CN108251493B - 一种立体选择性酶催化水解拆分-2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法 - Google Patents

一种立体选择性酶催化水解拆分-2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108251493B
CN108251493B CN201711411858.7A CN201711411858A CN108251493B CN 108251493 B CN108251493 B CN 108251493B CN 201711411858 A CN201711411858 A CN 201711411858A CN 108251493 B CN108251493 B CN 108251493B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
lipase
chlorphenyl
racemic
propionic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711411858.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108251493A (zh
Inventor
唐课文
张盼良
成晴
许卫凤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Institute of Science and Technology
Original Assignee
Hunan Institute of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Institute of Science and Technology filed Critical Hunan Institute of Science and Technology
Priority to CN201711411858.7A priority Critical patent/CN108251493B/zh
Publication of CN108251493A publication Critical patent/CN108251493A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108251493B publication Critical patent/CN108251493B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/001—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by metabolizing one of the enantiomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62—Carboxylic acid esters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本专利介绍了一种采用脂肪酶动力学拆分2‑(3‑氯苯基)丙酸对映体的方法。利用脂肪酶高效选择性，在水相介质中催化水解外消旋2‑(3‑氯苯基)丙酸酯拆分2‑(3‑氯苯基)丙酸。在反应体系中加入表面活性剂PEG400，大大提高了底物转化率。其产物光学纯度≥97%，转化率≥40%。与其他拆分技术相比，该方法反应条件温和，操作简单，对环境污染小，为医药行业生产(S)‑吡氯布洛芬提供了一种可行的方法。

Description

一种立体选择性酶催化水解拆分-2-(3-氯苯基)丙酸对映体 的方法
技术领域
本发明属于生物催化技术领域，特别涉及一种通过脂肪酶立体选择性催化水解拆分2-(3-氯苯基)丙酸的方法。
背景技术
据美国《时代周刊》、《医学年鉴》介绍，倍受消费者青睐的布洛芬会引起消化不良、胃烧灼感、胃痛和呕吐等不良反应，长期服用会造成肾功能衰竭。吡氯布洛芬作为布洛芬的衍生物，同样是一种重要的非甾体消炎药，具有显著的抗风湿、镇痛、消炎、解热作用。临床研究表明，吡氯布洛芬对白细胞的趋化性、血小板的黏着和聚集有抑制作用。其镇痛作用较水杨酸类药物强10倍，可明显的改善如静止和运动时的疼痛、清晨僵直、关节压痛和肿胀等一些典型症状，对一些非风湿病所致的中、重度疼痛亦能发挥较强的镇痛作用。偶见轻微的恶心、心口灼热、上腹疼痛或腹泻等不良反应。但与布洛芬不同的是，吡氯布洛芬对关节软骨无不良影响，特别适用于需长期治疗的骨关节疾病。药理实验证明，其药理活性主要由(S)-吡氯布洛芬产生,(S)-吡氯布洛芬药效较(R)-吡氯布洛芬更为显著。为减少药剂用量、减轻机体的代谢负担和降低毒副作用，有必要开发一种高效制备单一对映体(S)-吡氯布洛芬技术。2-(3-氯苯基)丙酸是合成吡氯布洛芬的重要中间体，故获得(S)-2-(3-氯苯基)丙酸对(S)-吡氯布洛芬的制备具有重要的意义。
近年来，酶催化水解外消旋酯化合物拆分手性酸化合物的报道很多。但是，外消旋酯水溶性较差，导致转化率低。专利 HK 1006469. A催化水解外消旋酮基布洛芬酯制备(S)-酮基布洛芬，其转化率仅15-25%。目前，研究人员采用了多种方法来促进底物的溶解度，以提高转化率。专利ZL 99126583.1采用在水饱和有机溶剂体系中反应，专利ZL00133042.X 采用在水-异辛烷两相体系中反应，专利ZL 03152790.6 采用在水-离子液体体系中反应。这些体系在一定程度上提高了转化率，但是存在有机溶剂污染环境，引入其他离子导致反应体系复杂，不易分离等缺陷。
针对上述问题，本发明通过添加表面活性剂PEG400，既提高了转化率，又能减少污染，便于产物分离。为手性拆分2-(3-氯苯基)丙酸，制备(S)-吡氯布洛芬提供了一种简便可行的方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种脂肪酶催化水解2-(3-氯苯基)丙酸酯拆分2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法。并针对酶催化拆分底物在水相介质溶解度小，导致转化率较低的问题，通过添加表面活性剂，促进底物在水相介质中的分散，从而提高转化率。
本发明采用的技术方案是：
(1)合成外消旋酯：一定量的2-(3-氯苯基）丙酸和不同的醇在甲苯溶剂中反应，对甲基苯磺酸为催化剂，反应温度为110℃，反应12小时；反应液用饱和NaHCO3溶液洗涤两次(2×20 mL)，再用去离子水洗涤至中性，用无水MgSO4干燥，抽滤，旋转蒸发得到产品为黄色液体；
(2)在水相反应介质中，含一定浓度的PEG400，以外消旋酯为反应底物，加入一定量的脂肪酶，在一定温度下，于封闭体系中搅拌、加热反应一定时间，反应结束后，取一定量的样品通过高效液相色谱仪对产物进行定性和定量检测，并计算产物光学纯度和底物转化率；其反应方程式如式1：
Figure 777263DEST_PATH_IMAGE001
式1脂肪酶催化水解拆分2-(3-氯苯基)丙酸
其中，R表示-CH3、-C2H5、-n-C4H9、-iso-C4H9、-n-C5H11、-iso-C5H11、-C6H13 -C7H15、-C8H17；
所述脂肪酶选自褶皱假丝酵母脂肪酶、南极假丝酵母脂肪酶A、南极假丝酵母脂肪酶B、荧光假单胞菌脂肪酶、洋葱假单胞菌脂肪酶、米曲霉、疏棉状嗜热胞菌脂肪酶、米黑根毛脂肪酶、雪白根霉。优选洋葱假单胞菌脂肪酶；
所述水相介质为缓冲溶液，选自磷酸氢二钠和磷酸、乙酸铵和乙酸、三羟甲基氨基甲烷(Tris)和盐酸缓冲对水溶液。优选磷酸氢二钠和磷酸缓冲溶液；
所述表面活性剂选自PEG400、PEG1000、PEG2000。优选PEG400。
本发明相比现有技术有如下优势：
本发明利用洋葱假单胞菌脂肪酶较高的催化活性和立体选择性的特性，在水相介质中拆分2-(3-氯苯基)丙酸，得到较高光学纯度的产物(S)-2-(3-氯苯基)丙酸酯和(R)2-(3-氯苯基)丙酸。在反应体系中加入表面活性剂，增大2-(3-氯苯基)丙酸酯在反应介质中的溶解度，从而大大提高了转化率。该方法反应条件温和，操作简单，且光学纯度≥97%，转化率≥40%。克服了以有机溶剂作为反应介质具有毒性、易挥发，对环境污染大等缺陷，并解决了底物酯在水相介质中溶解度较小，导致转化率较低的问题。
【具体实施方案】
下面结合本发明的实施例对本发明做进一步说明：
一、测试与分析
本发明所述实施例中产物的光学纯度和底物转化率采用美国Waters 1525高效液相色谱仪分析，Inertsil® ODS-3色谱柱（250 mm × 4.6 mm，5 μm））；流动相组成为V甲醇：V水= 64:36，其中水相含0.5%（v:v）乙酸、25 mmol/L的羟丙基-β-环糊精，pH = 4.0（用三乙胺调节）；流速为0.8 mL/min，UV检测波长为225 nm，柱温为30 ℃，进样量10 μL；产物光学纯度用对映体过剩量值(ee p )评价，按下式计算：
Figure 719812DEST_PATH_IMAGE002
反应转化率(c)按下式计算，下标0表示初始值。
Figure 157746DEST_PATH_IMAGE003
二、实施例
实施例1
将0.020 mmol的外消旋2-(3-氯苯基)丙酸庚酯置于25 mL反应管中，以1 mL的磷酸氢二钠/磷酸缓冲溶液(pH = 5.5)为反应介质，分别加入20 mg不同商品化脂肪酶，在600rpm、50 ℃条件下反应16 h。反应结束后，将产物过滤，用高效液相色谱进行分析。结果表明：洋葱假单胞菌脂肪酶为催化剂时，优先识别(R)-2-(3-氯苯基)丙酸庚酯，其ee p 为98.16%，c为11.09%。
实施例2
将0.020 mmol不同种类的外消旋2-(3-氯苯基)丙酸酯置于25 mL反应管中，以1mL的磷酸氢二钠/磷酸缓冲溶液(pH = 5.5)为反应介质，加入20 mg洋葱假单胞菌脂肪酶，在600 rpm、40 ℃条件下反应15 h。反应结束后，将产物过滤，用高效液相色谱进行分析。结果表明：底物为2-(3-氯苯基)丙酸庚酯时，其ee p 为98.20%，c为7.26%。
实施例3
将0.020 mmol的外消旋2-(3-氯苯基)丙酸庚酯置于25 mL反应管中，以1 mL的磷酸氢二钠/磷酸缓冲溶液(pH = 5.5)为反应介质，加入20 mg洋葱假单胞菌脂肪酶，在600rpm、70 ℃条件下反应4 h。反应结束后，将产物过滤，用高效液相色谱进行分析。结果表明：其ee p 为98.82%，c为10.31%。
实施例4
将0.020 mmol的外消旋2-(3-氯苯基)丙酸庚酯置于25 mL反应管中，以1 mL的磷酸氢二钠/磷酸缓冲溶液(pH = 6.5)为反应介质，加入20 mg洋葱假单胞菌脂肪酶，在600rpm、70 ℃条件下反应16 h。反应结束后，将产物过滤，用高效液相色谱进行分析。结果表明：其ee p 为98.12%，c为19.25%。
实施例5
将0.020 mmol的外消旋2-(3-氯苯基)丙酸庚酯置于25 mL反应管中，以1 mL的磷酸氢二钠/磷酸缓冲溶液(pH = 6.5)为反应介质，含30% PEG400，加入20 mg洋葱假单胞菌脂肪酶，在600 rpm、70 ℃条件下反应16 h。反应结束后，将产物过滤，用高效液相色谱进行分析。结果表明：其ee p 为98.01%，c为28.86%。
实施例6
将0.020 mmol的外消旋2-(3-氯苯基)丙酸庚酯置于25 mL反应管中，以1 mL的磷酸氢二钠/磷酸缓冲溶液(pH = 6.5)为反应介质，含30% PEG400，加入15 mg洋葱假单胞菌脂肪酶，开始反应，在600 rpm、70 ℃条件下反应16 h。反应结束后，将产物过滤，用高效液相色谱进行分析。结果表明：其ee p 为98.44%，c为25.84%。
实施例7
将0.020 mmol的外消旋2-(3-氯苯基)丙酸庚酯置于25 mL反应管中，以1 mL的磷酸氢二钠/磷酸缓冲溶液(pH = 6.5)为反应介质，含30% PEG400，加入15 mg洋葱假单胞菌脂肪酶，开始反应，在600 rpm、70 ℃条件下反应36 h。反应结束后，将产物过滤，用高效液相色谱进行分析。结果表明：其ee p 为97.30%，c为41.97%。
以上所述实例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但其技术范围不受限于以上实施方式。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以做各种改进并实施，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种立体选择性脂肪酶催化水解拆分2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法，其特征在于，以外消旋酯为反应底物，在水相介质中，所述的外消旋底物溶解度较小，加入表面活性剂后，再加入脂肪酶进行水解反应；
包含下述操作步骤：在含一定浓度表面活性剂的水相反应介质中，加入一定量的外消旋2-(3-氯苯基)丙酸酯和脂肪酶，在一定温度下搅拌反应一定时间；反应结束后，产物的产率和光学纯度用高效液相色谱进行分析；
反应底物为2-(3-氯苯基)丙酸庚酯；
所述水相介质是缓冲溶液，缓冲溶液的pH值为4.0-6.5；
所述脂肪酶为洋葱假单胞菌脂肪酶；
反应温度为70℃-85℃；
表面活性剂为PEG400；
水解反应的时间为36-60h；
缓冲溶液是选自磷酸氢二钠或乙酸铵或三羟甲基氨基甲烷Tris，分别用磷酸或乙酸或盐酸调pH。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，脂肪酶的用量为5-20mg/mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每1m L反应介质，外消旋体底物的投加量为0.02-0.4mmol。
CN201711411858.7A 2017-12-23 2017-12-23 一种立体选择性酶催化水解拆分-2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法 Active CN108251493B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711411858.7A CN108251493B (zh) 2017-12-23 2017-12-23 一种立体选择性酶催化水解拆分-2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711411858.7A CN108251493B (zh) 2017-12-23 2017-12-23 一种立体选择性酶催化水解拆分-2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108251493A CN108251493A (zh) 2018-07-06
CN108251493B true CN108251493B (zh) 2021-10-15

Family

ID=62723927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711411858.7A Active CN108251493B (zh) 2017-12-23 2017-12-23 一种立体选择性酶催化水解拆分-2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108251493B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109295153B (zh) * 2018-09-14 2021-11-05 湖南理工学院 一种采用生物酶催化立体选择性拆分洛索洛芬对映体的方法
CN109457011B (zh) * 2018-12-04 2021-09-07 湖南理工学院 一种立体选择性酶催化水解拆分α-环戊基苯乙酸对映体的方法
CN109486896A (zh) * 2018-12-04 2019-03-19 南京工业大学 一种催化拆分制备异甘草酸的方法
CN109897874A (zh) * 2019-03-25 2019-06-18 苏州同力生物医药有限公司 一种制备手性异喹啉羧酸的方法
CN113278604A (zh) * 2021-05-18 2021-08-20 湖南理工学院 固定化脂肪酶催化酯水解拆分2-苯基丁酸对映体的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1215085A (zh) * 1998-10-12 1999-04-28 华东理工大学 外消旋酮基布洛芬的酶法拆分工艺
CN101063157A (zh) * 2007-05-23 2007-10-31 华东理工大学 利用沙雷氏菌脂肪酶催化拆分2－芳基丙酸对映体的方法
CN101880695A (zh) * 2010-02-26 2010-11-10 华东理工大学 一种酶拆分外消旋萘普生酯制备(s)-萘普生的方法
CN107446960A (zh) * 2017-09-30 2017-12-08 湖南理工学院 一种采用生物酶催化立体选择性拆分2,3‑二苯基丙酸对映体的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1215085A (zh) * 1998-10-12 1999-04-28 华东理工大学 外消旋酮基布洛芬的酶法拆分工艺
CN101063157A (zh) * 2007-05-23 2007-10-31 华东理工大学 利用沙雷氏菌脂肪酶催化拆分2－芳基丙酸对映体的方法
CN101880695A (zh) * 2010-02-26 2010-11-10 华东理工大学 一种酶拆分外消旋萘普生酯制备(s)-萘普生的方法
CN107446960A (zh) * 2017-09-30 2017-12-08 湖南理工学院 一种采用生物酶催化立体选择性拆分2,3‑二苯基丙酸对映体的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Enzymatic Enantioselective Hydrolysis of 2‑(3-Chlorophenyl) Propionic Acid Ester enhanced by PEG: Experiment and Optimization;Pan-Liang Zhang等;《Industrial & engineering chemistry research》;20180803(第57期);11246-11256 *
吐温-80对固定化脂肪酶催化酮基布洛芬氯乙酯对映体选择性水解反应的影响;刘幽燕等;《催化学报》;19991129(第6期);667-670 *
脂肪酶催化芳基丙酸酯水解立体选择性调控方法;金鑫;《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20120715(第7期);B014-66 *
表面活性剂对脂肪酶活性和选择性的影响;刘幽燕等;《化学学报》;20000220(第2期);149-152 *
酶催化水解动力学拆分α-芳香酸对映体的研究;成晴;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20200115(第1期);B016-962 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108251493A (zh) 2018-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108251493B (zh) 一种立体选择性酶催化水解拆分-2-(3-氯苯基)丙酸对映体的方法
CN108546720B (zh) 一种立体选择性酶催化水解制备(s)-2-苯基丁酸的方法
CN108642119B (zh) 一种立体选择性酶催化酯化拆分2-(4-甲基苯基)丙酸对映体的方法
Yousefi et al. Enantioselective resolution of racemic ibuprofen esters using different lipases immobilized on octyl sepharose
Sikora et al. Kinetic resolution of profens by enantioselective esterification catalyzed by Candida antarctica and Candida rugosa lipases
Kim et al. Improved enantioselectivity of Candida rugosa lipase towards ketoprofen ethyl ester by a simple two-step treatment
Fazlena et al. Dynamic kinetic resolution: alternative approach in optimizing S-ibuprofen production
JP4247545B2 (ja) Ｃａｒｉｃａ ｐａｐａｙａリパーゼによるα−置換カルボン酸またはそのエステルの酵素分割
CN101220382A (zh) 一种r-(-)-扁桃酸的制备方法
CN109457011B (zh) 一种立体选择性酶催化水解拆分α-环戊基苯乙酸对映体的方法
JPH0436195A (ja) 光学活性α―ヒドロキシエステル類の製造方法
Jin et al. Enzymatic production of enantiopure ketoprofen in a solvent-free two-phase system
Cai et al. The preparation of polymerizable, optically active non-steroidal anti-inflammatory drugs derivatives by irreversible enzymatic methods
CN105969836B (zh) 一种酶法拆分阿巴卡韦手性中间体文斯内酯的方法
CN101104861A (zh) 生物催化制备s-布洛芬及s-布洛芬酯的方法
CN109486897A (zh) 一种立体选择性酶催化水解拆分2-苯基丙酸对映体的方法
WO2004003001A1 (en) Process for the enzymatic resolution of 1,3-dioxolane-4-carboxylates
JP5266875B2 (ja) 有機カルボン酸エステルからの光学活性有機カルボン酸の製造方法
EP0517798B1 (en) Stereospecific resolution by hydrolysis of esters of 2-arylpropionic acids by liver enzymes
CN114921507B (zh) 前列腺素手性中间体2-氧杂双环-[3.3.0]辛-6-烯-3-酮的拆分方法
JP4042454B2 (ja) 光学活性３−メチルグルタル酸モノエステルの製造方法
CN109295153B (zh) 一种采用生物酶催化立体选择性拆分洛索洛芬对映体的方法
EP2069516B1 (en) Specific hydrolysis of the n-unprotected (r) -ester of (3 ) -amin0-3-arylpr0pi0nic acid esters
CN108531539A (zh) 一种采用皱褶假丝酵母脂肪酶催化立体选择性拆分2-(4-甲基苯基)丙酸对映体的方法
US5175100A (en) Stereospecific resolution by hydrolysis of esters of 2-arylpropionic acids by liver enzymes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant