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Technischer Bereich
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Die Erfindung gehört zum technischen Gebiet der Biokatalyse und betrifft insbesondere eine chirale Isochinolincarbonsäure.
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Hintergrundtechnik
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Das Tetrahydroisochinolin (THIQ) -Gerüst ist ein wichtiges Strukturmodul vieler Arzneimittel wie Trabectidin, Noscapin, Quinapril und Praziquantel. Neue THIQ-Therapeutika haben aufgrund ihrer spezifischen Aktivitäten gegen Krebs, Entzündungen und Immunität immer mehr Aufmerksamkeit erhalten. Zum Beispiel, (R) -1-Methyl-6,7-dihydroxy-1,2,3,4-Tetrahydroisochinolin und 1-Methyl-1,2,3,4-Tetrahydroisochinolin sind wichtige Zwischenprodukte für die Synthese neuer Therapeutika der Parkinson-Krankheit. Als eine Klasse unnatürliche bicyclische Aminosäuren kann 1,2,3,4-Tetrahydroisochinolin-1-carbonsäure (1-TIC) zur Entwicklung bioaktiver Peptide wie Antimikrobielles Peptid (AMPs) zum angeborenen Immunschutz verwendet werden . Darüberhinaus kann 1-TIC das strukturell ähnliche Phenylalanin ersetzen, um Farnesyltransferase-Inhibitor zu synthetisieren, und zur Entwicklung neuer Methode zur Krebsbehandlung. Derzeit gibt es keinen Bericht über die Synthese von (R) -1-TIC.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Mängel des Standes der Technik zu überwinden und eine chirale Isochinolincarbonsäure (kann als (R) -1-TIC bezeichnet werden) bereitzustellen, die chirale Isochinolincarbonsäure ist ein wichtiges Zwischenprodukt für die Synthese eines neuen Therapeutikums für die Parkinson-Krankheit und kann auch das strukturell ähnliche Phenylalanin ersetzen, um Farnesyltransferase-Inhibitor zu synthetisieren, und zur Entwicklung neuer Methode zur Krebsbehandlung. Es wird durch die Eigenschaften milder Reaktionsbedingungen, starker Stereoselektivität, hoher Reaktionseffizienz und relativ einfachen Verfahren synthetisiert und hat industrielle Anwendungsaussichten.
Um die obigen Ziele zu erreichen, sind die technischen Lösungen, die durch die vorliegende Erfindung angenommen werden, wie folgt: Ein (R) -1-TIC (I),
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Es wird nach dem folgenden Verfahren hergestellt: Das Racemat des 1-TIC-Esters wird in einer wässrigen Pufferlösung unter Katalyse der Candida antarctica-Lipase B umgesetzt, um die durch Formel (I) dargestellte Verbindung herzustellen, so dass die Reaktion immer im Voraus erfolgt. Stellen Sie den pH-Wert ein und der voreingestellte pH-Wert beträgt 7,8-8,2.
Gemäß einigen bevorzugten Aspekten der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren auch den Schritt des Erfassens des pH-Werts der Reaktionslösung vor und während der Reaktion, wenn der erfasste pH-Wert niedriger als der voreingestellte pH-Wert ist, durch Hinzufügen eines pH-Wert-Reglers Einstellen des pH-Werts der Reaktionslösung auf den voreingestellten pH-Wert.
In einigen spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das pH-Einstellmittel Ammoniakwasser, Alkalimetallhydroxid oder seine wässrige Lösung.
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Gemäß einem spezifischen und bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt der pH-Einsteller 20wt%-35wt% Ammoniakwasser.
Gemäß einem weiteren spezifischen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das pH-Einstellmittel eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid.
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Gemäß einigen bevorzugten Aspekten der vorliegenden Erfindung wird die Reaktion bei einer Temperatur von 20 bis 35°C durchgeführt. Vorzugsweise wird die Reaktion bei einer Temperatur von 25 bis 32°C durchgeführt. Noch bevorzugter wird die Reaktion bei einer Temperatur von 28 bis 32°C durchgeführt. Das Einstellen der obigen Reaktionstemperatur kann die Reaktionszeit erheblich verkürzen und die Verschlechterung der katalytischen Leistung des Enzyms aufgrund des Einweichens und Anschwellens vermeiden und kann auch die Raum-Zeit-Ausbeute der Reaktion erhöhen, gleichzeitig können Energieverbrauchsprobleme vermieden werden, die durch Niedertemperaturreaktionen in der aktuelle Technologie verursacht werden.
Gemäß einigen bevorzugten Aspekten der vorliegenden Erfindung ist die wässrige Pufferlösung eine wässrige Ammoniumacetatpufferlösung.
Gemäß einigen bevorzugten Aspekten der vorliegenden Erfindung liegt die Candida antarctica-Lipase B in Form eines immobilisierten Enzympräparats vor.
Gemäß einigen bevorzugten Aspekten der vorliegenden Erfindung ist die Candida antarctica-Lipase B eine oder mehrere Kombination aus der Lipase QLlip-9 von Suzhou Tongli Biomedizin Co., Ltd., Novozyme 435 von Suzhou Tongli Biomedizin Co., Ltd., Immo 8285 von Polylite Co., Ltd, Immo plus von Polylite Co., Ltd , D5544 von Polylite Co., Ltd. und SZ-PLE-100 (CAL-B) -IMMO von Shangke Biomedizin (Shanghai) Co., Ltd. Die Wahl der obigen Lipase kann nicht nur bessere katalytische Wirkungen erzielen (In Bezug auf katalytische Effizienz und Selektivität), sondern kann auch recycelt und wiederverwendet werden. Das rückgewonnene Enzym kann immer noch ausgezeichnete Wirkungen haben und die katalytische Fähigkeit bleibt im Wesentlichen unverändert, was die Menge des verwendeten Enzyms stark reduziert und Kosten erheblich spart.
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Ferner ist die Candida antarctica-Lipase B vorzugsweise eine Lipase QLlip-9, ausgewählt von Suzhou Tongli Biomedizin Co., Ltd.
Gemäß einigen bevorzugten Aspekten der vorliegenden Erfindung beträgt das Futtermassenverhältnis der Candida antarctica-Lipase B zum Racemat des 1-TIC-Esters 1: 1,8-2,2
Gemäß einigen bevorzugten Aspekten der vorliegenden Erfindung ist die spezifische Ausführungsform des Verfahrens wie folgt: Wiegen Sie das Racemat von 1-TIC-Ester und Candida antarctica-Lipase B, fügen Sie dann das Racemat von 1-TIC-Ester hinzu in dem wässrigen Ammoniumacetatpuffer, wird die Substratlösung erhalten, der pH-Wert der Substratlösung wird mit einem pH-Wert-Einsteller auf den voreingestellten pH-Wert eingestellt, und dann wird die gewogene Candida antarctica-Lipase B zu der Substratlösung gegeben, die Reaktionslösung wird bei einer voreingestellten Temperatur umgesetzt, um die in Formel (I) gezeigte Verbindung herzustellen. Während der Reaktion wird der pH-Wert der Reaktionslösung durch Zugabe eines pH-Wert-Reglers immer auf den voreingestellten pH-Wert geregelt.
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Darin ist die Candida antarctica Lipase B die Lipase QLlip-9 von Suzhou Tongli Biomedizin Co., Ltd., Novozyme 435 von Suzhou Tongli Biomedizin Co., Ltd., Immo 8285 von Polylite Co., Ltd, Immo plus von Polylite Co., Ltd , D5544 von Polylite Co., Ltd, oder SZ-PLE-100 (CAL-B) -IMMO von Shangke Biomedizin (Shanghai) Co., Ltd, beträgt die voreingestellte Temperatur 28-32 °C.
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Aufgrund der Implementierung der obigen technischen Lösungen hat die vorliegende Erfindung im Vergleich zur aktuellen Technologie die folgenden vorteilhaften Wirkungen :
- Die vorliegende Erfindung fand heraus, dass durch Steuern der Reaktion unter einer im wesentlichen konstanten spezifischen pH-Wert-Umgebung (R) -1-TIC effizient hergestellt werden kann, mit guter Selektivität, hoher Ausbeute, Verringerung des Verhältnisses von Enzym zu Substrat, dabei wird die Zeit für die vollständige Konvertierung stark verkürzt, die Reaktionsbedingungen sind mild und die Produktionsrate ist hoch (über 0,24 g · (h · g Enzym) -1), unter den hergestellten Produkten ist e.e.p ≥ 99% [e.e.p = (R-Säureproduktvolumen-S-Säureproduktvolumen) ÷ (R-Säureproduktvolumen + S-Säureproduktvolumen) × 100%], und das Verfahren ist relativ einfach, wodurch die Kosten gesenkt werden.
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Detaillierte Beschreibung
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Die obigen Lösungen werden nachstehend in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen weiter beschrieben, es versteht sich, dass diese Ausführungsformen verwendet werden, um die Grundprinzipien, Hauptmerkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen,aber die vorliegende Erfindung ist nicht durch den Umfang der folgenden Ausführungsformen beschränkt. Die in den Beispielen verwendeten Implementierungsbedingungen können weiter an spezifische Anforderungen angepasst werden. Die nicht spezifizierten Implementierungsbedingungen sind normalerweise die Bedingungen im Routineexperiment.
Im Folgenden sind, sofern nicht anders angegeben, alle Rohstoffe im Wesentlichen im Handel erhältlich oder werden nach herkömmlichen Methoden auf dem Gebiet hergestellt: QLlip-9 wurde von Suzhou Tongli Biomedizin Co., Ltd. bezogen, Novozyme 435 wurde von Suzhou Tongli Biomedizin Co., Ltd. bezogen, SZ-PLE-100 (CAL-B) -IMMO wurde von Shangke Biomedizin (Shanghai) Co., Ltd. bezogen.
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Beispiel 1 die Herstellung und Trennung von (R) -1-TIC die Herstellung von (R)-1-TIC
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Die Herstellung der Substratlösung: 10 g/L der Racematlösung von 1-TIC-Ester mit 0,1 M wässrigem Ammoniumacetatpuffer (pH = 8,0) herstellen und den anfänglichen pH-Wert der Lösung mit 30% Ammoniak auf 8,0 einstellen.
Übertragen Sie 300 ml der vorbereiteten Substratlösung in einen Rundkolben, stellen Sie ein externes Heizwasserbad mit konstanter Temperatur ein, geben Sie QLlip-9 in die Substratlösung, bis der Gehalt an QLlip-9 5 g/L beträgt, und die Reaktion wurde 6 h bei 30 °C durchgeführt. Während des Reaktionsprozesses wurde der pH-Wert der Reaktionslösung durch Zugabe von 30% Ammoniakwasser immer auf etwa 8,0 eingestellt. Nehmen Sie am Ende der Reaktion eine bestimmte Menge Salzsäure, um die Reaktionslösung auf eine starke Säure einzustellen, um die Reaktion zu beenden, übertragen Sie die gesamte Reaktionslösung in einen Messkolben, verwenden Sie die mobile Phase, um das Volumen konstant zu halten, verdünnen Sie ein bestimmtes Vielfaches, dann filtrieren Sie durch eine mikroporöse organische Filtermembran, verwenden Sie schließlich die Hochleistungsflüssigchromatographie zur Analyse und zum Testen, die Umwandlungsrate [(1-Restsubstratmenge am Ende der Reaktion ÷ Substratmenge zu Beginn der Reaktion) × 100%] ist größer als 99%, e.e.p [(R-Säureproduktmenge-S-Säureproduktmenge) ) + (R-Säureproduktvolumen + S-Säureproduktvolumen) × 100%] ist 96,20%. die Trennung von (R) -1-TIC:
- Trennen Sie die QLlip-9-Partikel von der Reaktionslösung durch Saugfiltration der Reaktionslösung nach der Reaktion in dem oben genannten Herstellungsverfahren. Die Reaktionslösung wurde durch Rotationsverdampfung bei 60 °C konzentriert und die während des Verfahrens ausgefällten Kristalle wurden bei 50 °C getrocknet, schließlich werden trockene (R) -1-TIC-Kristalle erhalten, die Trennausbeute [Trennausbeute = abgewogene Produktmasse ÷ theoretische Produktmasse × 100%, theoretische Produktmasse = Substratmasse ÷ 241,5 × 177] beträgt 81,06% und die optische Reinheit ist größer als 99%.
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Beispiel 2 die Herstellung und Trennung von (R) -1-TIC die Herstellung von (R) -1-TIC:
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Die Herstellung der Substratlösung: 10 g/L der Racematlösung von 1-TIC-Ester mit 0,1 M wässrigem Ammoniumacetatpuffer (pH = 8,0) herstellen und den anfänglichen pH-Wert der Lösung mit 30% Ammoniak auf 8,0 einstellen. Übertragen Sie 1000 ml der vorbereiteten Substratlösung in das Reaktionsgefäß, stellen Sie ein externes Heizwasserbad mit konstanter Temperatur ein, geben Sie QLlip-9 in die Substratlösung, bis der Gehalt an QLlip-9 5 g/L beträgt, und die Reaktion wurde 6 h bei 30 °C durchgeführt. Während des Reaktionsprozesses wurde der pH-Wert der Reaktionslösung durch Zugabe von 30% Ammoniakwasser immer auf etwa 8,0 eingestellt. Nehmen Sie am Ende der Reaktion eine bestimmte Menge Salzsäure, um die Reaktionslösung auf eine starke Säure einzustellen, um die Reaktion zu beenden, übertragen Sie die gesamte Reaktionslösung in einen Messkolben, verwenden Sie die mobile Phase, um das Volumen konstant zu halten, verdünnen Sie ein bestimmtes Vielfaches, dann filtrieren Sie durch eine mikroporöse organische Filtermembran, verwenden Sie schließlich die Hochleistungsflüssigchromatographie zur Analyse und zum Testen, die Umwandlungsrate [(1-Restsubstratmenge am Ende der Reaktion ÷ Substratmenge zu Beginn der Reaktion) × 100%] ist größer als 99%, e.e.p [(R-Säureproduktmenge-S-Säureproduktmenge) ) + (R-Säureproduktvolumen + S-Säureproduktvolumen) × 100%] ist 96,21%. die Trennung von (R) -1-TIC:
Trennen Sie die QLlip-9-Partikel von der Reaktionslösung durch Saugfiltration der Reaktionslösung nach der Reaktion in dem oben genannten Herstellungsverfahren. Die Reaktionslösung wurde durch Rotationsverdampfung bei 60 °C konzentriert und die während des Verfahrens ausgefällten Kristalle wurden bei 50 °C getrocknet, schließlich werden trockene (R) -1-TIC-Kristalle erhalten, die Trennausbeute [Trennausbeute = abgewogene Produktmasse ÷ theoretische Produktmasse × 100%, theoretische Produktmasse = Substratmasse ÷ 241,5 × 177] beträgt 80.27% und die optische Reinheit ist größer als 99%.
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Beispiel 3 die Herstellung und Trennung von (R) - 1-TIC die Herstellung von (R) -1-TIC:
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Die Herstellung der Substratlösung: 10 g/L der Racematlösung von 1-TIC-Ester mit 0,1 M wässrigem Ammoniumacetatpuffer (pH = 8,0) herstellen und den anfänglichen pH-Wert der Lösung mit 30% Ammoniak auf 8,0 einstellen.
Übertragen Sie 20.000 ml der vorbereiteten Substratlösung in das Reaktionsgefäß, rühren Sie den Reaktor mit einem Isoliermantel nach außen , geben Sie QLlip-9 in die Substratlösung, bis der Gehalt an QLlip-9 5 g/L beträgt, und die Reaktion wurde 6 h bei 30 °C durchgeführt. Während des Reaktionsprozesses wurde der pH-Wert der Reaktionslösung durch Zugabe von 30% Ammoniakwasser immer auf etwa 8,0 eingestellt. Nehmen Sie am Ende der Reaktion eine bestimmte Menge Salzsäure, um die Reaktionslösung auf eine starke Säure einzustellen, um die Reaktion zu beenden, übertragen Sie die gesamte Reaktionslösung in einen Messkolben, verwenden Sie die mobile Phase, um das Volumen konstant zu halten, verdünnen Sie ein bestimmtes Vielfaches, dann filtrieren Sie durch eine mikroporöse organische Filtermembran, verwenden Sie schließlich die Hochleistungsflüssigchromatographie zur Analyse und zum Testen, die Umwandlungsrate [(1-Restsubstratmenge am Ende der Reaktion ÷ Substratmenge zu Beginn der Reaktion) × 100%] ist größer als 99%, e.e.p [(R-Säureproduktmenge-S-Säureproduktmenge) ) ÷ (R-Säureproduktvolumen + S-Säureproduktvolumen) × 100%] ist 96.16%.
die Trennung von (R) -1-TIC:
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Trennen Sie die QLlip-9-Partikel von der Reaktionslösung durch Saugfiltration der Reaktionslösung nach der Reaktion in dem oben genannten Herstellungsverfahren. Die Reaktionslösung wurde durch Rotationsverdampfung bei 60 °C konzentriert und die während des Verfahrens ausgefällten Kristalle wurden bei 50 °C getrocknet, schließlich werden trockene (R) -1-TIC-Kristalle erhalten, die Trennausbeute [Trennausbeute = abgewogene Produktmasse ÷ theoretische Produktmasse × 100%, theoretische Produktmasse = Substratmasse ÷ 241,5 × 177] beträgt 80.18% und die optische Reinheit ist größer als 99%.
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Beispiel 4 die Herstellung und Trennung von (R) - 1-TIC die Herstellung von (R) -1-TIC:
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Die Herstellung der Substratlösung: 9.5 g/L der Racematlösung von 1-TIC-Ester mit 0,1 M wässrigem Ammoniumacetatpuffer (pH = 8,0) herstellen und den anfänglichen pH-Wert der Lösung mit 30% Ammoniak auf 7.9 einstellen.
Übertragen Sie 300 ml der vorbereiteten Substratlösung in das Reaktionsgefäß, stellen Sie ein externes Heizwasserbad mit konstanter Temperatur ein, geben Sie Novozyme 435 in die Substratlösung, bis der Gehalt an Novozyme 435 5 g/L beträgt, und die Reaktion wurde 6 h bei 32°C durchgeführt. Während des Reaktionsprozesses wurde der pH-Wert der Reaktionslösung durch Zugabe von 30% Ammoniakwasser immer auf etwa 7.9 eingestellt. Nehmen Sie am Ende der Reaktion eine bestimmte Menge Salzsäure, um die Reaktionslösung auf eine starke Säure einzustellen, um die Reaktion zu beenden, übertragen Sie die gesamte Reaktionslösung in einen Messkolben, verwenden Sie die mobile Phase, um das Volumen konstant zu halten, verdünnen Sie ein bestimmtes Vielfaches, dann filtrieren Sie durch eine mikroporöse organische Filtermembran, verwenden Sie schließlich die Hochleistungsflüssigchromatographie zur Analyse und zum Testen, die Umwandlungsrate [(1-Restsubstratmenge am Ende der Reaktion ÷ Substratmenge zu Beginn der Reaktion) × 100%] ist größer als 99%, e.e.p [(R-Säureproduktmenge-S-Säureproduktmenge) ) + (R-Säureproduktvolumen + S-Säureproduktvolumen) × 100%] ist 96.04%.
die Trennung von (R) -1-TIC:
- Trennen Sie die Novozyme 435-Partikel von der Reaktionslösung durch Saugfiltration der Reaktionslösung nach der Reaktion in dem oben genannten Herstellungsverfahren. Die Reaktionslösung wurde durch Rotationsverdampfung bei 60 °C konzentriert und die während des Verfahrens ausgefällten Kristalle wurden bei 50 °C getrocknet, schließlich werden trockene (R) -1-TIC-Kristalle erhalten, die Trennausbeute [Trennausbeute = abgewogene Produktmasse ÷ theoretische Produktmasse × 100%, theoretische Produktmasse = Substratmasse ÷ 241,5 × 177] beträgt 80.14% und die optische Reinheit ist größer als 99%.
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Beispiel 5 die Herstellung und Trennung von (R) - 1-TIC die Herstellung von (R) -1-TIC:
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Die Herstellung der Substratlösung: 10,5 g / I der Racematlösung von 1-TIC-Ester mit 0,1 M wässrigem Ammoniumacetatpuffer (pH = 8,0) herstellen und den anfänglichen pH-Wert der Lösung mit 30% Ammoniak auf 8,1 einstellen.
Übertragen Sie 20.000 ml der vorbereiteten Substratlösung in das Reaktionsgefäß, stellen Sie ein externes Heizwasserbad mit konstanter Temperatur ein, geben Sie SZ-PLE-100(CAL-B)-IMMO in die Substratlösung, bis der Gehalt an SZ-PLE-100(CAL-B)-IMMO 5 g/L beträgt, und die Reaktion wurde 6 h bei 28 °C durchgeführt. Während des Reaktionsprozesses wurde der pH-Wert der Reaktionslösung durch Zugabe von 30% Ammoniakwasser immer auf etwa 8.1 eingestellt. Nehmen Sie am Ende der Reaktion eine bestimmte Menge Salzsäure, um die Reaktionslösung auf eine starke Säure einzustellen, um die Reaktion zu beenden, übertragen Sie die gesamte Reaktionslösung in einen Messkolben, verwenden Sie die mobile Phase, um das Volumen konstant zu halten, verdünnen Sie ein bestimmtes Vielfaches, dann filtrieren Sie durch eine mikroporöse organische Filtermembran, verwenden Sie schließlich die Hochleistungsflüssigchromatographie zur Analyse und zum Testen, die Umwandlungsrate [(1-Restsubstratmenge am Ende der Reaktion ÷ Substratmenge zu Beginn der Reaktion) × 100%] ist größer als 99%, e.e.p [(R-Säureproduktmenge-S-Säureproduktmenge) ) ÷ (R-Säureproduktvolumen + S-Säureproduktvolumen) × 100%] ist 95.89%.
die Trennung von (R) -1-TIC:
- Trennen Sie die SZ-PLE-100(CAL-B)-IMMO -Partikel von der Reaktionslösung durch Saugfiltration der Reaktionslösung nach der Reaktion in dem oben genannten Herstellungsverfahren. Die Reaktionslösung wurde durch Rotationsverdampfung bei 60 °C konzentrirt und die während des Verfahrens ausgefällten Kristalle wurden bei 50 °C getrocknet, schließlich werden trockene (R) -1-TIC-Kristalle erhalten, die Trennausbeute [Trennausbeute = abgewogene Produktmasse ÷ theoretische Produktmasse × 100%, theoretische Produktmasse = Substratmasse ÷ 241,5 × 177] beträgt 79.85% und die optische Reinheit ist größer als 99%.
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Die obigen Ausführungsformen sollen nur das technische Konzept und die Merkmale der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Der Zweck besteht darin, diejenige, die mit der Technologie vertraut sind, den Inhalt der vorliegenden Erfindung zu verstehen und entsprechend ihr zu implementieren zu können. Allerdings kann der Schutzumfang der Erfindung nicht eingeschränkt werden. Alle äquivalenten Änderungen oder Modifikationen, die gemäß dem Geist dieser Erfindung vorgenommen wurden, sollten im Schutzumfang dieser Erfindung abgedeckt werden
