TWI388667B - Enzyme dynamic segmentation method - Google Patents

Enzyme dynamic segmentation method Download PDF

Info

Publication number
TWI388667B
TWI388667B TW098128247A TW98128247A TWI388667B TW I388667 B TWI388667 B TW I388667B TW 098128247 A TW098128247 A TW 098128247A TW 98128247 A TW98128247 A TW 98128247A TW I388667 B TWI388667 B TW I388667B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
nitrogen
group
enzyme
segmentation method
organic solvent
Prior art date
Application number
TW098128247A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201107481A (en
Original Assignee
Univ Chang Gung
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 Univ Chang Gung filed Critical Univ Chang Gung
Priority to TW098128247A priority Critical patent/TWI388667B/zh
Priority to US12/731,558 priority patent/US8377660B2/en
Publication of TW201107481A publication Critical patent/TW201107481A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI388667B publication Critical patent/TWI388667B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/006—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by reactions involving C-N bonds, e.g. nitriles, amides, hydantoins, carbamates, lactames, transamination reactions, or keto group formation from racemic mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/10—Nitrogen as only ring hetero atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62—Carboxylic acid esters

Landscapes

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

Description

酵素動力分割方法
本發明是有關於一種酵素動力分割方法，特別是指一種利用新穎基質(氮-醯基唑類)之酵素動力分割方法。
「具有光學活性(optically active)的羧酸或其酯類」，如α-或β-取代羧酸或其酯類，除了作為藥品的用途之外，更可運用在醫藥化學品的製備過程中，作為中間體或是立體異構物之分割劑(resolving agent)。例如(S )-2-(4-異丁基苯基)丙酸及(S )-2-(6-甲氧基-2-萘基)丙酸可作為非類固醇藥、(R )-2-(4-氯苯氧基)丙酸則可作為除草劑或是用於製備除草劑之中間體。
具有光學活性之羧酸或其酯類通常是在具有高鏡像選擇性(stereoselectivity)之酵素的催化下，使一基質(substrate)進行水解、酯化、轉酯化或醯胺化等反應所製得，該基質可為外消旋羧酸、外消旋酯類或硫酯類、外消旋醯胺類等等。上述之方法稱為「酵素動力分割方法」，此方法之立體選擇性主要會受到下列因素的影響：基質的選擇、反應溫度及時間、酵素的選擇、反應溶劑的選擇等，而立體選擇性則會影響到反應產物或剩餘基質的光學純度(enantiomeric excess，ee)。
本案發明人對此項技術已進行深入研究並同時取得數個專利，例如美國專利公告第6,201,151號，係揭示一種用於製備具有光學活性之(S )-α-芳基丙酸或其酯類之方法，此方法是在具有(S )-鏡像選擇性之脂肪分解酵素的存在下，使外消旋芳基丙酸進行動力分割反應。另例如中華民國專利公告第I276687號，則揭示一種以木瓜脂肪分解酵素進行α-取代基乙酸或其酯類之動力分割的方法。
在目前之動力分割方法研究中，大多是透過改變反應溫度或溶劑來提昇酵素活性及產物的光學純度，一般需要在多次的實驗後才可找出較佳的反應溫度或溶劑，而且習知方法無法大幅地提昇光學純度。因此，對於業界而言，如何有效率地提昇動力分割方法之酵素活性及產物的光學純度，仍存在一極大的需求。
就習知透過改變反應溫度或溶劑為何無法有效率地提昇酵素活性及產物的光學純度，本案發明人曾仔細探究其原因，結果發現當基質含有具備強拉電子能力的醇離去基時，無法正比地提高基質醯基(C=O)之親核能力，致使速率決定步驟由醇之離去改變為基質醯基之親核性，故而無法同時提昇酵素活性及產物的光學純度。基於上述推論，本案發明人嘗試對基質結構進行修飾，以試圖讓基質的醯基易於進行親核反應，並藉此同時提昇酵素活性及產物的光學純度。
因此，本發明之目的即在提供一種新穎酵素動力分割方法。該方法利用新穎基質，更具備高立體選擇性、不錯的轉化率、高對掌異構比、高光學純度及反應時間短等優點。
於是，本發明之酵素動力分割方法包含：提供一由下式(I)所示之氮-醯基唑類作為一基質：
於式(I)中，X表示鹵素、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、-OH、-NH2 、-NHCOCH3 、-SH或-SCH3 ；R1 為不同於X之基團且表示直鏈或支鏈之飽和或不飽和C1 ~C20 脂族基團、芳基、芳氧基或C3 ~C12 雜環基，上述之每一個基團可選擇地被1至3個取代基所取代，該取代基選自於鹵素、芳基、芳氧基、-NH2 、-CF3 、-CN、-NO2 、-OH、-SH、-COOH、-SCF3 、-OCF3 、-CONH2 、-COC6 H5 、C1 ~C6 烷氧基或C1 ~C6 烷基，以及該雜環基含有1至3個選自於氧、硫或氮之雜原子；R2 表示唑類基團，其可選擇地被1或2個取代基所取代，該取代基是選自於鹵素、芳基、芳氧基、-NH2 、-CF3 、-CN、-NO2 、-OH、-SH、-COOH、-SCF3 、-OCF3 、-CONH2 、C1 ~C6 烷氧基、或C1 ~C6 烷基；及n為0或1；使該基質在一含有一有機溶劑之液相中，並於一脂肪分解酵素的催化下進行動力分割反應。
鑑於一般醯胺對於親核反應具有較低的反應性，因此本案發明人嘗試使用氮-醯基唑類來取代現有基質，結果發現氮-醯基唑類易於取得並具有高反應性，這是因為氮-醯基唑類之與醯基鍵結之氮上具有屬於唑類單元之環狀π系統的一部份之未共享電子對(unshared electron pair)，這個特殊的結構可以讓氮上帶部分正電而干擾正常的醯胺共振，進而對醯基上之羰基(C=O)發揮拉電子效應，使得羰基的碳更加親電子而易於被親核基所攻擊，也就是讓羰基的碳易於進行親核反應。本發明方法透過將基質改變為高反應性之氮-醯基唑類，並於脂肪分解酵素及有機溶劑之存在下進行動力分割反應，而有效提昇酵素活性及立體選擇性，進而可獲得高光學純度之產物。
上述之「脂族基團」一詞包含，但不限於直鏈或支鏈之飽和或不飽和烷基、烯基、炔基、環烷基等；「芳基」包含，但不限於苯基、萘基、聯苯基等；及「雜環基」包含，但不限於噻吩基(thienyl)、呋喃基(furyl)、吡啶基(pyridyl)、吡嗪基(pyrazinyl)、咪唑基(imidazolyl)、吡喃基(pyranyl)等。
該氮-醯基唑類係同時包含氮-醯基唑類之R 型鏡像異構物以及氮-醯基唑類之S 型鏡像異構物。較佳地，該基質為氮-醯基唑類之外消旋混合物(即基質中含有等量之R 型鏡像異構物及S 型鏡像異構物)。
氮-醯基唑類之外消旋混合物可依據習知方法進行製備，例如以下兩種方法：(方法一)在三乙基胺及亞硫酸氯之存在下，使一羧酸之外消旋混合物與一唑類於室溫下反應2小時，最後再經萃取乾燥，便可製得氮-醯基唑類之外消旋混合物；或(方法二)使一羧酸之外消旋混合物與氮，氮-羰基二唑類於55℃下反應2小時，接著將反應溫度降至4℃，最後移除未反應之氮，氮-羰基二唑類以及唑類副產物後，再經乾燥，便可製得氮-醯基唑類之外消旋混合物。
較佳地，該式(I)之X是選自於鹵素、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。更佳地，X是選自於鹵素、甲基或甲氧基。於本發明之具體例中，X為溴、甲基或甲氧基。
較佳地，該式(I)之R1 為未經取代或經取代之芳基，或經取代之芳氧基。更佳地，R1 是選自於未經取代或經取代之苯基、未經取代或經取代之苯氧基，或未經取代或經取代之萘基。於本發明之具體例中，R1 是選自於苯基、2,4-二氯苯氧基、4-氯苯氧基、3-苯氧基苯基、4-氟聯苯基、4-異丁基苯基、3-芐醯基苯基或6-甲氧基萘基。
較佳地，該式(I)之R2 是選自於未經取代或經取代之咪唑基、未經取代或經取代之吡唑基、未經取代或經取代之三唑基，或未經取代或經取代之四唑基。於本發明之具體例中，R2 是選自於1,2,4-三唑基、4-溴吡唑基、4-甲基吡唑基、4-硝基吡唑基、咪唑基、吡唑基或3-(2-吡啶基)吡唑基。
在本發明之具體例中，該式(I)之氮-醯基唑類是選自於氮-2-苯基丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-苯基丙醯基-4-溴吡唑、氮-2-苯基丙醯基-4-甲基吡唑、氮-2-苯基丙醯基-4-硝基吡唑、氮-2-苯基丙醯基咪唑、氮-2-苯基丙醯基吡唑、氮-2-苯基丙醯基3-(2-吡啶基)吡唑、氮-2-(2,4-二氯苯氧基)丙醯基-4-溴吡唑、氮-2-(4-氯苯氧基)丙醯基-4-溴吡唑、氮-2-(3-苯氧基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-(4-氟聯苯基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-(4-異丁基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-(3-芐醯基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-(6-甲氧基萘基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-α-溴苯基乙醯-4-溴吡唑、氮-α-甲氧基苯基乙醯-4-溴吡唑、氮-α-甲氧基苯基乙醯-3-(2-吡啶基)吡唑、氮-β-苯基丁醯-4-溴吡唑、或氮-α-溴苯基乙醯基-1,2,4-三唑。
在本發明方法中，脂肪分解酵素並未有特別地限制，較佳地，脂肪分解酵素是選自於皺摺假絲酵母脂肪分解酵素(Candida rugosa lipase)、洋蔥假單胞菌脂肪分解酵素(Pseudomonas cepacia lipase)、南極假絲酵母脂肪分解酵素B(Candida antartica lipase B)或木瓜脂肪分解酵素。上述之「木瓜脂肪分解酵素」的來源為純木瓜脂肪分解酵素或含有該純木瓜脂肪分解酵素之物質，其中，該含有純木瓜脂肪分解酵素之物質是選自於由木瓜之各部位(如葉、莖或未成熟果實之受傷表面)所流出之乳汁、市售木瓜酵素(crude papain)，或將上述該等物質經純化後而得之粗產物。
此外，脂肪分解酵素在使用時可選擇地被承載在一擔體上，該擔體是選自於有機擔體(例如有機高分子，如聚丙醯酸等)或無機擔體(例如陶瓷、矽藻土等)。
本發明方法是在一含有一有機溶劑之液相中進行，較佳地，該液相含有一以有機溶劑為主之溶劑系統，該溶劑系統是選自於除水有機溶劑、含微量水之有機溶劑、含飽和水之有機溶劑或由水及有機溶劑所構成之兩相溶液。上述之溶劑系統可依據動力分割反應的需要進行調整。
上述之有機溶劑亦可依反應需要進行選擇，較佳地，該有機溶劑是選自於異辛烷、庚烷、己烷、環己烷、環己酮、戊烷、甲苯、苯、異丙醚、甲基異丁基醚、甲基第三丁基醚、二氯甲烷、第三戊基醇，或此等之一組合。
本發明之方法可在適於脂肪分解酵素催化該式(I)之氮-醯基唑類之動力分割反應的溫度下進行。較佳地，該基質是在5~90℃之溫度範圍下進行動力分割反應。更佳地，該基質是在15~55℃之溫度範圍下進行。
在本發明之一態樣的具體例中，該液相是由一溶劑系統所構成，該溶劑系統是一含飽和水之有機溶劑，而該基質是在該含飽和水之有機溶劑中，並於該脂肪分解酵素的催化下進行水解動力分割反應，其反應機制如下所示：
在本發明之另一態樣的具體例中，該液相是由一溶劑系統及一醇(即，以下所示之R3 OH)所構成，該溶劑系統是除水有機溶劑，而該基質是在該醇與除水有機溶劑中，並於該脂肪分解酵素的催化下進行醇化(alcoholysis)動力分割反應，其反應機制如下所示：
上述之醇可依據所欲獲得之最終產物進行選擇，較佳地，該醇是選自於甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、三甲基矽甲醇、三甲基矽乙醇或二甲基胺乙醇。而於本發明之具體例中，該醇是選自於甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、三甲基矽甲醇、三甲基矽乙醇或二甲基胺乙醇。
本發明之酵素動力分割方法所獲得之產物具有不錯的轉化率以及高光學純度。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
<實施例> [化學品]以下實施例分別使用下列化學品： 一、基質：
1.外消旋氮-2-苯基丙醯基-1,2,4-三唑：外消旋2-苯基丙酸(由Fluck公司製造)和氮，氮-羰基二(1,2,4-三唑)(由Aldrich公司製造)於55℃下反應後獲得。
2.外消旋氮-2-苯基丙醯基-4-溴吡唑：外消旋2-苯基丙酸(由Fluck公司製造)和4-溴吡唑(由Aldrich公司製造)反應後獲得。
3.外消旋氮-2-苯基丙醯基-4-甲基吡唑：外消旋2-苯基丙酸(由Fluck公司製造)和4-甲基吡唑(由Acros公司製造)反應後獲得。
4.外消旋氮-2-苯基丙醯基-4-硝基吡唑：外消旋2-苯基丙 酸(由Fluck公司製造)和4-硝基吡唑(由Matrix Scientific公司製造)反應後獲得。
5.外消旋氮-2-苯基丙醯基咪唑：外消旋2-苯基丙酸(由Fluck公司製造)和氮，氮-羰基二(1,2,4-咪唑)於55℃下反應後獲得。
6.外消旋氮-2-苯基丙醯基吡唑：外消旋2-苯基丙酸(由Fluck公司製造)和吡唑(由Acros公司製造)反應後獲得。
7.外消旋氮-2-苯基丙醯基-3-(2-吡啶基)吡唑：外消旋2-苯基丙酸(由Fluck公司製造)和3-(2-吡啶基)吡唑(由Alfa Aesar公司製造)反應後獲得。
8.外消旋氮-2-(2,4-二氯苯氧基)丙醯基-4-溴吡唑：外消旋2-(2,4-二氯苯氧基)丙酸(由TCI公司製造)和4-溴吡唑反應後獲得。
9.外消旋氮-2-(4-氯苯氧基)丙醯基-4-溴吡唑：外消旋氮-2-(4-氯苯氧基)丙酸(由Sigma公司製造)和4-溴吡唑反應後獲得。
10.外消旋氮-2-(3-苯氧基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑：外消旋2-(3-苯氧基苯基)丙酸鈣鹽(由Sigma公司製造)和氮，氮-羰基二(1,2,4-三唑)於55℃下反應後獲得。
11.外消旋氮-2-(4-氟聯苯基)丙醯基-1,2,4-三唑：外消旋2-(4-氟聯苯基)丙酸(由Sigma公司製造)和氮，氮-羰基二(1,2,4-三唑)於55℃下反應後獲得。
12.外消旋氮-2-(4-異丁基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑：外消旋 2-(4-異丁基苯基)丙酸(由Sigma公司製造)和氮，氮-羰基二(1,2,4-三唑)於55℃下反應後獲得。
13.外消旋氮-2-(3-芐醯基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑：外消旋2-(3-芐醯基苯基)丙酸(由TCI公司製造)和氮，氮-羰基二(1,2,4-三唑)於55℃下反應後獲得。
14.外消旋氮-2-(6-甲氧基萘基)丙醯基-1,2,4-三唑：外消旋2-(6-甲氧基萘基)丙酸(由TCI公司製造)和氮，氮-羰基二(1,2,4-三唑)於55℃下反應後獲得。
15.外消旋氮-α-溴苯基乙醯基-4-溴吡唑：外消旋α-溴苯基乙酸(由Aldrich公司製造)和4-溴吡唑反應後獲得。
16.外消旋氮-α-甲氧基苯基乙醯基-4-溴吡唑：外消旋α-甲氧基苯基乙酸(由TCI公司製造)和4-溴吡唑反應後獲得。
17.外消旋氮-α-甲氧苯基乙醯基-3-(2-吡啶基)吡唑：外消旋α-溴苯基乙酸(由Aldrich公司製造)和3-(2-吡啶基)吡唑反應後獲得。
18.外消旋氮-β-苯基丁醯基-4-溴吡唑：外消旋3-苯基丁酸(由TCI公司製造)和4-溴吡唑反應後獲得。
19.外消旋氮-α-溴苯基乙醯基-1,2,4-三唑：外消旋α-溴苯基乙酸(由Aldrich公司製造)和氮，氮-羰基二(1,2,4-三唑)於55℃下反應後獲得。
二、脂肪分解酵素：
1.皺摺假絲酵母脂肪分解酵素：由日本Meito Sangyo公司製造，商品名為Lipase MY(以下簡稱MY)。
2.洋蔥假單胞菌脂肪分解酵素：部分實施例使用固定於陶瓷(ceramic)上的洋蔥假單胞菌脂肪分解酵素，係由日本Amano公司製造，商品名為Lipase PS-C Amano I(以下簡稱PS-C)；另一部分實施例使用固定於矽藻土(diatomite)上的洋蔥假單胞菌脂肪分解酵素，係由日本Amano公司製造，商品名為Lipase PS-D Amano I(以下簡稱PS-D)。
3.南極假絲酵母脂肪分解酵素B：經固定化於聚丙醯酸擔體上的Candida antartica lipase B，由丹麥Novo Nordisk公司製造，商品名為Novozym 435(以下簡稱為Novozym)。
4.粗製木瓜脂肪分解酵素(Carica papaya lipase)：將粗木瓜酵素以去離子水清洗，所回收之不溶物乾燥而成，由台灣嘉年公司製造(以下簡稱為pCPL)。
三、醇：
1.二甲基胺乙醇：由Acros公司所製造。
2.三甲基矽甲醇：由Acros公司所製造。
3.三甲基矽乙醇：由Fluck公司所製造。
4.甲醇：由Tedia公司所製造。
5.乙醇：由Tedia公司所製造。
6.正丙醇：由Tedia公司所製造。
7.正丁醇：由Tedia公司所製造。
8.正戊醇：由Tedia公司所製造。
9.正己醇：由Tedia公司所製造。
四、溶劑系統：
1.除水甲基第三丁基醚：於甲基第三丁基醚(由Tedia公司所製造，商品名為methyltert -butyl ether)加入氫化鈣(由德國Riedel-de Haen公司所製造)並攪拌24小時所製得。
2.含飽和水之溶劑：將適量之去離子水分別加入以下所列溶劑中，再攪拌超過24小時後，收集有機層，即分別製得含飽和水之有機溶劑：甲基第三丁基醚、異辛烷、己烷、環己烷、異丙醚及環己酮(上述溶劑皆由Tedia公司所製造)。
[實施例1~20]氮-醯基唑類的水解動力分割反應 (以下標註Ex1~Ex20)
依據下表1的實施例編號，分別將特定溶劑系統以及特定基質進行混合，以分別配製Ex1~Ex20之濃度為3mM之基質溶液。
分別取10mL之基質溶液，再分別添加特定量之特定脂肪分解酵素，即分別獲得一反應液，最後分別使反應液於選定溫度下進行水解動力分割反應。
(取樣分析)
於不同反應時間下，分別對上述反應液進行取樣(每次取樣體積為200μL)，並分別利用液相層析儀(HPLC)進行分析，各反應液之分析條件及儀器設定係分別如下表1所示，最後可分別獲得一時間-濃度曲線圖。然後，分別由R 型基質及S 型基質的分析結果依據下列公式進行計算：
1.轉化率(XR 及XS ):[(SS )0 ：S 型基質的初始濃度；(SS )t ：時間為t小時之S 型基質的濃度；(SR )0 ：R 型基質的初始濃度；(SR )t ：時間為t小時之R 型基質的濃度]
2.基質之外消旋混合物的轉化率(Xt )：Xt =1-[(SS )t +(SR )t ]/[(SS )0 +(SR )0 ]，但因基質為外消旋混合物，所以(SS )0 =(SR )0 ，
3.對掌異構比(E)：初始反應速率VR 及VS (單位為mM/h)是由時間-濃度曲線圖中，取XR 或XS 小於10%之數據所求出之斜率值。Et 為反應液中之酵素濃度(mg/mL)。
4.剩餘基質光學純度(ee)：ee=|[XR -XS ]/[2-XR -XS ]|上述計算結果將整理於下表1中。
[比較例]
以含飽和水之環己烷作為溶劑系統，並用來配製比較例(以下標註為CE)之濃度為3mM之外消旋2-苯基丙酸甲酯溶液。接著，依據實施例8之步驟進行反應及分析，所得結果如下表1所示。
在表1中，可發現編號Ex1~Ex33的轉化率Xt 範圍為37.7%~66.6%、對掌異構比E範圍為7.4~343.0，以及光學純度ee範圍為53.2%~100.0%。
此外，相較於Ex8及CE之結果，可發現Ex8之對掌異構比E為CE之20倍，且Ex8之光學純度ee可達100%，轉化率較高以及反應時間短，由此可證明當基質變更為氮-醯基唑類時，可獲得不錯的轉化率，並可有效提昇對掌異構比及光學純度。
[實施例34~63]氮-醯基唑類之醇化動力分割反應(以下標註為Ex34~Ex63)
依據下表2的編號，分別將除水甲基第三丁基醚與特定基質及特定醇類進行混合，以分別配製Ex34~Ex63之濃度為100mM之醇類溶液以及濃度為3mM之基質溶液。
分別取10mL之基質溶液，再分別添加特定量之Novozym，即分別獲得一反應液，最後分別使反應液於選定溫度下進行醇化動力分割反應。
最後依據上述Ex1~Ex33之取樣分析方式分別對Ex34~Ex63進行分析，所得結果如下表2所示。
在表2中，可發現編號Ex34~Ex63的轉化率Xt 範圍為50.2%~60.0%、對掌異構比E範圍為13.2~828.1，以及光學純度ee範圍為84.3%~100.0%。
綜上所述，本發明氮-醯基唑類之酵素動力分割方法透過將基質轉變為特殊的氮-醯基唑類，以有效地維持不錯的轉化率，同時有效提昇對掌異構比(至高可達828.1)以及光學純度(多數實施例達100%)，更可有效縮短反應時間(至短可達0.2小時)。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (17)

  1. 一種酵素動力分割方法，包含：提供一由下式(I)所示之氮-醯基唑類作為基質： 於式(I)中，X 表示鹵素、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、-OH、-NH2 、-NHCOCH3 、-SH或-SCH3 ；R1 為不同於X之基團且表示直鏈或支鏈之飽和或不飽和C1 ~C20 脂族基團、芳基、芳氧基或C3 ~C12 雜環基，上述之每一個基團可選擇地被1至3個取代基所取代，該取代基選自於鹵素、芳基、芳氧基、-NH2 、-CF3 、-CN、-NO2 、-OH、-SH、-COOH、-SCF3 、-OCF3 、-CONH2 、-COC6 H5 、C1 ~C6 烷氧基或C1 ~C6 烷基，以及該雜環基含有1至3個選自於氧、硫或氮之雜原子；R2 表示唑類基團，其可選擇地被1或2個取代基所取代，該取代基是選自於鹵素、芳基、芳氧基、-NH2 、-CF3 、-CN、-NO2 、-OH、-SH、-COOH、-SCF3 、-OCF3 、-CONH2 、C1 ~C6 烷氧基、或C1 ~C6 烷基；及n 為0或1；使該基質在一含有一有機溶劑之液相中，並於一脂肪分解酵素的催化及5~90℃之溫度範圍下進行動力分割反應。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之酵素動力分割方法，其中，該基質為式(I)之氮-醯基唑類之外消旋混合物。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之酵素動力分割方法，其中，該式(I)之X為鹵素、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述之酵素動力分割方法，其中，該X是選自於鹵素、甲基或甲氧基。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之酵素動力分割方法，其中，該式(I)之R1 為未經取代或經取代之芳基，或經取代之芳氧基。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之酵素動力分割方法，其中，該R1 是選自於未經取代或經取代之苯基、未經取代或經取代之苯氧基，或未經取代或經取代之萘基。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之酵素動力分割方法，其中，該R1 是選自於苯基、2,4-二氯苯氧基、4-氯苯氧基、3-苯氧基苯基、4-氟聯苯基、4-異丁基苯基、3-芐醯基苯基或6-甲氧基萘基。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之酵素動力分割方法，其中，該式(I)之R2 是選自於未經取代或經取代之咪唑基、未經取代或經取代之吡唑基、未經取代或經取代之三唑基或未經取代或經取代之四唑基。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之酵素動力分割方法，其中，該R2 是選自於1,2,4-三唑基、4-溴吡唑基、4-甲基吡唑基、4-硝基吡唑基、咪唑基、吡唑基或3-(2-吡啶基 )吡唑基。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述之酵素動力分割方法，其中，該式(I)之氮-醯基唑類是選自於氮-2-苯基丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-苯基丙醯基-4-溴吡唑、氮-2-苯基丙醯基-4-甲基吡唑、氮-2-苯基丙醯基-4-硝基吡唑、氮-2-苯基丙醯基咪唑、氮-2-苯基丙醯基吡唑、氮-2-苯基丙醯基3-(2-吡啶基)吡唑、氮-2-(2,4-二氯苯氧基)丙醯基-4-溴吡唑、氮-2-(4-氯苯氧基)丙醯基-4-溴吡唑、氮-2-(3-苯氧基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-(4-氟聯苯基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-(4-異丁基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-(3-芐醯基苯基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-2-(6-甲氧基萘基)丙醯基-1,2,4-三唑、氮-α-溴苯基乙醯-4-溴吡唑、氮-α-甲氧基苯基乙醯-4-溴吡唑、氮-α-甲氧基苯基乙醯-3-(2-吡啶基)吡唑、氮-β-苯基丁醯-4-溴吡唑或氮-α-溴苯基乙醯基-1,2,4-三唑。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述之酵素動力分割方法，其中，該脂肪分解酵素是選自於皺褶假絲酵母菌脂肪分解酵素(Candida rugosa lipase)、洋蒽假單胞菌脂肪分解酵素(Pseudomonas cepacia lipase)、南極假絲酵母脂肪分解酵素B(Candida antartica lipase B)或木瓜脂肪分解酵素。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述之酵素動力分割方法，其中，該脂肪分解酵素是被承載在一擔體上，該擔體是選自於有機擔體或無機擔體。
  13. 依據申請專利範圍第1項所述之酵素動力分割方法，其中，該液相含有一溶劑系統，該溶劑系統是選自於除水有機溶劑、含微量水之有機溶劑、含飽和水之有機溶劑或由水及有機溶劑所構成之兩相溶液。
  14. 依據申請專利範圍第13項所述之酵素動力分割方法，其中，該有機溶劑是選自於異辛烷、庚烷、己烷、環己烷、環己酮、戊烷、甲苯、苯、異丙醚、甲基異丁基醚、甲基第三丁基醚、二氯甲烷、第三戊基醇，或此等之一組合。
  15. 依據申請專利範圍第13項所述之酵素動力分割方法，其中，該溶劑系統是一含飽和水之有機溶劑，以使該基質在該含飽和水之有機溶劑中，並於該脂肪分解酵素的催化下進行水解動力分割反應。
  16. 依據申請專利範圍第13項所述之酵素動力分割方法，其中，該液相更含有一醇，且該溶劑系統是除水有機溶劑，以使該基質在該醇與除水有機溶劑中，並於該脂肪分解酵素的催化下進行醇化動力分割反應。
  17. 依據申請專利範圍第16項所述之酵素動力分割方法，其中，該醇是選自於甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、三甲基矽甲醇、三甲基矽乙醇或二甲基胺乙醇。
TW098128247A 2009-08-21 2009-08-21 Enzyme dynamic segmentation method TWI388667B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098128247A TWI388667B (zh) 2009-08-21 2009-08-21 Enzyme dynamic segmentation method
US12/731,558 US8377660B2 (en) 2009-08-21 2010-03-25 Method for producing an optically active compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098128247A TWI388667B (zh) 2009-08-21 2009-08-21 Enzyme dynamic segmentation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201107481A TW201107481A (en) 2011-03-01
TWI388667B true TWI388667B (zh) 2013-03-11

Family

ID=43605672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098128247A TWI388667B (zh) 2009-08-21 2009-08-21 Enzyme dynamic segmentation method

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8377660B2 (zh)
TW (1) TWI388667B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113373187B (zh) * 2021-05-26 2023-11-10 江苏阿尔法药业股份有限公司 一种氮杂环化合物c27h30fno6的酶催化合成方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8377660B2 (en) 2013-02-19
US20110045551A1 (en) 2011-02-24
TW201107481A (en) 2011-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nealon et al. Controlling substrate specificity and stereospecificity of alcohol dehydrogenases
KR970005052B1 (ko) 다상 및 추출막 반응기중에서의 입체이성체의 분할방법
Matsuda et al. Two classes of enzymes of opposite stereochemistry in an organism: one for fluorinated and another for nonfluorinated substrates
US20080138856A1 (en) Enzymatic Enantioselective Ester or Amide Hydrolysis or Synthesis
Singh et al. Enantioselective transesterification of racemic phenyl ethanol and its derivatives in organic solvent and ionic liquid using Pseudomonas aeruginosa lipase
Milagre et al. Chemoenzymatic Synthesis of α-Hydroxy-β-methyl-γ-hydroxy Esters: Role of the Keto− Enol Equilibrium To Control the Stereoselective Hydrogenation in a Key Step
Wang et al. Kinetic resolution of (R, S)-pyrazolides containing substituents in the leaving pyrazole for increased lipase enantioselectivity
Chikusa et al. There's No Industrial Biocatalyst Like Hydrolase: Development of Scalable Enantioselective Processes Using Hydrolytic Enzymes1
TWI388667B (zh) Enzyme dynamic segmentation method
Tsai et al. Implication of substrate-assisted catalysis on improving lipase activity or enantioselectivity in organic solvents
KR100485090B1 (ko) 이온성 액체로 코팅된 효소
Chen et al. Kinetic and thermodynamic investigation of lipase-catalyzed hydrolysis of (R, S)-3-phenylbutyl azolides
EP0672165B1 (en) A process for the preparation of s-(+)-2-(3-benzoylphenyl)propionic acid by enzyme-catalysed enantioselective transesterification in an organic solvent
JP2000245498A (ja) 立体異性体のカルボン酸エステルの製造方法
Fishman et al. Practical Chemo-Enzymatic Process for the Preparation of (1 R, cis)-2-(2, 2-Dihaloethenyl)-3, 3-dimethylcyclopropane Carboxylic Acids
WO2007078176A1 (en) The method of making optically active 2-chloromandelic acid esters and 2-chloromandelic acids by enzymatic method
Bogel-Łukasik Sustainable processes employing ionic liquids for secondary alcohols separation
JPH07147994A (ja) １，２−ジオール誘導体の光学分割
Wu et al. An efficient lipase-catalyzed enantioselective hydrolysis of (R, S)-azolides derived from N-protected proline, pipecolic acid, and nipecotic acid
Kolodiazhna et al. Synthesis of optically active vicinal fluorocyclopentanols and fluorocyclopentanamines by enzymatic deracemization.
AU663110B2 (en) Arylalkanoic acid resolution
KR20130030397A (ko) 신규한 계면활성제 코팅 효소 및 그 용도
EP2069516B1 (en) Specific hydrolysis of the n-unprotected (r) -ester of (3 ) -amin0-3-arylpr0pi0nic acid esters
Swain et al. Lipase enzymes for sustainable synthesis of chiral active pharmaceutical ingredients (API) and key starting materials
JP5414395B2 (ja) （１ｓ，２ｒ）−２−クロロ−２−フルオロシクロプロパンカルボン酸の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees