本發(fā)明涉及一種對映體純的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮以及(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸的制備方法。
背景技術(shù):
(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮(如式(II)所示,簡稱為(-)-文斯內(nèi)酰胺、文斯內(nèi)酯或(-)-γ-內(nèi)酰胺)
是一種碳環(huán)核苷類化合物合成的重要手性前體。它可以用于合成多種手性藥物,例如抗艾滋病藥物阿巴卡韋(Abacavir)、抗甲型流感及禽流感藥物帕拉米韋(Peramivir)和新型降糖藥物美格列汀(Melogliptin)等。但是在該手性化合物的化學(xué)合成中,一般獲得的都是外消旋的(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,如式(I)所示。
目前,眾多制備對映體純的(-)-文斯內(nèi)酰胺的方法(包括物理法、化學(xué)法和生物法)中,生物法因為具有反應(yīng)效率高、立體選擇性好、反應(yīng)條件溫和、低能耗、環(huán)境友好等優(yōu)點,受到越來越廣泛的關(guān)注和越來越深入的研究。
目前已有若干研究顯示,微生物細胞或來源于生物的酶,可以通過立體選擇性水解N-保護的文斯內(nèi)酰胺衍生物的外消旋體,制備對映體純的(-)-文斯內(nèi)酰胺。由于化合物(I)的氮原子被衍生化時,內(nèi)酰胺 鍵可以被活化,從而更容易在酶催化反應(yīng)中被水解,因而較早的研究集中于使用N-保護的文斯內(nèi)酰胺衍生物作為生物法拆分的原料。專利EP-A-0424064、CN1261405A和CN1133749C分別公開了使用不同生物酶拆分N-保護的文斯內(nèi)酰胺衍生物獲得(-)-文斯內(nèi)酰胺及其衍生物的方法。但是,這些生物酶不能催化N-未保護的文斯內(nèi)酰胺的水解,不便于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。
近年來,已有研究者發(fā)現(xiàn)若干生物細胞或其產(chǎn)生的酶能夠直接以(±)-文斯內(nèi)酰胺外消旋體作為原料,以較高的立體選擇性水解(+)-構(gòu)型,保留大多數(shù)所需的(-)-文斯內(nèi)酰胺。鄭國鈞等在專利CN101113423A、CN101240257A和CN101285059A中篩選了適用于此目的的菌株Microbacterium hydrocarbonxydans CGMCC 2085,并將該微生物的細胞及其產(chǎn)生的特異性內(nèi)酰胺酶應(yīng)用于(-)-文斯內(nèi)酰胺的制備。倪曄等在專利CN105200076A篩選得到了一種來源于Delftia sp.CGMCC 5755的(+)-γ-內(nèi)酰胺酶,通過將這種酶的基因重組表達于B.subtilis 168/pMA5-delm宿主菌中,獲得了一種高選擇性的制備(-)-文斯內(nèi)酰胺的重組微生物催化劑。
應(yīng)用上述微生物細胞,均可在較短反應(yīng)時間內(nèi)制備得到手性純度較高的(-)-文斯內(nèi)酰胺。然而已有報道的研究成果當中,將這些生物催化制備對映體純(-)-文斯內(nèi)酰胺的技術(shù),生物細胞的用量大,底物濃度低,收率低,給后續(xù)產(chǎn)物分離純化帶來很多麻煩,不易于工業(yè)化生產(chǎn)。
此外,上述通過生物催化或酶技術(shù)由(±)-文斯內(nèi)酰胺外消旋體獲得(-)-文斯內(nèi)酰胺的方法中,均沒有回收分離作為水解產(chǎn)物的(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸,造成了這種化學(xué)原料的浪費。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
現(xiàn)在,我們已經(jīng)開發(fā)了一種高產(chǎn)率并且高效的由外消旋體制備對映體純的式(II)中間體,同時獲得對映體純的式(III)中間體的方法, 旨在通過一種新型酶催化技術(shù),實現(xiàn)較高底物濃度(原料占反應(yīng)混合物的重量百分比超過20%)和較大反應(yīng)規(guī)模(100kg以上)的情況下,實現(xiàn)(±)-文斯內(nèi)酰胺的選擇性水解拆分,從而實現(xiàn)大規(guī)模制備對映體純的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮以及(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸的目的。
特別是我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),脂肪酶Amano Lipase A(又名Lipase A"Amano")和酯酶Esterase-53(又名Esterase AR)對此水解拆分(±)-文斯內(nèi)酰胺有非常好的活性。在此優(yōu)選使用酯酶Esterase-53,其表現(xiàn)出(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的生物催化轉(zhuǎn)化率適用于工業(yè)規(guī)模上應(yīng)用。Esterase-53是一種將來源于分枝節(jié)桿菌(Anthrobatcter ramosus)的基因重組于大腸桿菌(Escherichia coli)中發(fā)酵制備的酯水解酶。
本發(fā)明提供了一種通過對映體拆分式(I)的(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的外消旋物,制備式(II)的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,同時制備式(III)的(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸的方法,
該方法包括使用對映體選擇性水解所述外消旋物(I)的內(nèi)酰胺鍵的脂肪酶或酯酶與所述外消旋物(I)進行反應(yīng),以生成作為未反應(yīng)物的對映體純的所述(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮(II)和作為水解產(chǎn)物的所述(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸(III)。
上述反應(yīng)的反應(yīng)式如式(IV)所示。
在本發(fā)明的制備方法中,所述脂肪酶是Amano Lipase A。該脂肪酶來源于黑曲霉(Aspergillus niger)。
在本發(fā)明的制備方法中,所述酯酶是Esterase-53。該酯酶來源于分枝節(jié)桿菌(Anthrobatcter ramosus)或來源于將所述菌種的基因重組于大腸桿菌(Escherichia coli)中。
在本發(fā)明的制備方法中,還包括以常規(guī)方法分離出未反應(yīng)的式(II)的對映體,以及以常規(guī)方法分離出式(III)的水解產(chǎn)物。常規(guī)分離方法包括有機溶劑進行萃取、離子交換或?qū)游龅取F渲?,?yōu)選使用溶劑萃取法分離未反應(yīng)的所述式(II)的對映體以及所述式(III)的水解產(chǎn)物。
在本發(fā)明的制備方法中,所述反應(yīng)在有機溶劑和水的混合物,或純水中進行。在使用有機溶劑和水的混合物的情況下,所述有機溶劑是水不可混溶的。其作用在于進一步增加底物的溶解性同時降低在水相中的底物濃度。優(yōu)選的水不可混溶的有機溶劑是甲基叔丁基醚或甲基四氫呋喃。
在本發(fā)明的制備方法中,所述反應(yīng)在pH范圍為5~9的條件下進行。當pH小于5時,酶的催化活力可能顯著降低。當pH大于9時,酶活亦有可能降低,同時底物會無選擇性地自發(fā)水解。優(yōu)選的反應(yīng)pH為8。通過向反應(yīng)溶劑中加入緩沖液進行pH控制。常用的緩沖液包括但不限于KH2PO4-K2HPO4或NaH2PO4-Na2HPO4緩沖液。
在本發(fā)明的制備方法中,所述反應(yīng)在溫度為15~60℃的條件下進行。當溫度低于15℃時,反應(yīng)速度較慢。但溫度高于60℃時,酶會不可逆失活。出于保證反應(yīng)穩(wěn)定、高效進行的目的,優(yōu)選的反應(yīng)溫度為30℃。
在本發(fā)明的制備方法中,還包括在分離出未反應(yīng)的所述式(II)的對映體之后,以重結(jié)晶法提純分離的所述(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮(II)的步驟。
在本發(fā)明的制備方法中,還包括在分離出未反應(yīng)的所述式(II)的對映體之后,以常規(guī)方法從母液中分離出水解產(chǎn)物(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸(III)的步驟。
以本發(fā)明的方法制備的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮(II),對映體過量值不低于99%,純度不低于99%。以本發(fā)明的方法制備的(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸(III),對映體過量值不低于99%。
本發(fā)明的方法能夠在較高底物濃度(原料占反應(yīng)混合物的重量百分比超過20%)和較大反應(yīng)規(guī)模(100kg以上)的情況下進行,反應(yīng)操作簡單、產(chǎn)率高、選擇性好,對原料利用率高。
本發(fā)明的積極進步效果在于,成功實現(xiàn)了生物催化技術(shù)大規(guī)模和高效率制備對映體純(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,同時實現(xiàn)對水解產(chǎn)物(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸的回收。對于工業(yè)化生產(chǎn)這兩種化合物具有重要價值。
附圖說明
圖1是(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的外消旋物的手性HPLC圖譜。左側(cè)的峰為(1S,4R)-(+)-構(gòu)型,右側(cè)的峰為(1R,4S)-(-)-構(gòu)型。
圖2是按照本發(fā)明實施例1的方法,轉(zhuǎn)化后的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的手性HPLC圖譜。圖中唯一的峰為目標化合物(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,(+)-構(gòu)型沒有檢出。
圖3是(±)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸的外消旋物的手性HPLC圖譜。 左側(cè)的峰為(1S,4R)-(+)-構(gòu)型,右側(cè)的峰為(1R,4S)-(-)-構(gòu)型。
圖4是按照本發(fā)明實施例1的方法,轉(zhuǎn)化后的(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸的手性HPLC圖譜。圖中唯一的峰為目標化合物(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸,(-)-構(gòu)型沒有檢出。
圖5是按照本發(fā)明實施例2的方法,轉(zhuǎn)化后的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的手性HPLC圖譜。圖中左側(cè)的峰為(+)-構(gòu)型,右側(cè)的峰為目標化合物(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮。
具體實施方式
本發(fā)明所述的通過脂肪酶或酯酶催化,對映體拆分式(I)的(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的外消旋物,制備式(II)的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,同時制備式(III)的(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸的反應(yīng)方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)利用Esterase-53或Amano Lipase A,催化外消旋的(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮水解的步驟。
本文中所指的“外消旋的(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮”一般地表示(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮和(1S,4R)-(+)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的混合物,并不特別限定其中(+)-文斯內(nèi)酰胺和(-)-文斯內(nèi)酰胺的含量比例。例如,以混合物的總重量計,(-)-異構(gòu)體可以占其中的0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%或上述數(shù)值組成的范圍內(nèi)的任意值。
對作為原料的外消旋的(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮在反應(yīng)體系中的濃度沒有特別限定,可以基于反應(yīng)器設(shè)計、反應(yīng)條件和酶催化劑的選擇等具體判定。出于提高反應(yīng)效率的目的,(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的濃度優(yōu)選為50~200g/L。
作為原料的(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮可以在反應(yīng)開始時一次性加入反應(yīng)介質(zhì)中,也可以在反應(yīng)過程中分多次加入反應(yīng)體系。
對所使用的脂肪酶或酯酶沒有特別限定,只要其能夠催化(+)-文斯內(nèi)酰胺的水解即可。優(yōu)選的脂肪酶是Esterase-53,并且在原料外消旋體的濃度為50~200g/L的情況下,Esterase-53的濃度優(yōu)選為0.4~5g/L。優(yōu)選的酯酶是Amano Lipase A,并且在原料外消旋體的濃度為25~200g/L的情況下,Amano Lipase A的濃度為10~200g/L。
在本發(fā)明的水解步驟中,考慮到酶催化劑的活性,適合的反應(yīng)溫度為15-60℃。并且出于保證反應(yīng)穩(wěn)定、高效進行的目的,最優(yōu)選的反應(yīng)溫度為30℃。
在本發(fā)明的水解步驟中,所使用的反應(yīng)介質(zhì)包括但不限于水。具體來說,反應(yīng)介質(zhì)可以是純水,或者有機溶劑和水的混合物。為了進一步增加底物的溶解性同時降低在水相中的底物濃度,其中所使用的有機溶劑能夠溶解文斯內(nèi)酰胺,并且是水不可混溶的。優(yōu)選的有機溶劑包括甲基叔丁基醚、異丙醚或2-甲基四氫呋喃等。在使用水和水不可混溶的有機溶劑的情況下,反應(yīng)體系為兩相體系。
本發(fā)明的水解反應(yīng)在pH范圍為5~9的條件下進行。出于最大化酶活性的目的,最優(yōu)選的pH為8。為了調(diào)整反應(yīng)體系的pH值,反應(yīng)介質(zhì)中可以含有緩沖液。能夠使用的緩沖液包括但不限于KH2PO4-K2HPO4或NaH2PO4-Na2HPO4緩沖液。緩沖液中磷酸鹽的濃度在25~500mmol/L的范圍內(nèi),優(yōu)選為100mmol/L。
對本發(fā)明的水解反應(yīng)的進行時間沒有特別限定,只要達到期望的反應(yīng)程度即可。為了提高反應(yīng)產(chǎn)率和生產(chǎn)效率,反應(yīng)時間可以是2小時、6小時、12小時、24小時、36小時、48小時、60小時、72小時、或上述時間組成的范圍內(nèi)的任意時間。
(2)水解反應(yīng)后,分離未反應(yīng)的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5- 烯-3-酮(II)粗產(chǎn)品的步驟。
在本發(fā)明的水解步驟之后,可以以常規(guī)方法分離出未反應(yīng)的式(II)的對映體的粗產(chǎn)品。常規(guī)分離方法包括有機溶劑萃取、離子交換或?qū)游龅取F渲?,?yōu)選使用溶劑萃取法分離未反應(yīng)的式(II)的對映體。
萃取的具體步驟如下:使用二氯甲烷或甲基叔丁基醚萃取整個反應(yīng)體系2~6次;以體積計,每次萃取使用二氯甲烷或甲基叔丁基醚的量不少于反應(yīng)混合物的0.5倍,萃取時間不少于20分鐘。每次萃取結(jié)束后,萃取混合物經(jīng)離心機或過濾器處理,分層后,取中間層和水層用于下一次萃取。合并每一次萃取的有機層,即為粗產(chǎn)品的溶液。
保留最后一次萃取之后的水層,用于隨后的分離水解產(chǎn)物(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸(III)的步驟。
(3)對分離的(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮(II)粗產(chǎn)品進行提純的步驟。
在分離步驟中獲得的包含(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮(II)粗產(chǎn)品的有機溶液,可以直接在不高于45℃的條件下減壓濃縮蒸干,獲得式(II)對映體的固體。
或者,分離步驟獲得的粗產(chǎn)品可以通過下面的方法進行結(jié)晶提純:
將粗產(chǎn)品的有機溶液在45℃以下減壓濃縮至初始原積的5~20%,再加入所剩溶液體積1~3倍的正庚烷或正己烷。混合均勻后,繼續(xù)在不高于45℃的溫度下減壓濃縮,直至體積減小至濃縮前的20~40%。然后過濾或離心,將所得濕物料在不超過30℃、氮氣保護的條件下干燥,獲得式(II)對映體的固體。
上述兩種方式,均能夠得到淺黃色或淺灰色至白色的固體或晶體粉末。經(jīng)手性HPLC檢測,為對映體過量值不低于99%、純度不低于99%的產(chǎn)品(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮。
(4)提取水解產(chǎn)物(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸(III)的步驟。
水解反應(yīng)之后,作為水解產(chǎn)物的(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸(III)溶解于反應(yīng)體系的水相中。因此,水解產(chǎn)物的提取可以在水解反應(yīng)之后,直接從反應(yīng)體系水相中提??;也可以在從整個反應(yīng)體系中分離出式(II)的對映體之后,從剩余的水層中提取。
在使用萃取法分離式(II)的對映體的情況下,可以按照下列步驟,從萃取后所剩的水相母液中提取水解產(chǎn)物(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸:
以體積計,向水相母液中加入1~2倍的正丁醇或3~5倍的2-丁酮,在不低于50℃的溫度下減壓濃縮至原體積的20~50%,直至出現(xiàn)固體析出。向此混合物中加入原體積0.2~0.8倍的甲醇或乙醇,在不高于50℃溫度下繼續(xù)濃縮直至大量固體析出。過濾或離心分離出固體。將分離所得固體用甲醇洗滌數(shù)次,在不高于30℃、氮氣保護的條件下干燥,獲得式(III)的水解產(chǎn)物。
通過以上步驟得到淺黃色或淺灰色至白色的固體或粉末。經(jīng)手性HPLC檢測,為對映體過量值不低于99%的產(chǎn)品(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸(III)。
在本發(fā)明的制備方法中,所使用試劑和原料均市售可得。
實施例
以下根據(jù)實施例,并且結(jié)合附圖,詳細描述本發(fā)明。從下文的詳 細描述中,本發(fā)明的上述方面和本發(fā)明的其他方面將是明顯的。下列實施例僅試圖闡明本發(fā)明,而對本發(fā)明保護范圍不起任何限定作用。
實施例1
在500mL玻璃夾套反應(yīng)瓶中,加入100mL水,0.064g NaH2PO4和1.344g Na2HPO4,攪拌直至固體溶清;加入20g(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的外消旋物,攪拌至固體溶清;調(diào)整并控制反應(yīng)液溫度30℃;向反應(yīng)液中加入0.4g Esterase-53酶,攪拌12小時;向反應(yīng)液加入10g(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的外消旋物,繼續(xù)攪拌24小時。
用二氯甲烷萃取反應(yīng)液4次,每次使用150mL二氯甲烷。合并全部萃取有機相,在30℃減壓蒸餾濃縮有機相至大約30mL;向濃縮液中加入70mL正庚烷,在50℃減壓蒸餾濃縮有機相至大約30mL;過濾;所得固體在30℃、氮氣流保護下減壓烘干12小時,稱重得13.5g白色粉末,分離收率45%。經(jīng)手性HPLC分析,所得固體即產(chǎn)品(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,對映體過量值100%。HPLC分析條件:島津LC-20A液相色譜儀和紫外檢測器;Chirapak IC(250×4.6mm,0.5μm)手性色譜柱;流動相:正己烷-乙醇(體積比70:30);柱溫40℃、流速1mL/min下平衡;檢測波長225nm(以下簡稱為HPLC條件1)。
向萃取后剩余的水相中,加入100mL正丁醇,在50℃下減壓濃縮至20mL;加入20mL甲醇,在50℃下繼續(xù)減壓濃縮至20mL,過濾;將過濾所得固體用甲醇洗滌3次,每次使用20mL;所得固體在30℃、氮氣流保護下減壓烘干12小時,稱重得16.0g淺黃色粉末,分離收率46%。經(jīng)N-Boc衍生化后用手性HPLC分析,所得固體即副產(chǎn)品(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸,對映體過量值100%。HPLC分析條件:島津LC-20A液相色譜儀和紫外檢測器;Chirapak IC(250×4.6mm,0.5μm)手性色譜柱;流動相:正己烷-乙醇(體積比95:5);柱溫30℃、流速1mL/min下平衡;檢測波長210nm(以下簡稱為HPLC條件2)。
實施例2
在250mL反應(yīng)瓶中加入70mL水,0.06g KH2PO4·2H2O和1.5g K2HPO4,控制反應(yīng)溫度30℃,攪拌1小時;加入12g(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的外消旋物,加入600mg Esterase-53酶,控制溫度30℃,攪拌16小時。
用二氯甲烷萃取反應(yīng)液4次;萃取后的有機相,在30℃減壓蒸餾濃縮直至20mL;加入正庚烷60mL,減壓蒸餾濃縮直至40mL;過濾;所得固體在40℃、氮氣保護下減壓干燥12小時,稱重得到5.6g白色晶體狀粉末,分離收率46.8%。經(jīng)手性HPLC分析,所得固體即產(chǎn)品(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,對映體過量值99.9%。HPLC分析條件同HPLC條件1。
向萃取后剩余的水相中,加入50mL正丁醇,在50℃下減壓濃縮至15mL;加入15mL甲醇,在50℃下繼續(xù)減壓濃縮至10mL,過濾;將過濾所得固體用甲醇洗滌3次,每次使用3mL;所得固體在30℃、氮氣流保護下減壓烘干12小時,稱重得5.6g淺黃色粉末,分離收率40%。經(jīng)手性HPLC分析,所得固體即(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸,對映體過量值99.9%。HPLC分析條件同HPLC條件2。
實施例3
在200mL玻璃燒瓶中加入40mL水,20mL甲基叔丁基醚和和10g(±)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮的外消旋物,充分震蕩至固體溶清;將0.2g Esterase-53酶溶于10mL純水,再將所得酶溶液與反應(yīng)物混合;在室溫下攪拌24小時。
用甲基叔丁基醚萃取反應(yīng)液6次,每次使用50mL甲基叔丁基醚。合并萃取有機相,減壓蒸餾濃縮直至溶劑完全蒸干。所得固體在40℃、氮氣流保護下減壓烘干12小時,稱重得4.4g白色晶體狀粉末,分離收率44%。經(jīng)手性HPLC分析,所得固體即產(chǎn)品(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán) [2.2.1]庚-5-烯-3-酮,對映體過量值100%。HPLC分析條件同HPLC條件1。
將萃取后剩余的水相在50℃下減壓濃縮至10mL;加入6mL甲醇,過濾;將過濾所得固體用甲醇洗滌3次,每次使用3mL;所得固體在30℃、氮氣流保護下減壓烘干24小時,稱重得3.5g淺黃色粉末,分離收率30%。經(jīng)手性HPLC分析,所得固體即(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸,對映體過量值99.9%。HPLC分析條件同HPLC條件2。
實施例4
除了將NaH2PO4的量改變?yōu)?.244g、Na2HPO4的量改變?yōu)?.185g、水浴溫度改變?yōu)?5℃之外,以與實施例1相同的方法,制備及分析(-)-對映體和水解產(chǎn)物。
從萃取的有機相中分離得到8.1g(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,對映體過量值98%,分離收率27%。從水相中分離得到7.0g(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸,對映體過量值99%,分離收率20%。
實施例5
除了將KH2PO4的量改變?yōu)?g、水浴溫度改變?yōu)?0℃之外,以與實施例2相同的方法,制備及分析(-)-對映體和水解產(chǎn)物。
從萃取的有機相中分離得到4.7g(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,對映體過量值99%,分離收率39%。從水相中分離得到4.2g(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸,對映體過量值99%,分離收率30%。
實施例6
在1000mL玻璃夾套反應(yīng)瓶中,加入500mL水,0.064g NaH2PO4和1.344g Na2HPO4,攪拌直至固體溶清;加入10.0g(±)-2-氮雜雙環(huán) [2.2.1]庚-5-烯-3-酮的外消旋物,攪拌至固體溶清;通過恒溫循環(huán)水浴控制反應(yīng)液溫度30℃;加入5g Amano Lipase A酶,攪拌60小時。
用二氯甲烷萃取反應(yīng)液。合并全部萃取有機相,在30℃減壓蒸餾濃縮直至溶劑完全蒸干。所得固體在氮氣流保護下減壓烘干12小時,稱重得4.5g白色晶體狀粉末,分離收率45%。經(jīng)手性HPLC分析,所得固體即產(chǎn)品(1R,4S)-(-)-2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,對映體過量值100%。HPLC分析條件同HPLC條件1。
將萃取后剩余的水相在50℃下減壓濃縮至7mL;加入10mL甲醇,過濾;將過濾所得固體用甲醇洗滌3次,每次使用3mL;所得固體在30℃、氮氣流保護下減壓烘干24小時,稱重得4.2g淺黃色粉末,分離收率36%。經(jīng)手性HPLC分析,所得固體即(1S,4R)-(+)-4-氨基-2-環(huán)戊烯-1-羧酸,對映體過量值99%。HPLC分析條件同HPLC條件2。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當明了,盡管為了舉例說明的目的,本文描述了本發(fā)明的具體實施方式,但可以對其進行各種修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此,本發(fā)明的具體實施方式和實施例不應(yīng)當視為限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明僅受所附權(quán)利要求的限制。本申請中引用的所有文獻均完整地并入本文作為參考。