Ⅱ所示结构化合物((2R,3S)-中间体Ⅰ对映异构体)水解为式Ⅲ所示结构化合物((2S,3S)-羧酸副产物),分液,有机层过滤,浓缩,得式Ⅳ所示结构化合物((2S,3R)-中间体Ⅰ)粗品。
其中,b步骤所述的式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品使用甲基叔丁基醚打浆,过滤,干燥,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品。所述的甲基叔丁基醚使用异丙醚、乙醚替代。
其中,b步骤所述碱为氢氧化钠或碳酸钠溶液。
其中,b步骤所述的式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品,与异丙醇混合,加热至40℃~80℃,冷却至0~30℃结晶,过滤,干燥得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品。结晶时,可加入1~4倍异丙醇体积的水。所述的异丙醇可使用乙醇、甲醇、丙酮替代。
本发明具有以下优点:拆分收率高;由于使用具有空间选择性的酶,产品手性纯度高;酶法拆分条件温和、操作简便。
具体实施方式
实施例1
500ml烧瓶中加入100.0g式Ⅰ所示结构化合物消旋艾沙康唑中间体Ⅰ,再加入400ml乙酸乙酯,加热至60℃搅拌20分钟,冷却至室温,过滤,得滤液A。将10g市售AK226腈水解酶与300ml水加入1000ml烧杯中,机械搅拌,将滤液A慢慢倒入酶解液中,于32℃慢速搅拌,维持两相分层状态,滴加5%氢氧化钠溶液,控制pH值8~8.5。待pH稳定,不再消耗氢氧化钠溶液后,分液,有机层过滤,50℃减压蒸除溶剂,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品。式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品加入60ml甲基叔丁基醚打浆,过滤,60℃鼓风干燥,得(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品33.8g,99.6%ee。
实施例2
5000ml烧瓶中加入1.00kg式Ⅰ所示结构化合物消旋艾沙康唑中间体Ⅰ,再加入3.0L乙酸乙酯,加热至70℃搅拌10分钟,冷却至室温,过滤,得滤液A。将120g市售AK226腈水解酶与2.0L水混合,机械搅拌,将滤液A慢慢倒入酶解液中,于35℃慢速搅拌,维持两相分层状态,滴加饱和碳酸钠溶液,控制pH值7.5~8.0。待pH稳定,不再消耗碳酸钠溶液后,分液,1.0L乙酸乙酯反萃取水层,合并有机层过滤,水层去酶回收,55℃减压蒸除溶剂,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品。式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品加入1.5L异丙醇,搅拌,加热至50℃,加入3.0L水,冷却至0~5℃,搅拌1小时。过滤,水洗,70℃减压干燥,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品32.4g,99.9%ee。
酶回收:分液所得水层过滤,酶滤饼使用300ml水洗两次,酶滤饼浸泡于0.1M磷酸钾缓冲液(pH=8.5)中存储,待下次重复使用。
实施例3
5000ml烧瓶中加入1.00kg式Ⅰ所示结构化合物消旋艾沙康唑中间体Ⅰ,再加入5.0L乙酸乙酯,加热至50℃搅拌30分钟,冷却至10℃,过滤,得滤液A。将实施例2中在缓冲液中存储的回收的腈水解酶过滤,滤饼与3.0L水混合,机械搅拌,将滤液A慢慢倒入酶解液中,于40℃慢速搅拌,维持两相分层状态,滴加饱和5%氢氧化钾溶液,控制pH值8.4~8.6。HPLC监控式Ⅳ所示结构化合物(2R,3S)-中间体Ⅰ对映异构体已水解剩余≤0.2%(面积归一法),分液,2.0L乙酸乙酯反萃取水层,合并有机层过滤,水层去酶回收,50℃减压蒸除溶剂,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品。式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品加入2.5L乙醇,搅拌,加热至50℃,加入10L水,冷却至10~15℃,搅拌1小时。过滤,水洗,70℃鼓风干燥,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品30.0g,100%ee。
水层酶回收:分液的水层过滤,酶滤饼使用300ml水洗两次,酶滤饼浸泡于0.1M磷酸钾缓冲溶液(pH=8.5)中存储待下次重复使用。
实施例4
5000ml烧瓶中加入1.00kg式Ⅰ所示结构化合物消旋艾沙康唑中间体Ⅰ,再加入5.0L乙酸乙酯,加热至50℃搅拌30分钟,冷却至10℃,过滤,得滤液A。将实施例2中在缓冲液中存储的回收的腈水解酶过滤,滤饼与3.0L水混合,机械搅拌,将滤液A慢慢倒入酶解液中,于25℃慢速搅拌,维持两相分层状态,滴加饱和5%氢氧化钾溶液,控制pH值8.4~8.6。HPLC监控式Ⅳ所示结构化合物(2R,3S)-中间体Ⅰ对映异构体已水解剩余≤0.2%(面积归一法),分液,2.0L乙酸乙酯反萃取水层,合并有机层过滤,水层去酶回收,50℃减压蒸除溶剂,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品。式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品加入2.5L甲醇,搅拌,加热至50℃,加入5L水,冷却至30~35℃,搅拌1小时。过滤,水洗,60℃鼓风干燥,得(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品29.7g,100%ee。
水层酶回收:分液的水层过滤,酶滤饼使用300ml水洗两次,酶滤饼浸泡于0.1M磷酸钾缓冲溶液(pH=8.5)中存储待下次重复使用。
实施例5
5000ml烧瓶中加入1.00kg将式Ⅰ所示结构化合物消旋艾沙康唑中间体Ⅰ,再加入5.0L乙酸乙酯,加热至50℃搅拌30分钟,冷却至10℃,过滤,得滤液A。将实施例2中在缓冲液中存储的回收的腈水解酶过滤,滤饼与3.0L水混合,机械搅拌,将滤液A慢慢倒入酶解液中,于30℃慢速搅拌,维持两相分层状态,滴加饱和5%氢氧化钾溶液,控制pH值8.4~8.6。HPLC监控式Ⅳ所示结构化合物(2R,3S)-中间体Ⅰ对映异构体已水解剩余≤0.2%(面积归一法),分液,2.0L乙酸乙酯反萃取水层,合并有机层过滤,水层去酶回收,50℃减压蒸除溶剂,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品。式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品加入2.5L异丙醇,搅拌,加热至50℃,加入10L水,冷却至0~5℃,搅拌1小时。过滤,水洗,80℃鼓风干燥,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品30.1g,100%ee。
水层酶回收:分液的水层过滤,酶滤饼使用300ml水洗两次,酶滤饼浸泡于0.1M磷酸钾缓冲溶液(pH=8.5)中存储待下次重复使用。
Claims (1)
1.一种艾沙康唑中间体的酶法拆分方法,其特征包括如下步骤:
a、将式Ⅰ所示结构化合物消旋艾沙康唑中间体Ⅰ与1.5~5倍重量乙酸乙酯混合,加热至60~80℃搅拌,冷却后过滤,得滤液A;
b、将腈水解酶与水混合,再与滤液A混合,在25~40℃下搅拌反应,加氢氧化钠或碳酸钠溶液控制pH值在7.5~9,将式Ⅱ所示结构化合物水解为式Ⅲ所示结构化合物,分液,有机层过滤,浓缩,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品;
所述的式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品使用甲基叔丁基醚打浆,过滤,干燥,得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品;
或所述的式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ粗品,与异丙醇、乙醇和甲醇中的一种混合,加热至40℃~80℃,接着加入1~4倍所述的异丙醇、所述的乙醇或所述的甲醇体积的水,冷却至0~30℃结晶,过滤,干燥得式Ⅳ所示结构化合物(2S,3R)-中间体Ⅰ精制品
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腈水解酶在医药中间体生物催化研究中的最新进展;龚劲松;《化 学 进 展》;20150401;第27卷(第4期);448 ~ 458 |
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