CN111465699A - 在盐沉淀下通过转氨酶反应由羰基化合物制备胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备氨基盐化合物的方法,该方法包括:i)提供羰基化合物;ii)使根据(i)提供的羰基化合物在转氨酶存在下与ii‑a)至少一种伯胺和ii‑b)至少一种羧酸反应;从而获得包含至少部分结晶的氨基盐化合物的混合物,该氨基盐化合物包含阳离子和基于根据(ii‑b)添加的至少一种羧酸的羧酸根阴离子。本发明还涉及通过该方法获得或可获得的氨基盐化合物以及该氨基盐化合物本身。此外,本发明涉及一种组合物,其包含:a)通式(IIa)的胺;和b)至少一种通式(III)的羧酸。

Description

在盐沉淀下通过转氨酶反应由羰基化合物制备胺的方法
本发明涉及一种制备氨基盐化合物的方法,该方法包括:i)提供羰基化合物;ii)使根据(i)提供的羰基化合物在转氨酶存在下与ii-a)至少一种伯胺,和ii-b)至少一种羧酸反应,从而获得包含至少部分结晶的氨基盐化合物的混合物,该氨基盐化合物包含氨基阳离子和基于(ii-b)添加的至少一种羧酸的羧酸根阴离子。
在过去的几十年中,生物转化已成为在实验室和工业规模上合成有价值的化合物的强大技术。近年来,依赖5'-磷酸吡哆醛(PLP)的转氨酶(TA),尤其是胺类转氨酶(ATA)在光学纯胺的合成中获得了显著的影响,该光学纯胺是各种农用化学品和活性药物成分(例如西他列汀)的有价值的结构单元。这些酶主要催化伯胺(胺供体)的脱氨作用,同时催化醛或酮(胺受体)的氨基化。转氨反应可以以外消旋胺的动力学拆分或由相应的前手性酮的不对称合成来进行。由于最大产率为100%,理论上优选不对称合成,特别是在使用具有高对映选择性的催化剂的情况下。不幸的是,热力学的局限性和某些产物的抑制趋向于限制转氨酶在不对称合成中的适用性,这需要为合成目的而克服。除了使用不经济的过量的胺供体以外,目前还考虑了复杂的(副)产物去除技术,例如酶级联反应、膜工艺和非催化副反应。不幸的是,这样的技术总是(通常)增加了生物催化反应系统的总体复杂性、需要额外的或量身定制的共底物并产生更多的副产物。
因此,本发明的目的是提供一种克服上述缺点的通过生物转化,特别是使用转氨酶来制备所需产物胺的方法。
通过制备氨基盐化合物的方法实现了该目的,该方法包括:
i)提供通式(I)的羰基化合物
Figure BDA0002493658860000011
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a;或
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;
ii)在转氨酶的存在下使根据(i)提供的羰基化合物与以下物质发生反应
ii-a)至少一种伯胺;和
ii-b)至少一种羧酸;
从而获得包含至少部分结晶的氨基盐化合物的混合物,该化合物包含
-通式(II)的阳离子
Figure BDA0002493658860000021
其中R1和R2如通式(I)所定义,和
-基于根据(ii-b)添加的至少一种羧酸的羧酸根阴离子。
表述“氨基盐化合物”包含如上所述的阳离子和阴离子。氨基盐化合物可以以纯盐化合物(非溶剂化的、无水的)或以溶剂合物或水合物或其混合物的形式存在,其中水合物包括半水合物、一水合物和多水合物,并且溶剂合物包括半溶剂合物、一溶剂合物和多溶剂合物。“至少部分结晶”是指至少50%,优选至少60%,更优选至少70%,更优选至少80%,更优选至少90%的胺盐化合物以结晶形式沉淀。
术语“杂”是指存在杂原子,如果没有另外说明,则杂原子选自氮原子、硫原子和氧原子。杂原子作为相应链或环结构的成员存在。
残基R1a、R2a如上所定义。必须注意,R1a和R2a都不是包含电荷的取代基,即,具有电荷的取代基被排除为R1a和R2a。例如,R1a和R2a都不是羧基/羧酸根、不是磷酸根、不是磺酸根。
在一个优选的实施方案中,排除了R1、R1a是全氟烷基的组合。对于R2和R2a同样适用,即,也排除了R2和R2a是全氟烷基的组合。换句话说,R1和R1a的组合或R2和R2a的组合都不是全氟烷基。
关于R1和R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基的实施方案,所示的C原子数包括位于R1和R2之间的羰基C原子。
利用如上所述的这种方法,发明人现在提出了一种基于结晶的方法,用于从转氨酶催化的反应中直接移出所需的产物胺。方案1显示了基于示例性的产物胺1-苯基乙胺的方法。产物胺2在本文中从溶液中选择性地结晶为几乎不溶的胺盐6,而所有其他反应物,特别是施加的供体胺(异丙胺,3)保留在溶液中。这种原位产物结晶(ISPC)使所需的产物胺不断地从溶液中移出,因此产生了偏向产物的平衡转移。将反荷离子(此处显示为羧酸根)直接添加到反应溶液中,并且反荷离子可以从形成的固体盐中分离出来再利用。与所施加的胺相比,不需要化学计量地使用羧酸盐(见下文)。
Figure BDA0002493658860000041
方案1:原位产物结晶(ISPC)与转氨酶催化反应的结合,产生几乎不溶的1-苯基乙胺盐;所示反应物的质子化是基于pH 7.5的水溶液;TA=转氨酶,PLP=5’-磷酸吡哆醛,R=代表合适的含碳残基的示例性残基。
首先,该概念的主要要求是选择特定的反荷离子,即特定的羧酸,其与目标胺生成几乎不溶的盐以用于其结晶,而供体胺盐不结晶。不幸的是,最常用的胺盐,特别是卤化胺盐在水溶液中显示出非常高的溶解度,因此不适用于这种ISPC概念。因此,该方法的一个优选实施方案是,根据(ii)获得的氨基盐化合物在pH 7的水中的溶解度小于根据(ii-a)添加的至少一种伯胺在水中的溶解度。该方法的更优选的实施方案是根据(ii)获得的氨基盐化合物在pH 7的水中的溶解度为≤30mmol/l,优选≤25mmol/l,更优选≤10mmol/l。
根据一个优选的实施方案,伯胺盐的溶解度和氨基盐化合物的溶解度之间的溶解度差(Δ溶解度)为至少10mmol/l。如上所述,伯胺盐的溶解度(溶解度伯胺盐)高于氨基盐化合物的溶解度(溶解度氨基盐化合物),即:
溶解度伯胺盐>溶解度氨基盐化合物
其次,所使用的转氨酶必须能够耐受所选化合物的所需浓度。第三,所形成的盐必须在工艺条件下是稳定的并且应易于从反应混合物中回收。
羧酸
根据步骤(ii),使根据(i)提供的羰基化合物在转氨酶存在下与ii-a)至少一种伯胺和ii-b)至少一种羧酸反应。
关于用于(ii-b)的羧酸,选择可商购的脂族、芳香族和杂芳香族羧酸(R-COOH),并筛选为相对于转氨酶催化反应的普通胺的相应羧酸盐。1-苯基乙胺及其取代的衍生物2a-f用作模型产物胺,并与典型的供体胺如异丙胺3、外消旋2-丁胺、DL-丙氨酸和L-丙氨酸进行比较(进一步的细节参见实施例部分)。在此,产物胺的盐需要比其供体胺盐对应物具有显著更低的溶解度,因为供体胺仍然过量使用。
优选地,根据(ii-b)的至少一种羧酸以其质子化形式或以具有合适反荷阳离子的去质子化形式使用。上述直接筛选方法导致如下发现:根据(ii-b)的至少一种羧酸优选为通式(III)的羧酸
Figure BDA0002493658860000051
其中n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基;残基R5是氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在。直接的筛选方法尤其产生了符合上述标准的两种基于苄基苯的酸和三种苯甲酸衍生物(在pH 7.5时分别为羧酸根离子)(方案2)。
Figure BDA0002493658860000061
方案2:用于由转氨酶催化反应进行胺的原位产物结晶的可能的羧酸及其缩写。
另外,将2,2-二苯基丙酸(2DPPA)鉴定为合适的羧酸。因此,该方法的优选实施方案涉及根据(ii-b)的至少一种羧酸是选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)、3,3-二苯基丙酸(3DPPA)、3,4-二氯-苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基-苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基-苯甲酸(43CNA)的羧酸。更优选地,根据(ii-b)的至少一种羧酸选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选2,2-二苯基丙酸(2DPPA)或3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选至少3DPPA。
羰基化合物
根据步骤(i),提供通式(I)的羰基化合物。优选地,
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
更优选地,残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基中的杂原子是氧或硫,并且C2-C20杂烷基和C3-C20环杂烷基中的杂原子选自氧、硫和氮,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
根据该方法的优选实施方案,残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基,其中杂原子选自氧、硫和氮,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a。根据该方法的更优选的实施方案,残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a。根据该方法的更优选的实施方案,残基R1选自带支链或直链的C2-C10烷基、C5-C10环烷基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族基或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;R1优选选自甲基、异丙基、环己基和苯基,其中苯基具有至少一个选自氢原子、卤素原子,优选氟或氯,和甲氧基,优选间甲氧基或对甲氧基的取代基R1a
对于R1是带支链或直链的C2-C20烷基或带支链或直链的C2-C20烯基,优选的实施方案涉及R1是带支链或直链的C4-C20烷基或带支链或直链的C4-C20烯基。
根据该方法的一个优选实施方案,残基R2选自氢原子、带支链或直链C1-C5烷基,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a。根据该方法的更优选的实施方案,残基R2选自带支链或直链C1-C3烷基,R2优选为甲基。
转氨酶
根据步骤(ii),使根据(i)提供的羰基化合物在转氨酶的存在下反应。优选地,根据(ii)的转氨酶选自转氨酶的组,优选选自胺类转氨酶的组,更优选选自根据SEQ ID NO 1的来自烟曲霉(Aspergillus fumigates)的胺类转氨酶(AfATA)、根据SEQ ID NO 2的来自玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae)的胺类转氨酶(GzATA)、根据SEQ ID NO 3的来自费氏新萨托菌(Neosartorya fischeri)的胺类转氨酶(NfATA)、根据SEQ ID NO 4的来自米曲霉(Aspergillus oryzae)的胺类转氨酶(AoATA)、根据SEQ ID NO 5的来自土曲霉(Aspergillus terreus)的胺类转氨酶、根据SEQ ID NO 6的来自范巴伦氏分枝杆菌(Mycobacterium vanbaalenii)的胺类转氨酶(MvATA)、根据SEQ ID NO 7的来自Silicibacter pomeroyi的胺类转氨酶(SpATA)、和与SEQ ID NO 1至7中的任一项具有至少65%序列同一性并且与SEQ ID NO 1至7的胺类转氨酶具有相同功能的同源酶,更优选选自根据SEQ ID NO 6的来自范巴伦氏分枝杆菌的胺类转氨酶(MvATA)、根据SEQ ID NO 7的来自Silicibacter pomeroyi的胺类转氨酶(SpATA)、和与SEQ ID NO 6或7中的任一项具有至少65%序列同一性并且与SEQ ID NO 6或7的胺类转氨酶具有相同功能的同源酶。表1列出了优选的胺类转氨酶的概况:
表1:SEQ ID No 1至7的胺类转氨酶
Figure BDA0002493658860000091
*国家生物技术信息中心(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)的数据库,状态:2017年10月24日
表述“与SEQ ID NO 1至7中任一项的胺类转氨酶具有相同功能”是指该同源酶催化胺类转氨酶反应的效率至少为SEQ ID NO 1至7中任一项的转氨酶催化效率的90%。优选地,同源酶与SEQ ID NO 1至7中的任一项具有至少75%,优选至少85%,更优选至少90%,更优选至少95%,更优选至少98%,更优选至少99%的序列同一性,并且与SEQ ID NO 1至7的胺类转氨酶具有相同的功能。
伯胺
根据步骤(ii),使根据(i)提供的羰基化合物在转氨酶存在下与ii-a)至少一种伯胺和ii-b)至少一种羧酸反应。优选地,根据(ii-a)的至少一种伯胺以非质子化形式或以具有合适反荷阴离子的质子化形式使用。
根据该方法的优选实施方案,根据(ii-a)的至少一种伯胺选自具有1至10个碳原子的一元胺和二元胺,优选选自1,5-二氨基-戊烷(尸胺)、丙氨酸、2-氨基丁烷(仲丁胺)和2-氨基丙烷,优选非质子化或质子化形式的2-氨基丙烷(异丙胺),其中质子化形式与合适的阴离子组合存在。
根据该方法的一个更优选的实施方案,将根据(ii-a)的至少一种伯胺和根据(ii-b)的至少一种羧酸以包含质子化形式的至少一种伯胺和去质子化形式的至少一种羧酸的一种或多于一种盐使用,优选以包含质子化形式的至少一种伯胺和去质子化形式的至少一种羧酸的一种盐使用,更优选以3,3-二苯基丙酸异丙基铵使用。
氨基盐化合物
根据步骤(ii),获得氨基盐化合物。优选地,根据(ii)获得的氨基盐化合物包含通式(II)的阳离子和基于至少一种羧酸的阴离子,其优选为通式(IIIa)的阴离子:
Figure BDA0002493658860000101
其中R1和R2如通式(I)所定义,
Figure BDA0002493658860000102
其中n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基,残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;其中通式(IIIa)的阴离子优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根、3,4-二氯-苯甲酸根、3,4-二硝基-苯甲酸根和4-氯-3-硝基苯甲酸根,更优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根,更优选2,2-二苯基丙酸根或3,3-二苯基丙酸根,更优选3,3-二苯基丙酸根。
其他反应条件
根据该方法的优选实施方案,根据(ii)的反应在水溶液中进行,以水溶液的总重量为基准计,该水溶液优选包含至少80重量%,更优选至少90重量%,更优选至少95重量%,更优选至少98重量%的水。水溶液优选包含缓冲液,优选选自三(羟甲基)氨基甲烷缓冲液(TRIS缓冲液)、3-(N-吗啉代)丙烷磺酸缓冲液(MOPS缓冲液)、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸缓冲液(BES缓冲液)、N-(三(羟基甲基)甲基)甘氨酸缓冲液(Tricine缓冲液)、碳酸盐缓冲液、N-环己基-2-氨基乙磺酸缓冲液(CHES缓冲液)、4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙烷磺酸缓冲液(HEPES缓冲液)和磷酸盐缓冲液,更优选至少磷酸盐缓冲液。
根据该方法的更优选的实施方案,根据(ii)的反应在6.0至9.5的pH值下进行,更优选在6.5至9.0的pH值下进行,更优选在7.0至8.0的pH值下进行。根据该方法的更优选的实施方案,根据(ii)的反应进行至少1小时,更优选进行1小时至1000小时,更优选进行5小时至500小时,更优选进行10小时至200小时。根据该方法的另一优选实施方案,根据(ii)的反应在10℃至50℃的温度下进行,更优选在15℃至45℃的的温度下进行,更优选在20℃至40℃的的温度下进行,更优选在25℃至35℃的的温度下进行。
根据该方法的更优选的实施方案,对于至少一种羧酸是根据通式(III)的羧酸,其中残基R3和R4一起形成苯环,优选选自以下的羧酸:3,4-二氯-苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基-苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基-苯甲酸(43CNA),在步骤(ii)中,将至少一种羧酸的浓度保持为0.001mM至50mM,优选为1mM至45mM,更优选为5mM至40mM。根据该方法的更优选的实施方案,对于至少一种羧酸是根据通式(III)的羧酸,其中残基R3和R4各自为苯环,优选选自以下的羧酸:二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA),在步骤(ii)中,至少一种羧酸的浓度为≤50mM。
其他反应步骤
如上所述,该方法包括反应步骤(i)和(ii)。根据优选实施方案,该方法还包括:
iii)从混合物中分离根据(ii)获得的至少部分结晶的胺盐化合物,从而获得结晶的胺盐化合物。
优选通过沉淀、离心或过滤,优选通过过滤从混合物中分离根据(iii)的结晶的胺盐化合物。
根据更优选的实施方案,除(i)、(ii)和(iii)之外,该方法还包括:
(iv)任选地,优选用水或有机溶剂或其混合物,更优选用水或甲基叔丁基醚或其混合物洗涤根据(iii)获得的分离的结晶的氨基盐化合物,从而获得洗涤的结晶的氨基盐化合物;
(v)将根据(iii)获得的结晶的氨基盐化合物或任选地根据(iv)获得的洗涤的结晶的氨基盐化合物溶解在包含至少一种碱、优选包含氢氧根离子的碱且pH值为10至14的水溶液中,从而获得包含通式(IIa)的胺的水溶液:
Figure BDA0002493658860000121
其中R1和R2如通式(I)所定义;
(vi)用与水不混溶的有机溶剂萃取根据(v)获得的水溶液至少一次,从而获得包含至少部分通式(IIa)的胺的有机相和包含至少部分通式(IIIa)的阴离子的水相:
Figure BDA0002493658860000122
其中n为零或1;并且其中残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基,残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;其中通式(IIIa)的阴离子优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根、3,4-二氯-苯甲酸根、3,4-二硝基-苯甲酸根和4-氯-3-硝基苯甲酸根,更优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根,更优选2,2-二苯基丙酸根或3,3-二苯基丙酸根,更优选3,3-二苯基丙酸根。
根据(vi)的与水不混溶的有机溶剂的KOW值优选为至少0.5,更优选为至少0.6,更优选为至少0.7,更优选为至少0.8。根据一个优选的实施方案,根据(vi)的与水不混溶的有机溶剂选自醚,更优选选自脂族醚,更优选MTBE(甲基叔丁基醚)。
根据更优选的实施方案,除(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)和(vi)之外,该方法还优选包括:
(vii-a)从(vi)中获得的有机相中除去与水不混溶的有机溶剂,从而获得通式(IIa)的胺,
Figure BDA0002493658860000131
其中R1和R2如通式(I)所定义。
根据替代的优选实施方案,除(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)和(vi)之外,该方法还优选包括:
(vii-b)向根据(vi)获得的有机相中加入至少一种酸HX,优选HCl,从而获得通式(IV)的盐
Figure BDA0002493658860000132
其中R1和R2如通式(I)和(II)所定义,并且X是基于至少一种酸HX的离子,优选Cl的离子。
根据一个替代的优选实施方案,除(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)和(vii-a)之外,或除(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)和(vii-b)之外,该方法优选还包括:
(viii)任选地通过将pH值调节至0至6,优选通过加入HCl使来自根据(vi)获得的水相的至少一种通式(III)的羧酸沉淀:
Figure BDA0002493658860000141
其中
n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基,残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;优选地,至少一种羧酸选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)、3,3-二苯基丙酸(3DPPA)、3,4-二氯苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基苯甲酸(43CNA),更优选选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选2,2-二苯基丙酸(2DPPA)或3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选至少3DPPA,和
(ix)任选地使根据(viii)沉淀的至少一种羧酸再循环至上述过程,优选再循环至步骤(ii)。
本发明还涉及通过上述方法获得的或可获得的氨基盐化合物。
在另一方面,本发明涉及一种氨基盐化合物,其包含
-通式(II)的阳离子
Figure BDA0002493658860000142
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a;或
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10-环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;和
-通式(IIIa)的阴离子
Figure BDA0002493658860000151
其中
n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基;残基R5是氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在。
优选地,胺盐化合物的通式(IIIa)的阴离子选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根、3,4-二氯苯甲酸根、3,4-二硝基-苯甲酸根和4-氯-3-硝基苯甲酸根,更优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根,更优选2,2-二苯基丙酸根或3,3-二苯基丙酸根,更优选3,3-二苯基丙酸根。
根据氨基盐化合物的优选实施方式,
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
更优选地,残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基中的杂原子是氧或硫,并且C2-C20杂烷基和C3-C20环杂烷基中的杂原子选自氧、硫和氮,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a。根据氨基盐化合物的更优选的实施方案,残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a。根据氨基盐化合物的更优选的实施方案,残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a。根据氨基盐化合物的更优选的实施方案,残基R1选自带支链或直链的C2-C10烷基、C5-C10环烷基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族基或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;R1优选选自甲基、异丙基、环己基和苯基,其中苯基具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氟或氯,和甲氧基,优选间甲氧基或对甲氧基的取代基。
对于R1是带支链或直链的C2-C20烷基或带支链或直链的C2-C20烯基,优选的实施方案涉及R1是带支链或直链的C4-C20烷基或带支链或直链的C4-C20烯基。
根据另一个优选实施方案的一个优选实施方案,残基R2选自氢原子、带支链或直链C1-C5烷基,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a。优选地,残基R2选自带支链或直链C1-C3烷基,R2优选为甲基。
在一个优选的实施方案中,排除了R1、R1a是全氟烷基的组合。对于R2和R2a同样适用,即,也排除了R2和R2a是全氟烷基的组合。换句话说,R1和R1a的组合或R2和R2a的组合都不是全氟烷基。
关于R1和R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基的实施方案,所示的C原子数包括位于R1和R2之间的羰基C原子。
另一方面,本发明涉及一种组合物,其包含
a)通式(IIa)的胺
Figure BDA0002493658860000181
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;
b)至少一种通式(III)的羧酸
Figure BDA0002493658860000182
其中
n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子、卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基;残基R5是氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在,其中至少一种羧酸以其质子化形式存在或作为具有合适反荷离子的羧酸盐存在。
根据该组合物的优选实施方案,
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
更优选地,根据(b)的至少一种羧酸是选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)、3,3-二苯基丙酸(3DPPA)、3,4-二氯-苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基-苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基-苯甲酸(43CNA),更优选选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选2,2-二苯基丙酸(2DPPA)或3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选至少3DPPA的羧酸。
根据组合物的更优选的实施方案,根据(a)的胺的残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基中的杂原子是氧或硫,并且C2-C20杂烷基和C3-C20环杂烷基中的杂原子选自氧、硫和氮,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a。优选地,根据(a)的胺的残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a。更优选地,根据(a)的胺的残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a。更优选地,根据(a)的胺的残基R1选自带支链或直链的C2-C10烷基、C5-C10环烷基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族基或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;R1优选选自甲基、异丙基、环己基和苯基,其中苯基具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氟或氯,和甲氧基,优选间甲氧基或对甲氧基的取代基。
对于R1是带支链或直链的C2-C20烷基或带支链或直链的C2-C20烯基,优选的实施方案涉及R1是带支链或直链的C4-C20烷基或带支链或直链的C4-C20烯基。
根据该组合物的一个更优选实施方案,根据(a)的胺的残基R2选自氢原子、带支链或直链C1-C5烷基,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
优选地,根据(a)的胺的残基R2选自带支链或直链C1-C3烷基,R2优选为甲基。
在该组合物的一个优选的实施方案中,排除了R1、R1a是全氟烷基的组合。对于R2和R2a同样适用,即,也排除了R2和R2a是全氟烷基的组合。换句话说,R1和R1a的组合或R2和R2a的组合都不是全氟烷基。
关于该组合物的实施方案,其中R1和R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,所示的C原子数包括位于R1和R2之间的羰基C原子。
根据组合物的一个优选实施方案,组合物包含根据(a)的胺,其量为90重量%至99.9重量%,优选为95重量%至99.9重量%,更优选为98重量%至99.9重量%。根据组合物的更优选的实施方案,组合物包含至少一种根据(b)的羧酸(质子化形式或具有合适反荷离子的羧酸盐),其量为至少0.003重量%,优选0.003重量%至5重量%,更优选0.003重量%至3重量%。
下面,更详细地描述发明人进行的研究:
如上所述,选择可商购的脂族、芳香族和杂芳香族羧酸(R-COOH),并筛选为相对于转氨酶催化反应的普通胺的相应羧酸盐。1-苯基乙胺及其取代的衍生物2a-f用作模型产物胺,并与典型的供体胺如异丙胺3、外消旋2-丁胺、DL-丙氨酸和L-丙氨酸进行比较。直接筛选方法尤其导致鉴定出两种符合所需标准的基于苄基苯的酸和三种苯甲酸衍生物:DPAA、3DPPA、34CA、34NA和43CNA。另外,鉴定出2DPPA为合适的羧酸。
例如,4-氯-3-硝基苯甲酸(43CNA)的异丙胺盐5显示出993mmol·l-1的非常高的溶解度,而43CNA的1-苯基乙胺盐6a则具有22mmol·l-1的较低溶解度。如Le Chatelier原理所述,如果将过量化学计量的羧酸盐添加到母液中,则可以进一步降低胺盐的溶解度,这会将平衡从解离的形式(存在于溶液中)推向其未解离的固体盐形式。
除了一般的溶解度差异之外,用来自烟曲霉的胺类转氨酶(AfATA)、来自玉蜀黍赤霉的胺类转氨酶(GzATA)、来自费氏新萨托菌的胺类转氨酶(NfATA)、来自米曲霉的胺类转氨酶(AoATA)、来自土曲霉的胺类转氨酶(AtATA)、来自范巴伦氏分枝杆菌的胺类转氨酶(MvATA)和来自Silicibacter pomeroyi的胺类转氨酶(SpATA)的7种示例性胺类转氨酶测试了这3种酸(43CNA、DPAA和3DPPA)的适用性(图1)。结果表明,几乎所有研究的胺类转氨酶都被50mM的更可溶的酸43CNA和DPAA强烈抑制。在本文中,MvATA和SpATA被确定为最稳定的酶。这些结果中明显的例外是酸3DPPA,它仅微溶于缓冲溶液。这有效地将水溶液中的羧酸盐浓度限制为最大≤25mM,具体取决于温度和pH值,而反应混合物中仍保留有过量的固体3DPPA。这种低3DPPA浓度也不会显著抑制所研究的ATA。幸运的是,所研究的3DPPA盐显示出产物胺盐6的最低溶解度,这完全符合上述ISPC要求(请参见实施例部分,表4和表5)。因此,3DPPA被认为是用于胺类转氨酶催化反应中胺2的基于结晶的原位产物分离(ISPR)的最有价值的酸。
3DPPA与100mM苯乙酮1a向(S)-1-苯乙胺的示例性SpATA催化转化的组合使用清楚地显示了基于酸的ISPC的合成优势(图2)。具有仅250mM异丙胺的低供体胺浓度的经典反应方法产生19%的不足的转化率。简单添加1.25当量的固态3DPPA可以将总转化率直接提高到约75%,无论用作全细胞生物催化剂还是部分纯化的细胞提取物。然后大部分产物2以固体盐6形式存在,在将反应混合物冷却至0℃后,几乎可以通过过滤将其定量回收。因此,采用3DPPA的ISPC概念转化为更加原子高效的合成方法,因为所需的供体胺更少,并且简化了下游处理方法(见下文)。值得注意的是,3DPPA的低溶解度并不会限制胺盐的结晶,因为通过同时溶解3DPPA(来自过量的固体3DPPA),3DPPA从水溶液中的不断去除持续补偿回其原始溶解度极限。
所示的采用酸3DPPA的ISPC概念也已成功用于选择的苯乙酮衍生物1b-g和其它非芳香族底物1h-k的SpATA催化转化(表2)。
表2:ISPC支持的手性胺的SpATA催化合成
Figure BDA0002493658860000231
[a]给出了ISPC支持的反应的值;条件:200mM磷酸盐缓冲液pH 7.5、100mM底物、250mM异丙胺、15mg·mL-1冻干全细胞,30℃;适用于ISPC的125mM 3DPPA
如预期的那样,由于使用了250mM异丙胺的量少,但化学计量仍然过高,因此在不采用ISPC的情况下,所有底物的转化率都较低。简单添加3DPPA显著增加了几乎所有研究底物的产物形成。改进范围为2倍到8.1倍,其中1k的产率高达96%,而产物则选择性地结晶为其3DPPA盐。剩余的母液(包括过量的异丙胺)可以直接重新使用,以进一步提高转氨酶催化反应的原子效率。甚至更高的供体胺浓度将进一步提高转化率,但是存在不希望的供体胺盐结晶的风险,这最终会导致产物形成的减少。
可以通过将产物盐6溶解在高pH的水溶液中,然后萃取和蒸发溶剂例如MTBE来容易地实现产物胺2的分离。替代地,可以通过小心地加入浓HCl将相应的盐酸盐直接从醚相中结晶出来。另外,由于3DPPA在低pH值下的溶解度低,废酸3DPPA也可以通过用浓HCl酸化而从剩余的水相中沉淀出来。
总而言之,所提出的通过添加选定的酸/羧酸盐使来自转氨酶催化反应的胺原位产物结晶提供了强效的合成替代方案,取代了使用特制的供体胺和复杂的级联反应系统。该ISPC的主要优点是以原子效率更高的方式使用了传统廉价供体胺,以及通过简单过滤的简化的下游加工方案。然后可以从其盐中提取目标产物胺,并且所施加的3DPPA酸易于回收。
通过下面的实施方案和如各自的引用关系和反向引用所指示的实施方案的组合来进一步说明本发明。特别地,要注意的是,在提到实施方案范围的每种情况下,例如在“实施方案1至4中任一项所述的方法”这样的术语的上下文中,该范围内的每个实施方案均旨在向本领域技术人员明确地公开,即该术语的措词应被本领域技术人员理解为与“实施方案1、2、3和4中任一项所述的方法”同义。
1.一种制备氨基盐化合物的方法,其包括:
i)提供通式(I)的羰基化合物
Figure BDA0002493658860000241
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;
ii)在转氨酶的存在下使根据(i)提供的羰基化合物与以下物质反应:
ii-a)至少一种伯胺;和
ii-b)至少一种羧酸;
从而获得包含至少部分结晶的氨基盐化合物的混合物,该氨基盐化合物包含
-通式(II)的阳离子
Figure BDA0002493658860000251
其中R1和R2如通式(I)所定义,和
-基于根据(ii-b)添加的至少一种羧酸的羧酸根阴离子。
2.根据实施方案1所述的方法,其中根据(ii)获得的氨基盐化合物在pH 7的水中的溶解度小于根据(ii-a)添加的至少一种伯胺在水中的溶解度。
3.根据实施方案1或2所述的方法,其中根据(ii)获得的氨基盐化合物在pH 7的水中的溶解度为≤30mmol/l,优选≤25mmol/l,更优选≤10mmol/l。
4.根据实施方案1至3中任一项所述的方法,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基中的杂原子是氧或硫,并且C2-C20杂烷基和C3-C20环杂烷基中的杂原子选自氧、硫和氮,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
5.根据实施方案1至4中任一项所述的方法,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基,其中杂原子选自氧、硫和氮,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
6.根据实施方案1至5中任一项所述的方法,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
7.根据实施方案1至6中任一项所述的方法,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C10烷基、C5-C10环烷基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;R1优选选自甲基、异丙基、环己基和苯基,其中苯基具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氟或氯,和甲氧基,优选间甲氧基或对甲氧基的取代基R1a
8.根据实施方案1至7中任一项所述的方法,其中残基R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
9.根据实施方案1至8中任一项所述的方法,其中残基R2选自带支链或直链的C1-C3烷基,R2优选为甲基。
10.根据实施方案1至9中任一项所述的方法,其中根据(ii)的转氨酶选自转氨酶的组,优选选自胺类转氨酶的组,更优选选自根据SEQ ID NO 1的来自烟曲霉的胺类转氨酶(AfATA)、根据SEQ ID NO 2的来自玉蜀黍赤霉的胺类转氨酶(GzATA)、根据SEQ ID NO 3的来自费氏新萨托菌的胺类转氨酶(NfATA)、根据SEQ ID NO 4的来自米曲霉的胺类转氨酶(AoATA)、根据SEQ ID NO 5的来自土曲霉的胺类转氨酶、根据SEQ ID NO 6的来自范巴伦氏分枝杆菌的胺类转氨酶(MvATA)、根据SEQ ID NO 7的来自Silicibacter pomeroyi的胺类转氨酶(SpATA)、和与SEQ ID NO 1至7中的任一项具有至少65%序列同一性并且与SEQ IDNO 1至7的胺类转氨酶具有相同功能的同源酶,更优选选自根据SEQ ID NO 6的来自范巴伦氏分枝杆菌的胺类转氨酶(MvATA)、根据SEQ ID NO 7的来自Silicibacter pomeroyi的胺类转氨酶(SpATA)、和与SEQ ID NO 6或7中的任一项具有至少65%序列同一性并且与SEQID NO 6或7的胺类转氨酶具有相同功能的同源酶。
11.根据实施方案10所述的方法,其中同源酶与SEQ ID NO 1至7中的任一项具有至少75%,优选至少85%,更优选至少90%,更优选至少95%,更优选至少98%,更优选至少99%的序列同一性,并且与SEQ ID NO 1至7的胺类转氨酶具有相同的功能。
12.根据实施方案1至11中任一项所述的方法,其中根据(ii-a)的至少一种伯胺以非质子化形式使用或以具有合适反荷阴离子的质子化形式使用。
13.根据实施方案1至12中任一项所述的方法,其中根据(ii-a)的至少一种伯胺选自具有1至10个碳原子的一元胺和二元胺,优选选自1,5-二氨基-戊烷(尸胺)、丙氨酸、2-氨基丁烷(仲丁胺)和2-氨基丙烷,优选是非质子化或质子化形式的2-氨基丙烷(异丙胺),其中质子化形式与合适的阴离子组合存在。
14.根据实施方案1至13中任一项所述的方法,其中根据(ii-b)的至少一种羧酸以其质子化形式使用或以具有合适反荷阳离子的去质子化形式使用。
13.根据实施方案1至12中任一项所述的方法,其中根据(ii-b)的至少一种羧酸为通式(III)的羧酸
Figure BDA0002493658860000281
其中n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基,残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;优选地,根据(ii-b)的至少一种羧酸是选自以下的羧酸:二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)、3,3-二苯基丙酸(3DPPA)、3,4-二氯苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基苯甲酸(43CNA),更优选选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选2,2-二苯基丙酸(2DPPA)或3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选至少3DPPA。
16.根据实施方案1至15中任一项所述的方法,其中将根据(ii-a)的至少一种伯胺和根据(ii-b)的至少一种羧酸以包含质子化形式的至少一种伯胺和去质子化形式的至少一种羧酸的一种或多于一种盐使用,优选以包含质子化形式的至少一种伯胺和去质子化形式的至少一种羧酸的一种盐使用,更优选以3,3-二苯基丙酸异丙基铵使用。
17.根据实施方案1至16中任一项所述的方法,其中根据(ii)获得的氨基盐化合物包含通式(II)的阳离子和基于至少一种羧酸的阴离子,该阴离子优选为通式(IIIa)的阴离子:
Figure BDA0002493658860000291
其中R1和R2如通式(I)所定义,
Figure BDA0002493658860000292
其中n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基,残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;其中通式(IIIa)的阴离子优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根、3,4-二氯-苯甲酸根、3,4-二硝基-苯甲酸根和4-氯-3-硝基苯甲酸根,更优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根,更优选2,2-二苯基丙酸根或3,3-二苯基丙酸根,更优选3,3-二苯基丙酸根。
18.实施方案1至17中任一项所述的方法,其中根据(ii)的反应在水溶液中进行,以水溶液的总重量为基准计,该水溶液优选包含至少80重量%,更优选至少90重量%,更优选至少95重量%,更优选至少98重量%的水。
19.根据实施方案18的方法,其中水溶液包含缓冲液,优选选自三(羟甲基)氨基甲烷缓冲液(TRIS缓冲液)、3-(N-吗啉代)丙烷磺酸缓冲液(MOPS缓冲液)、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸缓冲液(BES缓冲液)、N-(三(羟基甲基)甲基)甘氨酸缓冲液(Tricine缓冲液)、碳酸盐缓冲液、N-环己基-2-氨基乙磺酸缓冲液(CHES缓冲液)、4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙烷磺酸缓冲液(HEPES缓冲液)和磷酸盐缓冲液,更优选至少磷酸盐缓冲液。
20.根据实施方案1至19中任一项所述的方法,其中根据(ii)的反应在6.0至9.5的pH值下进行,优选在6.5至9.0的pH值下进行,更优选在7.0至8.0的pH值下进行。
21.根据实施方案1至20中任一项所述的方法,其中根据(ii)的反应进行至少1小时,优选进行1小时至1000小时,更优选进行5小时至500小时,更优选进行10小时至200小时。
22.根据实施方案1至21中任一项所述的方法,其中根据(ii)的反应在10℃至50℃的温度下进行,优选在15℃至45℃的的温度下进行,更优选在20℃至40℃的的温度下进行,更优选在25℃至35℃的的温度下进行。
23.根据实施方案1至22中任一项所述的方法,其中,对于至少一种羧酸是根据通式(III)的羧酸,其中残基R3和R4一起形成苯环,优选选自3,4-二氯-苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基-苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基-苯甲酸(43CNA)的羧酸:,在步骤(ii)中将至少一种羧酸的浓度保持为0.001mM至50mM,优选为1mM至45mM,更优选为5mM至40mM。
24.根据实施方案1至22中任一项所述的方法,其中,对于至少一种羧酸是根据通式(III)的羧酸,其中残基R3和R4各自为苯环,优选选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA)的羧酸,在步骤(ii)中,至少一种羧酸的浓度为≤50mM。
25.根据实施方案1至24中任一项所述的方法,其还包括:
iii)从混合物中分离根据(ii)获得的至少部分结晶的胺盐化合物,从而获得结晶的胺盐化合物。
26.根据实施方案26所述的方法,其中通过沉淀、离心或过滤,优选通过过滤,从混合物中分离根据(iii)的结晶的胺盐化合物。
27.根据实施方案1至24中任一项所述的方法,其还包括:
(iv)任选地,优选用水或有机溶剂或其混合物,更优选用水或甲基叔丁基醚或其混合物洗涤根据(iii)获得的分离的结晶的氨基盐化合物,从而获得洗涤的结晶的氨基盐化合物;
(v)将根据(iii)获得的结晶的氨基盐化合物或任选地根据(iv)获得的洗涤的结晶的氨基盐化合物溶解在包含至少一种碱、优选包含氢氧根离子的碱且pH值为10至14的水溶液中,从而获得包含通式(IIa)的胺的水溶液:
Figure BDA0002493658860000311
其中R1和R2如通式(I)所定义;
(vi)用与水不混溶的有机溶剂萃取根据(v)获得的水溶液至少一次,从而获得包含至少部分通式(IIa)的胺的有机相;
和包含至少部分通式(IIIa)的阴离子的水相:
Figure BDA0002493658860000312
其中n为零或1;并且其中残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基,残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;其中通式(IIIa)的阴离子优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根、3,4-二氯-苯甲酸根、3,4-二硝基-苯甲酸根和4-氯-3-硝基苯甲酸根,更优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根,更优选2,2-二苯基丙酸根或3,3-二苯基丙酸根,更优选3,3-二苯基丙酸根。
28.根据实施方案27所述的方案,其还包括:
(vii-a)从(vi)中获得的有机相中除去与水不混溶的有机溶剂,从而获得通式(IIa)的胺,
Figure BDA0002493658860000313
其中R1和R2如通式(I)所定义。
29.根据实施方案27所述的方案,其还包括:
(vii-b)向根据(vi)获得的有机相中加入至少一种酸HX,优选HCl,从而获得通式(IV)的盐
Figure BDA0002493658860000321
其中R1和R2如通式(I)和(II)所定义,并且X是基于至少一种酸HX的离子,优选Cl的离子。
30.根据实施方案27或28所述的方法,其中根据(vi)的与水不混溶的有机溶剂的KOW值为至少0.5,更优选为至少0.6,更优选为至少0.7,更优选为至少0.8。
31.根据实施方案27至30中任一项所述的方法,其还包括:
(viii)任选地通过将pH值调节至0至6,优选通过加入HCl使来自根据(vi)获得的水相的至少一种通式(III)的羧酸沉淀:
Figure BDA0002493658860000322
其中n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基,残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;优选地,至少一种羧酸选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)、3,3-二苯基丙酸(3DPPA)、3,4-二氯苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基苯甲酸(43CNA),更优选选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选2,2-二苯基丙酸(2DPPA)或3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选至少3DPPA,
(ix)任选地使根据(viii)沉淀的至少一种羧酸再循环至所述过程,优选再循环至步骤(ii)。
32.通过根据实施方案1至31任一项所述的方法获得的或能够获得的氨基盐化合物。
33.一种氨基盐化合物,其包含
-通式(II)的阳离子
Figure BDA0002493658860000331
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a;或
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;
-通式(IIIa)的阴离子
Figure BDA0002493658860000341
其中n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基;残基R5是氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在。
34.根据实施方案33所述的氨基盐化合物,其中通式(IIIa)的阴离子优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根、3,4-二氯苯甲酸根、3,4-二硝基-苯甲酸根和4-氯-3-硝基苯甲酸根,更优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根,更优选2,2-二苯基丙酸根或3,3-二苯基丙酸根,更优选3,3-二苯基丙酸根。
35.根据实施方案33或34所述的氨基盐化合物,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基中的杂原子是氧或硫,并且C2-C20杂烷基和C3-C20环杂烷基中的杂原子选自氧、硫和氮,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
36.根据实施方案33至35中任一项的氨基盐化合物,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3-烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
37.根据实施方案33至36中任一项所述的氨基盐化合物,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
38.根据实施方案33至37中任一项所述的氨基盐化合物,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C10烷基、C5-C10环烷基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;R1优选选自甲基、异丙基、环己基和苯基,其中苯基具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氟或氯,和甲氧基,优选间甲氧基或对甲氧基的取代基。
39.根据实施方案33至38中任一项所述的氨基盐化合物,其中残基R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
40.根据权利要求33至39中任一项所述的氨基盐化合物,其中残基R2选自带支链或直链的C1-C3烷基,R2优选为甲基。
41.一种组合物,其包含:
a)通式(IIa)的胺
Figure BDA0002493658860000351
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a;或
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;
b)至少一种通式(III)的羧酸
Figure BDA0002493658860000361
其中n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基;残基R5是氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在,其中至少一种羧酸以其质子化形式存在或作为具有合适反荷离子的羧酸盐存在。
42.根据实施方案41所述的组合物,其中根据(b)的至少一种羧酸是选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)、3,3-二苯基丙酸(3DPPA)、3,4-二氯-苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基-苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基-苯甲酸(43CNA)的羧酸,更优选选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选2,2-二苯基丙酸(2DPPA)或3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选至少3DPPA。
43.根据实施方案41或42所述的组合物,其中根据(a)的胺的残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基中的杂原子是氧或硫,并且C2-C20杂烷基和C3-C20环杂烷基中的杂原子选自氧、硫和氮,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
44.根据实施方案41至43中任一项所述的组合物,其中根据(a)的胺的残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
45.根据实施方案41至44中任一项所述的组合物,其中根据(a)的胺的残基R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a
46.根据实施方案41至45中任一项所述的组合物,其中根据(a)的胺的残基R1选自带支链或直链的C2-C10烷基、C5-C10环烷基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族基或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;R1优选选自甲基、异丙基、环己基和苯基,其中苯基具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氟或氯,和甲氧基,优选间甲氧基或对甲氧基的取代基。
47.根据实施方案41至46中任一项所述的组合物,其中根据(a)的胺的残基R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a
48.根据实施方案41至47中任一项所述的组合物,其中根据(a)的胺的残基R2选自带支链或直链的C1-C3烷基,R2优选为甲基。
49.根据实施方案41至48中任一项所述的组合物,其中组合物包含根据(a)的胺,其量为90重量%至99.9重量%,优选为95重量%至99.9重量%,更优选为98重量%至99.9重量%。
50.根据实施方案41至49中任一项所述的组合物,其中组合物包含根据(b)的至少一种羧酸(质子化形式或具有合适反荷离子的羧酸盐形式),其量为至少0.003重量%,优选0.003重量%至5重量%,更优选0.003重量%至3重量%。
附图说明
图1:43CNA、DPAA和3DPPA对所选胺类转氨酶的影响;条件:200mM磷酸盐缓冲液pH7.5、10mM苯乙酮1、500mM(43CNA和DPAA)或250mM(3DDPA)异丙胺、5mg·mL-1冻干细胞提取物,30℃,22h;有意将所得到的2的浓度保持在产物盐6的溶解度极限以下,以防止不希望的原位产物结晶;选择43CNA作为所鉴定的苯甲酸衍生物的代表;
图2:在有和没有原位产物结晶(ISPC)的情况下,SpTA催化的(S)-1-苯乙胺形成的时间进程曲线;具有125mM 3DPPA的□-全细胞或■-细胞提取物,不含3DPPA的○-全细胞或●-细胞提取物;条件:200mM磷酸盐缓冲液pH 7.5、100mM苯乙酮、250mM异丙胺、15mg·mL-1冻干细胞提取物或全细胞,30℃;
图3:(S)-4-氯-1-苯基乙胺盐沉淀的示例性结果。
实验部分
1.基本信息
材料:所有化学品均购自商业供应商,并按原样使用。在整个研究过程中使用去离子水。所研究的酶(粗提取物和全细胞)从Enzymicals AG((德国格赖夫斯瓦尔德)以冻干物获得;ECS-ATA01(来自烟曲霉的转氨酶(TA),SEQ ID NO.1)、ECS-ATA02(来自玉蜀黍赤霉的TA,SEQ ID NO.2)、ECS-ATA03(来自费氏新萨托菌的TA,SEQ ID NO.3)、ECS-ATA04(来自米曲霉的TA,SEQ ID NO.4)、ECS-ATA05(来自土曲霉的TA,SEQ ID NO.5)、ECS-ATA07(来自范巴伦氏分枝杆菌的TA,SEQ ID NO.6)和ECS-ATA08(来自Silicibacter pomeroyi的TA,SEQID NO.7)。
气相色谱法:使用Thermo Scientific(德国,德赖艾希)的Trace 1310气相色谱仪测量转化率,该色谱仪配备有1300火焰离子化检测器和Chirasil-Dex-CB色谱柱(25m x0.25mm x 0.25μm)。在所有测量中,将正癸烷用作内标。进样器和检测器的温度设置为250℃。
温度程序:
化合物1a/2a、1b/2b和1c/2c:从90℃开始,然后以2K/min的速率加热至114℃,然后以20K/min的速率加热至150℃
化合物1d/2d、1e/2e、1f/2f和1g/2g:从90℃开始,然后以2K/min的速率加热至100℃,以20K/min的速率加热至130℃,以2K/min的速率加热至150℃和以20K/min的速率加热至160℃
化合物1i/2i、1j/2j、1k/2k:从90℃开始,然后以2K/min的速率加热至96℃,然后以20K/min的速率加热至110℃。
HPLC:对映体过量使用Agilent(美国加利福尼亚州圣克拉拉)的1100系列HPLC进行测量,该仪器配有二极管阵列检测器,具有Chiralcel OD-H(长度250mm,内径4.6mm,粒径:5μm)和25℃下1mL/min的流速。各种胺的洗脱液组成为:针对2f为99%正庚烷/1%乙醇;针对2b、2c和2g为98%正庚烷/2%乙醇;针对2a、2d和2e为95%正庚烷/5%乙醇
酶活性分析:使用来自Analytik Jena(德国耶拿)的分光光度计Specord 200在波长为245nM的条件下测量酶活性。苯乙酮的消光系数:11.852(mM·cm)-1
测定的组成:250μL缓冲溶液、250μL缓冲溶液中的10mM(S)-1-苯乙胺、250μL缓冲溶液中的10mM丙酮酸钠和250μL含0.1mM磷酸吡哆醛的缓冲溶液中的酶样品。所有测量均针对参考溶液进行,而酶溶液则用200μL缓冲溶液和50μL缓冲溶液中的10mM磷酸吡哆醛代替。缓冲液:具有0.25%DMSO的50mM磷酸盐缓冲液pH 8。
2.用于胺原位结晶的研究的酸
总共选择了79种酸用于相关胺的筛选程序(表3)。该选择主要基于商业可得性和水溶液的稳定性。
表3:用于ISPC概念的研究的酸列表
Figure BDA0002493658860000411
Figure BDA0002493658860000421
Figure BDA0002493658860000431
Figure BDA0002493658860000441
Figure BDA0002493658860000451
Figure BDA0002493658860000461
Figure BDA0002493658860000471
3.沉淀筛选合适的酸
用对映体纯的1-苯基乙胺2a及其6种衍生物作为模型产物胺以50mM进行合适的酸的筛选。作为典型的供体胺,外消旋的2-丁胺、外消旋的丙氨酸与L-丙氨酸(100mM)和异丙胺3与外消旋的1-苯基乙胺rac-2a(在250mM和1000mM下)(方案3)。各个产物胺对映体的选择与溶解度筛选无关,因为对映体除了平面偏振光在相反方向的旋转之外,具有相同的物理化学性质(包括溶解度)。外消旋胺的结果可能存在显著差异。
Figure BDA0002493658860000472
方案3:用于酸筛选的示例性产物和供体胺
中和的酸溶液:
通过将各自的酸溶解在pH 7.5的50mM磷酸盐缓冲液中来制备所有79种单独的400mM酸溶液(通常为20mL)。然后,在所有所得溶液中,将pH小心地调回至7.5。请注意,由于先前的pH调整后需要额外的溶解过程,因此水溶性较低的酸可能需要多次调整pH。过滤具有剩余固体部分的酸溶液,并以其得到的浓度(未知)使用。
中和的胺溶液:
将所选的示例性产物胺溶解在pH 7.5的50mM磷酸盐缓冲液中,每种浓度为100mM,然后将pH小心地调回至7.5。制备供体胺的类似溶液(对于外消旋的2-丁胺为200mM,对于外消旋的丙氨酸和L-丙氨酸为200mM,对于异丙胺和外消旋的1-苯基乙胺为500mM和2000mM)。
沉淀筛选程序
将200μl中和的酸溶液(总共79份)分别加入96孔板中,并记录其位置。然后,将200μl的一种中和的胺溶液添加到每个填充的孔中,这导致溶液澄清或几乎立即产生沉淀。1h和24h后,在黑色背景下目视观察和照相,记录结果。图3显示了1小时后(S)-4-氯-1-苯基乙胺盐的示例性结果。对所有胺溶液重复该过程,并将结果互相比较(表4)。如阴影代码所示,沉淀的强度用作盐溶解度及其差异的定性近似值。
Figure BDA0002493658860000491
Figure BDA0002493658860000501
Figure BDA0002493658860000511
Figure BDA0002493658860000521
表3的符号描述和灰色阴影代码
Figure BDA0002493658860000531
表3的结果清楚地表明,某些酸使得所研究的盐之间的溶解度产生显著差异。在该筛选中,特别地,以产物胺与常用供体胺异丙胺/丙氨酸之间的差异为目标。基于此考虑,以下酸似乎最适用:34CA、34NA、43CNA和3DPPA。另外,鉴定出2DPPA为合适的酸。差异较小的酸为PCPA、24CNA、25CNA、35DNOT、3NA和435CNBA,它们可能对其他产物胺有用。由于某些盐溶液的未知分解反应(强烈的变色),随后将PCPA从可能的酸中排除。
4.结合原位产物结晶的转氨酶催化的产物胺合成
胺类转氨酶催化的2a-k合成与通过3DPPA的产物胺6a-k的原位产物结晶相结合的总体半制备程序:向pH 7.5的25ml 200mM磷酸盐缓冲液中加入532μL异丙胺
Figure BDA0002493658860000532
和707mg 3DPPA
Figure BDA0002493658860000533
并用H3PO4水溶液将所得悬浮液的pH调节至7.5。然后加入PLP、加入底物
Figure BDA0002493658860000534
和生物催化剂,然后将所得混合物以200rpm的速度振摇。反应完成后,将所得混合物过滤以获得形成的产物胺盐(此固体将包含剩余的生物催化剂和过量的3DPPA)。然后,将固体级分用10mL MTBE洗涤以除去剩余的底物和部分过量的3DPPA。然后将固体倒入5mL水中,添加0.5mL浓NaOH以增加pH,并用5mL MTBE萃取所形成的产物2。相分离后,通过向醚相中缓慢加入浓HCl,得到产物盐酸盐。通过加入浓HCl可以从剩余的水溶液中沉淀出3DPPA,例如用于回收(分离产率71%)。
总体反应控制程序:定期取样(500μL),并通过涡旋混合器与50μl浓NaOH充分混合,以淬灭反应并增加pH。然后加入500μL MTBE,通过涡旋混合器再次混合并离心(2分钟,3000rpm)以加强相分离。从有机层中取出200μl,与50μl在MTBE(内标)中的25mM正癸烷溶液合并,然后通过气相色谱法进行分析(色谱柱:美国Agilent的CP-Chirasil-Dex CB;25m、0.25mm、0.25μm)。
序列表
<110> 恩齐米克斯公司
罗斯托克大学
<120> 在盐沉淀下通过转氨酶反应由羰基化合物制备胺的方法
<130> PVA1235PC
<150> EP 17 202 282.4
<151> 2017-11-17
<160> 7
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 323
<212> PRT
<213> 烟曲霉(Aspergillus fumigates)
<400> 1
Met Ala Ser Met Asp Lys Val Phe Ser Gly Tyr Tyr Ala Arg Gln Lys
1 5 10 15
Leu Leu Glu Arg Ser Asp Asn Pro Phe Ser Lys Gly Ile Ala Tyr Val
20 25 30
Glu Gly Lys Leu Val Leu Pro Ser Asp Ala Arg Ile Pro Leu Leu Asp
35 40 45
Glu Gly Phe Met His Ser Asp Leu Thr Tyr Asp Val Ile Ser Val Trp
50 55 60
Asp Gly Arg Phe Phe Arg Leu Asp Asp His Leu Gln Arg Ile Leu Glu
65 70 75 80
Ser Cys Asp Lys Met Arg Leu Lys Phe Pro Leu Ala Leu Ser Ser Val
85 90 95
Lys Asn Ile Leu Ala Glu Met Val Ala Lys Ser Gly Ile Arg Asp Ala
100 105 110
Phe Val Glu Val Ile Val Thr Arg Gly Leu Thr Gly Val Arg Gly Ser
115 120 125
Lys Pro Glu Asp Leu Tyr Asn Asn Asn Ile Tyr Leu Leu Val Leu Pro
130 135 140
Tyr Ile Trp Val Met Ala Pro Glu Asn Gln Leu His Gly Gly Glu Ala
145 150 155 160
Ile Ile Thr Arg Thr Val Arg Arg Thr Pro Pro Gly Ala Phe Asp Pro
165 170 175
Thr Ile Lys Asn Leu Gln Trp Gly Asp Leu Thr Lys Gly Leu Phe Glu
180 185 190
Ala Met Asp Arg Gly Ala Thr Tyr Pro Phe Leu Thr Asp Gly Asp Thr
195 200 205
Asn Leu Thr Glu Gly Ser Gly Phe Asn Ile Val Leu Val Lys Asn Gly
210 215 220
Ile Ile Tyr Thr Pro Asp Arg Gly Val Leu Arg Gly Ile Thr Arg Lys
225 230 235 240
Ser Val Ile Asp Val Ala Arg Ala Asn Ser Ile Asp Ile Arg Leu Glu
245 250 255
Val Val Pro Val Glu Gln Ala Tyr His Ser Asp Glu Ile Phe Met Cys
260 265 270
Thr Thr Ala Gly Gly Ile Met Pro Ile Thr Leu Leu Asp Gly Gln Pro
275 280 285
Val Asn Asp Gly Gln Val Gly Pro Ile Thr Lys Lys Ile Trp Asp Gly
290 295 300
Tyr Trp Glu Met His Tyr Asn Pro Ala Tyr Ser Phe Pro Val Asp Tyr
305 310 315 320
Gly Ser Gly
<210> 2
<211> 325
<212> PRT
<213> 玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae)
<400> 2
Met Ser Thr Met Asp Lys Ile Phe Ala Gly His Ala Gln Arg Gln Ala
1 5 10 15
Thr Leu Val Ala Ser Asp Asn Ile Phe Ala Asn Gly Ile Ala Trp Ile
20 25 30
Gln Gly Glu Leu Val Pro Leu Asn Glu Ala Arg Ile Pro Leu Met Asp
35 40 45
Gln Gly Phe Met His Gly Asp Leu Thr Tyr Asp Val Pro Ala Val Trp
50 55 60
Asp Gly Arg Phe Phe Arg Leu Asp Asp His Leu Asp Arg Leu Glu Ala
65 70 75 80
Ser Val Lys Lys Met Arg Met Gln Phe Pro Ile Pro Arg Asp Glu Ile
85 90 95
Arg Met Thr Leu Leu Asp Met Leu Ala Lys Ser Gly Ile Lys Asp Ala
100 105 110
Phe Val Glu Leu Ile Val Thr Arg Gly Leu Lys Pro Val Arg Glu Ala
115 120 125
Lys Pro Gly Glu Val Leu Asn Asn His Leu Tyr Leu Ile Val Gln Pro
130 135 140
Tyr Val Trp Val Met Ser Pro Glu Ala Gln Tyr Val Gly Gly Asn Ala
145 150 155 160
Val Ile Ala Arg Thr Val Arg Arg Ile Pro Pro Gly Ser Met Asp Pro
165 170 175
Thr Ile Lys Asn Leu Gln Trp Ser Asp Phe Thr Arg Gly Met Phe Glu
180 185 190
Ala Tyr Asp Arg Gly Ala Gln Tyr Pro Phe Leu Thr Asp Gly Asp Thr
195 200 205
Asn Ile Thr Glu Gly Ser Gly Phe Asn Val Val Phe Val Lys Asn Asn
210 215 220
Val Ile Tyr Thr Pro Asn Arg Gly Val Leu Gln Gly Ile Thr Arg Lys
225 230 235 240
Ser Val Ile Asp Ala Ala Lys Trp Cys Gly His Glu Val Arg Val Glu
245 250 255
Tyr Val Pro Val Glu Met Ala Tyr Glu Ala Asp Glu Ile Phe Met Cys
260 265 270
Thr Thr Ala Gly Gly Ile Met Pro Ile Thr Thr Met Asp Gly Lys Pro
275 280 285
Val Lys Asp Gly Lys Val Gly Pro Val Thr Lys Ala Ile Trp Asp Arg
290 295 300
Tyr Trp Ala Met His Trp Glu Asp Glu Phe Ser Phe Lys Ile Asp Tyr
305 310 315 320
Gln Lys Leu Lys Leu
325
<210> 3
<211> 323
<212> PRT
<213> 费氏新萨托菌(Neosartorya fischeri)
<400> 3
Met Ala Ser Met Asp Lys Val Phe Ser Gly Tyr His Ala Arg Gln Lys
1 5 10 15
Leu Leu Glu Arg Ser Asp Asn Pro Phe Ser Lys Gly Ile Ala Tyr Val
20 25 30
Glu Gly Lys Leu Val Leu Pro Ser Asp Ala Arg Ile Pro Leu Leu Asp
35 40 45
Glu Gly Phe Met His Gly Asp Leu Thr Tyr Asp Val Thr Thr Val Trp
50 55 60
Asp Gly Arg Phe Phe Arg Leu Asp Asp His Met Gln Arg Ile Leu Glu
65 70 75 80
Ser Cys Asp Lys Met Arg Leu Lys Phe Pro Leu Ala Pro Ser Thr Val
85 90 95
Lys Asn Ile Leu Ala Glu Met Val Ala Lys Ser Gly Ile Arg Asp Ala
100 105 110
Phe Val Glu Val Ile Val Thr Arg Gly Leu Thr Gly Val Arg Gly Ser
115 120 125
Lys Pro Glu Asp Leu Tyr Asn Asn Asn Ile Tyr Leu Leu Val Leu Pro
130 135 140
Tyr Val Trp Val Met Ala Pro Glu Asn Gln Leu Leu Gly Gly Ser Ala
145 150 155 160
Ile Ile Thr Arg Thr Val Arg Arg Thr Pro Pro Gly Ala Phe Asp Pro
165 170 175
Thr Ile Lys Asn Leu Gln Trp Gly Asp Leu Thr Lys Gly Leu Phe Glu
180 185 190
Ala Met Asp Arg Gly Ala Thr Tyr Pro Phe Leu Thr Asp Gly Asp Thr
195 200 205
Asn Leu Thr Glu Gly Ser Gly Phe Asn Ile Val Leu Val Lys Asn Gly
210 215 220
Ile Ile Tyr Thr Pro Asp Arg Gly Val Leu Arg Gly Ile Thr Arg Lys
225 230 235 240
Ser Val Ile Asp Val Ala Arg Ala Asn Asn Ile Asp Ile Arg Leu Glu
245 250 255
Val Val Pro Val Glu Gln Val Tyr His Ser Asp Glu Ile Phe Met Cys
260 265 270
Thr Thr Ala Gly Gly Ile Met Pro Ile Thr Leu Leu Asp Gly Gln Pro
275 280 285
Val Asn Asp Gly Gln Val Gly Pro Ile Thr Lys Lys Ile Trp Asp Gly
290 295 300
Tyr Trp Glu Met His Tyr Asn Pro Ala Tyr Ser Phe Pro Val Asp Tyr
305 310 315 320
Gly Ser Gly
<210> 4
<211> 326
<212> PRT
<213> 米曲霉(Aspergillus oryzae)
<400> 4
Met Thr Ser Met Asn Lys Val Phe Ser Gly Tyr Tyr Glu Arg Lys Ala
1 5 10 15
Arg Leu Asp Asn Ser Asp Asn Arg Phe Ala Lys Gly Ile Ala Tyr Val
20 25 30
Gln Gly Ser Phe Val Pro Leu Ala Asp Ala Arg Val Pro Leu Leu Asp
35 40 45
Glu Gly Phe Met His Ser Asp Leu Thr Tyr Asp Val Pro Ser Val Trp
50 55 60
Asp Gly Arg Phe Phe Arg Leu Asp Asp His Leu Ser Arg Leu Glu Asp
65 70 75 80
Ser Cys Glu Lys Met Arg Leu Lys Ile Pro Leu Ser Arg Asp Glu Val
85 90 95
Lys Gln Thr Leu Arg Glu Met Val Ala Lys Ser Gly Ile Glu Asp Ala
100 105 110
Phe Val Glu Leu Ile Val Thr Arg Gly Leu Lys Gly Val Arg Gly Asn
115 120 125
Lys Pro Glu Asp Leu Phe Asp Asn His Leu Tyr Leu Ile Val Met Pro
130 135 140
Tyr Val Trp Val Met Glu Pro Ala Ile Gln His Thr Gly Gly Thr Ala
145 150 155 160
Ile Ile Ala Arg Thr Val Arg Arg Thr Pro Pro Gly Ala Phe Asp Pro
165 170 175
Thr Ile Lys Asn Leu Gln Trp Gly Asp Leu Thr Arg Gly Leu Phe Glu
180 185 190
Ala Ala Asp Arg Gly Ala Asp Tyr Pro Phe Leu Ser Asp Gly Asp Thr
195 200 205
Asn Leu Thr Glu Gly Ser Gly Phe Asn Ile Val Leu Val Lys Asp Gly
210 215 220
Ile Ile Tyr Thr Pro Asp Arg Gly Val Leu Glu Gly Ile Thr Arg Lys
225 230 235 240
Ser Val Phe Asp Ile Ala Gln Val Lys Asn Ile Glu Val Arg Val Gln
245 250 255
Val Val Pro Leu Glu His Ala Tyr His Ala Asp Glu Ile Phe Met Cys
260 265 270
Thr Thr Ala Gly Gly Ile Met Pro Ile Thr Lys Leu Asp Gly Lys Pro
275 280 285
Ile Arg Asn Gly Glu Val Gly Pro Leu Thr Thr Lys Ile Trp Asp Glu
290 295 300
Tyr Trp Ala Met His Tyr Asp Pro Lys Tyr Ser Ser Ala Ile Asp Tyr
305 310 315 320
Arg Gly His Glu Gly Asn
325
<210> 5
<211> 325
<212> PRT
<213> 土曲霉(Aspergillus terreus)
<400> 5
Met Ala Ser Met Asp Lys Val Phe Ala Gly Tyr Ala Ala Arg Gln Ala
1 5 10 15
Ile Leu Glu Ser Thr Glu Thr Thr Asn Pro Phe Ala Lys Gly Ile Ala
20 25 30
Trp Val Glu Gly Glu Leu Val Pro Leu Ala Glu Ala Arg Ile Pro Leu
35 40 45
Leu Asp Gln Gly Phe Met His Ser Asp Leu Thr Tyr Asp Val Pro Ser
50 55 60
Val Trp Asp Gly Arg Phe Phe Arg Leu Asp Asp His Ile Thr Arg Leu
65 70 75 80
Glu Ala Ser Cys Thr Lys Leu Arg Leu Arg Leu Pro Leu Pro Arg Asp
85 90 95
Gln Val Lys Gln Ile Leu Val Glu Met Val Ala Lys Ser Gly Ile Arg
100 105 110
Asp Ala Phe Val Glu Leu Ile Val Thr Arg Gly Leu Lys Gly Val Arg
115 120 125
Gly Thr Arg Pro Glu Asp Ile Val Asn Asn Leu Tyr Met Phe Val Gln
130 135 140
Pro Tyr Val Trp Val Met Glu Pro Asp Met Gln Arg Val Gly Gly Ser
145 150 155 160
Ala Val Val Ala Arg Thr Val Arg Arg Val Pro Pro Gly Ala Ile Asp
165 170 175
Pro Thr Val Lys Asn Leu Gln Trp Gly Asp Leu Val Arg Gly Met Phe
180 185 190
Glu Ala Ala Asp Arg Gly Ala Thr Tyr Pro Phe Leu Thr Asp Gly Asp
195 200 205
Ala His Leu Thr Glu Gly Ser Gly Phe Asn Ile Val Leu Val Lys Asp
210 215 220
Gly Val Leu Tyr Thr Pro Asp Arg Gly Val Leu Gln Gly Val Thr Arg
225 230 235 240
Lys Ser Val Ile Asn Ala Ala Glu Ala Phe Gly Ile Glu Val Arg Val
245 250 255
Glu Phe Val Pro Val Glu Leu Ala Tyr Arg Cys Asp Glu Ile Phe Met
260 265 270
Cys Thr Thr Ala Gly Gly Ile Met Pro Ile Thr Thr Leu Asp Gly Met
275 280 285
Pro Val Asn Gly Gly Gln Ile Gly Pro Ile Thr Lys Lys Ile Trp Asp
290 295 300
Gly Tyr Trp Ala Met His Tyr Asp Ala Ala Tyr Ser Phe Glu Ile Asp
305 310 315 320
Tyr Asn Glu Arg Asn
325
<210> 6
<211> 339
<212> PRT
<213> 范巴伦氏分枝杆菌(Mycobacterium vanbaalenii)
<400> 6
Met Thr Thr Leu Thr Asn Ala Gly Thr Ser Asn Leu Val Ala Val Glu
1 5 10 15
Pro Gly Ala Ile Arg Glu Asp Thr Pro Ala Gly Ser Val Ile Gln Tyr
20 25 30
Ser Asp Tyr Glu Leu Asp Gln Ser Ser Pro Phe Ala Gly Gly Val Ala
35 40 45
Trp Ile Glu Gly Glu Phe Val Pro Ala Glu Asp Ala Arg Ile Ser Ile
50 55 60
Phe Asp Thr Gly Phe Gly His Ser Asp Leu Thr Tyr Thr Val Ala His
65 70 75 80
Val Trp His Gly Asn Ile Phe Arg Leu Gly Asp His Leu Asp Arg Leu
85 90 95
Leu Asp Gly Ala Arg Lys Leu Arg Leu Asp Ala Gly Tyr Thr Lys Asp
100 105 110
Glu Leu Ala Asp Ile Thr Lys Gln Cys Val Ser Met Ser Gln Leu Arg
115 120 125
Glu Ser Phe Val Asn Leu Thr Val Thr Arg Gly Tyr Gly Lys Arg Arg
130 135 140
Gly Glu Lys Asp Leu Ser Lys Leu Thr His Gln Val Tyr Ile Tyr Ala
145 150 155 160
Ile Pro Tyr Leu Trp Ala Phe Pro Pro Ala Glu Gln Ile Phe Gly Thr
165 170 175
Thr Ala Ile Val Pro Arg His Val Arg Arg Ala Gly Arg Asn Thr Val
180 185 190
Asp Pro Thr Ile Lys Asn Tyr Gln Trp Gly Asp Leu Thr Ala Ala Ser
195 200 205
Phe Glu Ala Lys Asp Arg Gly Ala Arg Thr Ala Ile Leu Leu Asp Ser
210 215 220
Asp Asn Cys Val Ala Glu Gly Pro Gly Phe Asn Val Cys Ile Val Lys
225 230 235 240
Asp Gly Lys Leu Ala Ser Pro Ser Arg Asn Ala Leu Pro Gly Ile Thr
245 250 255
Arg Lys Thr Val Phe Glu Leu Ala Asp Gln Met Gly Ile Glu Ala Thr
260 265 270
Leu Arg Asp Val Thr Ser His Glu Leu Tyr Asp Ala Asp Glu Leu Met
275 280 285
Ala Val Thr Thr Ala Gly Gly Val Thr Pro Ile Asn Ser Leu Asp Gly
290 295 300
Glu Ala Ile Gly Asn Gly Glu Pro Gly Pro Met Thr Val Ala Ile Arg
305 310 315 320
Asp Arg Phe Trp Ala Leu Met Asp Glu Pro Gly Pro Leu Ile Glu Ala
325 330 335
Ile Glu Tyr
<210> 7
<211> 464
<212> PRT
<213> Silicibacter pomeroyi
<400> 7
Met Ala Thr Ile Thr Asn His Met Pro Thr Ala Glu Leu Gln Ala Leu
1 5 10 15
Asp Ala Ala His His Leu His Pro Phe Ser Ala Asn Asn Ala Leu Gly
20 25 30
Glu Glu Gly Thr Arg Val Ile Thr Arg Ala Arg Gly Val Trp Leu Asn
35 40 45
Asp Ser Glu Gly Glu Glu Ile Leu Asp Ala Met Ala Gly Leu Trp Cys
50 55 60
Val Asn Ile Gly Tyr Gly Arg Asp Glu Leu Ala Glu Val Ala Ala Arg
65 70 75 80
Gln Met Arg Glu Leu Pro Tyr Tyr Asn Thr Phe Phe Lys Thr Thr His
85 90 95
Val Pro Ala Ile Ala Leu Ala Gln Lys Leu Ala Glu Leu Ala Pro Gly
100 105 110
Asp Leu Asn His Val Phe Phe Ala Gly Gly Gly Ser Glu Ala Asn Asp
115 120 125
Thr Asn Ile Arg Met Val Arg Thr Tyr Trp Gln Asn Lys Gly Gln Pro
130 135 140
Glu Lys Thr Val Ile Ile Ser Arg Lys Asn Ala Tyr His Gly Ser Thr
145 150 155 160
Val Ala Ser Ser Ala Leu Gly Gly Met Ala Gly Met His Ala Gln Ser
165 170 175
Gly Leu Ile Pro Asp Val His His Ile Asn Gln Pro Asn Trp Trp Ala
180 185 190
Glu Gly Gly Asp Met Asp Pro Glu Glu Phe Gly Leu Ala Arg Ala Arg
195 200 205
Glu Leu Glu Glu Ala Ile Leu Glu Leu Gly Glu Asn Arg Val Ala Ala
210 215 220
Phe Ile Ala Glu Pro Val Gln Gly Ala Gly Gly Val Ile Val Ala Pro
225 230 235 240
Asp Ser Tyr Trp Pro Glu Ile Gln Arg Ile Cys Asp Lys Tyr Asp Ile
245 250 255
Leu Leu Ile Ala Asp Glu Val Ile Cys Gly Phe Gly Arg Thr Gly Asn
260 265 270
Trp Phe Gly Thr Gln Thr Met Gly Ile Arg Pro His Ile Met Thr Ile
275 280 285
Ala Lys Gly Leu Ser Ser Gly Tyr Ala Pro Ile Gly Gly Ser Ile Val
290 295 300
Cys Asp Glu Val Ala His Val Ile Gly Lys Asp Glu Phe Asn His Gly
305 310 315 320
Tyr Thr Tyr Ser Gly His Pro Val Ala Ala Ala Val Ala Leu Glu Asn
325 330 335
Leu Arg Ile Leu Glu Glu Glu Asn Ile Leu Asp His Val Arg Asn Val
340 345 350
Ala Ala Pro Tyr Leu Lys Glu Lys Trp Glu Ala Leu Thr Asp His Pro
355 360 365
Leu Val Gly Glu Ala Lys Ile Val Gly Met Met Ala Ser Ile Ala Leu
370 375 380
Thr Pro Asn Lys Ala Ser Arg Ala Lys Phe Ala Ser Glu Pro Gly Thr
385 390 395 400
Ile Gly Tyr Ile Cys Arg Glu Arg Cys Phe Ala Asn Asn Leu Ile Met
405 410 415
Arg His Val Gly Asp Arg Met Ile Ile Ser Pro Pro Leu Val Ile Thr
420 425 430
Pro Ala Glu Ile Asp Glu Met Phe Val Arg Ile Arg Lys Ser Leu Asp
435 440 445
Glu Ala Gln Ala Glu Ile Glu Lys Gln Gly Leu Met Lys Ser Ala Ala
450 455 460

Claims (15)

1.一种制备氨基盐化合物的方法,其包括:
i)提供通式(I)的羰基化合物
Figure FDA0002493658850000011
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a;或
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;
ii)在转氨酶的存在下使根据(i)提供的羰基化合物与以下物质反应:
ii-a)至少一种伯胺;和
ii-b)至少一种羧酸;
从而获得包含至少部分结晶的氨基盐化合物的混合物,该氨基盐化合物包含
-通式(II)的阳离子
Figure FDA0002493658850000021
其中R1和R2如通式(I)所定义,和
-基于根据(ii-b)添加的至少一种羧酸的羧酸根阴离子。
2.根据权利要求1所述的方法,其中根据(ii)获得的氨基盐化合物在pH 7的水中的溶解度小于根据(ii-a)添加的至少一种伯胺在水中的溶解度,优选在pH7的水中的溶解度≤30mmol/l,优选≤25mmol/l,更优选≤10mmol/l。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中残基R1选自带支链或直链的C2-C10烷基、C5-C10环烷基和C5-C20芳基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;R1优选选自甲基、异丙基、环己基和苯基,其中苯基具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氟或氯,和甲氧基,优选间甲氧基或对甲氧基的取代基R1a
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中残基R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a,其中残基R2优选选自带支链或直链的C1-C3烷基,R2优选为甲基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中根据(ii)的转氨酶选自转氨酶的组,优选选自胺类转氨酶的组,更优选选自根据SEQ ID NO 1的来自烟曲霉的胺类转氨酶(AfATA)、根据SEQ ID NO 2的来自玉蜀黍赤霉的胺类转氨酶(GzATA)、根据SEQ ID NO 3的来自费氏新萨托菌的胺类转氨酶(NfATA)、根据SEQ ID NO 4的来自米曲霉的胺类转氨酶(AoATA)、根据SEQ ID NO 5的来自土曲霉的胺类转氨酶、根据SEQ ID NO 6的来自范巴伦氏分枝杆菌的胺类转氨酶(MvATA)、根据SEQ ID NO 7的来自Silicibacter pomeroyi的胺类转氨酶(SpATA)、和与SEQ ID NO 1至7中的任一项具有至少65%序列同一性并且与SEQ IDNO 1至7的胺类转氨酶具有相同功能的同源酶,更优选选自根据SEQ ID NO 6的来自范巴伦氏分枝杆菌的胺类转氨酶(MvATA)、根据SEQ ID NO 7的来自Silicibacter pomeroyi的胺类转氨酶(SpATA)、和与SEQ ID NO 6或7中的任一项具有至少65%序列同一性并且与SEQID NO 6或7的胺类转氨酶具有相同功能的同源酶。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中根据(ii-a)的至少一种伯胺选自具有1至10个碳原子的一元胺和二元胺,优选选自1,5-二氨基-戊烷(尸胺)、丙氨酸、2-氨基丁烷(仲丁胺)和2-氨基丙烷,优选是非质子化或质子化形式的2-氨基丙烷(异丙胺),其中质子化形式与合适的阴离子组合存在。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中根据(ii-b)的至少一种羧酸为通式(III)的羧酸
Figure FDA0002493658850000031
其中
n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基;残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;优选地,根据(ii-b)的至少一种羧酸是选自以下的羧酸:二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)、3,3-二苯基丙酸(3DPPA)、3,4-二氯苯甲酸(34CA)、3,4-二硝基苯甲酸(34NA)和4-氯-3-硝基苯甲酸(43CNA),更优选选自二苯基乙酸(DPAA)、2,2-二苯基丙酸(2DPPA)和3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选2,2-二苯基丙酸(2DPPA)或3,3-二苯基丙酸(3DPPA),更优选至少3DPPA。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中将根据(ii-a)的至少一种伯胺和根据(ii-b)的至少一种羧酸以包含质子化形式的至少一种伯胺和去质子化形式的至少一种羧酸的一种或多于一种盐使用,优选以包含质子化形式的至少一种伯胺和去质子化形式的至少一种羧酸的一种盐使用,更优选以3,3-二苯基丙酸异丙基铵使用。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其中根据(ii)获得的氨基盐化合物包含通式(II)的阳离子和基于至少一种羧酸的阴离子,该阴离子为通式(IIIa)的阴离子:
Figure FDA0002493658850000041
其中R1和R2如通式(I)所定义,
Figure FDA0002493658850000042
其中
n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基,残基R5为氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在;其中通式(IIIa)的阴离子优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根、3,4-二氯-苯甲酸根、3,4-二硝基-苯甲酸根和4-氯-3-硝基-苯甲酸根,更优选选自二苯基乙酸根、2,2-二苯基丙酸根、3,3-二苯基丙酸根,更优选2,2-二苯基丙酸根或3,3-二苯基丙酸根,更优选3,3-二苯基丙酸根。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其还包括:
iii)从混合物中分离根据(ii)获得的至少部分结晶的胺盐化合物,从而获得结晶的胺盐化合物。
11.通过根据权利要求1至10任一项所述的方法获得的或能够获得的氨基盐化合物。
12.一种氨基盐化合物,其包含
-通式(II)的阳离子
Figure FDA0002493658850000051
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个脂族或芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a;或
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;
-通式(IIIa)的阴离子
Figure FDA0002493658850000052
其中
n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基;残基R5是氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在。
13.一种组合物,其包含:
a)通式(IIa)的胺
Figure FDA0002493658850000061
其中
R1选自带支链或直链的C2-C20烷基、带支链或直链的C2-C20烯基、带支链或直链的C2-C20炔基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基、C5-C20环炔基、C5-C20芳基、C6-C20烷基芳基、C6-C20芳基烷基、C2-C20杂烷基、C3-C20环杂烷基、C4-C20杂芳基、C5-C20烷基杂芳基和C5-C20杂芳基烷基,其中在多于一个(杂)脂族或(杂)芳香族环体系的情况下,环体系为稠合的或分开的,其中每个残基R1具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚,C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R1a;和
R2选自氢原子、带支链或直链的C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C5烷基-O-C1-C5烷基、带支链或直链的C1-C10烷氧基、C5-C10芳基、C6-C10烷基芳基和C6-C10芳基烷基,其中在多于一个芳香族环体系的情况下,环体系是稠合的或分开的,其中每个残基R2具有至少一个选自氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、巯基、C1-C3硫代酸酯、C1-C3硫醚、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基的取代基R2a;或
R1、R2一起形成C3-C10环烷基或C3-C10环烯基,其中C3-C10环烷基或C3-C10环烯基各自具有至少一个选自氢原子、C1-C5烷基、C1-C4杂烷基和C1-C5烷基-Ry的取代基Rx,其中Ry是羟基或巯基;
b)至少一种通式(III)的羧酸
Figure FDA0002493658850000071
其中
n为零或1;
残基R3和R4均为苯基或一起形成苯环,其中每个苯环具有至少一个选自氢原子,卤素原子,优选氯,和硝基的其他取代基;残基R5是氢原子或甲基,或如果R3和R4一起形成苯环,则R5不存在,其中至少一种羧酸以其质子化形式存在或作为具有合适反荷离子的羧酸盐存在。
14.根据权利要求13所述的组合物,其中所述组合物包含根据(a)的胺,其量为90重量%至99.9重量%,优选为95重量%至99.9重量%,更优选为98重量%至99.9重量%。
15.根据权利要求13或14所述的组合物,其中所述组合物包含根据(b)的至少一种羧酸,其量为至少0.003重量%,优选0.003重量%至5重量%,更优选0.003重量%至3重量%。
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