CN105907833B - 一种酶法拆分制备(s)-1-(1-萘基)乙胺的方法 - Google Patents
一种酶法拆分制备(s)-1-(1-萘基)乙胺的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及酶法制备(S)‑1‑(1‑萘基)乙胺的方法。本发明以大孔树脂吸附南极假丝酵母脂肪酶B,再以戊二醛交联,得到固定化南极假丝酵母脂肪酶B。以固定化脂肪酶为催化剂,以甲苯为溶剂,乙酸乙酯为酰基供体,(S)‑1‑(1‑萘基)乙酮肟选择性被酯化,而(R)‑1‑(1‑萘基)乙胺没有被酯化,并且在消旋催化剂与氢气作用下发生消旋反应。本发明中固定化南极假丝酵母脂肪酶B可以在较高温度下将1‑(1‑萘基)乙酮肟完全转化为(S)‑1‑(1‑萘基)乙胺乙酯,该反应具有反应时间短,产物光学纯度高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物拆分法,具体涉及(S)-1-(1-萘基)乙胺的固定化酶拆分制备方法。
背景技术
(S)-1-(1-萘基)乙胺是一种重要的手性医药中间体,目前制备(S)-1-(1-萘基)乙胺的方法主要包括以下几类(以原料分类):
(1)1-(1-萘基)乙酮不对称合成:如下式所示,1-(1-萘基)乙酮先在手性铑催化剂的作用下催化氢化为(R)-α-萘乙醇,再还原得到(S)-α-萘乙胺(如国际专利文献WO2004110976A2)。该方法中采用的手性铑催化剂结构复杂,制备困难,成本较高,因此,难以工业化大规模生产。
(2)1-(1-萘基)乙胺化学拆分法:1-(1-萘基)乙胺的合成一般是以1-(1-萘基)乙酮先合成酮肟,接着加氢还原成1-(1-萘基)乙胺,再以L-天冬氨酸(如中国专利文献CN101407465A)等手性拆分剂与1-(1-萘基)乙胺消旋体成盐,利用不同手性1-(1-萘基)乙胺盐在溶剂中的溶解度不同,通过结晶将(S)-1-(1-萘基)乙胺和(R)-1-(1-萘基)乙胺分离,如下式所示。该过程流程比较长,且理论收率最大只有50%。化学拆分法的不足在于:若采用价格低廉的手性拆分剂(手性萘普生(如国际专利文献WO2008058235A2)、手性酒石酸(如国际专利文献WO2004110976A2、中国专利文献CN101735070A、中国专利文献CN103420845A))则收率较低,产品纯度也较低;而效果相对较好的手性拆分剂(如手性α-羟基萘乙酸(如美国专利文献US6342636B1))则价格昂贵,同样限制了其工业化大规模生产。
(3)1-(1-萘基)乙胺生物拆分法:由于化学拆分剂的缺点,人们选择了酶作为拆分剂。酶法拆分的优点在于:条件温和,底物识别性好,产品纯度高。但是酶法拆分最高拆分理论收率是50%,如提高收率,需结合消旋工艺,整个工艺路线较长,如下式所示。
发明内容
本发明目的是提供一种固定化南极假丝酵母脂肪酶B来拆分1-(1-萘基)乙酮肟,获得手性S型1-(1-萘基)乙胺酯,接着在碱性条件下水解得到S型1-(1-萘基)乙胺。主要解决目前酶法反应速度慢等问题,提高南极假丝酵母脂肪酶B拆分的反应速率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种酶法拆分制备(S)-1-(1-萘基)乙胺的方法,以固定化南极假丝酵母脂肪酶B为催化剂,以乙酸乙酯为酰基供体,在有机溶剂中,将(S)-1-(1-萘基)乙酮肟选择性酯化成(S)-1-(1-萘基)乙胺乙酯,将(R)-1-(1-萘基)乙酮肟在消旋催化剂作用下与氢气发生消旋反应,最后将(S)-1-(1-萘基)乙胺乙酯在氢氧化钠溶液中水解得到(S)-1-(1-萘基)乙胺。其过程为:
作为优选,所述有机溶剂为甲苯。
具体地,所述(S)-1-(1-萘基)乙酮肟选择性酯化成(S)-1-(1-萘基)乙胺乙酯的反应温度为60-90℃。为了获得更好的酯化效果,优选为80℃。
具体地,所述固定化南极假丝酵母脂肪酶B是用大孔树脂吸附南极假丝酵母脂肪酶B液,再用0.5%戊二醛溶液交联。
具体地,所述大孔树脂为D3520、D4020、NKA-9、H103、D151、D152、D113、D110、D301、D370、D392中的一种。
具体地,所述消旋催化剂为CuY、雷尼镍、Pd/C、Ni/TiO2、Ni/ZrO2中的一种。
具体地,所述消旋反应的氢气压力为0.1-0.7MPa。优选为0.3-0.5MPa。
本发明的有益效果是:
本发明一种酶法拆分制备(S)-1-(1-萘基)乙胺的方法,固定化南极假丝酵母脂肪酶B具有较好的耐高温性能,拆分效率高。
本发明一种酶法拆分制备(S)-1-(1-萘基)乙胺的方法,用固定化南极假丝酵母脂肪酶B制备S型1-(1-萘基)乙胺工艺简单,拆分效果优良。
本发明一种酶法拆分制备(S)-1-(1-萘基)乙胺的方法,一次拆分手性e.e.值比较稳定,可保持在99%以上,收率达92%以上,时间仅为18小时。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种酶法拆分制备(S)-1-(1-萘基)乙胺的方法具有以下步骤:
①首先,配置50mL浓度为1.0mg/mL南极假丝酵母脂肪酶B(以下简称CLAB)酶液,往酶液中加入150mg的大孔树脂D3520,在25℃下搅拌3h后将树脂从酶液中分离;其次,将吸附了CLAB的树脂加入50mL、浓度为0.5%的戊二醛溶液,在25℃搅拌交联2h,最后,树脂从戊二醛溶液中分离,并用pH=7.0缓冲洗涤,真空干燥后得到固定化CLAB。
②在5mL的甲苯溶剂中,加入步骤①制得的5mg的固定化CLAB、2775mg的1-(1-萘基)乙酮肟消旋体(1.5mmol,以下简称为消旋体)以及264mg的乙酸乙酯(3.0mmol),1g CuY,氢气压力0.1MPa下,在80℃的温度下恒温反应18h。
③将固定化CLAB过滤分离后,减压蒸馏,得到浅黄色油状物。
④以石油醚和异丙醇(1∶1)为流动相,柱层析分离油状物,得到2709mg的(S)1-(1-萘基)乙胺乙酯,收率为85%,e.e.值(对映体过量值)为99.5%。
⑤将步骤④得到的(S)1-(1-萘基)乙胺乙酯用20mL浓度为5wt%的稀盐酸溶液水解,再用甲苯萃取(20mL×2),静置分层,水层用氨水调节pH值>10后用二氯甲烷萃取(20mL×2),将有机层合并后减压蒸馏,得到2092mg的(S)1-(1-萘基)乙胺,收率为82%,e.e.值为99.3%。
(实例2~实例5)
各实例的方法与实例1基本相同,不同之处见表1。
表1
吸附剂 | (S)-1-(1-萘基)乙胺 | |
实施例1 | D3520 | 2092mg,82%,e.e.99.1% |
实施例2 | H103 | 2017mg,79%,e.e.98.7% |
实施例3 | D151 | 2271mg,89%,e.e.99.3% |
实施例4 | D113 | 1827mg,71%,e.e.99.1% |
实施例5 | D301 | 1671mg,65%,e.e.99.1% |
由表1可以看出,在其它条件相同的情况下,采用吸附剂D151(实例3)的固定化CLAB作为酶催化剂最好。
(实施例6~实施例17)
各实施例与实施例3基本相同(即采用实施例3的固定化CLAB),不同之处见表2。
表2
温度 | 消旋催化剂 | 氢气压力 | (S)1-(1-萘基)乙胺 | |
实施例6 | 80℃ | Pb/C | 0.1MPa | 2173mg,86%,e.e.99.2% |
实施例7 | 80℃ | 雷尼镍 | 0.1MPa | 2107mg,82%,e.e.99.1% |
实施例8 | 80℃ | Ni/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.1MPa | 2131mg,83%,e.e.98.7% |
实施例9 | 80℃ | CuY | 0.3MPa | 2351mg,92%,e.e.99.3% |
实施例10 | 80℃ | CuY | 0.5MPa | 2367mg,92%,e.e.99.3% |
实施例11 | 70℃ | CuY | 0.3MPa | 2021mg,79%,e.e.99.3% |
实施例12 | 60℃ | CuY | 0.3MPa | 1341mg,52%,e.e.99.3% |
实施例13 | 90℃ | CuY | 0.3MPa | 1951mg,76%,e.e.99.3% |
由表2可以看出,在采用相同的固定化酶的情况下,实施例9(在80℃的温度下、CuY为消旋催化剂以及氢气压力为0.3MPa)和实施例10拆分效果最好。但是实施例10的氢气压力大于实施例9,下面对照实验采用实施例9。
对比例
对比例1和对比例2与实施例9基本相同,不同之处见表3。
表3
由表3可以看出,实施例10完全转化的反应时间明显低于Novozym435,具有的良好高温反应性能;e.e.值达到99.3%,优于Novozym435,具有优良的光学性能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (1)
1.一种酶法拆分制备(S)-1-(1-萘基)乙胺的方法,其特征是:以固定化南极假丝酵母脂肪酶B为催化剂,以乙酸乙酯为酰基供体,在有机溶剂中,将(S)-1-(1-萘基)乙酮肟选择性酯化成(S)-1-(1-萘基)乙胺乙酯,将(R)-1-(1-萘基)乙酮肟在消旋催化剂作用下与氢气发生消旋反应,最后将(S)-1-(1-萘基)乙胺乙酯在氢氧化钠溶液中水解得到(S)-1-(1-萘基)乙胺;
所述(S)-1-(1-萘基)乙酮肟选择性酯化成(S)-1-(1-萘基)乙胺乙酯的反应温度为80℃;
所述(R)-1-(1-萘基)乙酮肟在消旋催化剂作用下与氢气发生消旋反应的温度为80℃;
所述固定化南极假丝酵母脂肪酶B是用大孔树脂吸附南极假丝酵母脂肪酶B液,再用0.5%戊二醛溶液交联;
所述大孔树脂为D151,所述消旋催化剂为CuY,所述消旋反应的氢气压力为0.3-0.5MPa;
所述有机溶剂为甲苯。
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