一種r-(-)-扁桃酸的製備方法
2023-05-09 17:09:11 2
專利名稱：一種r-(-)-扁桃酸的製備方法
技術領域：
本發明的技術方案涉及生物法合成扁桃酸，具體地說是R-(-)-扁桃酸酸的製備方法。
技術背景手性藥物(chiral drug)是指具有藥用生理活性的單一對映體化合物藥物，不同手 性的藥物作用於生物體時，在生物活性、代謝過程及毒性等方面往往存在顯著差異。隨 著現代藥物研究技術的發展，手性藥物及相關技術已成為當今藥物及相關學科的研究熱 點。據不完全統計，世界上市銷售的藥物總數為1850種，天然及半合成藥物523禾中， 其中手性藥物為517種；合成藥物1327種，其中手性藥物528種。手性藥物己成為 國際新藥研究和開發的方向之一。扁桃酸(又稱a-羥基苯乙酸，英文名Mandelic acid)，具有R、 S兩種構型，其中 R- (_)-扁桃酸是一種重要的手性中間體，被廣泛應用於多種藥物的合成，如被用於合 成青黴素和頭抱菌素等抗生素、減肥藥物、抗腫瘤藥物、治療抑鬱症藥物和農藥等；並 可作為手性試劑，用於拆分其它手性化合物。因此，製備光學純的手性模塊化合物在醫 藥、農業、材料和環保等領域都具有廣泛的價值。目前，扁桃酸的工業化合成路線主要有兩條， 一是以苯乙酮為原料，苯乙酮氯化為 二氯乙酞苯，然後用稀鹼水解而得；二是以苯甲醛為原料，苯甲醛溶於氯仿中加入無水 氫氰酸反應後得到扁桃腈，再水解得到產品。但傳統合成技術所得到的是外消旋體的扁 桃酸，關鍵技術在於單一性化合物的生產，國際上拆分外消旋化合物常見方法主要包括 色譜法、化學法和生物法等。其中，製備手性色譜柱進行拆分法，所得產品純度高，被 分離樣品可變範圍窄，但是由於需昂貴的手性添加劑，因此僅限於檢測及實驗室製備； 化學法收率低、光學純度低、生產工序繁雜、能耗大、環境汙染嚴重、毒性大、成本高； 利用生物法製備光學純的手性化合物具有反應條件溫和，產物單一，立體選擇性、區域 選擇性和化學選擇性較高，並能完成一些化學合成難以進行的反應等優點，成為當前研 究的重點。專利"一種微生物不對稱拆分製備(R)-扁桃酸的方法"(CN1840671)，首 先從一種微生物出發經發酵培養得到此微生物的全細胞，再以此全細胞作為催化劑進行 拆分，所得產物的ee值達90。/。以上，但是其反應周期較長，除去微生物培養過程，僅拆 分反應這一步驟就需要24-72小時。專利"一種生產光學純手性扁桃酸的方法" (CN1710087)，採用化學和生物結合的方法，除去原料製備和微生物培養過程，其拆分 反應需要45-50小時。發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種R-(-)-扁桃酸的製備方法，它是一種在離子液體中酶法催化不對稱水解扁桃酸乙酯生產R-(-)-扁桃酸的技術，該技術克服了化學 合成法的產品為外消旋扁桃酸即RS-扁桃酸的缺點，操作簡單，對環境友好，拆分反應 時間僅為5. 0-10小時，並且得到了較高的產物ee值。本發明解決該技術問題所採用的技術方案是一種R-(-)-扁桃酸的製備方法，其步驟是取扁桃酸乙酯加入到反應器中，再加入離子液體、三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液 (Tris-HCl緩衝溶液)和脂肪酶催化劑，其中物料配比為每毫升離子液體中加入0. lg 0.3g扁桃酸乙酯，脂肪酶用量為扁桃酸乙酯質量的2.5% 7.5%，以體積比計離子液體 三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液=1: 1 8，三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液pH範圍 6 8.5,然後將反應器密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數50 200轉/分鐘，反應 溫度為20 60'C，反應時間5.0 10小時，反應完成後過濾除酶、濾液經真空旋轉蒸發 除去水分，按照每毫升離子液體加入9ml乙酸乙酯的配比加入乙酸乙酯萃取，萃取液經 旋轉蒸發得到扁桃酸及扁桃酸乙酯的固體，按照每毫升離子液體加入10ml正己烷的配比 加入正己烷，扁桃酸乙酯溶解，過濾即得固體產物R-(-)-扁桃酸。在上面R-(-)-扁桃酸的製備方法中，所述的離子液體是卜丁基-3-甲基咪唑溴 ([Bmim] [Br] )、 1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim] [Cl] )、 1-丁基_3-甲基咪唑六氟磷酸鹽 ([Bmim][PFe])、 l-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([Braim] [BF4] )、 1-辛基-3-甲基咪唑 六氟磷酸鹽(
[PF6])或1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([Emim] [BF4])。所述的脂肪酶催化劑為南極假絲酵母脂肪酶B (Candida antarctic lipase B)、假 絲柱狀酵母(Candida Cylinder lipase)、假絲玫瑰酵母(Candida Rugosa lipase)、 或嗜熱真菌脂肪酶(Lipasezyme TL IM)。所述脂肪酶催化劑均為市售商品化生物酶。本發明的有益效果是1. 本發明除具備一般生物反應催化效率高、立體選擇性好和反應條件溫和的優點外， 因使用了商品化的生物酶作催化劑，比發酵培養得到的全細胞作催化劑具有更穩定的催 化效率；還因使用離子液體作為反應介質，大大縮短了反應時間，拆分反應時間僅為 5.0-10小時，並且得到了較高的產物ee值。離子液體是一種由有機陽離子和無機陰離 子構成的有機熔融鹽，在室溫或接近室溫時呈液態，具有不揮發、化學性質穩定、對環 境友好和可循環利用等傳統有機溶劑無法比擬的優點。2. 本發明R-(-)-扁桃酸的製備方法工藝簡單、反應條件溫和、環境汙染小；所得產 物的立體選擇性高、產物ee值最高為6(m，其產率可達92%。
具體實施方式
實施例1取扁桃酸乙酯0. 1克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1毫升[Bmim] [Br]、5毫升pH7.5的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液(Tris-HC1緩衝溶液)和7.5毫克 Candida antarctic lipase B酶加入到該磨口具塞三角瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口 密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數150轉/分鐘，反應溫度50'C，反應時間6小 時，反應完成後過濾除酶，濾液經真空旋轉蒸發除去水分，剩餘物質用9ml乙酸乙酯萃 取，萃取液經真空旋轉蒸發得到扁桃酸及扁桃酸乙酯的固體，加入10ml正己烷，扁桃酸 乙酯溶解，過濾即得固體產物R-(-)-扁桃酸。產物ee值和產率的測定使用高效液相色譜法。色譜條件Agilent 1100型高效液 相色譜儀(UV檢測器)，CHIRALCEL 0D-H色譜柱(04.6X250誦，DAICEL)，流動相為正 己烷異丙醇=90: 10 (V/V)，流速為0. 5 ml/min，檢測波長為220 nra，柱溫40。C。反 應得到的扁桃酸，加入200 pl的三甲基氯矽烷和過量的甲醇，於水浴振蕩器中30。C、 150 r/min反應24小時後，得到扁桃酸甲酯，再進樣，進樣量20pl。(檢測方法以下實 施例同)按照上述ee值檢測方法測定產物的ee值為60. 78%，產率為58. 36%。 所述的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液按照《基礎生物化學實驗》(王秀奇，秦淑媛，高天慧，顏卉君編；高等教育出版社；第二版；279)中的方法製備。(緩衝液製備方法以下實施例同。)實施例2取扁桃酸乙酯0. 3克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1毫升[Bmim] [PF6]、 7毫升pH8. 5的Tris-HC1緩衝液和7. 5毫克Candida Cylinder lipase酶加入到該磨口 具塞三角瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數200 轉/分鐘，反應溫度6(TC，反應時間5小時，反應完成後的分離方法同實施例1，最後得 到產物R-(_)-扁桃酸。按照實施例1中ee值檢測方法測定產物的ee值為35. 28%，產率為67. 36%。 實施例3取扁桃酸乙酯0. 2克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1毫升[Bmim] [Br]、 6毫升pH8. 5的Tris-HCl緩衝液和10毫克Candida Cylinder lipase酶加入到該磨口 具塞三角瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數100 轉/分鐘，反應溫度40。C，反應時間8小時，反應完成後按上述分離方法同實施例1，最 後得到產物R-(-)-扁桃酸。按照上述ee值檢測方法測定產物的ee值為12. 74%，產率為88. 62%。 實施例4取扁桃酸乙酯0. 2克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1毫升[Bmim] [BF4]、 5毫升pH7. 5的Tris-HCl緩衝液和10毫克Candida antarctic lipase B酶加入到該磨 口具塞三角瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數150 轉/分鐘，反應溫度5(TC，反應時間6小時，反應完成後按上述分離方法同實施例1，最 後得到產物R-(-)-扁桃酸。按照上述ee值檢測方法測定產物的ee值為10. 73%，產率為62. 33%。 實施例5取扁桃酸乙酯O. 1克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1亳升[Einim][BF4]、 5毫升p服.0的Tris-HCl緩衝液和7. 5毫克Lipasezyme TL IM酶加入到該磨口具塞三 角瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數150轉/分鐘， 反應溫度3(TC，反應時間10小時，反應完成後按上述分離方法同實施例1，最後得到產 物R-(-)-扁桃酸。按照上述ee值檢測方法測定產物的ee值為10. 91%，產率為92. 45%。 實施例6取扁桃酸乙酯0. 3克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1毫升[Omim] [PF6]、 4毫升pH6. 5的Tris-HC1緩沖液和15毫克Candida Rugosa lipase酶加入到該磨口具 塞三角瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數50轉/ 分鐘，反應溫度50'C，反應時間6小時，反應完成後按上述分離方法同實施例1，最後 得到產物R-(-)-扁桃酸。按照上述ee值檢測方法測定產物的ee值為11. 18%，產率為35. 29%。 實施例7取扁桃酸乙酯0. 2克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1毫升[Bmim] [Br]、 5毫升pH7. 5的Tris-HCl緩衝液和12毫克Lipasezyme TL IM酶加入到該磨口具塞三角 瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數130轉/分鐘， 反應溫度6(TC，反應時間7小時，反應完成後按上述分離方法同實施例1，最後得到產 物R-(-)-扁桃酸。按照上述ee值檢測方法測定產物的ee值為10. 48%，產率為90. 63%。 實施例8取扁桃酸乙酯0. 3克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1毫升[Bmim] [PFj、 1毫升pH7. 5的Tris-HCl緩衝液和10毫克Candida antarctic lipase B酶加入到該磨 口具塞三角瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數110 轉/分鐘，反應溫度7(TC，反應時間9小時，反應完成後按上述分離方法同實施例1，最 後得到產物R-(-)-扁桃酸。按照上述ee值檢測方法測定產物的ee值為15. 96%，產率為81. 03%。 實施例9取扁桃酸乙酯0. 2克加入到50毫升的磨口具塞三角瓶中，再將1毫升[[Bmim] [Cl]、 8毫升pH8. 0的Tris-HC1緩衝液和10毫克Candida Cylinder lipase酶加入到該磨口 具塞三角瓶中，用四氟乙烯密封帶將瓶口密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數ioo 轉/分鐘，反應溫度2(TC，反應時間7小時，反應完成後按上述分離方法同實施例1，最 後得到產物R-(-)-扁桃酸。按照上述ee值檢測方法測定產物的ee值為21. 19%,產率為64. 05%。
權利要求
1，一種R-(-)-扁桃酸的製備方法，其特徵為製備步驟如下取扁桃酸乙酯加入到反應器中，再加入離子液體、三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液和脂肪酶催化劑，其中物料配比為每毫升離子液體中加入0.1g～0.3g扁桃酸乙酯，脂肪酶用量為扁桃酸乙酯質量的2.5％～7.5％，以體積比計離子液體∶三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液＝1∶1～8，三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液pH範圍6～8.5，然後將反應器密封后放置到恆溫水浴搖床中，搖床轉數50～200轉/分鐘，反應溫度為20～60℃，反應時間5.0～10小時，反應完成後過濾除酶、濾液經真空旋轉蒸發除去水分，按照每毫升離子液體加入9ml乙酸乙酯的配比加入乙酸乙酯萃取，萃取液經旋轉蒸發得到扁桃酸及扁桃酸乙酯的固體，按照每毫升離子液體加入10ml正己烷的配比加入正己烷，扁桃酸乙酯溶解，過濾即得固體產物R-(-)-扁桃酸。
2，如權利要求l所述的R-(-)-扁桃酸的製備方法，其特徵為所述的離子液體是1-丁基_3-甲基咪唑溴、1-丁基-3-甲基咪唑氯、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-丁基 -3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、l-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽或1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼 酸鹽。
3，如權利要求1所述的R-(-)-扁桃酸的製備方法，其特徵為所述的脂肪酶催化劑 為南極假絲酵母脂肪酶B、假絲柱狀酵母、假絲玫瑰酵母、或嗜熱真菌脂肪酶。
全文摘要
本發明為一種R-(-)-扁桃酸酸的製備方法，其步驟是取扁桃酸乙酯加入到反應器中，再加入離子液體、三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝溶液和脂肪酶催化劑，每毫升離子液體中加入0.1g～0.3g扁桃酸乙酯，脂肪酶用量為扁桃酸乙酯質量的2.5％～7.5％，以體積比計離子液體∶緩衝溶液＝1∶1～8，緩衝溶液pH範圍6～8.5，然後在恆溫水浴搖床中反應5.0～10小時，過濾除酶、除水，經乙酸乙酯萃取、旋轉蒸發得到扁桃酸及扁桃酸乙酯的固體，再加入正己烷，最後過濾即得R-(-)-扁桃酸。本發明R-(-)-扁桃酸的製備方法工藝簡單、反應條件溫和、環境汙染小；離子液體作為反應介質，大大縮短了反應時間，所得產物的立體選擇性高、產物ee值最高為60％，其產率可達92％。
文檔編號C12P7/40GK101220382SQ200810052250
公開日2008年7月16日 申請日期2008年2月2日 優先權日2008年2月2日
發明者垚 王, 靜 高 申請人:河北工業大學