專利名稱：通過酶催化?；鸱蛛s原子取代的伯胺和仲胺的外消旋體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對雜原子取代的伯胺和仲胺的外消旋體進行拆分的新方法，通過在水解酶存在時與酯進行反應(yīng)，并隨后從其它未反應(yīng)的雜原子取代胺的對映體中分離出被對映選擇性?；碾s原子取代胺。
WO95/08636描述了一種在水解酶存在時通過與酯進行反應(yīng)來拆分伯胺和仲胺外消旋體的方法。其中提及的優(yōu)選胺是芳烷基伯胺。但是，沒有指出對雜原子取代胺的適用性。
我們現(xiàn)在驚奇地發(fā)現(xiàn)，當所用的雜原子取代胺是通式I所示的胺時，開篇所述的方法顯出特別的優(yōu)越性，通式I如下所示
其中n是0、1、2、3；Y是O、S、NH、NR5；R1和R2各自獨立地為H、烷基或芳基或者R1和R2或R2和R3或R1和R4與相鄰的碳原子一起形成環(huán)系的一部分R4是烷基或芳烷基；R3和R5各自獨立地為H、烷基或芳烷基。
我們還發(fā)現(xiàn)了一種制備?；牟泛椭侔返姆椒?，它是通過水解酶的特異性催化作用，使雜原子取代的胺與酯反應(yīng)，其中酯中的酸部分在其羰基碳的鄰近位置上攜帶有一個氟、氮、磷、氧或硫原子。
適于本發(fā)明方法的酯是那些，在其酯的酸部分中羰基碳的鄰近位置上攜帶有富集電子電荷的雜原子，或者其中呈一個或多個雜原子形式的受體取代基位于酸部分中羰基碳的鄰近位置。
該雜原子必須至少具有一對自由電子。它可以是氟、氮、磷、氧或硫原子。
它應(yīng)該位于羰基碳的鄰近位置。也就是說，該雜原子在羰基碳的α、β或γ位碳原子上鍵合。該雜原子也可以與該碳原子形成多價鍵合，如氰基。優(yōu)選的、在酯中的酸部分是其中雜原子與α碳原子鍵合的那些酸。氧原子為優(yōu)選的雜原子。
該雜原子也可以與其它基團如烷基相連接。例如若該雜原子是氧時，得到的便是醚。
特別適合的酯是那些具有下面結(jié)構(gòu)的酯。
其中R1＝C1-C10烷基，R2＝C1-C10烷基，HR3＝H、C1-C10烷基、或未被取代的苯基或被NH2、OH、C1 -4烷氧基或鹵素取代的苯基，X＝O、S、NR4，R4＝H、C1-C10烷基、或未被取代的苯基或被NH2、OH、C1 -4烷氧基或鹵素取代的苯基，n＝0、1或2。
其中，優(yōu)選C1-4烷氧基乙酸的C1-4烷基酯，如甲氧基乙酸乙酯。
許多酶可被用作本發(fā)明方法中的水解酶，優(yōu)選使用蛋白水解酶，并且特別優(yōu)選脂酶。特別適合的脂酶是微生物脂酶，例如可從酵母或細菌中分離。適合的脂酶是那些來自假單胞桿菌(Pseudomonas)的脂酶，如Amanop或來自假單胞桿菌種DSM 8246的脂酶。此外特別適合的水解酶還有購自Novo Nordisk(酶工具盒)的酶，特別是脂酶SP523、SP524、SP525、SP526及Novozym435。這些酶均是微生物脂酶，可從如南極洲念珠菌(Candida antarctica)這樣的酵母菌中制備。
另外在本發(fā)明方法中還可以使用商購脂酶“Chirazyme L1至L8”(Boehringer Mannheim)，并且采用這些脂酶也是有利的。
可以采用其本身形式的酶或固定化形式的酶。特別適合的酶是固定化了的酶Novozym435。
本發(fā)明的方法可在有或沒有溶劑的存在下實施。
有機溶劑通常均為適用溶劑。反應(yīng)在醚中如MTBE、1，4-二噁烷或THF、或在烴中如己烷、環(huán)己烷、甲苯或在鹵代烴如二氯甲烷中能很好地進行。
通常在室溫下進行酶催化的酯與外消旋的雜原子取代胺的反應(yīng)。根據(jù)底物的不同，反應(yīng)時間為1至48小時。雜原子取代的仲胺通常比雜原子取代的伯胺反應(yīng)時間長。與雜原子取代的伯胺相比，雜原子取代仲胺的較低的反應(yīng)性可通過增加催化劑的用量來補償。
每摩爾待反應(yīng)的胺加0.5-3摩爾的酯進行反應(yīng)。即使當使用外消旋底物時，加入的酯也是0.5-3摩爾，優(yōu)選0.5-1.0摩爾。
加入的酶量依賴于水解酶的性質(zhì)和酶制劑的活性。通過簡單的初步試驗即可確定反應(yīng)的最佳酶用量。通常，每摩爾雜原子取代胺加入1000單位的脂酶。
通過常規(guī)方法如氣相色譜法，可容易地跟蹤反應(yīng)過程。在外消旋體拆分的情況中，當50％的外消旋的雜原子取代的胺被反應(yīng)了時，終止反應(yīng)是靈敏的。這通常是從反應(yīng)中除去催化劑如過濾掉酶來實現(xiàn)。
外消旋底物與酯的對映選擇性反應(yīng)從一種對映體產(chǎn)生了相應(yīng)地?；说漠a(chǎn)物(酰胺)，而另一種對映體仍保持不變。通過常規(guī)方法能容易地將所得的這種雜原子取代胺及酰胺的混合物分離開。例如萃取或蒸餾法均很適于分離胺和酰胺的混合物。
本發(fā)明方法很好地適用于?；絀的雜原子取代的胺。它還可用于拆分實際上所有的雜原子取代伯胺和仲胺的外消旋體。該方法特別能良好地用于伯氨基，特別是R4為芳烷基、尤其是芐基，或R4為烷基、尤其是甲基時的伯氨基醇。
此外，式I的優(yōu)選化合物是其R1和R2與相鄰碳原子形成環(huán)系的化合物，特別是下列結(jié)構(gòu)的化合物
或者R2和R3是環(huán)系的一部分，特別是下列結(jié)構(gòu)的化合物
或R1和R4是環(huán)系的一部分，特別是下列結(jié)構(gòu)的化合物
令人驚異的是，式I的雜原子取代胺的反應(yīng)比無雜原子取代的胺的類似反應(yīng)或比那些與式I的取代情況不同的胺的類似反應(yīng)的旋光產(chǎn)率要高得多。
此外，由于本發(fā)明方法的高度選擇性和反應(yīng)性，僅需要少許過量的或不過量的?；瘎?，這樣大大方便了隨后的分離和純化。
本發(fā)明還適用于從相應(yīng)的外消旋體制備旋光活性的、雜原子取代的伯胺和仲胺，步驟如下a)在水解酶存在下，用酯使外消旋的雜原子取代的胺進行對映選擇性酰化，在該酯的酸部分的羰基碳的鄰近位置帶有一個氟、氮、氧或硫原子，b)分離此旋光活性的雜原子取代的胺和旋光活性的、酰化的雜原子取代的胺的混合物，得到一種雜原子取代的胺的對映體，c)如果需要的話，通過酰胺裂解，從?；碾s原子取代的胺中分離出雜原子取代的胺的另一種對映體。
如果在分離出所需對映體之后，剩余的不需要的另一種對映體被外消旋化、并被重新用于本方法中，那么本發(fā)明方法可更為經(jīng)濟。這種回收利用可能會從外消旋的雜原子取代的胺中獲得總量多于50％的所需對映體。
本發(fā)明方法不僅適于生產(chǎn)旋光活性的雜原子取代伯胺和仲胺，而且其可構(gòu)成復(fù)雜的多步化學合成的一部分，例如可用于制備藥物或作物保護劑。
下面的實施例用于說明本發(fā)明。實施例1脂酶催化的雜原子取代的胺的?；饔玫囊话惴椒▽?0毫摩爾的雜原子取代的伯胺或仲胺溶于MTBE(＝甲基叔丁基醚)(約10％濃度的溶液)。向此溶液中加入11毫摩爾的甲氧乙酸乙酯，并加100mg的脂酶(約1000U/mg，假單孢桿菌種DSM 8246)使反應(yīng)開始。反應(yīng)完成后(12-48小時，取決于雜原子取代的胺)，濾出酶，并減壓濃縮此溶液。所得甲氧乙酰胺產(chǎn)率高于90％。實施例2外消旋體拆分的一般方法將雜原子取代的伯胺或仲胺溶于MTBE(重量百分比約10％)。每摩爾的外消旋的雜原子取代的胺加入1摩爾甲氧乙酸乙酯，隨后加入假單孢桿菌脂酶(DSM 8246)，于室溫下攪拌此懸浮液。每摩爾雜原子取代的胺加入約10,000單位脂酶(10mg)。反應(yīng)進行50％時(由氣相色譜檢測)，所用時間為1-48小時，具體取決于雜原子取代的胺，濾出酶。通過蒸餾或萃取，分離此雜原子取代的胺和?；碾s原子取代的胺(酰胺)的混合物。實施例3使用溶劑時外消旋體的拆分
將5g(49.5mmol)的反式-2-氨基環(huán)戊醇溶于20ml 1，4-二噁烷中，加入3.3g(25mmol)甲氧乙酸異丙酯，且在加入0.1g Novozym435之后，室溫下振搖。12小時后，1H-NMR表明，胺反應(yīng)了50％，濾出酶，濃縮濾液，并通過蒸餾從酰胺中移出未反應(yīng)的胺。產(chǎn)率 D+9.1°(c＝1.74在EtOH中)ee＝25％
由HPLC測定的ee＝25％實施例4無溶劑時外消旋體的拆分
將5g(2mmol)反式-2-芐氧基-1-環(huán)戊基胺和1.8g(13.4mmol)的甲氧乙酸異丙酯混合，加入0.1g的Novozym435，于室溫下?lián)u動該混合物。120小時后，1H-NMR表明，胺反應(yīng)了50％。濾出酶，通過10％濃度的鹽酸萃取，使“酰胺”與“胺”分離。產(chǎn)率 D+45.6°(c＝1于二噁烷中)由HPLC測定的ee＝＞99.5％ D+6.0°(c＝1于二噁烷中)由HPLC測定的ee＝93％實施例5其它外消旋體的拆分根據(jù)實施例3或4的方法進行下面的反應(yīng)(見表)表
*在室溫下用Na-D線測量旋光度值實施例5中的表表明，使用“被保護”的氨基醇，即其中氧原子與例如芐基或甲基相鄰時，與使用未保護的氨基醇相比，能獲得的旋光純度高得多。
權(quán)利要求
1.一種制備?；摹㈦s原子取代的伯胺和仲胺的方法，它通過在水解酶存在下，使雜原子取代的胺與酯反應(yīng)，其中，在酯中酸部分中的羰基碳的鄰近位置上帶有一個氟、氮、磷、氧或硫原子。
2.一種拆分雜原子取代的伯胺和仲胺外消旋體的方法，它通過在水解酶存在下使外消旋體與酯反應(yīng)，隨后使另一種未反應(yīng)的、雜原子取代的胺的對映體與被對映選擇性酰化的雜原子取代的胺分離，其中，在酯的酸部分中的羰基碳的鄰近位置帶有一個氟、氮、磷、氧或硫原子。
3.一種從相應(yīng)外消旋體中制備旋光活性的雜原子取代的伯胺和仲胺的方法，其特征在于a)在水解酶存在下，用酯使外消旋的雜原子取代的胺進行對映選擇性?；?，其中，在該酯的酸部分的羰基碳的鄰近位置帶有一個氟、氮、氧或硫原子，b)分離此旋光活性的雜原子取代的胺和旋光活性的、?；说碾s原子取代的胺的混合物，得到雜原子取代的胺的一種對映體，c)如果需要的話，通過酰胺裂解，使?；碾s原子取代的胺與胺的另一種對映體相分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中在步驟b)或c)后，進行另一步驟，以使不需要的對映體外消旋化，然后返回外消旋體的拆分過程。
5.一種制備旋光活性化合物的方法，其中至少一個步驟為權(quán)利要求2至4的一種方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其中，所用的雜原子取代的伯胺或仲胺為通式I所示的胺
其中n是0、1、2、3；Y是O、S、NH、NR5；R1和R2各自獨立地為H、烷基或芳基或R1和R2或R2和R3或R1和R4與相鄰的碳原子一起形成環(huán)系的一部分；R4是烷基或芳烷基；R3和R5各自獨立地為H、烷基或芳烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中使用的是Y＝O的式I化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中R4是甲基或芐基。
全文摘要
一種從相應(yīng)的外消旋體中制備旋光活性的雜原子取代的伯胺和仲胺的方法,包括a)在水解酶存在下,用酯使外消旋的雜原子取代的胺進行對映選擇性?；?在酯的酸部分中的羰基碳的鄰近位置帶有一個氟、氮、氧或硫原子,b)分離此旋光活性的雜原子取代的胺和旋光活性的、?；碾s原子取代的胺的混合物,得到雜原子取代的胺的一種對映體,c)如果需要的話,通過酰胺裂解,使酰化的雜原子取代的胺與雜原子取代的胺的另一種對映體相分離。
文檔編號C12P13/02GK1172504SQ96191757
公開日1998年2月4日 申請日期1996年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月3日
發(fā)明者F·巴爾肯霍爾, K·迪特里克, C·努布林格 申請人:巴斯福股份公司