CN108409731B

CN108409731B - 芳基取代的1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯的手性拆分

Info

Publication number: CN108409731B
Application number: CN201810186580.6A
Authority: CN
Inventors: 杨维清; 刘晓雨; 田宗友; 杨梓轩; 赵正权; 母慧聪; 李年玲; 任川洪
Original assignee: Xihua University
Current assignee: Chengdu Taihe Weiye Biotechnology Co.,Ltd.
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2038-03-07
Also published as: CN108409731A

Abstract

本发明公开了一种以S‑1‑(2‑叔丁基苯基)乙胺为手性拆分试剂，对一类含两个手性中心的1‑芳基‑1H‑吡啶[3,4‑b]吲哚‑3‑羧酸甲酯非对应异构体进行手性拆分的方法。该方法主要经过水解、拆分、解离、酯化等主要实验步骤。该方法具有拆分收率高、手性拆分试剂容易获得、手性拆分试剂易回收、拆分效果良好等特点。

Description

芳基取代的1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯的手性拆分

技术领域

本发明涉及1H-吡啶[3,4-b]吲哚类化合物的手性拆分，特别是一类含两个手性中心的1-芳基-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯衍生物类的手性拆分，属于不对称合成领域。

背景技术

手性是自然界的基本特征，如果一个分子不能与其镜像重合，该分子就称为手性分子。自然界中许多生物活性分子都是手性分子。当两个分子的原子组成相同，但空间结构不同，它们之间是实物与镜像的关系，也可以比作左右手的关系时，这两个分子互为对映异构体。在生命的产生和演变过程中起到关键作用的生物分子几乎都是有手性的，如天然存在的糖为(D)-构型，氨基酸为(L)-构型，而蛋白质和DNA的螺旋构象都是右旋的。因此，当手性物质作用于这个不对称的生物界时，两个异构体表现出来的生物活性往往是不同的，甚至是截然相反的。对于手性药物而言，两种异构体的药效通常是有差别的，比如(S)-萘普生的镇痛抗炎活性是(R)-萘普生的28倍。治疗前列腺肥大的药物哈洛，其(R)-对映体对肾上腺素受体拮抗活性是(S)-对映体的320倍。又如(S)-布洛芬口服15分钟后即可起到镇痛作用，而外消旋的布洛芬却需30分钟。有时同一药物的两种对映体的药理作用也不同，如氯胺酮的(S)-对映体有麻醉作用，而(R)-对映体却具有兴奋和使心理失调作用，因此其外消旋体既药效低又有副作用；沙丁胺醇的(R)-对映体具有抗组胺治疗哮喘的作用，而(S)-对映体却具有使气管收缩作用，所以临床上使用外消旋体其治疗效果会很差。更重要的是如果同一药物两个对映体的毒副作用不同，使用消旋体会带来危险，对此人类曾经有过惨痛的教训。德国一家制药公司在上世纪五十年代开发的一种治疗妊娠反应的镇静药酞胺哌啶酮（商品名：反应停），药效很好，但很快发现服用了反应停的孕妇生出的婴儿很多是四肢残缺的畸形儿。虽然各国当即停止了反应停的销售，但己经造成了数以万计的儿童畸形，成为震惊国际医药界的药物事故。后来发现在反应停包含的两种不同构型的异构体中，只有一对映体能起到治病的作用，而另一对映体有致畸作用。针对外消旋药物的潜在危险性，美国食品与药品管理局（FDA）在1992年颁布新法案，严格限制外消旋体药物的使用。该法案要求上市新药要尽可能以单一手性的异构体形式出售，如以外消旋形式出售的应该严格研究另外一种异构体的药理性质。其它西方发达国家也相继提出了类似的法案。这些法案对精细化学工业提出了新挑战。药物制造商从此必须寻找获得单一手性异构体的有效途径。总体上，当前获得光学活性物质的方法大概有天然物提取法、酶转化法、消旋化合物拆分法、不对称合成法等。从研究历史的角度讲，二十世纪九十年代以后，不对称合成法取得了突飞猛进的发展。手性配体加速的催化不对称反应是最具挑战性的研究领域之一，因为它融合了“有机合成、配位化学、均相催化、动力学与机理研究，以及高等立体化学概念等。不对称催化随着手性催化剂的大量涌现，催化反应类型的不断拓展，成为发展最快的研究方法。这种方法仅需少量的手性催化剂，就可合成出大量的手性药物手性增殖，且污染小，是符合环保要求的绿色合成，从而引起了人们的极大关注，近年来已成为有机化学界的研究热点。不对称催化合成与工业密切相关，它可以说是有机合成中的高等技术。医药公司通常比较关注生产过程中副产物的处置以及化工生产过程中效率低下和成本控制的问题，因此有效的不对称催化合成方法与技术对他们具有极大的吸引力。此外，香料、食品添加剂及农药等行业同样存在“手性”的要求。手性液晶、含手性主链的聚合物因具有独特的理化性能可作为特殊的器件材料而越来越受到人们的重视。这些都促使了不对称催化合成在近二十年的迅猛发展，2001年诺贝尔化学奖更是将这种热潮推到了顶峰。Knowls, Noyori和Sharpless正是在这一领域作出了巨大贡献，而共同分享了2001年的化学诺贝尔奖。

然而，采用普通的合成方法（与不对称合成方法对比而言）得到的外消旋体后，要进一步得到光学纯（或称为旋光纯）的化合物，往往需要经过拆分的方法。

拆分的方法很多，其中主要有结晶法、形成和分离非对映立体异构体法、色谱法、膜分离法及酶拆分法、萃取拆分法、毛细管电泳法。

结晶拆分法又分为两种：晶体机械拆分法、接种结晶拆分法。外消旋混合物中的对映体常自发地以宏观晶体分别析出，如这些晶体可以被看出区别来，那么就有可能在放大镜的帮助下，用镊子将它们分开，这就是所谓的晶体机械拆分法。L.Pasetur在1848年制备了外消旋酒石酸的铵钠盐，利用晶体的非对称性，在显微镜下将两种互为实物—镜像关系的晶体捡出分开，这也是世界上首例获得光学纯的化合物的报道。晶体机械拆分法所存在的困难是它过于繁琐，而且需要碰运气，因为只有极少数外消旋混合物中的对映体都能够自发地以宏观晶体分别析出。显然晶体机械拆分法只能用于两种对映的晶体可以被看出区别的那些外消旋体混合物。如果在一个外消旋混合物的饱和溶液中加入一种纯对映体作为晶种，并适当冷却，那么该晶体的量就会增长，使相当量的对映体析出，从而达到分离对映体的要求，这就是常说的接种结晶拆分法。如果没有纯的对映体的晶体可以用来接种,有时别的旋光性化合物的晶体也可以作为晶种。接种结晶拆分法工艺简便，成本较低，而且对某些外消旋体效果较好。目前，在不断研究、探索下，可用此方法拆分的外消旋体不下300例，并且有若干产品用此类方法进行大量拆分。

手性试剂拆分法：一对旋光性的对映体的溶液里，加入光学纯的化合物，使加入的光学纯的化合物与对映体中的两个结构分别发生反应，形成一对非对应异构体。一些非对称的具有旋光性的天然碱类，如奎宁碱和番木鳖碱等的两种酒石酸的盐具有很不相同的物理性质，包括溶解度和旋光性。这是因为一对旋光性的对映体分别地与另一个旋光试剂反应,所得到的是两个非对映立体异构体衍生物的缘故。它们的分子实际上彼此已不再互为对映体了，而是非对映立体异构体的关系。因为分子的立体结构的变动，对晶体结构有较大的影响，而使非对映立体异构体的溶解性，结晶性呈现明显的差别，可利用结晶等方法将他们分离、精制。然后再利用逆反应去掉拆分剂，得到纯的旋光性化合物，达到拆分的目的。通常可用马钱子碱、奎宁和麻黄素等旋光纯的生物碱拆分酸性外消旋体；用酒石酸、樟脑磺酸等旋光纯的有机酸拆分碱性外消旋体。采用手性试剂拆分法往往要具备以下条件：1）拆分剂和被拆分的外消旋体之间的化合物必须容易形成，而且又容易被分解成原来的组分。2）所形成的两个非对映立体异构体至少二者之一必须能形成好的晶体，并且两个非对映立体异构体在溶解度上有可观的差别。3）拆分剂必须是廉价或者容易回收，而且旋光纯态的拆分剂容易制备或获得。

色谱拆分法可分为气相色谱法和液相色谱法。气相色谱法仅适于分子量低且对热稳定的化合物的分析；液相色谱法的适用范围稍大，且可用于小量制备分离。色谱拆分法本质是柱色谱分离方法的一种。

关于拆分方法选择：各种拆分方法各有优劣，结晶法比较原始，多用于某些特定物质的拆分；色谱拆分法和膜拆分法往往限于生产、实验条件限制难以开展；相对而言，手性试剂拆分法和酶促拆分法反应机理清楚，适用物质范围广，较易在实验室进行并有可能进一步做工业化试验。酶促拆分法的难点在于找到一种合适的酶来满足拆分实验的需要。

中国发明专利CN201610804063.1（申请日期：2016.09.06；发明人：杨维清、李洪洋、王会镇；名称：一类含两个手性中心的脒类化合物合成及用途；公开公告号：CN106432237A）中报道了一类通式为MIPO(MIPO其简称由母体化合物母环英文名称5-(methylimino)piperaz- in-2-one简写得来)的含两个手性中心的1-甲基-5-甲基亚胺基-哌嗪-2-酮衍生物类化合物（式1）及其合成方法。该发明通式MIPO所表示为如下所示一类化合物结构式（式1）：

MIPO的结构中含有1个苯环、1个吡咯环，1个哌啶环，1个哌嗪氮杂环。在MIPO的母体结构中，R¹表示芳基、取代芳基、杂环芳基、取代杂环芳基；R²表示氢或者烷基、环烷基；R³表示氢或者烷基、环烷基；*代表手性。MIPO的结构中含有两个手性中心(即含有两个手性碳),因此同一种分子式的MIPO结构中,就可能存在四种手性异构体（MIPO-1、MIPO-2、MIPO-3、MIPO-4的结构，如式2所示）。

该发明通式为MIPO的化合物合成用以下反应简式描述如下：通式为MIPO的目标化合物由通式为A的化合物H₂NR²（氨或者一取代的氨）和通式为B的化合物（1-哌嗪-1,4-二酮衍生物类化合物）进行反应得到（式3）。其中，通式A、B中的R¹、R²、R³指代与通式MIPO相同。

式3中通式为B的化合物（1-哌嗪-1,4-二酮衍生物类化合物）由通式为C的化合物（四氢吡啶并[3,4-b]-2-氯乙酰基吲哚-3-甲酸甲酯衍生物）和通式为D的化合物H₂NR³（氨或者一取代的氨）经过缩合、分子内关环反应合成得到（式4）。

式4中通式为C的化合物（四氢吡啶并[3,4-b]-2-氯乙酰基吲哚-3-甲酸甲酯衍生物）由通式为E的化合物（四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸甲酯衍生物）和氯乙酰氯经过酰化反应合成得到（式5）。

式5中通式为E的化合物（四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸甲酯衍生物）由化合物F(色氨酸甲酯)和醛（R¹CHO）为起始原料，经过缩合，然后分子内关环得到通式为E的化合物（式6）。从上述反应来看，反应式3、4、5都不涉及手性中心的产生。手性中心的产生只是在反应式6中，即化合物E的合成步骤中。

前述发明专利CN201610804063.1（申请日期：2016.09.06；发明人：杨维清、李洪洋、王会镇；名称：一类含两个手性中心的脒类化合物合成及用途），实施例9（发明专利申请说明书第17页，第0046段~0048段，及该发明说明书中表3相关数据）中进一步说明了：同一分子式的四个手性异构体（例如：MIPO-6-1~ MIPO-6-4）杀菌/抑菌活性存在差异。对映异构体（MIPO-6-1与MIPO-6-4是一对对映异构体；MIPO-6-2与MIPO-6-3是一对对映异构体）之间的杀菌/抑菌活性基本相同。但是，非对映异构体（MIPO-6-1与MIPO-6-2是一对非对映异构体；MIPO-6-1与MIPO-6-3也是一对非对映异构体；MIPO-6-4与MIPO-6-2是一对非对映异构体；MIPO-6-4与MIPO-6-3也是一对非对映异构体；）之间杀菌/抑菌活性存在明显差异。根据原始实验数据（实施例9的实验方法和原始数据），以黄瓜霜霉病菌（V1）为例，活性化合物MIPO-6-1对其杀菌/抑菌活性值为98%，然而，活性化合物MIPO-6-2对其杀菌/抑菌活性值仅为16%，这一对非对映异构体之间活性相差6倍。不仅通式MIPO的四种手性异构体存在这样活性差异，其他化合物的四种手性异构体同样存在这样活性差异，前述发明专利CN201610804063.1说明书的表3只是举了其中一个代表性例子而已。前述发明专利CN201610804063.1（申请日期：2016.09.06；发明人：杨维清、李洪洋、王会镇；名称：一类含两个手性中心的脒类化合物合成及用途），实施例4（发明专利申请说明书第12页，第0030段）中进一步说明了：由化合物F（色氨酸甲酯）的盐酸盐与3,5-二氟苯甲醛进行反应得到E-6-1 (1R, 3R)-1-(3,5-二氟苯基)-2,3, 4,9-四氢-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯)，近白色固体17.8g，收率26.0%；同时得到，E-6-1的另外一个非对应异构体E-6-2 (1S, 3R)-1-(3,5-二氟苯基)-2,3,4,9-四氢-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯) 近白色固体(E-6-2)12.4g，收率18.1%）。正如前述发明专利CN201610804063.1（实施例9）所述，MIPO-6-1 与MIPO-6-2是一对非对应异构体，且活性相差6倍。实施例还表明：在这类化合物E的合成过程中，采用手性R-色氨酸甲酯为主要起始原料，要产生两个非对应异构体，且这两个非对映异构体含量差别不大，由于结构类似，极性差异小，溶解性、结晶性能也没有显著差异，分离十分困难（通常需要采用柱色谱手段进行分离，并且需要反复分离），分离成本高，不满足大规模生产的要求。

发明内容

本发明正是为了克服现有技术缺陷，采用手性试剂拆分法的方法，低成本、高收率得到光学纯的一类含两个手性中心的1-芳基-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯类衍生化合物。

本发明是这样实现的：

第一步：将合成得到的待拆分混合物E（氨基酸酯）在碱性条件下水解(式 7)，然后酸化，得到ɑ-氨基酸（氨基上有取代的）。

第二步：采用S-1-(2-叔丁基苯基)乙胺对待拆分混合物ɑ-氨基酸进行手性拆分。其中S-1-(2-叔丁基苯基)乙胺由2-叔丁基苯乙酮为起始原料，经过合成、拆分得到（详见本发明实施例1）。

第三步：手性拆分后，解离得到的光学纯的ɑ-氨基酸，进行酯化(式9)，得到手性化合物。

所述方法中，结晶温度为25-80℃。

所述方法中，结晶溶剂为丙酮、甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯等中的任一种。

所述方法中，晶体解离溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇等中的任一种。

本发明最初，我们根据理论计算发现，被拆分对象，含两个手性中心的1-芳基-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸的一对非对应异构体结构非常特殊：在一个六元环上含有两个手性中心，并且两个手性中心分别处于1，3位，中间间隔一个NH，该NH具有一定碱性；1位手性结构与3位的手性结构相互影响。由于结构特殊，没有可以直接借鉴的文献，在本发明实验之初，我们筛选了大量的手性拆分试剂以及大量的拆分方法。

本发明有一个技术特点：手性拆分试剂容易获得，光学纯度高，为拆分获得高的选择性提供了基本条件；并且在一个拆分循环过程完成后，拆分试剂损失少，可以大量回收，进一步用于下一个拆分循环过程。

本发明还有一个技术特点：按照上述本发明拆分方法制备的通式为E的目标化合物产品与对比文献（发明专利CN2016108 04063.1）比较，想要的目标化合物含量高，拆分效果显著，具有潜在工业化应用价值。

因此，综上所述本发明具有良好的经济效益和社会效益。

以下通过实施例的具体实施方式再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

具体实施方式

实施例1：合成手性拆分试剂：S-1-(2-叔丁基苯基)乙胺 (英文名称(S)-1-(2-tert-butylphenyl)ethanamine)：

1）合成消旋体1-(2-叔丁基苯基)乙胺：配有高纯氮保护的干燥三颈瓶中(参考文献方法：Xie, Ying; Pan, Hongjie; Xiao, Xiao; Li, Songlei; Shi, Yian; Organicand Biomolecular Chemistry; vol. 10; nb. 45; (2012); p. 8960 - 8962)，加入2-叔丁基苯乙酮（1.76 g, 10.0 mmol）、邻羟基苄胺(1.85 g, 15.0 mmol), 催化剂 1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯（DBU） (0.304 g, 2.0 mmol)，经过无水处理的甲苯50 mL，加热到110^oC 反应 72 h，反应液减压浓缩除掉溶剂，采用柱色谱分离（洗脱剂：PE/EtOAc = 15/1），除去邻羟基苄胺、催化剂（DBU）及少量副产物，得到粗产品（含1-(2-叔丁基苯基)乙胺和少量原料2-叔丁基苯乙酮）。将粗产品溶解于15mL溶剂THF和40 mL 1N 盐酸中，在室温搅拌2小时，反应混合物采用正己烷(50 x 3 mL)萃取三次，以除去粗产品中的少量原料2-叔丁基苯乙酮，所得水相用固体 K2CO3调节到pH > 7，然后再用CH2Cl2 (20 mL x 3) 萃取三次，CH2Cl2浓缩，得到消旋体1-(2-叔丁基苯基)乙胺（1.10 g, 收率62%），产品可以直接用于下一步拆分。重复该实验操作积累消旋体1-(2-叔丁基苯基)乙胺原料用于下一步拆分实验。

2）合成步骤二、拆分消旋体为光学纯的S-1-(2-叔丁基苯基)乙胺：在100毫升高压反应釜中加入溶剂无水甲苯（50 mL）（参考文献方法：中国发明专利CN104151169A，发明名称：一种拆分制备光学纯1-苯乙胺的方法），再依次加入1-(2-叔丁基苯基)乙胺（8.87 g,50.0 mmol）、9.02 g S-1-苯乙醇乙酸酯、0.6 g 脂肪酶（Novozym 435）和1 g新制备的雷尼镍，加毕，用高纯氮置换反应釜内空气3次，然后通入氢气至压力1.0 MPa，搅拌，升温到65^oC，反应24小时后，将反应液减压浓缩，然后采用柱色谱分离（洗脱剂：PE/EtOAc = 8/1），得到光学纯的S-N-(1-(2-叔丁基苯基)乙基)乙酰胺。将光学纯的S-N-(1-(2-叔丁基苯基)乙基)乙酰胺中间体加入到500 mL 的乙醇和浓盐酸（体积比1:1）的混合物中加热回流24小时。反应后，冷至室温，加入50 mL 二氯甲烷稀释，搅拌下，采用10%的氢氧化钠水溶液调节pH值到10~11之间，分液，萃取，合并得到的二氯甲烷溶液干燥、浓缩，得到S-1-(2-叔丁基苯基)乙胺灰色固体（3.15 g, 收率71%，HPLC检测ee值为99.6%）

实施例2：合成(1R, 3R)-1-(3,5-二氟苯基)-2,3,4,9-四氢-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯（简称E-6-1）与(1S, 3R)-1-(3,5-二氟苯基)-2,3,4,9-四氢-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯（简称E-6-2）的非对应异构体混合物

在装配有机械搅拌的三颈瓶中（参考发明专利CN201610804063.1，申请日期2016.09.06，发明人杨维清等），加入乙酸250 mL，D-色氨酸甲酯的盐酸盐（50.9 g，200mmol），室温搅拌溶解，采用冰盐浴，将反应体系温度降到0℃，依次加入3,5-二氟苯甲醛（31.3 g，220.5 mmol）、苯甲酸（5.7 g，46.7 mmol）。在0~3℃搅拌反应19小时，薄层色谱监控，当原料D-色氨酸甲酯基本反应完全，停止反应，减压除掉大部分溶剂乙酸。向反应体系中加入二氯甲烷100 mL 、10%碳酸钠水溶液适量，调节pH=9~10，用足量二氯甲烷分多次萃取，合并后的有机相采用无水硫酸钠干燥后，减压除掉溶剂二氯甲烷得到固体，得到粗产品66.50g，该粗产品采用液相色谱（色谱条件：岛津Wondersal C18 烷基柱250mm*4.6mm*5um；流动相为色谱甲醇/去离子水=80:20，流速1 mL/min；柱温35℃；紫外检测波长254nm）分析E-6-1及E-6-2各自含量分别为58.82%、41.18%(不计其他杂质含量)。该粗产品直接用于下一步拆分实验。

实施例3：拆分制备光学纯E-6-1

1）酯水解：将非对映异构体（E-6-1及E-6-2）混合物6.85g（由实施例2合成），加热到60℃，使其溶解在100 mL 四氢呋喃中，在该温度下，向该溶液中滴加10% KOH水溶液56mL，薄层色谱监测原料酯水解完全后，停止加热，减压除去大部分四氢呋喃，采用1N 盐酸酸化至pH=3，用三氯甲烷（40 x 4 mL ）萃取产品，合并后的三氯甲烷溶液浓缩得到羧酸中间产物。

2）析出晶体：将本实施例上述操作步骤1）中得到的羧酸中间产物（E-6-1的酸及E-6-2的酸）混合物，加入到50 mL 丙酮中，加热到65℃，使其溶解在丙酮中，在该温度下，向该溶液中缓慢滴加含有(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺（1.77 g，10 mmol；由实施例1合成）的丙酮溶液20 mL，滴加过程中有少量固体析出，加热至回流，固体溶解，缓慢降温至30℃（并在30℃下保温），大量晶体析出，快速过滤（保存滤液，标记为滤液A），滤饼（即晶体）用少量丙酮洗涤一次。

3）晶体解离：将前述滤饼（即晶体）溶解于50mL、60℃的45%的甲醇水溶液(含甲醇45%)中，在该温度下，缓慢滴加1.0克氢氧化钠和6 mL 水配成的溶液，滴加完毕，搅拌15min，冷却至室温（25℃），用二氯甲烷萃取（40 mL*3）回收拆分试剂，分液（水层，标记为水溶液B），合并的二氯甲烷层采用饱和氯化钠水溶液洗涤1次，脱除溶剂，回收得到拆分试剂(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺。水溶液B采用1N 盐酸酸化至pH=3，用三氯甲烷（30 x 4 mL ）萃取产品，合并后的三氯甲烷溶液浓缩得到光学纯的羧酸中间产物（E-6-1的酸 (1R,3R)）。

4）进一步回收手性拆分试剂(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺：将前述得到的滤液A，减压浓缩除尽丙酮得到固体，将此固体，溶解于40mL、60℃的45%的甲醇水溶液(含甲醇45%)中，在该温度下，缓慢滴加0.6克氢氧化钠和5 mL 水配成的溶液，滴加完毕，搅拌15min，冷却至室温，用二氯甲烷萃取（20 mL*3）回收拆分试剂，合并的二氯甲烷层采用饱和氯化钠水溶液洗涤1次，脱除溶剂，回收得到拆分试剂(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺，与本实施例步骤3）中回收得到的拆分试剂(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺合并，手性拆分试剂回收率95%，该回收的手性拆分试剂可以循环利用3次以上；

5）酯化：上述操作步骤3）中得到的光学纯的羧酸中间产物（E-6-1的酸 (1R,3R)），加入到经过预先无水处理的25 mL DMF中，在无水操作箱中，搅拌下，缓慢加入新制备的, 6.0克甲醇钠的甲醇悬浊液（含甲醇钠28%），反应体系用氮气保护，然后从无水操作箱中移出，在30℃下搅拌反应90min，减压除去甲醇和大部分DMF，剩余物倒入冰水混合物中，采用0.5N 盐酸酸化至pH=7，采用三氯甲烷（30 mL * 3 ）萃取产品，合并后的三氯甲烷溶液干燥、浓缩得到光学纯的(1R, 3R)-1-(3,5-二氟苯基)-2,3,4,9-四氢-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯（简称E-6-1） 3.10 g, 收率77%（该收率计算主要方法是以本实施例上述操作步骤1）中投入E-6-1的量为6.85*58.82%=4.03g 为依据进行计算得来）， HPLC检测E-6-1含量为99.02%（对应E-6-2含量为0.98%）。

实施例4：合成(1R, 3R)-1-苯基-2,3,4,9-四氢-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯（简称E-1-1）与(1S, 3R)- 1-苯基-2,3,4,9-四氢-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯（简称E-1-2）的非对应异构体混合物

在装配有机械搅拌的三颈瓶中（参考发明专利CN201610804063.1，申请日期2016.09.06、发明人杨维清等），加入乙酸250 mL，D-色氨酸甲酯的盐酸盐（50.9 g，200mmol），室温搅拌溶解，采用冰盐浴，将反应体系温度降到0℃，依次加入苯甲醛（23.4 g，220.5 mmol）、苯甲酸（5.7 g，46.7 mmol）。在0~3℃搅拌反应18小时，薄层色谱监控，当原料D-色氨酸甲酯基本反应完全，停止反应，减压除掉大部分溶剂乙酸。向反应体系中加入二氯甲烷100 mL 、10%碳酸钠水溶液适量，调节pH=9~10，用足量二氯甲烷分多次萃取，合并后的有机相采用无水硫酸钠干燥后，减压除掉溶剂二氯甲烷得到固体，得到粗产品57.87g，该粗产品采用液相色谱（色谱条件：岛津Wondersal C18 烷基柱250mm*4.6mm*5um；流动相为色谱甲醇/去离子水=80:20，流速1 mL/min；柱温35℃；紫外检测波长254nm）分析E-1-1及E-1-2各自含量分别为55.29%、44.71%(不计其他杂质含量)。该粗产品直接用于下一步拆分实验。

实施例5：拆分制备光学纯E-1-1

1）酯水解：将非对映异构体（E-1-1及E-1-2）混合物6.13g（由实施例4合成），加热到60℃，使其溶解在100 mL 四氢呋喃中，在该温度下，向该溶液中滴加10% KOH水溶液50mL，薄层色谱监测原料酯水解完全后，停止加热，减压除去大部分四氢呋喃，采用1N 盐酸酸化至pH=3，用三氯甲烷（40 x 4 mL ）萃取产品，合并后的三氯甲烷溶液浓缩得到羧酸中间产物。

2）析出晶体：将本实施例上述操作步骤1）中得到的羧酸中间产物（E-1-1的酸及E-1-2的酸）混合物，加入到50 mL 丙酮中，加热到60℃，使其溶解在丙酮中，在该温度下，向该溶液中缓慢滴加含有(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺（1.77 g，10 mmol；由实施例1合成）的丙酮溶液20 mL，滴加过程中有少量固体析出，加热至回流，固体溶解，缓慢降温至30℃（并在30℃下保温），大量晶体析出，快速过滤（保存滤液，标记为滤液A），滤饼（即晶体）用少量丙酮洗涤一次。

3）晶体解离：将前述滤饼（即晶体）溶解于50mL、60℃的45%的甲醇水溶液(含甲醇45%)中，在该温度下，缓慢滴加1.0克氢氧化钠和6 mL 水配成的溶液，滴加完毕，搅拌15min，冷却至室温（25℃），用二氯甲烷萃取（40 mL*3）回收拆分试剂，分液（水层，标记为水溶液B），合并的二氯甲烷层采用饱和氯化钠水溶液洗涤1次，脱除溶剂，回收得到拆分试剂(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺。水溶液B采用1N 盐酸酸化至pH=3，用三氯甲烷（30 x 4 mL ）萃取产品，合并后的三氯甲烷溶液浓缩得到光学纯的羧酸中间产物（E-1-1的酸 (1R,3R)）。

4）进一步回收手性拆分试剂(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺：将前述得到的滤液A，减压浓缩除尽丙酮得到固体，将此固体，溶解于40mL、60℃的45%的甲醇水溶液(含甲醇45%)中，在该温度下，缓慢滴加0.6克氢氧化钠和5 mL 水配成的溶液，滴加完毕，搅拌15min，冷却至室温，用二氯甲烷萃取（20 mL*3）回收拆分试剂，合并的二氯甲烷层采用饱和氯化钠水溶液洗涤1次，脱除溶剂，回收得到拆分试剂(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺，与本实施例步骤3）中回收得到的拆分试剂(S )-1-(2-叔丁基苯基)乙胺合并，手性拆分试剂回收率93%，该回收的手性拆分试剂简单重结晶后，可以循环利用；

5）酯化：上述操作步骤3）中得到的光学纯的羧酸中间产物（E-1-1的酸 (1R,3R)），加入到经过预先无水处理的25 mL DMF中，在无水操作箱中，搅拌下，缓慢加入新制备的, 6.0克甲醇钠的甲醇悬浊液（含甲醇钠28%），反应体系用氮气保护，然后从无水操作箱中移出，在30℃下搅拌反应120min，减压除去甲醇和大部分DMF，剩余物倒入冰水混合物中，采用0.5N 盐酸酸化至pH=7，采用三氯甲烷（30 mL * 4 ）萃取产品，合并后的三氯甲烷溶液干燥、浓缩得到光学纯的(1R, 3R)-1-苯基-2,3,4,9-四氢-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯（简称E-1-1） 2.78 g, 收率82%（该收率计算主要方法是以本实施例上述操作步骤1）中投入E-1-1的量为6.13*55.29%=3.39g 为依据进行计算得来）， HPLC检测E-1-1含量为99.23%（对应E-1-2含量为0.77%）。

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Claims

1.一类含两个手性中心的1-芳基-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯非对映异构体的拆分方法，其特征在于以S-1-(2-叔丁基苯基)乙胺作为手性拆分试剂，其中1-芳基-1H-吡啶[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯非对映异构体结构式如式1所示，式中R¹=芳基；手性拆分试剂S-1-(2-叔丁基苯基)乙胺结构式如式2所示：

具体拆分步骤为：

第一步：将待拆分混合物氨基酸酯E在碱性条件下水解，反应式如式3所示，然后酸化，得到氨基上有取代的ɑ-氨基酸；

第二步：在溶液中进行酸碱中和反应，采用S-1-(2-叔丁基苯基)乙胺对待拆分混合物ɑ-氨基酸酸碱中和成盐，利用溶解性差异在一定温度下结晶，手性拆分试剂与其中一个异构体的盐大量析出，抽滤得到该手性拆分试剂与其中一个异构体的盐的晶体，反应式如式4所示；

第三步：析出的结晶溶解于含45%甲醇的甲醇水混合溶液，再滴加氢氧化钠和水重量比例为1:6的氢氧化钠水溶液，加热条件下完成解离，然后采用二氯甲烷萃取分离回收拆分试剂，所得溶液采用盐酸酸化，三氯甲烷萃取得到的光学纯的ɑ-氨基酸，光学纯的ɑ-氨基酸再采用甲醇钠的DMF溶液进行酯化，萃取、干燥、浓缩得到光学纯的手性化合物，反应式如式5所示；

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2.权利要求1所述拆分方法中，其特征是结晶温度为25-80℃。

3.权利要求1所述拆分方法中，其特征是结晶溶剂为丙酮、甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯中的任一种。

4.权利要求1所述拆分方法中，其特征是晶体解离溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇中的任一种。