RU2803744C1 - Method of synthesis of (s)-nicotine - Google Patents

Method of synthesis of (s)-nicotine Download PDF

Info

Publication number
RU2803744C1
RU2803744C1 RU2022126342A RU2022126342A RU2803744C1 RU 2803744 C1 RU2803744 C1 RU 2803744C1 RU 2022126342 A RU2022126342 A RU 2022126342A RU 2022126342 A RU2022126342 A RU 2022126342A RU 2803744 C1 RU2803744 C1 RU 2803744C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nicotine
synthesis
coenzyme
nornicotine
buffer solution
Prior art date
Application number
RU2022126342A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вэньцин ЛИН
Хунцзе ЧЖЭН
Зеконг ЧЖЭН
Цзяньпин ЧЖУ
Юнтан ЮЭ
Цзичэн Ху
Цзяньчун ВАН
Линьюй Ли
Сяобо Лю
Original Assignee
Портон Фарма Солюшнс Лтд (Porton Pharma Solutions Ltd)
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 Портон Фарма Солюшнс Лтд (Porton Pharma Solutions Ltd) filed Critical Портон Фарма Солюшнс Лтд (Porton Pharma Solutions Ltd)
Application granted granted Critical
Publication of RU2803744C1 publication Critical patent/RU2803744C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method for the synthesis of (S)-nicotine is proposed, in which, under the conditions of a coenzyme circulation system, including coenzyme, glucose and glucose dehydrogenase, using coenzyme as a hydrogen donor and imine reductase as a catalyst, myosmin is subjected to catalytic reduction to obtain (S)-nornicotine, and then (S)-nornicotine is methylated to give (S)-nicotine, where the coenzyme is a salt of NADP and/or a salt of NAD.
EFFECT: method for the synthesis of (S)-nicotine with high chemical purity and high optical purity.
9 cl, 3 tbl, 16 dwg, 11 ex

Description

Область техники настоящего изобретенияField of the present invention

Настоящая заявка относится к технической области способов органического синтеза и, в частности, относится к синтезу (S)-никотина, более конкретно, к способу синтеза (S)-никотина с высокой химической чистотой и высокой оптической чистотой.The present application relates to the technical field of organic synthesis methods and, in particular, relates to the synthesis of (S)-nicotine, more particularly to a method for the synthesis of (S)-nicotine with high chemical purity and high optical purity.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

(S)-никотин (никотин) представляет собой алкалоид, присутствующий в пасленовых растениях (Solatium) и являющийся важным компонентом табака. Табачные листья содержат от 1,5% до 3,5% (S)-никотина. В настоящее время наиболее распространенный способ получения никотина представляет собой экстракцию никотина из листьев табака. Согласно имеющимся сообщениям химический синтез разработан в недостаточной степени и является значительно более дорогостоящим, чем способ экстракции. Химические способы синтеза, которые были описаны до настоящего времени, представляют собой способ химического разделения, способ асимметричного гидрирования, способ хирального вспомогательного вещества и т.д.(S)-nicotine (nicotine) is an alkaloid present in the nightshade plant (Solatium) and is an important component of tobacco. Tobacco leaves contain between 1.5% and 3.5% (S)-nicotine. Currently, the most common method of obtaining nicotine is the extraction of nicotine from tobacco leaves. Chemical synthesis has been reported to be underdeveloped and significantly more expensive than the extraction method. Chemical synthesis methods that have been described so far are a chemical separation method, an asymmetric hydrogenation method, a chiral auxiliary method, etc.

В патенте US 20160326134 описан способ, в котором метилникотинат в качестве исходного материала конденсируется с N-метилпирролидином (NMP) и подвергается внутримолекулярной перегруппировке, восстановлению и хиральному разделению с получением (S)-никотина. Путь синтеза (S)-никотина представлен ниже.US 20160326134 describes a process in which methyl nicotinate as a starting material is condensed with N-methylpyrrolidine (NMP) and subjected to intramolecular rearrangement, reduction and chiral resolution to produce (S)-nicotine. The synthesis route for (S)-nicotine is presented below.

В документе (Jacob Peyton «Разделение (±)-5-бромникотина. Синтез (R)- и (S)-норникотина высокой энантиомерной чистоты». The Journal of Organic Chemistry 1982, 4165-4167) описан способ получения (S)-норникотина с хиральной кислотой в качестве разделяющего реагента с помощью процессов, представляющих собой разделение, восстановительное дебромирование и т.д. (S)-норникотин можно дополнительно подвергать метилированию для удобного получения (S)-никотина. Соответствующий путь синтеза представлен ниже. Однако способ химического разделения имеет недостатки, представляющие собой низкий выход и высокую стоимость.The document (Jacob Peyton "Separation of (±)-5-bromonicotine. Synthesis of (R)- and (S)-nornicotine of high enantiomeric purity." The Journal of Organic Chemistry 1982, 4165-4167) describes a method for obtaining (S)-nornicotine with a chiral acid as the separating reagent through processes such as separation, reductive debromination, etc. (S)-nornicotine can be further methylated to conveniently produce (S)-nicotine. The corresponding synthesis route is presented below. However, the chemical separation method has the disadvantages of low yield and high cost.

В документе (Gui Guo, Dong-Wei Sun, Shuang Yang и др. «Катализируемое иридием асимметричное гидрирование 2-пиридилциклических иминов: высокоэнантиоселективный подход к производным никотина». Journal of the American Chemical Society, 2015, 90-93) описан способ синтеза в процессе асимметричного каталитического гидрирования. Путь синтеза никотина представлен ниже.The paper (Gui Guo, Dong-Wei Sun, Shuang Yang, et al. “Iridium-catalyzed asymmetric hydrogenation of 2-pyridylcyclic imines: a highly enantioselective approach to nicotine derivatives.” Journal of the American Chemical Society, 2015, 90-93) describes a synthesis method in process of asymmetric catalytic hydrogenation. The pathway for nicotine synthesis is presented below.

Однако в способе асимметричного каталитического гидрирования требуется применение дорогостоящего хирального металлического катализатора и, следовательно, этот способ имеет высокую стоимость, реакции необходимо проводить под высоким давлением, требуются значительные капиталовложения в оборудование, а использование водорода также представляет собой потенциальную угрозу безопасности. Кроме того, в этом документе показано, что только гексазамещенный субстрат участвует в каталитической реакции с относительно высокими эксплуатационными характеристиками, и для прямого гидрирования миосмина отсутствуют технические достижения.However, the asymmetric catalytic hydrogenation process requires the use of an expensive chiral metal catalyst and, therefore, the process is expensive, the reactions must be carried out under high pressure, a significant investment in equipment is required, and the use of hydrogen also poses a potential safety hazard. In addition, this document shows that only the hexasubstituted substrate participates in the catalytic reaction with relatively high performance, and there are no technical advances for the direct hydrogenation of myosmin.

В документе (Teck-Peng Loh, Jian-Rong Zhou, Xu-Ran Li, Keng-Yeow Sim «Новая восстановительная аминоциклизация для синтеза хиральных пирролидинов: стереоселективный синтез (S)-норникотина и 2-(2'-пирролидил)-пиридинов». Tetrahedron Letters, 1999, 7847-7850) описан способ синтеза (S)-норникотина с применением галактозамина в качестве хирального вспомогательного вещества. (S)-норникотин может подвергаться последующей реакции с получением (S)-никотина. Соответствующий путь синтеза представлен ниже.In (Teck-Peng Loh, Jian-Rong Zhou, Xu-Ran Li, Keng-Yeow Sim "Novel reductive aminocyclization for the synthesis of chiral pyrrolidines: stereoselective synthesis of (S)-nornicotine and 2-(2'-pyrrolidyl)-pyridines" Tetrahedron Letters, 1999, 7847-7850) describes a method for the synthesis of (S)-nornicotine using galactosamine as a chiral auxiliary substance. (S)-nornicotine can be further reacted to produce (S)-nicotine. The corresponding synthesis route is presented below.

Однако в этом способе хирального вспомогательного вещества должно присутствовать в стехиометрическом количестве хиральное вспомогательное вещество, которое не может быть повторно использовано, что приводит к высокой стоимости и отсутствию практической ценности.However, in this chiral auxiliary method, the chiral auxiliary must be present in a stoichiometric amount, which cannot be reused, resulting in high cost and lack of practical value.

Таким образом, каждый способ химического синтеза (S)-никотина, описанный в литературе предшествующего уровня техники, имеет недостатки, и существует необходимость в разработке более экономичного, эффективного и безопасного способа синтеза.Thus, each method for the chemical synthesis of (S)-nicotine described in the prior art literature has disadvantages, and there is a need to develop a more economical, efficient and safe synthesis method.

Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief Disclosure of the Present Invention

Вследствие недостатков предшествующего уровня техники, цель настоящей заявки заключается в том, чтобы предложить способа синтеза (S)-никотина, в частности, способ синтеза (S)-никотина с высокой химической чистотой и высокой оптической чистотой.Due to the shortcomings of the prior art, the object of the present application is to provide a method for the synthesis of (S)-nicotine, in particular a method for the synthesis of (S)-nicotine with high chemical purity and high optical purity.

Для достижения поставленной цели в настоящей заявке предложены технические решения, которые описаны ниже.To achieve this goal, this application proposes technical solutions that are described below.

В настоящей заявке предложен способ синтеза (S)-никотина, в котором в условиях системы циркуляции кофермента с применением кофермента в качестве донора водорода и иминредуктазы в качестве катализатора осуществляют каталитическое восстановление миосмина с получением (S)-норникотина и последующее метилирование (S)-норникотина с получением (S)-никотина.This application proposes a method for the synthesis of (S)-nicotine, in which, under the conditions of the coenzyme circulation system using coenzyme as a hydrogen donor and imine reductase as a catalyst, the catalytic reduction of myosmin is carried out to produce (S)-nornicotine and subsequent methylation of (S)-nornicotine to produce (S)-nicotine.

Способ синтеза, относящийся к настоящей заявке, может быть представлен следующей схемой реакции:The synthesis method related to the present application can be represented by the following reaction scheme:

Этот способ синтеза отличается простотой осуществления, безопасностью и надежностью, обеспечивает высокий выход, имеет низкую стоимость и обеспечивает очень высокую химическую селективность с чистотой продукта, составляющей или превышающей 99,5%, а также превосходную энантиоселективность с оптической чистотой, составляющей или превышающей 99,5%.This synthetic route is easy to perform, safe and reliable, provides high yield, low cost, and provides very high chemical selectivity with product purity equal to or greater than 99.5% and excellent enantioselectivity with optical purity equal to or greater than 99.5 %.

Относящееся к настоящей заявке наименование миосмина по номенклатуре Союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) представляет собой 3-(3,4-дигидро-2Н-пиррол-5-ил)пиридин, а наименование (S)-норникотина по номенклатуре IUPAC представляет собой (S)-3-(пирролидин-2-ил)пиридин.The relevant IUPAC name for myosmin is 3-(3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-yl)pyridine and the IUPAC name for (S)-nornicotine is ( S)-3-(pyrrolidin-2-yl)pyridine.

Предпочтительно в системе циркуляции кофермента присутствуют кофермент, глюкоза и глюкозодегидрогеназа.Preferably, coenzyme, glucose and glucose dehydrogenase are present in the coenzyme circulation system.

Предпочтительно кофермент содержит соль NADP (никотинамидадениндинуклеотидфосфат) и/или соль NAD (никотинамидадениндинуклеотид), предпочтительно соль NADP.Preferably the coenzyme contains an NADP salt and/or an NAD salt, preferably an NADP salt.

Предпочтительно глюкозодегидрогеназа представляет собой любую глюкозодегидрогеназу или комбинацию по меньшей мере двух глюкозодегидрогеназ из ES-GDH101-ES-GDH109. В частности, глюкозодегидрогеназа, представляет собой любую глюкозодегидрогеназу или комбинацию по меньшей мере двух глюкозодегидрогеназ из ES-GDH101, ES-GDH102, ES-GDH103, ES-GDH104, ES-GDH105, ES-GDH106, ES-GDH107, ES-GDH108 или ES-GDH109. Глюкозодегидрогеназа ES-GDH109 (номер партии: S20191121) является предпочтительной. Вышеуказанные глюкозодегидрогеназы могут быть приобретены у компании SyncoZymes (Shanghai) Co., Ltd.Preferably, the glucose dehydrogenase is any glucose dehydrogenase or a combination of at least two glucose dehydrogenases from ES-GDH101-ES-GDH109. In particular, a glucose dehydrogenase is any glucose dehydrogenase or combination of at least two glucose dehydrogenases from ES-GDH101, ES-GDH102, ES-GDH103, ES-GDH104, ES-GDH105, ES-GDH106, ES-GDH107, ES-GDH108 or ES -GDH109. Glucose dehydrogenase ES-GDH109 (lot number: S20191121) is preferred. The above glucose dehydrogenases can be purchased from SyncoZymes (Shanghai) Co., Ltd.

Предпочтительно иминредуктаза представляет собой любую иминредуктазу или комбинацию по меньшей мере двух иминредуктаз из ES-IRED101-ES-IRED112, IRED1321104, IRED1321108, IRED1321110 или IRED1321114. В частности, иминредуктаза представляет собой любую иминредуктазу или комбинацию по меньшей мере двух иминредуктаз из ES-IRED101, ES-TRED102, ES-TRED103, ES-TRED104, ES-IRED105, ES-JRED106, ES-JRED107, ES-IRED108, ES-IRED109, ES-IRED110, ES-IRED111, ES-IRED112, IRED1321104, IRED1321108, IRED1321111 или I4RED13. Иминредуктаза ES-TRED103 (номер партии: S20191121) или IRED1321110 является предпочтительной. Иминредуктазы ES-IRED101-ES-IRED112 могут быть приобретены у компании SyncoZymes (Shanghai) Co., Ltd., а иминредуктазы IRED1321104, IRED1321108, IRED1321110 или IRED1321114 могут быть независимо получены из генного банка.Preferably, the imine reductase is any imine reductase or combination of at least two imine reductases from ES-IRED101-ES-IRED112, IRED1321104, IRED1321108, IRED1321110 or IRED1321114. In particular, an imine reductase is any imine reductase or combination of at least two imine reductases from ES-IRED101, ES-TRED102, ES-TRED103, ES-TRED104, ES-IRED105, ES-JRED106, ES-JRED107, ES-IRED108, ES- IRED109, ES-IRED110, ES-IRED111, ES-IRED112, IRED1321104, IRED1321108, IRED1321111 or I4RED13. Imin reductase ES-TRED103 (lot number: S20191121) or IRED1321110 is preferred. Imin reductases ES-IRED101-ES-IRED112 can be purchased from SyncoZymes (Shanghai) Co., Ltd., and imine reductases IRED1321104, IRED1321108, IRED1321110 or IRED1321114 can be independently obtained from the gene bank.

В частности, источник IRED1321104 представляют собой бактерии вида стрептомицет канамицетикус (Streptomyces Kanamyceticus), источник IRED 1321108 представляют собой бактерии вида L2C084 мезоризобиум (Mesorhizobium), источник IRED1321110 представляют собой бактерии вида салиниспора тихоокеанская (Salinispora pacifica), и источник IRED1321114 представляют собой бактерии вида мезоризобиум цицери (Mesorhizobium ciceri). Выбранную выше иминредуктазу отправляют в компанию по синтезу генов для синтеза, внесения в плазмиды рЕТ28(а) и введения в кишечную палочку (Escherichia coli) BL21 для конструирования рекомбинантного штамма кишечной палочки coli. Указанный выше рекомбинантный штамм инокулируют в условиях автоклава в среде Лурия-Бертани (LB) (10 г/л хлорида натрия, 10 г/л триптона и 5 г/л дрожжевого порошка) и культивируют при 37°С и 220 об/мин до тех пор, пока оптическая плотность при 600 нм (OD600) не составит от 2 до 3. Раствор 0,1 М изопропилтиогалактозида (IPTG) добавляют для индукции при 25°С в течение 16 часов. После центрифугирования клетки собирают, подвергают ультразвуковому разрушению и центрифугируют для удаления клеточного дебриса с получением раствора фермента. Раствор фермента лиофилизируют для получения порошка фермента собственного производства.In particular, source IRED1321104 is bacteria of the species Streptomyces Kanamyceticus, source IRED 1321108 is bacteria of the species L2C084 mesorhizobium, source IRED1321110 is bacteria of the species Salinispora pacifica, and source IRED132 1114 are bacteria of the species mesorhibium ciceri (Mesorhizobium ciceri). The above selected imine reductase is sent to a gene synthesis company for synthesis, insertion into pET28(a) plasmids and introduction into Escherichia coli BL21 to construct a recombinant Escherichia coli strain. The above recombinant strain is inoculated under autoclave conditions in Luria-Bertani (LB) medium (10 g/L sodium chloride, 10 g/L tryptone and 5 g/L yeast powder) and cultured at 37°C and 220 rpm until until the optical density at 600 nm (OD600) is between 2 and 3. A solution of 0.1 M isopropylthiogalactoside (IPTG) is added for induction at 25°C for 16 hours. After centrifugation, the cells are collected, sonicated, and centrifuged to remove cell debris to obtain an enzyme solution. The enzyme solution is lyophilized to obtain home-made enzyme powder.

Предпочтительно каталитическое восстановление осуществляется при температуре, составляющей от 15 до 45°С, например, 15°С, 20°С, 25°С, 30°С, 35°С, 40°С или 45°С и т.д. Могут быть выбраны и другие конкретные значения точек в пределах данного диапазона, и подробности не описаны в настоящем документе. Предпочтительной является температура от 25 до 30°С.Preferably, the catalytic reduction is carried out at a temperature ranging from 15 to 45°C, for example 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, 40°C or 45°C, etc. Other specific point values within this range may be selected and the details are not described herein. A temperature of 25 to 30°C is preferred.

Предпочтительно каталитическое восстановление осуществляется в течение от 8 до 72 часов, например, 8 часов, 10 часов, 12 часов, 16 часов, 24 часов, 30 часов, 48 часов, 56 часов, 60 часов или 72 часов и т.д. Могут быть выбраны и другие конкретные значения точек в пределах данного диапазона, и подробности не описаны в настоящем документе.Preferably, the catalytic reduction is carried out for 8 to 72 hours, for example 8 hours, 10 hours, 12 hours, 16 hours, 24 hours, 30 hours, 48 hours, 56 hours, 60 hours or 72 hours, etc. Other specific point values within this range may be selected and the details are not described herein.

Предпочтительно каталитическое восстановление осуществляется в условиях перемешивания при скорости вращения, составляющей от 150 до 400 об/мин, например, 150 об/мин, 200 об/мин, 250 об/мин, 300 об/мин, 350 об/мин. мин или 400 об/мин и т.д. Могут быть выбраны и другие конкретные значения точек в пределах данного диапазона, и подробности не описаны в настоящем документе.Preferably, the catalytic reduction is carried out under stirring conditions at a rotation speed of from 150 to 400 rpm, for example 150 rpm, 200 rpm, 250 rpm, 300 rpm, 350 rpm. min or 400 rpm, etc. Other specific point values within this range may be selected and the details are not described herein.

Предпочтительно каталитическое восстановление осуществляется в буферном растворе, причем буферный раствор представляет собой фосфатный буферный раствор, трис(гидроксиметил)метиламин-гидрохлоридный буферный раствор или триэтаноламин-гидрохлоридный буферный раствор.Preferably, the catalytic reduction is carried out in a buffer solution, the buffer solution being a phosphate buffer solution, a tris(hydroxymethyl)methylamine hydrochloride buffer solution or a triethanolamine hydrochloride buffer solution.

Предпочтительно буферный раствор имеет значение рН, составляющее от 5,0 до 9,0, например, рН=5,0, рН=5,5, рН=6,0, рН=6,5, рН=7,0, рН=7,5, рН=8,0, рН=8,5, или рН=9,0 и т.д. Могут быть выбраны и другие конкретные значения точек в пределах данного диапазона, и подробности не описаны в настоящем документе. Предпочтительным является значение рН, составляющее от 5,8 до 6,5.Preferably, the buffer solution has a pH value of from 5.0 to 9.0, for example pH=5.0, pH=5.5, pH=6.0, pH=6.5, pH=7.0, pH =7.5, pH=8.0, pH=8.5, or pH=9.0, etc. Other specific point values within this range may be selected and the details are not described herein. A pH value of 5.8 to 6.5 is preferred.

Предпочтительно для метилирования осуществляется смешивание и взаимодействие (S)-норникотина с формальдегидом и муравьиной кислотой с получением (S)-никотина.Preferably, methylation involves mixing and reacting (S)-nornicotine with formaldehyde and formic acid to produce (S)-nicotine.

Предпочтительно метилирование осуществляется при температуре, составляющей от 55 до 80°С, например, 55°С, 60°С, 65°С, 70°С, 75°С или 80°С и т.д. Могут быть выбраны и другие конкретные значения точек в пределах данного диапазона, и подробности не описаны в настоящем документе.Preferably, methylation is carried out at a temperature ranging from 55 to 80°C, for example, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, 75°C or 80°C, etc. Other specific point values within this range may be selected and the details are not described herein.

Предпочтительно метилирование осуществляется в течение от 8 до 48 ч, например, 9 ч, 12 ч, 18 ч, 26 ч, 32 ч, 38 ч, 46 ч или 48 ч и т.д. Могут быть выбраны и другие конкретные значения точек в пределах данного диапазона, и подробности не описаны в настоящем документе.Preferably, methylation is carried out over a period of 8 to 48 hours, for example 9 hours, 12 hours, 18 hours, 26 hours, 32 hours, 38 hours, 46 hours or 48 hours, etc. Other specific point values within this range may be selected and the details are not described herein.

В качестве предпочтительного технического решения настоящей заявки в способе синтеза (S)-никотина предусмотрены смешивание миосмина, кофермента, глюкозы, глюкозодегидрогеназы, буфера и иминредуктазы и взаимодействие смеси при 15-45°С в течение 8-72 часов с получением (S)-норникотина, а затем смешивание (S)-норникотина с формальдегидом и муравьиной кислотой и реакция смеси при 55-80°С в течение 8-48 часов с получением (S)-никотина.As a preferred technical solution of the present application, the method for synthesizing (S)-nicotine involves mixing myosmin, coenzyme, glucose, glucose dehydrogenase, buffer and imine reductase and reacting the mixture at 15-45°C for 8-72 hours to obtain (S)-nornicotine , and then mixing (S)-nornicotine with formaldehyde and formic acid and reacting the mixture at 55-80°C for 8-48 hours to obtain (S)-nicotine.

Предпочтительно массовое соотношение миосмина, кофермента и иминредуктазы составляет 1:(0,001-0,05):(0,05-0,1).Preferably, the weight ratio of myosmin, coenzyme and imine reductase is 1:(0.001-0.05):(0.05-0.1).

Предпочтительно массовое соотношение кофермента, глюкозы и глюкозодегидрогеназы составляет (0,001-0,05):(1,2-2,4):(0,01-0,05). При вышеуказанном массовом соотношении способ получения обеспечивает улучшенную химическую селективность.Preferably, the weight ratio of coenzyme, glucose and glucose dehydrogenase is (0.001-0.05):(1.2-2.4):(0.01-0.05). At the above mass ratio, the production process provides improved chemical selectivity.

По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящая заявка обеспечивает положительные эффекты, которые описаны ниже.Compared with the prior art, the present application provides positive effects, which are described below.

Способ синтеза (S)-никотина согласно настоящей заявке является простым в осуществлении, безопасным и надежным, обеспечивает высокий выход и низкую стоимость, а также проявляет очень высокую химическую селективность с чистотой продукта, составляющей более или равной 99,5%, а также превосходную энантиоселективность с оптической чистотой, составляющей более или равной 99,5%.The method for synthesizing (S)-nicotine according to the present application is simple to carry out, safe and reliable, provides high yield and low cost, and also exhibits very high chemical selectivity with product purity greater than or equal to 99.5%, as well as excellent enantioselectivity with an optical purity greater than or equal to 99.5%.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

На фиг. 1 представлен характеристический спектр протонного ядерного магнитного резонанса (ЯМР 1H) образца миосмина в примере 1;In fig. 1 shows the characteristic proton nuclear magnetic resonance ( 1H NMR) spectrum of the myosmin sample in example 1;

на фиг. 2 представлена жидкостная хроматограмма, иллюстрирующая химическую чистоту образца миосмина в примере 1;in fig. 2 is a liquid chromatogram illustrating the chemical purity of the myosmin sample in Example 1;

на фиг. 3 представлен собой характеристический спектр ЯМР 1Н образца (S)-норникотина в примере 2;in fig. 3 is a characteristic 1H NMR spectrum of the (S)-nornicotine sample in Example 2;

на фиг. 4 представлена жидкостная хроматограмма, иллюстрирующая химическую чистоту образца (S)-норникотина в примере 2;in fig. 4 is a liquid chromatogram illustrating the chemical purity of the (S)-nornicotine sample in Example 2;

на фиг. 5 представлена хиральная хроматограмма образца рацемата норникотина;in fig. Figure 5 shows a chiral chromatogram of a sample of nornicotine racemate;

на фиг. 6 представлена хиральная хроматограмма образца (S)-норникотина в примере 2;in fig. Figure 6 shows a chiral chromatogram of a sample of (S)-nornicotine in example 2;

на фиг. 7 представлена жидкостная хроматограмма, иллюстрирующая химическую чистоту образца (S)-норникотина в примере 3;in fig. 7 is a liquid chromatogram illustrating the chemical purity of the (S)-nornicotine sample in Example 3;

на фиг. 8 представлена хиральная хроматограмма образца (S)-норникотина в примере 3;in fig. Figure 8 shows a chiral chromatogram of the (S)-nornicotine sample in example 3;

на фиг. 9 представлена жидкостная хроматограмма, иллюстрирующая химическую чистоту образца (S)-норникотина в примере 6;in fig. 9 is a liquid chromatogram illustrating the chemical purity of the (S)-nornicotine sample in Example 6;

на фиг. 10 представлена хиральная хроматограмма образца (S)-норникотина в примере 6;in fig. 10 shows a chiral chromatogram of a sample of (S)-nornicotine in example 6;

на фиг. 11 представлен собой характеристический спектр ЯМР 1Н образца (S)-никотина в примере 7;in fig. 11 is a characteristic 1H NMR spectrum of the (S)-nicotine sample in Example 7;

на фиг. 12 представлена жидкостная хроматограмма, иллюстрирующая химическую чистоту образца (S)-норникотина в примере 7;in fig. 12 is a liquid chromatogram illustrating the chemical purity of the (S)-nornicotine sample in Example 7;

на фиг. 13 представлена хиральная хроматограмма образца рацемата никотина;in fig. 13 shows a chiral chromatogram of a sample of nicotine racemate;

на фиг. 14 представлена хиральная хроматограмма образца (S)-никотина в примере 7;in fig. 14 shows a chiral chromatogram of the (S)-nicotine sample in example 7;

на фиг. 15 представлена жидкостная хроматограмма, иллюстрирующая химическую чистоту образца (S)-норникотина в примере 8; иin fig. 15 is a liquid chromatogram illustrating the chemical purity of the (S)-nornicotine sample in Example 8; And

на фиг. 16 представлена хиральная хроматограмма образца (S)-никотина в примере 8.in fig. Figure 16 shows a chiral chromatogram of the (S)-nicotine sample in Example 8.

Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed Disclosure of the Present Invention

Технические решения настоящей заявки дополнительно описаны ниже с представлением конкретных примеров. Для специалистов в данной области техники должно быть понятно, что эти примеры использованы для лучшего понимания настоящей заявки и не должны рассматриваться в качестве конкретных ограничений настоящей заявки.The technical solutions of the present application are further described below with the presentation of specific examples. Those skilled in the art will understand that these examples are used to provide a better understanding of the present application and should not be construed as specifically limiting the present application.

Пример 1Example 1

В этом примере было получено соединение миосмин. В отношении способа синтеза миосмина сделана ссылка на способ в патентной публикации № ЕР 2487172 А1. Полученный продукт охарактеризован с помощью ЯМР 1Н. На фиг. 1 представлен характеристический спектр ЯМР, содержащий следующие данные: ЯМР 1Н (400 МГц, CDCl3), δ (м. д.): 8,97 (1H, d), 8,64 (1H, dd), 8,17 (1H, dt), 7,29-7,34 (m, 1H), 4,06 (2Н), 2,91-2,96 (m, 2Н), 2,01-2,09 (m, 2Н). Показано, что миосмин был успешно синтезирован. Образец был проанализирован и обнаружен с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии. Чистота образца составила 99,3%. Хроматограмма представлена на фиг. 2.In this example, the compound myosmin was prepared. With regard to the method for the synthesis of myosmin, reference is made to the method in patent publication No. EP 2487172 A1. The resulting product was characterized by 1 H NMR. FIG. 1 shows the characteristic NMR spectrum containing the following data: 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ), δ (ppm): 8.97 (1H, d), 8.64 (1H, dd), 8.17 (1H, dt), 7.29-7.34 (m, 1H), 4.06 (2H), 2.91-2.96 (m, 2H), 2.01-2.09 (m, 2H ). It was shown that myosmin was successfully synthesized. The sample was analyzed and detected using high performance liquid chromatography. The purity of the sample was 99.3%. The chromatogram is shown in Fig. 2.

Пример 2Example 2

В этом примере предложен способ синтеза (S)-норникотина. Ниже описано его осуществление.This example provides a method for the synthesis of (S)-nornicotine. Its implementation is described below.

В трехгорлую круглодонную колбу объемом 50 мл помещали 3 г миосмина, добавляли 10 мл 0,1 М фосфатного буферного раствора и доводили уровень рН до 6,0. Затем в реакционную колбу добавляли 5,5 г глюкозы и перемешивали до полного растворения. В другую колбу объемом 50 мл добавляли 0,2 г иминредуктазы ES-IRED103, 0,04 г глюкозодегидрогеназы ES-GDH109 и 0,008 г соли NADP и перемешивали до полного растворения. Затем раствор из второй колбы медленно добавляли в первую колбу, нагревали до 25°С, перемешивали со скоростью 300 об/мин и осуществляли реакцию в течение 24 часов. Раствор фильтровали, фильтрат экстрагировали хлороформом, сушили над безводным сульфатом натрия и концентрировали с получением 2,2 г (S)-норникотина.3 g of myosmin was placed in a 50 ml three-neck round-bottom flask, 10 ml of 0.1 M phosphate buffer solution was added, and the pH was adjusted to 6.0. Then 5.5 g of glucose was added to the reaction flask and stirred until completely dissolved. In another 50 ml flask, 0.2 g of imine reductase ES-IRED103, 0.04 g of glucose dehydrogenase ES-GDH109 and 0.008 g of NADP salt were added and stirred until completely dissolved. The solution from the second flask was then slowly added to the first flask, heated to 25°C, stirred at 300 rpm and reacted for 24 hours. The solution was filtered, the filtrate was extracted with chloroform, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated to obtain 2.2 g of (S)-nornicotine.

Полученный (S)-hophhkothh охарактеризован с помощью ЯМР 1Н. На фиг. 3 представлен характеристический спектр ЯМР, содержащий следующие данные: ЯМР 1Н (400 МГц, CDCl3), 5 (м. д.): 8,56 (1H, d), 8,44 (1H, dd), 7,68 (1H, dt), 7,19-7,22 (m, 1Н), 4,12 (1H, t), 3,13-3,19 (1H, m), 2,98-3,00 (1H, m), 2,15-2,23 (1H, m), 2,02 (1H, s), 1,80-1,93 (2H, m), 1,58-1,67 (1H, m). Показано, что (S)-норникотин был успешно синтезирован.The resulting (S)-hophhkothh was characterized by 1 H NMR. FIG. Figure 3 shows the characteristic NMR spectrum containing the following data: NMR 1 H (400 MHz, CDCl 3 ), 5 (ppm): 8.56 (1H, d), 8.44 (1H, dd), 7.68 (1H, dt), 7.19-7.22 (m, 1H), 4.12 (1H, t), 3.13-3.19 (1H, m), 2.98-3.00 (1H , m), 2.15-2.23 (1H, m), 2.02 (1H, s), 1.80-1.93 (2H, m), 1.58-1.67 (1H, m ). It was shown that (S)-nornicotine was successfully synthesized.

Химическую чистоту полученного (S)-норникотина определяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. Как представлено на фиг. 4, чистота составляет 93,6%. Оптическую чистоту образца определяли с помощью высокоэффективного жидкостного хроматографа и хиральной хроматографической колонки. На фиг. 5 представлен спектр хирального разделения рацемата норникотина, где время появления пика (К)-норникотина составляет 20,08 мин, время появления пика (S)-норникотина составляет 21,79 мин, а площадь этих пиков составляет 49,9%. и 50,1% соответственно; на фиг. 6 представлена хиральная хроматограмма продукта, на которой (R)-норникотин не обнаружен, а обнаружен только пик (S)-норникотина со временем появления 21,6 мин, то есть оптическая чистота образца приближается к 100%.The chemical purity of the obtained (S)-nornicotine was determined using high-performance liquid chromatography. As shown in FIG. 4, purity is 93.6%. The optical purity of the sample was determined using a high-performance liquid chromatograph and a chiral chromatography column. In fig. Figure 5 shows the spectrum of the chiral resolution of the racemate of nornicotine, where the time of appearance of the (K)-nornicotine peak is 20.08 minutes, the time of appearance of the (S)-nornicotine peak is 21.79 minutes, and the area of these peaks is 49.9%. and 50.1% respectively; in fig. Figure 6 shows a chiral chromatogram of the product, in which (R)-nornicotine was not detected, but only the peak of (S)-nornicotine was detected with an appearance time of 21.6 minutes, that is, the optical purity of the sample approaches 100%.

Пример 3Example 3

В этом примере предложен способ синтеза (S)-норникотина. Ниже описано его осуществление.This example provides a method for the synthesis of (S)-nornicotine. Its implementation is described below.

В трехгорлую круглодонную колбу объемом 50 мл помещали 3 г миосмина, добавляли 15 мл 0,1 М фосфатного буферного раствора и доводили уровень рН до 5,8. В реакционную колбу добавляли 5,5 г глюкозы и перемешивали до полного растворения. В другую колбу объемом 50 мл добавляли 0,3 г иминредуктазы ES-IRED103, 0,04 г глюкозодегидрогеназы ES-GDH102 и 0,01 г соли NADP и перемешивали до полного растворения. Затем раствор из второй колбы медленно добавляли в первую колбу, нагревали до 37°С и перемешивали в течение 24 часов. Раствор фильтровали, фильтрат экстрагировали хлороформом, сушили над безводным сульфатом натрия и концентрировали с получением 2,4 г (S)-норникотина.3 g of myosmin was placed in a 50 ml three-neck round-bottom flask, 15 ml of 0.1 M phosphate buffer solution was added and the pH was adjusted to 5.8. 5.5 g of glucose was added to the reaction flask and stirred until completely dissolved. In another 50 ml flask, 0.3 g of imine reductase ES-IRED103, 0.04 g of glucose dehydrogenase ES-GDH102 and 0.01 g of NADP salt were added and stirred until completely dissolved. The solution from the second flask was then slowly added to the first flask, heated to 37°C and stirred for 24 hours. The solution was filtered, the filtrate was extracted with chloroform, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated to obtain 2.4 g of (S)-nornicotine.

Химическую чистоту и оптическую чистоту полученного (S)-норникотина определяли отдельно с помощью высокоэффективного жидкостного хроматографа. Конкретный метод работы является таким же, как и в примере 2. Хроматограмма представлена на фиг. 7, где расчетная химическая чистота составляет 97,2%; и хиральная хроматограмма представлена на фиг. 8, где оптическая чистота приближается к 100%.The chemical purity and optical purity of the obtained (S)-nornicotine were determined separately using a high-performance liquid chromatograph. The specific operating method is the same as in Example 2. The chromatogram is shown in FIG. 7, where the calculated chemical purity is 97.2%; and the chiral chromatogram is shown in Fig. 8, where optical purity approaches 100%.

Пример 4Example 4

В этом примере предложен способ синтеза (S)-норникотина. Ниже описано его осуществление.This example provides a method for the synthesis of (S)-nornicotine. Its implementation is described below.

В трехгорлую кругл одонную колбу объемом 50 мл помещали 3 г миосмина, добавляли 15 мл 0,1 М фосфатного буферного раствора и доводили уровень рН до 5,8. В реакционную колбу добавляли 5,5 г глюкозы и перемешивали до полного растворения. В другую колбу объемом 50 мл добавляли 0,3 г иминредуктазы ES-IRED103, 0,03 г глюкозодегидрогеназы ES-GDH109 и 0,01 г соли NADP и перемешивали до полного растворения. Затем раствор из второй колбы медленно добавляли в первую колбу, нагревали до 37°С и перемешивали в течение 24 часов. Раствор фильтровали, фильтрат экстрагировали хлороформом, сушили над безводным сульфатом натрия и концентрировали с получением 2,2 г (S)-норникотина. Оптическая чистота составляет 99,5%.3 g of myosmin was placed in a 50 ml three-neck round-bottom flask, 15 ml of 0.1 M phosphate buffer solution was added and the pH level was adjusted to 5.8. 5.5 g of glucose was added to the reaction flask and stirred until completely dissolved. In another 50 ml flask, 0.3 g of imine reductase ES-IRED103, 0.03 g of glucose dehydrogenase ES-GDH109 and 0.01 g of NADP salt were added and stirred until completely dissolved. The solution from the second flask was then slowly added to the first flask, heated to 37°C and stirred for 24 hours. The solution was filtered, the filtrate was extracted with chloroform, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated to obtain 2.2 g of (S)-nornicotine. Optical purity is 99.5%.

Пример 5Example 5

В этом примере предложен способ синтеза (S)-норникотина. Ниже описано его осуществление.This example provides a method for the synthesis of (S)-nornicotine. Its implementation is described below.

В трехгорлую кругл одонную колбу объемом 50 мл помещали 3 г миосмина, добавляли 15 мл 0,1 М фосфатного буферного раствора и доводили уровень рН до 5,8. В реакционную колбу добавляли 5,5 г глюкозы и перемешивали до полного растворения. В другую колбу объемом 50 мл добавляли 0,3 г иминредуктазы IRED1321110, 0,03 г глюкозодегидрогеназы ES-GDH102 и 0,01 г соли NADP и перемешивали до полного растворения. Затем раствор из второй колбы медленно добавляли в первую колбу, нагревали до 37°С и перемешивали в течение 24 часов. Раствор фильтровали, фильтрат экстрагировали хлороформом, сушили над безводным сульфатом натрия и концентрировали с получением 2,3 г (S)-норникотина. Оптическая чистота составляет 99,5%.3 g of myosmin was placed in a 50 ml three-neck round-bottom flask, 15 ml of 0.1 M phosphate buffer solution was added and the pH level was adjusted to 5.8. 5.5 g of glucose was added to the reaction flask and stirred until completely dissolved. In another 50 ml flask, 0.3 g of imine reductase IRED1321110, 0.03 g of glucose dehydrogenase ES-GDH102 and 0.01 g of NADP salt were added and stirred until completely dissolved. The solution from the second flask was then slowly added to the first flask, heated to 37°C and stirred for 24 hours. The solution was filtered, the filtrate was extracted with chloroform, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated to obtain 2.3 g of (S)-nornicotine. Optical purity is 99.5%.

Пример 6Example 6

В этом примере предложен способ синтеза (S)-норникотина. Ниже описано его осуществление.This example provides a method for the synthesis of (S)-nornicotine. Its implementation is described below.

В трехгорлую круглодонную колбу объемом 1000 мл помещали 100 г миосмина, добавляли 650 мл 0,1 М фосфатного буферного раствора и доводили уровень рН до 6,2. В реакционную колбу добавляли 180 г глюкозы и перемешивали до тех пор, пока раствор не становился прозрачным. В колбу объемом 500 мл добавляли 100 г раствора иминредуктазы ES-TRED103 с концентрацией 10%, 50 г раствора глюкозодегидрогеназы ES-GDH102 с концентрацией 10% и 5 г соли NADP в колбе объемом 500 мл и перемешивали до получения прозрачного раствора. Раствор из колбы медленно добавляли в трехгорлую круглодонную колбу на 1000 мл, нагревали до 37°С и перемешивали в течение 36 часов. Раствор фильтровали, фильтрат экстрагировали хлороформом, сушили над безводным сульфатом натрия и концентрировали, получая 75 г (S)-норникотина.100 g of myosmin was placed in a 1000 ml three-neck round-bottom flask, 650 ml of 0.1 M phosphate buffer solution was added, and the pH was adjusted to 6.2. 180 g of glucose was added to the reaction flask and stirred until the solution became clear. 100 g of ES-TRED103 imine reductase solution with a concentration of 10%, 50 g of ES-GDH102 glucose dehydrogenase solution with a concentration of 10% and 5 g of NADP salt were added to a 500 ml flask and stirred until a clear solution was obtained. The solution from the flask was slowly added to a 1000 ml three-neck round bottom flask, heated to 37°C and stirred for 36 hours. The solution was filtered, the filtrate was extracted with chloroform, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated to obtain 75 g of (S)-nornicotine.

Химическую чистоту и оптическую чистоту полученного (S)-норникотина определяли отдельно с помощью высокоэффективного жидкостного хроматографа.The chemical purity and optical purity of the obtained (S)-nornicotine were determined separately using a high-performance liquid chromatograph.

Конкретный метод работы является таким же, как и в примере 2. Хроматограмма представлена на фиг. 9, где расчетная химическая чистота составляет 95,9%; и хиральная хроматограмма представлена на фиг. 10, где оптическая чистота составляет 99,9%. Пример 7The specific operating method is the same as in Example 2. The chromatogram is shown in FIG. 9, where the calculated chemical purity is 95.9%; and the chiral chromatogram is shown in Fig. 10, where the optical purity is 99.9%. Example 7

В этом примере предложен способ синтеза (S)-никотина. Ниже описано его осуществление.This example provides a method for the synthesis of (S)-nicotine. Its implementation is described below.

В каждую из трех трехгорлых колб объемом 500 мл помещали 40 г (S)-норникотина, 32 г 37% раствора формальдегида и 25 г 85% раствора муравьиной кислоты, нагревали до 60°С и осуществляли реакцию в течение 24 ч. После завершения реакции добавляли гидроксид натрия, чтобы довести уровень рН до 12. Водные фазы экстрагировали метил-трет-бутиловым эфиром, экстракты объединяли, концентрировали и дистиллировали при пониженном давлении с получением 29 г (S)-никотина в виде бесцветной жидкости.40 g of (S)-nornicotine, 32 g of 37% formaldehyde solution and 25 g of 85% formic acid solution were placed in each of three three-neck flasks with a volume of 500 ml, heated to 60°C and reacted for 24 hours. After completion of the reaction, sodium hydroxide to adjust the pH to 12. The aqueous phases were extracted with methyl tert-butyl ether and the extracts were combined, concentrated and distilled under reduced pressure to obtain 29 g of (S)-nicotine as a colorless liquid.

Полученный продукт охарактеризован с помощью ЯМР 1Н. На фиг. 1 представлен характеристический спектр ЯМР, содержащий следующие данные: ЯМР 1Н (400 МГц, CDCl3), 5 (м. д.): 8,54 (1H, d), 8,50 (1H, dd), 7,70 (1H, dt), 7,24-7,27 (1H, m), 3,22-3,27 (1H, m), 3,08 (1H, t), 2,27-2,34 (1H, m), 2,17-2,24 (1H, m), 2,16 (3Н, m), 1,91-2,02 (1H, m), 1,79-1,87 (1H, m), 1,68-1,76 (1H, m). Показано, что (S)-никотина был успешно синтезирован.The resulting product was characterized by 1 H NMR. FIG. 1 shows the characteristic NMR spectrum containing the following data: NMR 1 H (400 MHz, CDCl 3 ), 5 (ppm): 8.54 (1H, d), 8.50 (1H, dd), 7.70 (1H, dt), 7.24-7.27 (1H, m), 3.22-3.27 (1H, m), 3.08 (1H, t), 2.27-2.34 (1H , m), 2.17-2.24 (1H, m), 2.16 (3H, m), 1.91-2.02 (1H, m), 1.79-1.87 (1H, m ), 1.68-1.76 (1H, m). It was shown that (S)-nicotine was successfully synthesized.

Химическую чистоту приготовленного образца (S)-никотина определяли с помощью высокоэффективного жидкостного хроматографа. Как представлено на фиг. 12, обнаруженная чистота составляет 99,9%. Оптическую чистоту образца определяли с помощью высокоэффективного жидкостного хроматографа и хиральной хроматографической колонки. На фиг. 13 представлена хиральная хроматограмма рацемата никотина, где пик при 5,43 мин соответствует (S)-никотину, пик при 6,17 мин соответствует (Я)-никотину, и площади этих пиков составляют 50,1% и 49,9% соответственно. На фиг. 14 представлена хиральная хроматограмма образца, и из детектирующей хроматограммы видно, что площадь пика при 5,43 мин составляет 99,65%, то есть чистота (S)-никотина составляет 99,65%.The chemical purity of the prepared (S)-nicotine sample was determined using a high performance liquid chromatograph. As shown in FIG. 12, the detected purity is 99.9%. The optical purity of the sample was determined using a high-performance liquid chromatograph and a chiral chromatography column. In fig. 13 shows a chiral chromatogram of the nicotine racemate, where the peak at 5.43 min corresponds to (S)-nicotine, the peak at 6.17 min corresponds to (R)-nicotine, and the areas of these peaks are 50.1% and 49.9%, respectively. In fig. 14 shows the chiral chromatogram of the sample, and from the detection chromatogram it can be seen that the peak area at 5.43 min is 99.65%, that is, the purity of (S)-nicotine is 99.65%.

Пример 8Example 8

В этом примере предложен способ синтеза (S)-никотина. Ниже описано его осуществление.This example provides a method for the synthesis of (S)-nicotine. Its implementation is described below.

В каждую из трех трехгорлых колб объемом 500 мл помещали 107 г (S)-норникотина и 80 г 37% раствора формальдегида и нагревали до 75°С.Добавляли в капельном режиме 60 г 85% раствора муравьиной кислоты. После добавления раствор реагировал в течение 24 ч при поддержании температуры. После завершения реакции добавляли гидроксид натрия для доведения уровня рН до 12. Водные фазы экстрагировали метил-трет-бутиловым эфиром, экстракты объединяли, концентрировали и дистиллировали при пониженном давлении с получением 80 г (S)-никотина в виде бесцветной жидкости.107 g of (S)-nornicotine and 80 g of a 37% formaldehyde solution were placed in each of three three-neck flasks with a volume of 500 ml and heated to 75°C. 60 g of an 85% formic acid solution were added dropwise. After addition, the solution reacted for 24 hours while maintaining temperature. After completion of the reaction, sodium hydroxide was added to adjust the pH to 12. The aqueous phases were extracted with methyl tert-butyl ether, the extracts were combined, concentrated and distilled under reduced pressure to obtain 80 g of (S)-nicotine as a colorless liquid.

Химическую чистоту и оптическую чистоту полученного (S)-никотина определяли отдельно с помощью высокоэффективного жидкостного хроматографа. Конкретные операции такие же, как и в примере 5. Хроматограмма представлена на фиг. 15, где расчетная химическая чистота составляет 99,7%; и хиральная хроматограмма представлена на фиг. 16, где оптическая чистота составляет 99,87%.The chemical purity and optical purity of the resulting (S)-nicotine were determined separately using a high-performance liquid chromatograph. The specific operations are the same as in example 5. The chromatogram is shown in Fig. 15, where the calculated chemical purity is 99.7%; and the chiral chromatogram is shown in Fig. 16, where the optical purity is 99.87%.

Пример 9Example 9

В этом примере обсуждается предпочтительный тип иминредуктазы. Ниже описано осуществление соответствующего способа.This example discusses the preferred type of imine reductase. The implementation of the corresponding method is described below.

Порошок фермента IRED взвешивали и помещали по 10 мг в каждый из реакционных сосудов объемом 2 мл. В каждый сосуд добавляли по 9,2 мг глюкозы, 1 мг натриевой соли NAD, 1 мг натриевой соли NADP, 2 мг глюкозодегидрогеназы ES-GDH105 и 900 мкл 0,1 М фосфатного буферного раствора (рН 7,0) и встряхивали до тех пор, пока раствор не становился прозрачным. Затем в каждый сосуд добавляли 5 мг миосмина и 100 мкл DMSO. Сосуды плотно закрывали, помещали во встряхивающее устройство с постоянной температурой 30°С и встряхивали в течение ночи. Образцы анализировали с помощью ВЭЖХ в отношении степени превращения и хиральности. Результаты представлены в таблице 1.IRED enzyme powder was weighed and 10 mg was placed into each of the 2 ml reaction vessels. 9.2 mg of glucose, 1 mg of sodium salt NAD, 1 mg of sodium salt of NADP, 2 mg of glucose dehydrogenase ES-GDH105 and 900 μl of 0.1 M phosphate buffer solution (pH 7.0) were added to each vessel and shaken until until the solution became clear. 5 mg myosmin and 100 μL DMSO were then added to each vessel. The vessels were tightly sealed, placed in a shaking device at a constant temperature of 30°C and shaken overnight. Samples were analyzed by HPLC for conversion and chirality. The results are presented in Table 1.

Как видно из данных таблицы 1, ES-TRED103 и IRED1321110 представляют собой более предпочтительные типы иминредуктазы.As can be seen from the data in Table 1, ES-TRED103 and IRED1321110 are the more preferred types of imine reductase.

Пример 10Example 10

В этом примере обсуждается предпочтительный тип глюкозодегидрогеназы. Ниже описано осуществление соответствующего способа.This example discusses the preferred type of glucose dehydrogenase. The implementation of the corresponding method is described below.

Порошок фермента GDH взвешивали и помещали по 2 мг в каждый из реакционных сосудов объемом 2 мл. В каждый сосуд добавляли 9,2 мг глюкозы, 1 мг натриевой соли NAD, 1 мг натриевой соли NADP, 10 мг ES-IRED103 и 900 мкл 0,1 М фосфатного буферного раствора (рН 7,0) и встряхивали до тех пор, пока раствор не становился прозрачным. Затем в каждый сосуд добавляли 150 мг миосмина и 100 мкл DMSO. Сосуды плотно закрывали, помещали во встряхивающее устройство с постоянной температурой 30°С и встряхивали в течение ночи. Образцы анализировали с помощью ВЭЖХ для определения степени превращения. Результаты представлены в таблице 2.The GDH enzyme powder was weighed and 2 mg was placed into each of the 2 ml reaction vessels. 9.2 mg glucose, 1 mg sodium NAD, 1 mg sodium NADP, 10 mg ES-IRED103 and 900 μl of 0.1 M phosphate buffer solution (pH 7.0) were added to each vessel and shaken until the solution did not become transparent. 150 mg of myosmin and 100 μl of DMSO were then added to each vessel. The vessels were tightly sealed, placed in a shaking device at a constant temperature of 30°C and shaken overnight. Samples were analyzed by HPLC to determine the degree of conversion. The results are presented in Table 2.

Как можно видеть из данных таблицы 2, ES-GDH109 представляет собой более предпочтительный тип глюкозодегидрогеназы.As can be seen from the data in Table 2, ES-GDH109 is the preferred type of glucose dehydrogenase.

Пример 11Example 11

В этом примере обсуждается предпочтительный тип кофермента. Ниже описано осуществление соответствующего способа.This example discusses the preferred type of coenzyme. The implementation of the corresponding method is described below.

Навески 1 мг натриевой соли NAD и 1 мг натриевой соли NADP помещали в каждый из реакционных сосудов объемом 2 мл, соответственно. В каждый сосуд добавляли 9,2 мг глюкозы, 2 мг порошка фермента ES-GDH109, 10 мг ES-IRED103 и 900 мкл 0,1 М фосфатного буферного раствора (рН 7,0) и встряхивали до тех пор, пока раствор не становился прозрачным. Затем в каждый сосуд добавляли 150 мг миосмина и 100 мкл DMSO. Сосуды плотно закрывали, помещали во встряхивающее устройство с постоянной температурой 30°С и встряхивали в течение ночи. Образцы анализировали с помощью ВЭЖХ для определения степени превращения. Результаты представлены в таблице 3.Samples of 1 mg of NAD sodium salt and 1 mg of NADP sodium salt were placed in each of the 2 ml reaction vessels, respectively. 9.2 mg of glucose, 2 mg of ES-GDH109 enzyme powder, 10 mg of ES-IRED103 and 900 μl of 0.1 M phosphate buffer solution (pH 7.0) were added to each vessel and shaken until the solution became clear . 150 mg of myosmin and 100 μl of DMSO were then added to each vessel. The vessels were tightly sealed, placed in a shaking device at a constant temperature of 30°C and shaken overnight. Samples were analyzed by HPLC to determine the degree of conversion. The results are presented in Table 3.

Как можно видеть из данных таблицы 3, натриевая соль NADP представляет собой более предпочтительный тип кофермента.As can be seen from the data in Table 3, the sodium salt of NADP is the more preferred type of coenzyme.

Заявитель утверждает, что, хотя способ синтеза (S)-никотина в настоящей заявке описан посредством примеров, которые представлены выше, настоящая заявка не ограничивается описанными выше примерами, и это означает, что реализация настоящей заявки не должна обязательно зависеть от примеров, описанных выше. Для специалистов в данной области техники должно быть очевидно, что любые улучшения, внесенные в настоящую заявку, эквивалентные замены исходных материалов продукта, добавление вспомогательных ингредиентов, выбор конкретных методов и другие условия в настоящей заявке во всех случаях находятся в пределах объема правовой защиты и объема раскрытия настоящей заявки.Applicant states that although the method for synthesizing (S)-nicotine in the present application is described by means of the examples that are presented above, the present application is not limited to the examples described above, and this means that the implementation of the present application does not necessarily depend on the examples described above. It will be apparent to those skilled in the art that any improvements made to this application, equivalent substitutions of product starting materials, additions of auxiliary ingredients, selection of specific methods, and other terms in this application are in all cases within the scope of the legal protection and scope of the disclosure of this application.

Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящей заявки подробно описаны выше, настоящая заявка не ограничивается подробностями вариантов осуществления, которые описаны выше, и в технические решения настоящей заявки могут быть внесены различные простые модификации без отклонения я от технической концепции настоящей заявки. Все эти простые модификации входят в объем правовой защиты настоящей заявки.Although the preferred embodiments of the present application are described in detail above, the present application is not limited to the details of the embodiments as described above, and various simple modifications can be made to the technical solutions of the present application without deviating from the technical concept of the present application. All of these simple modifications are within the scope of the present application.

Кроме того, следует отметить, что если отсутствует противоречие, конкретные технические признаки, описанные в вариантах осуществления, которые представлены выше, могут быть объединены любым подходящим образом. Во избежание ненужного повторения различные возможные варианты объединения дополнительно не описаны в настоящей заявке.In addition, it should be noted that, unless conflicting, the specific technical features described in the embodiments presented above may be combined in any suitable manner. To avoid unnecessary repetition, the various possible combinations are not further described herein.

Claims (11)

1. Способ синтеза (S)-никотина, в котором в условиях системы циркуляции кофермента, включая кофермент, глюкозу и глюкозодегидрогеназу, с применением кофермента в качестве донора водорода и иминредуктазы в качестве катализатора миосмин подвергают каталитическому восстановлению с осуществлением следующих реакций с получением (S)-никотина:1. A method for the synthesis of (S)-nicotine, in which, under the conditions of a coenzyme circulation system, including coenzyme, glucose and glucose dehydrogenase, using coenzyme as a hydrogen donor and imine reductase as a catalyst, myosmin is subjected to catalytic reduction with the following reactions to obtain (S) -nicotine: где кофермент представляет собой соль NADP и/или соль NAD.where the coenzyme is an NADP salt and/or a NAD salt. 2. Способ синтеза (S)-никотина по п. 1, в котором кофермент включает соль NADP.2. The method for synthesizing (S)-nicotine according to claim 1, in which the coenzyme includes an NADP salt. 3. Способ синтеза (S)-никотина по п. 1 или 2, в котором глюкозодегидрогеназа представляет собой любую глюкозодегидрогеназу или комбинацию по меньшей мере двух глюкозодегидрогеназ из ES-GDH101, ES-GDH102 или ES-GDH109, предпочтительно ES-GDH109.3. A method for synthesizing (S)-nicotine according to claim 1 or 2, wherein the glucose dehydrogenase is any glucose dehydrogenase or a combination of at least two glucose dehydrogenases from ES-GDH101, ES-GDH102 or ES-GDH109, preferably ES-GDH109. 4. Способ синтеза (S)-никотина по любому из пп. 1-3, в котором иминредуктаза представляет собой любую иминредуктазу или комбинацию по меньшей мере двух иминредуктаз из ES-TRED101, ES-IRED103, ES-IRED104, ES-IRED107, IRED1321104, IRED1321108, IRED1321110 или IRED1321114, предпочтительно ES-TRED103 или IRED1321110.4. Method of synthesis of (S)-nicotine according to any one of paragraphs. 1-3, wherein the imine reductase is any imine reductase or a combination of at least two imine reductases from ES-TRED101, ES-IRED103, ES-IRED104, ES-IRED107, IRED1321104, IRED1321108, IRED1321110 or IRED1321114, preferably ES-TRED103 or IRED1321110. 5. Способ синтеза (S)-никотина по любому из пп. 1-4, в котором каталитическое восстановление осуществляют при температуре, составляющей от 15 до 45°С и предпочтительно от 25 до 30°С; предпочтительно каталитическое восстановление осуществляют в течение от 8 до 72 ч; предпочтительно каталитическое восстановление проводят в условиях перемешивания при скорости вращения от 150 до 400 об/мин.5. Method of synthesis of (S)-nicotine according to any one of paragraphs. 1-4, in which the catalytic reduction is carried out at a temperature ranging from 15 to 45°C and preferably from 25 to 30°C; preferably the catalytic reduction is carried out for 8 to 72 hours; preferably the catalytic reduction is carried out under stirring conditions at a rotation speed of 150 to 400 rpm. 6. Способ синтеза (S)-никотина по любому из пп. 1-5, в котором каталитическое восстановление осуществляют в буферном растворе, причем буферный раствор представляет собой фосфатный буферный раствор, трис(гидроксиметил)метиламингидрохлоридный буферный раствор или триэтаноламингидрохлоридный буферный раствор; предпочтительно буферный раствор имеет значение рН, составляющее от 5,0 до 9,0 и предпочтительно от 5,8 до 6,5.6. Method of synthesis of (S)-nicotine according to any one of paragraphs. 1-5, in which the catalytic reduction is carried out in a buffer solution, the buffer solution being a phosphate buffer solution, a tris(hydroxymethyl)methylamine hydrochloride buffer solution, or a triethanolamine hydrochloride buffer solution; preferably the buffer solution has a pH value of from 5.0 to 9.0 and preferably from 5.8 to 6.5. 7. Способ синтеза (S)-никотина по любому из пп. 1-6, в котором метилирование включает смешивание и взаимодействие (S)-норникотина с формальдегидом и муравьиной кислотой с получением (S)-никотина.7. Method of synthesis of (S)-nicotine according to any one of paragraphs. 1-6, in which methylation involves mixing and reacting (S)-nornicotine with formaldehyde and formic acid to produce (S)-nicotine. 8. Способ синтеза (S)-никотина по любому из пп. 1-7, в котором метилирование осуществляют при температуре от 55 до 80°С; предпочтительно метилирование осуществляют в течение от 8 до 48 часов.8. Method of synthesis of (S)-nicotine according to any one of paragraphs. 1-7, in which methylation is carried out at a temperature of from 55 to 80°C; preferably, methylation is carried out over a period of 8 to 48 hours. 9. Способ синтеза (S)-никотина по любому из пп. 1-8, включающий смешивание миосмина, кофермента, глюкозы, глюкозодегидрогеназы, буферного раствора и иминредуктазы и взаимодействие смеси при температуре от 15 до 45°С в течение от 8 до 72 часов с получением (S)-норникотина, причем массовое соотношение миосмина, кофермента и иминредуктазы составляет 1:(0,001-0,05):(0,05-0,1); а также последующее смешивание (S)-норникотина с формальдегидом и муравьиной кислотой и взаимодействие смеси при температуре от 55 до 80°С в течение от 8 до 48 часов с получением (S)-никотина.9. Method of synthesis of (S)-nicotine according to any one of paragraphs. 1-8, including mixing myosmin, coenzyme, glucose, glucose dehydrogenase, buffer solution and imine reductase and reacting the mixture at a temperature of 15 to 45°C for 8 to 72 hours to obtain (S)-nornicotine, the mass ratio of myosmin, coenzyme and imine reductase is 1:(0.001-0.05):(0.05-0.1); and subsequent mixing of (S)-nornicotine with formaldehyde and formic acid and reacting the mixture at a temperature of 55 to 80°C for 8 to 48 hours to obtain (S)-nicotine.
RU2022126342A 2020-03-10 2021-03-08 Method of synthesis of (s)-nicotine RU2803744C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010172401.0 2020-03-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2803744C1 true RU2803744C1 (en) 2023-09-19

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU54879A1 (en) * 1936-06-16 1939-05-31 М.К. Малов Nicotine production method
WO2014174505A2 (en) * 2013-04-22 2014-10-30 Perrigo Api Ltd. A process for the preparation of nicotine comprising the enzymatic reduction of 4- (methylamino) -1- (pyridin-3- yl) butan-1-one
US20160326134A1 (en) * 2014-12-09 2016-11-10 Njoy, Inc. Synthesis and resolution of nicotine
WO2017119003A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 Council Of Scientific & Industrial Research A process for the preparation of nicotine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU54879A1 (en) * 1936-06-16 1939-05-31 М.К. Малов Nicotine production method
WO2014174505A2 (en) * 2013-04-22 2014-10-30 Perrigo Api Ltd. A process for the preparation of nicotine comprising the enzymatic reduction of 4- (methylamino) -1- (pyridin-3- yl) butan-1-one
US20160326134A1 (en) * 2014-12-09 2016-11-10 Njoy, Inc. Synthesis and resolution of nicotine
WO2017119003A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 Council Of Scientific & Industrial Research A process for the preparation of nicotine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PEYTON J. et al. Resolution of (±)-5-Bromonornicotine. Synthesis of (R) and (S)-Nornicotine of High Enantiomeric Purity, J. Org. Chem., 1982, vol.47, p.4165-4167. GUO C. et al. Iridium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of 2‑Pyridyl Cyclic Imines: A Highly Enantioselective Approach to Nicotine Derivatives, J. Am. Chem. Soc., 2015, vol.137, no.1, p.90-93. LOH T.-P. et al. A novel reductive aminocyclization for the syntheses of chiral pyrrolidines: stereoselective syntheses of (S)-nornicotine and 2-(2'-pyrrolidyl)-pyridines, Tetrahedron Letters, 1999, vol.40, no.44, p.7847-7850. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4119671A1 (en) Method for synthesizing (s)-nicotine
AU2005240857B2 (en) 2-butanol production method
Fischer et al. Alcohol Dehydrogenase‐Catalyzed Synthesis of Enantiomerically Pure δ‐Lactones as Versatile Intermediates for Natural Product Synthesis
WO2014174505A2 (en) A process for the preparation of nicotine comprising the enzymatic reduction of 4- (methylamino) -1- (pyridin-3- yl) butan-1-one
CN113637713B (en) Method for preparing chiral 2-chloro-3, 4-difluorophenethyl alcohol
US6689591B2 (en) Method of reducing keto-carboxylic acids and their esters
Weijers et al. Enantioselective hydrolysis of unbranched aliphatic 1, 2-epoxides by Rhodotorula glutinis
Li et al. Preparation of optically active N-benzyl-3-hydroxypyrrolidine by enzymatic hydroxylation
Prado et al. One-step enantioselective synthesis of (4S)-isosclerone through biotranformation of juglone by an endophytic fungus
RU2803744C1 (en) Method of synthesis of (s)-nicotine
Brenna et al. Rationalisation of the stereochemical outcome of ene-reductase-mediated bioreduction of α, β-difunctionalised alkenes
Barbieri et al. Bioreduction of aromatic ketones: preparation of chiral benzyl alcohols in both enantiomeric forms
Barbieri et al. Chemo-enzymatic synthesis of (R)-and (S)-3, 4-dichlorophenylbutanolide intermediate in the synthesis of sertraline
CN115404249A (en) Preparation method and application of (S) -nicotine intermediate
CN101314784A (en) Method for biological catalysis preparation of (R)-2-hydroxyl-4-phenyl ethyl butyrate
Vogel et al. Highly efficient and scalable chemoenzymatic syntheses of (R)-and (S)-lactaldehydes
Rodríguez-Mata et al. Baeyer–Villiger monooxygenase-catalyzed desymmetrizations of cyclobutanones. Application to the synthesis of valuable spirolactones
KR102594425B1 (en) Methods for preparing nicotine and intermediates thereof
Kobler et al. Hydroxynitrile lyase-catalyzed addition of HCN to 2-and 3-substituted cyclohexanones
EP2229449A2 (en) Method for the enzymatic reduction of alpha- and beta-dehydroamino acids
Borowiecki et al. Biocatalytic hydrogen-transfer to access enantiomerically pure proxyphylline, xanthinol, and diprophylline
JP2006521101A (en) Combined cofactor-dependent enzyme reaction system in aqueous media
CN113462728A (en) Method for preparing (R) -1- (4-bromophenyl) -2,2, 2-trifluoroethanol by using Verticillium terrestris
AU2015254654A1 (en) Method for transforming levoglucosenone into 4-hydroxymethyl butyrolactone or 4-hydroxymethyl butenolide
EP0862645B1 (en) Stereoselective microbial reduction process