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一種酶法拆分阿巴卡韋手性中間體文斯內(nèi)酯的方法

文檔序號:10607572閱讀:1324來源:國知局
一種酶法拆分阿巴卡韋手性中間體文斯內(nèi)酯的方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酶法拆分阿巴卡韋手性中間體文斯內(nèi)酯的方法,催化劑采用脂肪酶YCJ01,具體包括如下步驟:耐有機(jī)溶劑脂肪酶YCJ01在有機(jī)相中,催化底物N?羥甲基文斯內(nèi)酯和乙酸乙烯酯進(jìn)行轉(zhuǎn)酯反應(yīng),高效拆分N?羥甲基文斯內(nèi)酯。本發(fā)明采用來自于BurkholderiaambifariaYCJ01的具有獨特底物特異性和立體選擇性的耐有機(jī)溶劑脂肪酶YCJ01來催化拆分N?羥甲基文斯內(nèi)酯,能夠達(dá)到很好的拆分效果,并獲得高純度的單一對映體?!緦@f明】一種酶法拆分阿巴卡韋手性中間體文斯內(nèi)酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物催化工程研究領(lǐng)域,具體涉及一種可以作為醫(yī)藥中間體的文斯內(nèi)酯的手性拆分工藝。【
背景技術(shù)
】[0002]本發(fā)明所涉及的文斯內(nèi)酯,是制備碳環(huán)核苷類藥物的重要手性中間體?;瘜W(xué)名稱為2-氮雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-3-酮,分子量為109.13,結(jié)構(gòu)式為:[0004]目前,碳環(huán)核苷類化合物在核苷類藥物中的重要性與日倶增,在已經(jīng)公開的抗病毒藥物中核苷類藥物占絕大多數(shù)。由光學(xué)純的(1R,4S)_文斯內(nèi)酯出發(fā)合成的藥物主要有抗HIV藥物阿巴卡韋,由(1S,4R)_文斯內(nèi)酯出發(fā)合成的主要有抗流感藥物帕拉米韋。阿巴卡韋是治療艾滋病和皰疹病毒感染的藥物,也是"雞尾酒療法"中的關(guān)鍵藥物組成成分。目前世界上艾滋病發(fā)展趨勢日趨嚴(yán)重,阿巴卡韋具有廣闊的市場前景,銷量正在逐年遞增。此外,近年來全球爆發(fā)了數(shù)次流感疫情。在這種情況下,繼續(xù)研究開發(fā)新型高效、副作用小的抗流感藥物迫在眉睫。帕拉米韋是一種新型的抗流感病毒藥物,能有效抑制各種流感病毒株的復(fù)制和傳播過程,耐受性好、毒性小。研究表明,帕拉米韋在禽流感方面的治療效果比"達(dá)菲"更加明顯。因而拆分外消旋文斯內(nèi)酯具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。[0005]目前報道的文斯內(nèi)酯的拆分方法主要有兩種,不對稱合成法、酶法拆分。FranciscoVelazquez等(Theapplicationofchiraloxazolidinethionesandthiazolidinethionedinasymmetricsynthesis.CurrentOrganicChemistry,2002,[6]:1-38)首先利用不對稱合成法來制備單一構(gòu)型的文斯內(nèi)酯,但該方法存在很大的弊端,步驟煩瑣,成本高,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。酶法主要有采用γ-內(nèi)酰胺酶催化水解拆分(+/_)γ-內(nèi)酰胺(即文斯內(nèi)酯)以及利用脂肪酶催化拆分文斯內(nèi)酯。TalorStephen等(Developmentofthebiocatalyticresolutionof2-Azabicyclo[2.2.1]hept-5en-3-oneasanentrytosingle-enantiomercarbocyclicnucleosides.Tetrahedron:Asy_dtry,1993,4(6):1117-1118)利用內(nèi)酰胺酶對拆分文斯內(nèi)酯的效果進(jìn)行了研究,他們通過完整細(xì)胞轉(zhuǎn)化實驗,達(dá)到了良好的拆分效果,并分離得到了兩種分別可以專一性水解一種對映體的酶。但該方法會造成另一種單一對映體的浪費以及限制了最大的理論量。Brabban(R.Stereospecificy-lactamaseactivityinaPseudomonasfluoreseensspecies.JIndMicrobiol,1996,16(1):8-14)和Mahmoudian等(ApracticalenzymicprocedureforresolutionofN-substituted2-Azabicyclo[2.2.1]hept-5-en-3-ones·Tetrahedron:Asy_dtry,1999,10(6):1201-1206)利用乙醜苯丙氛酸為唯一碳源篩選得到了產(chǎn)γ-內(nèi)酰胺酶菌株,并應(yīng)用于拆分γ-內(nèi)酰胺。但是采用γ-內(nèi)酰胺酶催化水解拆分文斯內(nèi)酯仍然存在一些問題,高效率、高穩(wěn)定性的適于工業(yè)化生產(chǎn)的γ-內(nèi)酰胺酶不易尋找,拆分反應(yīng)存在副產(chǎn)物γ-氨基丁酸,尚未見產(chǎn)業(yè)化報道,因此該方法并不是最優(yōu)的方法。HirotoNakano等(Hiroto,Ν·,Kazuto,I.,Yuko,0·,Hiroshi,H.Lipase_catalyzedresolutionof2-azabicyclo[2.2.1]hept-5-en-3-〇nes.Tetrahedron:Asymmetry.1996,7:2381-2386)首先利用脂肪酶對(+/-)γ-內(nèi)酰胺(即文斯內(nèi)酯)進(jìn)行了拆分,由于脂肪酶的立體選擇性,它只催化拆分消旋體中的一種,從而達(dá)到了拆分,但該方法底物濃度不高,拆分效果一般?!?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0006]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種利用酶法制備阿巴卡韋重要手性中間體文斯內(nèi)酯的方法。[0007]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:[0008]選用耐有機(jī)溶劑脂肪酶YCJ01催化拆分阿巴卡韋手性中間體文斯內(nèi)酯。所選用脂肪酶YCJ01已公開在同一發(fā)明人的在先授權(quán)專利CN102329745B中,產(chǎn)脂肪酶YCJ01菌株保藏登記號CCTCCN0:M2011058。[0009]脂肪酶YCJ01催化拆分阿巴卡韋手性中間體文斯內(nèi)酯步驟具體如下:[0010](1)向密封瓶中加入N-羥甲基文斯內(nèi)酯,酰基供體,有機(jī)溶劑和脂肪酶YCJ01,置于搖床中反應(yīng)。[0011](2)反應(yīng)結(jié)束后,過濾反應(yīng)液,濾液用乙醚萃取三次,合并有機(jī)相,之后過柱純化,加入無水硫酸鈉干燥,獲得(1S,4R)-N-羥甲基文斯內(nèi)酯固體,將(1S,4R)-N-羥甲基文斯內(nèi)酯固體溶于甲醇后,加入ΝΗ40Η,室溫條件下攪拌后,經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,之后過柱純化,真空干燥得淡黃色固體,即為(1S,4R)_文斯內(nèi)酯。[0012]其中搖床轉(zhuǎn)速設(shè)定為180rpm/min。[0013]其中反應(yīng)底物外消旋體N-羥甲基文斯內(nèi)酯采用化學(xué)法制備,具體制備方法參考HirotoNakano等的文南犬(ElirotoNakano,Kazutolwasa,YukoOkuyanm,andHiroshiHongo.Lipase-catalyzedresolutionof2-azabicyclo[2.2.l]hept-5-en-3-ones.Tetrahedron:Asymmetry.1996,7:2381-2386),N_輕甲基文斯內(nèi)酯最終產(chǎn)率為85%。[0014]本發(fā)明的反應(yīng)式如下:[0016]其中,所述步驟(1)中脂肪酶YCJ01拆分在有機(jī)相中進(jìn)行,所述有機(jī)溶劑可為單組分或雙組分。所述有機(jī)溶劑采用單組分時,選自環(huán)己烷、甲苯、異丙醇、甲基叔丁基醚、正己烷或丙酮中的一種,優(yōu)選甲基叔丁基醚。[0017]當(dāng)脂肪酶拆分在雙組分有機(jī)溶劑中進(jìn)行時,固定雙組分中的其中一個組分為甲基叔丁基醚,另一組分為環(huán)己烷、甲苯、異丙醇、正己烷或丙酮;雙組分有機(jī)溶劑優(yōu)選甲基叔丁基醚和正己烷,其中正己烷在混合液中的體積濃度(V/V)為0%-40%,優(yōu)選5%-15%,更優(yōu)選10%〇[0018]所述步驟(1)中?;w選自乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯中的一種。優(yōu)選的,所述?;w采用乙酸乙烯酯,所述乙酸乙烯酯的濃度為200~2000mM,優(yōu)選1000~1400mM。[0019]所述步驟(1)中耐有機(jī)溶劑脂肪酶YCJ01的用量為50~250U/ml,優(yōu)選125~150U/ml,更優(yōu)選150U/ml。[0020]所述步驟(1)中N-輕甲基文斯內(nèi)酯濃度為50~600mM,優(yōu)選300~350mM。[0021]所述步驟⑴中N-羥甲基文斯內(nèi)酯和乙酸乙烯酯的反應(yīng)濃度摩爾比為1:1~10,優(yōu)選1:1~5,更優(yōu)選1:4。[0022]所述步驟(1)中,反應(yīng)體系在搖床中反應(yīng)溫度為10~50°C,優(yōu)選25°C~40°C,更優(yōu)選32~37°C;反應(yīng)時間為6~24h,優(yōu)選12h。[0023]采用本發(fā)明所述的方法拆分文斯內(nèi)酯,轉(zhuǎn)化率達(dá)49.9~50.1%,產(chǎn)物(1R,4S)-N-羥甲基文斯內(nèi)酰胺酯的eeP值彡99.0%;拆分后其中剩余底物(1S,4R)-N-羥甲基文斯內(nèi)酯的ees值彡99.2%〇〇[0024]本發(fā)明的有益效果在于使用來自于BurkholderiaambifariaYCJ01的具有獨特底物特異性和立體選擇性的耐有機(jī)溶劑脂肪酶YCJ01來催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,并對其各個條件進(jìn)行了優(yōu)化,并篩選出了適合于使用脂肪酶YCJ01手性拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯的生產(chǎn)條件。此方法步驟簡單,無副產(chǎn)物,所使用的脂肪酶YCJ01立體選擇性高,不但可以保證有比較高的收率,而且保證最終手性產(chǎn)品的ee值達(dá)到99%以上,達(dá)到了很好的拆分效果。[0025]本發(fā)明所使用的自主知識產(chǎn)權(quán)的脂肪酶立體選擇性高,應(yīng)用于催化外消旋底物N-羥甲基文斯內(nèi)酯的拆分反應(yīng),拆分后底物(1S,4R)-N-羥甲基文斯內(nèi)酯ees值彡99%;產(chǎn)物(1R,4S)-N-羥甲基文斯內(nèi)酰胺酯eeP值彡99%。本發(fā)明的工藝路線具有較好的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)可行性,具備一定的科研與實用意義?!揪唧w實施方式】[0026]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但并不限制本發(fā)明。[0027]本發(fā)明所述的耐有機(jī)溶劑脂肪酶YCJ01來自于Burkholderia,所選用脂肪酶YCJ01已公開在同一發(fā)明人的在先授權(quán)專利CN102329745B中,產(chǎn)脂肪酶YCJ01菌株保藏登記號CCTCCN0:M2011058〇[0028]脂肪酶YCJ01的粗酶粉制備參考Yao等的文獻(xiàn)(AnorganicsolventandthermallystablelipasefromBurkholderiaambifariaYCJ01:Purification,characteristicsandapplicationforchiralresolutionofmandelicacid)。[0029]實施例1[0030]向4ml的密封瓶中加入質(zhì)量為83.4mg,濃度為300mmol的N-羥甲基文斯內(nèi)酯,222μ1濃度為1200mmol的乙酸乙烯酯和2ml甲基叔丁基醚(包含10%體積的正己烷)和30mg脂肪酶YCJ01,置于搖床中反應(yīng)。搖床反應(yīng)溫度為35°C,搖床轉(zhuǎn)速為180rpm/min,反應(yīng)12h。[0031]反應(yīng)結(jié)束后,過濾反應(yīng)液,濾液用乙醚萃取劑約12ml,分3次萃取,合并有機(jī)相,之后過柱子純化,加入400mg無水硫酸鈉干燥2h,獲得(1S,4R)-N-羥甲基文斯內(nèi)酯固體,將其溶于10ml甲醇后,加入lmlNH40H,室溫條件下攪拌12h后,經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,之后過柱純化,真空干燥得淡黃色固體,即為(1S,4R)_文斯內(nèi)酯。[0032]反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率C%為50.1%,eeP%S99.0%,eesS99.2%。[0033]實施例2[0034]本實施例反應(yīng)體系中的底物濃度為:300mM的N-羥甲基文斯內(nèi)酯,200mM的乙酸乙烯酯,并加入30mg脂肪酶YCJ01,在2ml甲基叔丁基醚(包含10%體積的正己烷)中置于35°C、180rpm的搖床中反應(yīng)6h。實驗操作步驟同實施例1中的步驟。具體的結(jié)果如下:[0035][0036]實施例3[0037]本實施例反應(yīng)體系中的底物濃度為:300mM的N-羥甲基文斯內(nèi)酯,2000mM的乙酸乙烯酯,并加入30mg脂肪酶YCJ01,在2ml甲基叔丁基醚(包含10%體積比的正己烷)中置于35°C、180rpm的搖床中反應(yīng)24h。實驗操作步驟同實施例1中的步驟。具體的結(jié)果如下:[0038][0039]實施例4[0040]本實施例反應(yīng)體系中的底物濃度為:300mM的N-羥甲基文斯內(nèi)酯,1400mM的乙酸乙烯酯,并加入30mg脂肪酶YCJ01,在2ml甲基叔丁基醚(包含10%體積比的正己烷)中置于35°C、180rpm的搖床中反應(yīng)12h。實驗操作步驟同實施例1中的步驟。具體的結(jié)果如下:[0041][0042]實施例5[0043]本實施例反應(yīng)體系中的底物濃度為:300mM的N-羥甲基文斯內(nèi)酯,lOOOmM的乙酸乙烯酯,并加入30mg脂肪酶YCJ01,在2ml甲基叔丁基醚(包含10%體積比的正己烷)中置于35°C、180rpm的搖床中反應(yīng)12h。實驗操作步驟同實施例1中的步驟。具體的結(jié)果如下:[0044][0045]實施例6:有機(jī)溶劑對N-輕甲基文斯內(nèi)酯酶促拆分的影響[0046]實施例6采用和實施例1同樣的實驗步驟,對有機(jī)溶劑種類對N-羥甲基文斯內(nèi)酯酶粗拆分的影響進(jìn)行了討論。[0047]由于有機(jī)溶劑可以通過改變酶蛋白分子的動態(tài)移動性及構(gòu)象,從而顯著影響酶的活性及立體選擇性,所以在有機(jī)相中進(jìn)行酶促反應(yīng)時,選擇合適的有機(jī)溶劑是十分必要的。相關(guān)研究表明有機(jī)溶劑對酶活性及立體選擇性的影響大小主要與溶劑的極性(logP)有關(guān),因此同時根據(jù)脂肪酶YCJ01對有機(jī)溶劑的耐受性,選擇環(huán)己烷、甲苯、異丙醇、甲基叔丁基醚、環(huán)己烷和丙酮作為溶劑,考察它們對N-羥甲基文斯內(nèi)酯拆分效果的影響。在本實施例中,底物N-羥甲基文斯內(nèi)酯的濃度為100禮,乙酸乙烯酯的濃度為500禮,分別選取以上幾種有機(jī)溶劑,在35°C條件下反應(yīng)12h來催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,其中耐有機(jī)溶劑脂肪酶的用量為lOOU/ml。具體的拆分效率與不同有機(jī)溶劑的關(guān)系為:[0048]表1.不同有機(jī)溶劑對N-輕甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響[0051]由此可見,甲基叔丁基醚最適合作為脂肪酶YCJ01催化N-羥甲基文斯內(nèi)酯轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的反應(yīng)介質(zhì)。在極性較強(qiáng)的溶劑中,酶通常不會有太高的活力,并且通常反應(yīng)體系需要較高的水活度才能保持酶分子的適當(dāng)活性構(gòu)象,從而使酶表現(xiàn)出一定的催化活力。此外,有的有機(jī)溶劑還可能滲透到酶的活性中心從而改變酶的構(gòu)像,進(jìn)而影響酶的性能。以甲基叔丁基醚作為反應(yīng)溶劑效果佳,故而進(jìn)一步通過條件的進(jìn)一步優(yōu)化來提高拆分效率。[0052]實施例7:兩種底物濃度摩爾比對N-輕甲基文斯內(nèi)酯酶促拆分的影響[0053]在酶促反應(yīng)體系中,底物濃度的變化會影響酶的催化活性及立體選擇性,而底物濃度的變化可以通過改變反應(yīng)體系中兩種底物的摩爾濃度比來實現(xiàn)。通常在此類反應(yīng)中,過量的乙酸乙烯酯可以防止產(chǎn)物酯的水解,從而提高了反應(yīng)平衡以及增加理論最大的產(chǎn)品產(chǎn)量。本實驗中固定N-羥甲基文斯內(nèi)酯的摩爾濃度為100mM,通過改變乙酸乙烯酯的摩爾濃度來調(diào)節(jié)兩種底物的摩爾濃度比(N-羥甲基文斯內(nèi)酯與乙酸乙烯酯摩爾濃度比為1:1~6),選取甲基叔丁基醚作為反應(yīng)溶劑,在35°C條件下反應(yīng)12h來催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,其中耐有機(jī)溶劑脂肪酶的用量為l〇〇U/ml。具體的拆分效率與不同摩爾濃度比的關(guān)系為:[0054]表2:不同底物摩爾濃度比對N-輕甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響[0057]由此可見,脂肪酶YCJ01的催化活力隨乙酸乙烯酯與N-羥甲基文斯內(nèi)酰胺的摩爾濃度比的增加而增大,當(dāng)比值為4:1時達(dá)到最大,繼續(xù)增大摩爾濃度比,隨著乙酸乙烯酯濃度的增大,催化活力逐漸降低。[0058]實施例8:催化劑用量對N-輕甲基文斯內(nèi)酯酶促拆分的影響[0059]脂肪酶催化非對稱轉(zhuǎn)酯反應(yīng)時的催化活力和立體選擇性在很大程度上受用酶量的影響。本實驗針對甲基叔丁基醚中脂肪酶YCJ01的用量對N-羥甲基文斯內(nèi)酯的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的影響進(jìn)行了研究。本實驗中底物N-羥甲基文斯內(nèi)酯的濃度為100mM,乙酸乙烯酯的濃度為400mM,選取甲基叔丁基醚作為反應(yīng)溶劑,在35°C條件下反應(yīng)12h來催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,脂肪酶YCJ01的用量分別為10mg、15mg、20mg、25mg、30mg、35mg、40mg。具體的加酶量對N-羥甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響關(guān)系為:[0060]表3:不同加酶量對N-輕甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響[0062]由此可見,在50~200U/ml的用酶量范圍內(nèi),隨著酶量的增加,脂肪酶YCJ01的催化活性升高,且在用酶量為125~150U/ml時活性達(dá)到最大,超過150U/ml時活性提高甚微。原因可能是當(dāng)用酶量較少時,酶與底物碰撞機(jī)會小,導(dǎo)致酶活不高,隨著用酶量的增加,酶與底物碰撞幾率增大,使酶的活性增大,而加酶量超過一定值時,與底物接觸的酶已達(dá)飽和,所以酶活力幾乎不再提高。因此采用125~150U/ml作為后續(xù)的實驗用酶量。[0063]實施例9:?;w對N-輕甲基文斯內(nèi)酯酶促拆分的影響[0064]脂肪酶催化動力學(xué)拆分過程中,乙烯酯類酰化試劑具有重要的作用,它通常在脂肪酶催化的手性醇的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)中作為?;w,先與酶形成?;鶑?fù)合體,而后?;笍?fù)合體優(yōu)先與手性醇中的某一對映體結(jié)合,將其酯化,從而達(dá)到拆分手性醇的目的。?;w的鏈長不同造成的位阻差異會引起脂肪酶的立體選擇性發(fā)生改變。本實驗選擇了5種不同鏈長的酰基供體,對N-羥甲基文斯內(nèi)酯的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的影響進(jìn)行了研究。本實驗中底物N-羥甲基文斯內(nèi)酯的濃度為l〇〇mM,?;w的濃度為400mM,選取甲基叔丁基醚作為反應(yīng)溶劑,在35°C條件下反應(yīng)12h來催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,脂肪酶YCJ01的用量為150U/ml。不同鏈長的?;w對N-羥甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響關(guān)系為:[0065]表4:不同鏈長的酰基供體對N-輕甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響[0066][0067]由此可見,中等長度鏈長的?;w對脂肪酶YCJ01拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯的效果比較好,當(dāng)丁酸乙烯酯作為?;w時,脂肪酶YCJ01的催化拆分效果最好。但隨著鏈長的增加,其催化效果明顯降低。因此,中等長度鏈長的?;w是脂肪酶YCJ01的最佳作用底物。由于乙酸乙烯酯,丙酸乙烯酯及丁酸乙烯酯對脂肪酶YCJ01的催化活性及立體選擇性的影響相差不大,而乙酸乙烯酯價格相對低廉。從經(jīng)濟(jì)層面考慮,選擇乙酸乙烯酯作為脂肪酶YCJ01催化N-羥甲基文斯內(nèi)酯反應(yīng)的酰基供體。[0068]實施例10:雙組分混合有機(jī)溶劑對N-輕甲基文斯內(nèi)酯酶促拆分的影響[0069]有機(jī)溶劑耐受性是衡量脂肪酶催化活性的重要特征之一。非水相體系中的酶催化不僅取決于酶的性質(zhì),同時與所選有機(jī)溶劑也密切相關(guān)。相關(guān)研究表明,使用雙組分有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)對底物熱力學(xué)活度和反應(yīng)活化能有重要影響。因此固定雙組分中的其中一個組分為甲基叔丁基醚。雙組分有機(jī)溶劑選自甲基叔丁基醚和環(huán)己烷,甲基叔丁基醚和甲苯,甲基叔丁基醚和異丙醇,甲基叔丁基醚和正己烷,甲基叔丁基醚和丙酮中的一種。本實驗對不同的雙組分溶劑對酶促拆分的影響進(jìn)行了研究,為了保證實驗的可行性,其中甲基叔丁基醚的含量設(shè)定為90%,另一有機(jī)溶劑含量為10%,底物N-羥甲基文斯內(nèi)酯的濃度為1OOmM,乙酸乙烯酯的濃度為400mM,在35°C條件下反應(yīng)12h來催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,脂肪酶YCJ01的用量為150U/ml。不同的雙有機(jī)溶劑組分對N-羥甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響關(guān)系為:[0070]表5:不同雙有機(jī)溶劑組分對N-輕甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響[0071][0072]由此可見,當(dāng)雙有機(jī)溶劑組分選擇甲基叔丁基醚和正己烷時,反應(yīng)效果最好。為了更進(jìn)一步的提高反應(yīng)效率,在其他條件不變的情況下,對不同含量的正己烷進(jìn)行了研究,具體結(jié)果如下:[0073]表6:不同含量正己烷對N-輕甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響[0076]由此可見,當(dāng)往反應(yīng)體系中添加10%正己烷時,脂肪酶YCJ01催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯效果最佳。同時可以看出,采用雙有機(jī)溶劑體系確實提高了催化效率。原因可能是脂肪酶YCJ01在正己烷中具有非常好的耐受性,脂肪酶的穩(wěn)定性比較好。有研究表明在疏水性較強(qiáng)溶劑中酶的催化活力和對映體選擇性較高。與此同時,雙組分有機(jī)溶劑中進(jìn)行酶促酯化反應(yīng),對反應(yīng)的活化能有一定的影響,同時也會影響脂肪酶的催化活性。[0077]實施例11:反應(yīng)溫度對N-輕甲基文斯內(nèi)酯酶促拆分的影響[0078]酶的生物本質(zhì)為蛋白質(zhì),因此溫度對酶催化的反應(yīng)必然有很大的影響。相關(guān)研究表明,溫度不僅可以影響酶的活性,有時還可能會影響酶的立體選擇性。本實驗研究了不同的溫度對N-羥甲基文斯內(nèi)酯酶促拆分的影響。本實驗中底物N-羥甲基文斯內(nèi)酯的濃度為100mM,?;w的濃度為400mM,選取甲基叔丁基醚和正己烷(9:lv/v)雙組分有機(jī)溶劑作為反應(yīng)溶劑,在不同的溫度條件下反應(yīng)12h來催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,脂肪酶YCJ01的用量為150U/ml。不同溫度對N-羥甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響關(guān)系為:[0079]表7:不同反應(yīng)溫度對N-輕甲基文斯內(nèi)酯拆分的影響[0081]由此可見,隨著反應(yīng)溫度的升高,脂肪酶YCJ01的催化效率隨之升高,但當(dāng)溫度到達(dá)35°C之后,隨著溫度的升高,脂肪酶的催化效率趨于不變。從該反應(yīng)中酶的催化活力與立體選擇性以及經(jīng)濟(jì)節(jié)能方面考慮,選擇32~40°C作為有機(jī)相中脂肪酶YCJ01催化N-羥甲基文斯內(nèi)酯酶促拆分的反應(yīng)溫度。[0082]實施例12:底物N-輕甲基文斯內(nèi)酯濃度對酶促拆分的影響[0083]由于過多的底物對于酶具有抑制作用,所以N-羥甲基文斯內(nèi)酯的濃度對于脂肪酶YCJ01的拆分效率具有很大的影響。本實驗中兩種底物濃度摩爾比(N-羥甲基文斯內(nèi)酯與乙酸乙烯酯摩爾濃度比)為1:4,N-羥甲基文斯內(nèi)酯的濃度分別為100mM,200mM,300mM,400mM,500mM,600mM在35°C條件下反應(yīng)12h來催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,脂肪酶YCJ01的用量為150U/ml。不同濃度的N-羥甲基文斯內(nèi)酯對拆分的影響關(guān)系為:[0084]表8:不同濃度N-輕甲基文斯內(nèi)酯對拆分的影響[0085][0086]由此可見,當(dāng)N-羥甲基文斯內(nèi)酯濃度小于300mM時,脂肪酶YCJ01催化拆分的效率很高且相差不大。但當(dāng)N-羥甲基文斯內(nèi)酯的濃度超過300mM時,脂肪酶YCJ01催化拆分的效率逐漸下降,因此選取300~350mM作為最優(yōu)的底物濃度,提高底物濃度,有利于擴(kuò)大化生產(chǎn)。[0087]基于以上原因,脂肪酶YCJ01能夠在較高底物濃度下實現(xiàn)高效拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯。拆分反應(yīng)結(jié)束后,產(chǎn)物為(1R,4S)-N-羥甲基文斯內(nèi)酰胺酯,eeP值彡99.0%,底物為(15,41〇4-羥甲基文斯內(nèi)酯,^值彡99.2%,達(dá)到了很好的拆分效果。并且為以后使用脂肪酶YCJ01催化拆分手性物質(zhì)提供了一種方法。最后,上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述,但在本發(fā)明基礎(chǔ)上,可以對之作一些修改或改進(jìn),這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn),均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍?!局鳈?quán)項】1.一種酶法拆分阿巴卡韋手性中間體文斯內(nèi)酯的方法,其特征在于:采用耐有機(jī)溶劑脂肪酶YCJO1催化拆分N-羥甲基文斯內(nèi)酯,具體步驟如下:(1)向密封瓶中加入N-羥甲基文斯內(nèi)酯,?;w,有機(jī)溶劑和脂肪酶YCJ01,置于搖床中反應(yīng);(2)過濾反應(yīng)液,濾液用乙醚萃取三次,合并有機(jī)相,之后過柱純化,加入無水硫酸鈉干燥,獲得(1S,4R)-N-羥甲基文斯內(nèi)酯固體;將(1S,4R)-N-羥甲基文斯內(nèi)酯固體溶于甲醇后,加入ΝΗ40Η,室溫條件下攪拌后,經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,之后過柱純化,真空干燥得淡黃色固體,即為(1S,4R)_文斯內(nèi)酯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:所述有機(jī)溶劑采用單組分或雙組分;選用單組分有機(jī)溶劑時,所述有機(jī)溶劑選自正己烷、環(huán)己烷、甲苯、異丙醇、甲基叔丁基醚、或丙酮中的一種;選用雙組分有機(jī)溶劑時,固定雙組分中的其中一個組分為甲基叔丁基醚,另一組分為環(huán)己烷、甲苯、異丙醇、正己烷或丙酮。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述有機(jī)溶劑為雙組分有機(jī)溶劑,所述有機(jī)溶劑為甲基叔丁基醚和正己烷,其中正己烷在混合液中的體積濃度(v/v)為0%-40%,優(yōu)選5%-15%,更優(yōu)選10%。4.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述有機(jī)溶劑為單組分有機(jī)溶劑,所述單組分有機(jī)溶劑為甲基叔丁基醚。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述?;w選自乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法,其特征在于,所述?;w為乙酸乙烯酯,所述乙酸乙烯酯的濃度為200~2000mM,優(yōu)選1000~1400mM。7.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述耐有機(jī)溶劑脂肪酶YCJ01的用量為50~250U/ml,優(yōu)選125~150U/ml。8.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述N-羥甲基文斯內(nèi)酯濃度為50~600mM,優(yōu)選300~350mM。9.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述N-羥甲基文斯內(nèi)酯與乙酸乙烯酯的反應(yīng)摩爾濃度比為1:1~10,優(yōu)選1:1~5,更優(yōu)選1:4。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述搖床反應(yīng)溫度為10~50°C,優(yōu)選25°C>40°C,更優(yōu)選32~37°C;反應(yīng)時間為6~24h,優(yōu)選12h?!疚臋n編號】C12P17/10GK105969836SQ201610310542【公開日】2016年9月28日【申請日】2016年5月11日【發(fā)明人】何冰芳,朱玲,劉可可,儲建林,吳斌【申請人】南京工業(yè)大學(xué)
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