專利名稱：制備光學活性的2－[6－(羥甲基)－1，3－二噁烷－4－基]乙酸衍生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備可用作藥物中間體(尤其是可用作HMG-CoA還原酶抑制劑的中間體)的光學活性的2-〔6-羥甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸衍生物的方法。
背景技術(shù)：
在制備2-〔6-羥甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸衍生物的方法中，下述方法是已知的。
(1)以3-羥基-γ-丁內(nèi)酯為原料，通過3，5-二羥基己酸酯衍生物合成3，5，6-三羥基己酸酯衍生物的方法(日本特許公開公報1992年第173767號)(2)以3，4-二羥基丁腈丙酮化物為原料，通過3，5-二羥基己酸酯衍生物合成3，5，6-三羥基己酸酯衍生物的方法(日本特許公開公報1990年第262537號)(3)以4-氯乙酰乙酸酯為原料，通過轉(zhuǎn)化成芐氧基衍生物、還原和鏈延長而合成3，5，6-三羥基己酸酯衍生物的方法(日本特許公開公報1994年第65226號)(4)以4-氯-3-羥基丁酸酯為原料，通過鏈延長、還原等而合成3，5，6-三羥基己酸酯衍生物的方法(美國專利No.5,278,313)(5)以蘋果酸為原料，通過2，4-二羥基己二酸衍生物合成3，5，6-三羥基己酸酯的方法(日本特許公開公報1992年第69355號)然而，這些方法涉及在-80℃左右的超低溫下的反應(1、2、4、5)或在100kg/cm2的高壓下的氫化反應(3)，因而需要使用特殊的反應設備。而且，這些方法涉及在某一階段使用昂貴的試劑等，因而，它們均非適合工業(yè)生產(chǎn)的有效方法。
例如，現(xiàn)有技術(shù)的方法(4)包括在第一步驟中于-78℃的超低溫下用昂貴的1，6-亞己基二硅氨基鋰使4-氯-3-羥基丁酸酯與乙酸叔丁酯的烯醇化物反應，并在第二步驟中再在-78℃的超低溫下用昂貴的二乙基甲氧基硼烷和氫硼化鈉進行立體選擇性還原。該方法還涉及在昂貴的溶劑1-甲基-2-吡咯烷酮中用昂貴的乙酸四正丁基銨進行乙酰氧化反應。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的方法存在上述問題，本發(fā)明的目的是，提供一種不使用任何特殊設備(如超低溫反應所需的設備)而由廉價的原料制備通式(I)的光學活性的2-〔6-羥甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸衍生物的便利方法。
式中，R1表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，R4和R5各獨立地表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，R4和R5可互相結(jié)合，形成環(huán)。
在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上；本發(fā)明者進行了深入的研究，結(jié)果開發(fā)出了一種不使用任何特別設備(如超低溫反應所需的設備)而由廉價的、容易得到的原料制備下列通式(I)的光學活性的2-〔6-羥甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸衍生物的便利方法 式中，R1表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，R4和R5各獨立地表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，R4和R5可互相結(jié)合，形成環(huán)。
因此，本發(fā)明涉及這樣一種制備通式(I)的光學活性的2-〔6-羥甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸衍生物的方法 式中，R1、R4和R5的定義見下；該方法包含以下步驟(1)將通過使堿或0價的金屬作用于下列通式(II)的乙酸酯衍生物而制得的烯醇化物與下列通式(III)的化合物在不低于-30℃反應，得到下列通式(IV)的化合物X2CH2CO2R1(II)
式中，R1表示氫、1-12個碳原子的烷基，6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，X2表示氫或鹵原子； 式中，R2表示1-12個碳原子的烷基，6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，X1表示鹵原子； 式中，R1和X1的定義同上；(2)用微生物菌株使式(IV)化合物還原，得到下列通式(V)的化合物 式中，R1和X1的定義同上；(3)在酸催化劑的存在下用縮醛化試劑處理式(V)化合物，得到下列通式(VI)的化合物 式中，R1和X1的定義同上，R4和R5各獨立地表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，R4和R5可互相結(jié)合，形成環(huán)；(4)用酰氧化試劑將式(VI)化合物酰氧化，得到下列通式(VII)的化合物
式中，R1、R4和R5的定義同上，R3表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基、7-12個碳原子的芳烷基；(5)在堿的存在下對式(VII)化合物進行溶劑解。
下面詳細說明本發(fā)明。
本發(fā)明由下面的反應流程圖所示的非超低溫反應步驟(1)至(5)構(gòu)成。
下面逐步地對本發(fā)明進行描述。
步驟(1)在該步驟中，將通過使堿或0價的金屬作用于下列通式(II)的乙酸酯衍生物X2CH2CO2R1(II)而制得的烯醇化物與下列通式(III)的(3S)構(gòu)型的羥基丁酸酯衍生物在不低于-30℃反應， 得到下列通式(IV)的(5S)構(gòu)型的羥基酮基己酸衍生物 通常，當涉及乙酸酯等的烯醇化物的反應在非超低溫條件下(例如，在不低于-30℃)進行時，主要地發(fā)生烯醇化物的自縮合，使目標反應的轉(zhuǎn)化速率明顯下降。然而，用本發(fā)明者開發(fā)的下述方法，可使乙酸酯烯醇化物的自縮合減少至最小，從而可使目標反應具有良好的產(chǎn)率。
在用于步驟(1)的羥基丁酸衍生物(即，下列通式(III)的化合物)中
3位構(gòu)型是(S)型，R2例如是1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，作為具體例子，R2可以是甲基、乙基、異丙基、叔丁基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基和對硝基芐基。優(yōu)選甲基或乙基，最優(yōu)選乙基。
X1表示鹵原子，例如氯、溴和碘，優(yōu)選氯或溴。最優(yōu)選氯。
具有(3S)構(gòu)型的光學活性的羥基丁酸衍生物可用已知技術(shù)以大的生產(chǎn)規(guī)模進行制備(例如，可參見日本特許公報第1723728號)。
關(guān)于步驟(1)中所用的乙酸酯衍生物，R1表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，作為具體例子，它可以是氫、甲基、乙基、異丙基、叔丁基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基和對硝基芐基。優(yōu)選叔丁基。
X2表示氫或鹵素，作為具體例子，它可以是氫、氯、溴和碘。優(yōu)選氫和溴。
相對于羥基丁酸，乙酸酯衍生物的用量為1-10摩爾當量，以1-5摩爾當量為佳。
在步驟(1)中，先通過使堿或0價的金屬作用于乙酸酯衍生物而制得烯醇化物。
通常，在制備烯醇化物時，當乙酸酯的X2為氫時，使用堿，而當X2是鹵原子時使用0價的金屬。
可用于制備烯醇化物的堿可以是氨基化鋰類化合物，如氨基化鋰、二異丙基氨基鋰、二環(huán)己基氨基鋰、1，6-亞己基二硅氨基鋰等；氨基鎂類，如氯化二異丙基氨基鎂、溴化二異丙基氨基鎂、碘化二異丙基氨基鎂、氯化二環(huán)己基氨基鎂等；氨基鈉類，如氨基鈉、二異丙基氨基鈉等；氨基鉀類，如氨基鉀、二異丙基氨基鉀等；烷基鋰化合物，如甲基鋰、正丁基鋰、叔丁基鋰等；格氏試劑，如甲基鎂化溴、異丙基鎂化氯、叔丁基鎂化氯等；金屬烷氧化物，如甲醇鈉、乙醇鎂、叔丁醇鉀等；金屬氫化物，如氫化鋰、氫化鈉、氫化鉀、氫化鈣等。
堿最好是金屬氫化物、氨基化鎂、氨基化鋰或格氏試劑。
這些堿可單獨使用或合用。例如，當與格氏試劑或含鎂的堿(如氨基鎂)合用時，氨基化鋰或金屬氫化物更有效。
含鎂的堿可使用堿與鎂化合物(氯化鎂、溴化鎂等)的組合。
氨基鎂可用下列通式(VIII)表示
式中，R6和R7各獨立地表示1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基、7-12個碳原子的芳烷基、或甲硅烷基，作為具體例子，它們可以是甲基、乙基、異丙基、叔丁基、環(huán)己基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基、對硝基芐基、三甲代甲硅烷基、三乙代甲硅烷基和苯基二甲基甲硅烷基。優(yōu)選異丙基。X3表示鹵素，優(yōu)選氯、溴或碘。最優(yōu)選氯。
氨基鎂可通過周知的方法用容易得到的仲酰胺和格氏試劑進行制備(如日本特許公開公報1996年第523420號)?；蛘?，可用氨基化鋰和鹵化鎂按已知的方法加以制備(例如，J.Org.Chem.，1991，56，5978-5980)。
氨基化鋰可用下列通式(X)進行表示 式中，R9和R10各獨立地表示1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基、7-12個碳原子的芳烷基、或甲硅烷基，作為具體例子，它們可以是甲基、乙基、異丙基、叔丁基、環(huán)己基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基、對硝基芐基、三甲代甲硅烷基、三乙代甲硅烷基和苯基二甲基甲硅烷基。優(yōu)選異丙基。
格氏試劑用下列通式(IX)進行表示X4-Mg-R8(IX)式中，R8表示1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，作為具體例子，它們可以是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基和對硝基芐基。優(yōu)選甲基、乙基、異丙基、正丁基或叔丁基。最優(yōu)選叔丁基。X4表示鹵素，優(yōu)選氯、溴或碘。最優(yōu)選氯。
在步驟(1)中，相對于羥基丁酸衍生物，堿的用量為1-10個摩爾當量，以2-6個摩爾當量為佳。
可在步驟(1)中用于制備烯醇化物的0價的金屬包括鋅、鎂、錫等，優(yōu)選鋅或鎂。
在步驟(1)中，相對于羥基丁酸衍生物，0價金屬的用量為1-20個摩爾當量，以2-8個摩爾當量為佳。
可用于步驟(1)的溶劑可以是例如無質(zhì)子有機溶劑。上述有機溶劑包括烴類溶劑，如苯、甲苯、正己烷、環(huán)己烷等；醚類溶劑，如乙醚、四氫呋喃、1，4-二噁烷、甲基·叔丁基醚、二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚等；含鹵素溶劑，如二氯甲烷、氯仿、1，1，1-三氯乙烷等；無質(zhì)子極性溶劑，如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲替磷酰三胺等。這些溶劑可各自單獨使用或者二種以上合用。其中優(yōu)選烴類溶劑(如苯、甲苯、正己烷、環(huán)己烷等)和醚類溶劑(如乙醚、四氫呋喃、1，4-二噁烷、甲基·叔丁基醚、二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚等)。更優(yōu)選聚醚類溶劑(如二甲氧基乙烷和二甘醇二甲醚)。聚醚類溶劑可各自作為唯一的溶劑使用，也可添加到不同的反應溶劑中。在后一情況下，相對于羥基丁酸衍生物，其添加量可以是1-10個摩爾當量。尤其優(yōu)選的溶劑是二甲氧基乙烷。
步驟(1)的反應溫度宜為-30℃至100℃，最好是-10℃至60℃。
在步驟(1)中，雖然反應物的添加次序可以是任意的，但可預先用堿處理羥基丁酸衍生物。最好預先用堿和鎂化合物進行處理。
較佳的堿是金屬氫化物和氨基化鋰。
較佳的鎂化合物是氯化鎂和溴化鎂。
堿和鎂化合物無需是獨立的化合物，可使用含鎂的堿。
較佳的含鎂的堿是格氏試劑(如甲基鎂化溴、異丙基鎂化氯、叔丁基鎂化氯等)和氨基鎂(如氯化二異丙基氨基鎂、溴化二異丙基氨基鎂、碘化二異丙基氨基鎂、氯化二環(huán)己基氨基鎂等)。
在預處理羥基丁酸衍生物時，可預處理羥基丁酸衍生物與乙酸酯衍生物的混合溶液。預處理之后，可通過加堿(如氨基化鋰、二異丙基氨基鋰、二環(huán)己基氨基鋰或1，6-亞己基二硅氨基鋰等氨基化鋰類化合物或氨基鎂)或滴加堿的溶液而使反應有利地進行。
相對于羥基丁酸衍生物，用于預處理的堿的比例為0.01-3個摩爾當量，最好為0.5-1.5個摩爾當量。
相對于羥基丁酸衍生物，用于預處理的鎂化合物的比例為0.1-10個摩爾當量，最好為0.5-1.5個摩爾當量。
相對于羥基丁酸衍生物，用于預處理的含鎂的堿的比例為0.01-3個摩爾當量，最好為0.5-1.5個摩爾當量。
相對于羥基丁酸，擬在預處理之后反應的堿的比例為1-20個摩爾當量，最好為2-8個摩爾當量。
因此，首先用堿和鎂衍生物預處理羥基丁酸衍生物，然后在乙酸酯衍生物的存在下使堿作用于該乙酸酯衍生物，可使本步驟(1)有利地進行。
或者，可用格氏試劑預處理羥基丁酸衍生物，然后與通過使0價的金屬作用于乙酸酯衍生物而制得的烯醇化物反應。
步驟(1)的反應結(jié)束后，可通過常規(guī)的后處理從反應混合物中回收反應產(chǎn)物。例如，可將反應完畢后的反應混合物與常用的無機或有機酸(如鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸或檸檬酸)混合，然后用常用的提取溶劑(如乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、甲苯或己烷)對混合物進行提取。將得到的提取物于減壓下加熱等，餾去反應溶劑和提取溶劑，從中分離出目標化合物。由此得到的產(chǎn)物是基本上純的化合物，但可通過常用技術(shù)(如重結(jié)晶、分餾、柱色譜法等)進一步純化。
步驟(2)在該步驟中，用微生物菌株使由步驟(1)得到的羥基酮基己酸衍生物，即，下列通式(IV)的(5S)構(gòu)型的羥基酮基己酸衍生物還原 得到下列通式(V)的(3R，5S)構(gòu)型的二羥基己酸衍生物 在對這樣的羥基酮基己酸衍生物的羰基進行立體選擇性還原時，一般采用在超低溫于烷基硼烷的存在下用氫化物類還原劑(如硼氫化鈉)進行還原反應的技術(shù)(例如美國專利No.5,278,313)。
本發(fā)明者開發(fā)了一種可在非超低溫下以低成本對羥基酮基己酸衍生物進行高立體選擇性還原的微生物還原技術(shù)。
用于本步驟(2)的可將羥基酮基己酸衍生物還原成二羥基己酸衍生物的微生物可用下述方法進行選擇。例如，往500mL坂口(Sakaguchi)燒瓶中加入50mL含5％葡萄糖、0.5％蛋白胨、0.2％磷酸二氫鉀、0.1％磷酸氫二鉀、0.02％硫酸鎂和0.1％酵母浸膏的培養(yǎng)基A(pH6.5)。滅菌后，在燒瓶中接種微生物菌株并在30℃振蕩2-3日進行保溫培養(yǎng)。通過離心收集細胞并懸浮于25mL含0.1-0.5％的(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯和5％葡萄糖的磷酸鹽緩沖液中，將所得懸浮液在500mL坂口燒瓶中于30℃振蕩2-3日。轉(zhuǎn)化反應結(jié)束后，用一個體積的乙酸乙酯對反應混合物進行提取，用高效液相色譜法〔分析柱Nakalai Tesque公司生產(chǎn)的Cosmocil 5CN-R(4.6mm×250mm)，洗脫液1mM磷酸/水∶乙腈＝5∶1，流速0.7mL/min，檢測波長210nm，柱溫30℃，洗脫時間(3S，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯12.5min；(3R，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯13.5min；(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯17min〕分析提取物中的6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯。
可用于步驟(2)的可將羥基酮基己酸衍生物還原成二羥基己酸衍生物的菌株可用下述方法進行選擇。例如，往大尺寸的試管中加入7mL含1％濃肉汁、1％聚蛋白胨、0.5％酵母浸膏和0.5％葡萄糖的培養(yǎng)基B(pH7.0)。滅菌后，在試管中接種試驗菌株并在30℃振蕩培養(yǎng)1/2日。通過離心收集細胞并懸浮于0.5mL含0.1-0.5％的(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯和葡萄糖的磷酸鹽緩沖液中。將該懸浮液在10mL的塞好的試管中于30℃振蕩1-2日。轉(zhuǎn)化反應結(jié)束后，加入一個體積的乙酸乙酯對反應混合物進行提取，用高效液相色譜法分析提取物中的6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯。
可用于本發(fā)明實踐的微生物菌株可包括下列屬的菌株Hormoascus、念珠菌屬(Candida)、隱球菌屬(Cryptococcus)、德巴利氏酵母屬(Debaryomyces)、地霉屬(Geotrichum)、Kuraishia、漢遜氏酵母屬(Hansenulla)、克魯維酵母屬(Kluyveromyces)、畢赤氏酵母屬(Pichia)、Yamadazyma、紅酵母屬(Rhodotorula)、酵母菌屬(Saccharomyces)、裂芽酵母孢子菌屬(Schizoblastosporon)和接合酵母屬(Zygosaccharomyces)。更具體地說，所述菌株例如可以是Hormoascus platypodis IFO1471、Candida catenulata IFO0745、Candida diversaa IFO1019、Candida fructus IFO1581、Candida glaebosa IFO1353、季也蒙假絲酵母(Candida guilliermondii)IFO0454、Cryptococcus humicola IFO0760、Candidaintermedia IFO0761、Candida magnoliae IFO0705、Candida musae IFO1582、Candidapintolopesii var.pintolopenii IFO0729、Candida pinus IFO0741、清酒念珠菌(Candida sake)IFO0435、Candida sonorensis IFO10027、熱帶念珠菌(Candida tropicalis)IFO1401、勞倫梯氏隱球菌(Cryptococcus laurentti)IFO0609、土隱球菌(Cryptococcus terreus)IFO0727、Debaryomyces hansenii var.fabryi IFO0058、Geotrichum eriense ATCC22311、Kuraishia capsulata IFO0721、Kluyveromyces marxianus IFO0288、牛腸畢赤酵母(Pichiabovis)IFO1886、Yamadazyma haplophila IFO0947、膜醭畢赤酵母(Pichia membranaefaciens)IFO0458、紅酵母(Rhodotorula glutinis)IFO1099、釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)IFO0718、小林氏裂芽酵母孢子菌(Schizoblastoporon kobayasii) IFO1644、Candida clausseniiIFO0759、Debaryomyces robertsii IFO1277和Zygosaccharomyces rouxii IFO0493。這些微生物一般可免費或以成本價從易進入的培養(yǎng)物收集處得到?；蛘撸鼈兛蓮淖匀唤缰蟹蛛x出來。而且，可使這些微生物變異，衍生出具有更適合本反應的特性的菌株。
雖然可用于本發(fā)明的微生物包括短桿菌屬(Brevibacterium)、棒狀桿菌屬(Corynebacterium)和紅球菌屬(Rhodococcus)，但具體地說，可使用下述菌株停滯短桿菌(Brevibacterium stationis)IFO12144、產(chǎn)氨棒狀桿菌(Corynebacterium ammoniagenes)IFO12072、微黃棒狀桿菌(Corynebacterium flavescens)IFO14136、谷氨酸棒狀桿菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC13287、紅串紅球菌(Rhodococcus erythropolis)IAM1474。這些微生物一般可免費或以成本價從易進入的培養(yǎng)物收集處得到。或者，它們可從自然界中分離出來。而且，可使這些微生物變異，衍生出具有更適合本反應的特性的菌株。
在培養(yǎng)上述微生物菌株時，一般微生物可利用任何營養(yǎng)源。例如，作為碳源，可使用各種糖，如葡萄糖、蔗糖、麥芽糖等；有機酸，如乳酸、乙酸、檸檬酸、丙酸等；醇，如乙醇、丙三醇等；烴，如石蠟等；油，如豆油、菜籽油等；和它們的各種混合物。作為氮源，可使用各種含氮物質(zhì)，如硫酸銨、磷酸銨、尿素、酵母浸膏、肉汁、蛋白胨和玉米漿。還可用無機鹽、維生素和其他營養(yǎng)素對培養(yǎng)基作進一步的補充。
微生物的培養(yǎng)一般可在常規(guī)條件下進行，例如，在20-45℃于pH4.0至9.5之間好氣培養(yǎng)10-96小時。在使微生物菌株作用于羥基酮基己酸衍生物時，通常，可將所得培養(yǎng)液直接用于反應中，但也可使用培養(yǎng)液的濃縮物。此外，當培養(yǎng)液中的某些成分被懷疑對反應有不良影響時，可使用例如通過將培養(yǎng)液離心而分離出來的細胞或?qū)⑦@些細胞進一步處理后使用。
對上述進一步處理后可利用的產(chǎn)物并無特別限制，它可以是通過用丙酮或五氧化二磷脫水或通過使用干燥劑或用風扇氣流干燥而得到的干燥細胞，也可以是經(jīng)過表面活性劑處理、溶菌酶處理后的產(chǎn)物、固定化細胞和可從破裂的細胞得到的無細胞提取物。另一種方法包括從培養(yǎng)液中純化出催化手性還原反應的酶并使用該純化的酶。
在進行還原反應時，可在反應開始時將作為底物的羥基酮基己酸衍生物全部加入或隨著反應的進行分數(shù)次加入。
反應溫度一般為10-60℃，最好是20-40℃，反應pH為2.5-9，最好是5-9。
反應系統(tǒng)中的微生物濃度可根據(jù)菌株還原底物的能力而適當選擇。反應系統(tǒng)的底物濃度宜為0.01-50％(w/v)，更好的為0.1-30％。
反應一般在振蕩或者在通氣和攪拌條件下進行。反應時間根據(jù)底物濃度、微生物濃度和其他反應條件而設定。通常，宜將各種條件設定成使反應在2-168小時內(nèi)完成。
為了加速還原反應，可有利地在反應混合物中加入1-30％的能源(如葡萄糖或乙醇)。此外，可通過添加輔酶(如已知的通常是生物還原體系所必需的還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)或還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH))加速反應。因此，這樣的輔酶可直接添加到反應混合物中，或者，可將產(chǎn)生NADH或NADPH和氧化型輔酶的反應系統(tǒng)一起添加到反應混合物中。例如，可使用當由甲酸產(chǎn)生二氧化碳和水時甲酸脫氫酶將NAD還原成NADH的反應系統(tǒng)或者當由葡萄糖產(chǎn)生葡糖酸內(nèi)酯時葡萄糖脫氫酶將NAD或NADP還原成NADH或NADPH的反應系統(tǒng)。將表面活性劑〔如Triton(Nakalai Tesque株式會社產(chǎn)品)、Span(關(guān)東化學株式會社產(chǎn)品)或Tween(Nakalai Tesque株式會社產(chǎn)品)〕加入到反應系統(tǒng)中也是有用的。而且，為了消除底物和/或反應產(chǎn)物醇對反應的抑制，可在反應系統(tǒng)中加入水不溶性有機溶劑(如乙酸乙酯、乙酸丁酯、異丙醚、甲苯等)。此外，為提高底物的溶解性，可添加水溶性有機溶劑，如甲醇、乙醇、丙酮、四氫呋喃或二甲亞砜。
還原產(chǎn)物二羥基己酸衍生物可由培養(yǎng)液直接收集或者通過用溶劑(如乙酸乙酯、甲苯等)提取然后除去溶劑而由收集的細胞中分離出來?？赏ㄟ^重結(jié)晶、硅膠柱色譜法等步驟將產(chǎn)物進一步純化，得到較高純度的二羥基己酸衍生物。
步驟(3)在該步驟中，對由步驟(2)得到的(3R，5S)構(gòu)型的二羥基己酸衍生物，即下列通式(V)的化合物 進行已知的縮醛化反應，例如，在酸催化劑的存在下用縮醛化試劑進行處理，得到下列通式(VI)的(4R，6S)構(gòu)型的鹵甲基二噁烷基乙酸衍生物 可用于本步驟(3)的縮醛化試劑的例子包括酮、醛、烷氧基烷烴和烷氧基烯烴。所述酮、醛、烷氧基烷烴和烷氧基烯烴的具體例子有丙酮、環(huán)己酮、甲醛、苯甲醛、二甲氧基甲烷、2，2-二甲氧基丙烷、2-甲氧基丙烯、1，1-二甲氧基環(huán)己烷等。較佳的縮醛化試劑是丙酮、2-甲氧基丙烯和2，2-二甲氧基丙烷。
相對于二羥基己酸衍生物，用于步驟(3)的縮醛化試劑的量宜為1-10個摩爾當量，更好的為1-5個摩爾當量。為使反應加速，可利用縮醛化試劑作為反應溶劑。
可用于步驟(3)的酸催化劑是路易斯酸或布朗斯臺酸。路易斯酸和布朗斯臺酸的例子包括路易斯酸，如三氯化鋁、三氟化硼、二氯化鋅、四氯化錫等；羧酸，如草酸、甲酸、乙酸、苯甲酸、三氟乙酸等；磺酸，如甲磺酸、對甲苯磺酸、樟腦磺酸、對甲苯磺酸吡啶鎓等；無機酸，如鹽酸、硫酸、硝酸和硼酸。較佳的是對甲苯磺酸、樟腦磺酸和對甲苯磺酸吡啶鎓。
相對于二羥基己酸衍生物，用于步驟(3)的酸催化劑的量宜為0.001-0.5個摩爾當量，更好的為0.005-0.1個摩爾當量。
步驟(3)的反應可在沒有溶劑的條件下進行，但可使用各種有機溶劑作為反應溶劑。這樣的有機溶劑的例子包括烴類溶劑，如苯、甲苯、環(huán)己烷等；醚類溶劑，如乙醚、四氫呋喃、1，4-二噁烷、甲基·叔丁基醚、二甲氧基乙烷等；酯類溶劑，如乙酸乙酯、乙酸丁酯等；酮類溶劑，如丙酮、甲基·乙基酮等；含鹵素溶劑，如二氯甲烷、氯仿、1，1，1-三氯乙烷等；含氮溶劑，如二甲基甲酰胺、乙酰胺、甲酰胺、乙腈等；和無質(zhì)子極性溶劑，如二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮、六甲替磷酰三胺等。這些溶劑可各自單獨使用或者二種以上合用。其中優(yōu)選甲苯、丙酮、二氯甲烷、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、乙酰胺、甲酰胺、乙腈、二甲亞砜和N-甲基吡咯烷酮。
步驟(3)的反應溫度為-20℃至100℃，以0℃至50℃為佳。
步驟(3)的反應結(jié)束后，可通過常規(guī)的后處理從反應混合物中回收產(chǎn)物。典型的后處理包括在反應結(jié)束后即將水加入到反應混合物中，用常用的提取溶劑(如乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、甲苯或己烷)進行提取，例如通過減壓下加熱，餾去反應溶劑和提取溶劑，由此得到目標產(chǎn)物。另一種后處理包括反應結(jié)束后立即減壓下加熱，餾去反應溶劑，然后進行與上述相同的步驟。由此得到的目標產(chǎn)物基本上是純的，但可通過常規(guī)方法(如重結(jié)晶、分餾或柱色譜法)進一步純化。
如此由步驟(3)得到的化合物是下列通式(VI)的鹵甲基二噁烷基乙酸衍生物 式中，R4和R5各獨立地表示氫原子、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，因此包括甲基、乙基、叔丁基、己基、苯基、芐基和對甲氧基芐基。其中優(yōu)選甲基。
R4和R5可互相結(jié)合，形成環(huán)，例如，R4和R5可互相之間形成環(huán)戊烷環(huán)、環(huán)己烷環(huán)、環(huán)庚烷環(huán)或苯并環(huán)戊烷環(huán)，構(gòu)成具有1，3-二噁烷環(huán)的螺環(huán)系統(tǒng)。
步驟(4)在該步驟中，將由步驟(3)得到的化合物，即下列通式(VI)的(4R，6S)構(gòu)型的鹵甲基二噁烷基乙酸衍生物與酰氧化試劑反應 得到下列通式(VII)的(4R，6S)構(gòu)型的酰氧基甲基二噁烷基乙酸衍生物 在上式中，R3例如可以是氫原子、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，因此具體包括氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基和對硝基芐基。其中，最優(yōu)選甲基。
可用于本步驟(4)的酰氧化試劑的例子包括下列通式(XI)的羧酸季銨鹽 式中，R11、R12、R13和R14各獨立地表示1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，因此包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基和對硝基芐基。其中，優(yōu)選正丁基。
相對于鹵甲基二噁烷基乙酸衍生物，羧酸季銨鹽的用量為1-5個摩爾當量，以1-3個摩爾當量為佳。
除所述羧酸季銨鹽之外，同樣地可使用例如下列通式(XII)的季銨鹽
與下列通式(XIII)的羧酸鹽的混合物作為步驟(4)中的酰氧化試劑 使用上述季銨鹽與羧酸鹽的混合物的酰氧化反應提供了一種不需要昂貴的羧酸季銨鹽但僅涉及使用少量的不昂貴的季銨鹽的合成途徑，是本發(fā)明者開發(fā)的一種新的反應技術(shù)。
在上述季銨鹽中，R15、R16、R17和R18可各獨立地表示1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，因此包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基和對硝基芐基。優(yōu)選正丁基。
X5例如可以是鹵原子、羥基或酰氧基。具體地說，可以是氯、溴、碘、羥基、乙酰氧基、丁氧基、芐氧基、三氟乙酰氧基等，其中，優(yōu)選氯、溴、羥基和乙酰氧基。更優(yōu)選氯或溴。
相對于鹵甲基二噁烷基乙酸衍生物，上述季銨鹽的用量為0.05-2個摩爾當量，但以不超過催化量為佳，具體地說，以0.1-0.9個摩爾當量為佳。
在上述羧酸鹽中，R3可以是例如氫原子、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，因此包括氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正辛基、苯基、萘基、對甲氧基苯基和對硝基芐基。其中，優(yōu)選甲基。
M表示堿金屬或堿土金屬，因此包括鋰、鈉、鉀、鎂、鈣和鋇。優(yōu)選鈉和鉀。
符號n表示整數(shù)1或2，具體取決于M的價數(shù)。
相對于鹵甲基二噁烷基乙酸衍生物，上述羧酸鹽的用量為1-15個摩爾當量，以1-5個摩爾當量為佳。
季銨鹽中的X5與羧酸鹽中的M的較佳組合是作為季銨鹽中的X5的氯與作為羧酸鹽中的M的鈉的組合及作為季銨鹽中的X5的溴與作為羧酸鹽中的M的鉀的組合。
在步驟(4)的反應中，可使用各種有機溶劑作為反應溶劑。這樣的有機溶劑的例子包括烴類溶劑，如苯、甲苯、環(huán)己烷等；醚類溶劑，如乙醚、四氫呋喃、1，4-二噁烷、甲基·叔丁基醚、二甲氧基乙烷等；酯類溶劑，如乙酸乙酯、乙酸丁酯等；含鹵素溶劑，如二氯甲烷、氯仿、1，1，1-三氯乙烷等；含氮溶劑，如N，N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、甲酰胺、乙腈等；和無質(zhì)子極性溶劑，如二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮、六甲替磷酰三胺等。這些溶劑可各自單獨使用或者二種以上合用。較佳的是含氮溶劑，如N，N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、甲酰胺、乙腈等；和無質(zhì)子極性溶劑，如二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮、六甲替磷酰三胺等。更佳的是N，N-二甲基甲酰胺。
步驟(4)的反應溫度為0℃至200℃，以50℃至150℃為佳。
步驟(4)的反應結(jié)束后，可通過常規(guī)的后處理從反應混合物中回收產(chǎn)物。典型的后處理包括在反應結(jié)束后即將水加入到反應混合物中，用常用的提取溶劑(如乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、甲苯、己烷或庚烷)進行提取，例如通過減壓下加熱，從所得提取液中餾去反應溶劑和提取溶劑，由此得到目標產(chǎn)物。另一種后處理方法包括反應結(jié)束后立即減壓下加熱，餾去反應溶劑，然后進行與上述相同的步驟。由此得到的目標產(chǎn)物基本上是純的，但可通過常規(guī)方法(如重結(jié)晶、分餾或柱色譜法)進一步純化。
步驟(5)在該步驟中，例如在堿的存在下根據(jù)已知方法，對由步驟(4)得到的化合物，即下列通式(VII)的(4R，6S)構(gòu)型的酰氧基甲基二噁烷基乙酸衍生物進行溶劑解 得到下列通式(I)的相應的(4R，6S)構(gòu)型的羥甲基二噁烷基乙酸衍生物 可用于本步驟(5)中的上述溶劑解的堿的例子包括無機堿和有機堿，如碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化鋇、氫氧化鎂、乙酸鈉、乙酸鉀、氨、三乙胺、吡啶、哌啶、N，N-二甲基氨基吡啶等。較佳的堿是碳酸鉀。
相對于酰氧基甲基二噁烷基乙酸衍生物，在該反應中堿的用量為0.001-5個摩爾當量，以0.01-1.0個摩爾當量為佳。
步驟(5)的溶劑解反應在水或質(zhì)子有機溶劑中或者在水或質(zhì)子有機溶劑與無質(zhì)子有機溶劑的混合液中進行。上述質(zhì)子有機溶劑的例子包括醇類溶劑，如甲醇、乙醇、丁醇、異丙醇、乙二醇、甲氧基乙醇等；胺類溶劑，如二乙胺、吡咯烷、哌啶等。上述無質(zhì)子有機溶劑的例子包括烴類溶劑，如苯、甲苯、環(huán)己烷等；醚類溶劑，如乙醚、四氫呋喃、1，4-二噁烷、甲基·叔丁基醚、二甲氧基乙烷等；酯類溶劑，如乙酸乙酯、乙酸丁酯等；酮類溶劑，如丙酮、甲基·乙基酮等；含鹵素溶劑，如二氯甲烷、氯仿、1，1，1-三氯乙烷等；含氮溶劑，如二甲基甲酰胺、乙腈等；和無質(zhì)子極性溶劑，如二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮、六甲替磷酰三胺等。
較佳的反應溶劑包括水、甲醇和乙醇。
步驟(5)的反應溫度為-20℃至100℃，以-10℃至50℃為佳。
反應結(jié)束后，可通過常規(guī)的后處理方法從反應混合物中回收反應產(chǎn)物。典型的后處理方法包括在反應結(jié)束后將水加入到反應混合物中，用常用的提取溶劑(如乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、甲苯或己烷)提取反應產(chǎn)物，減壓下加熱，除去反應溶劑和提取溶劑，由此分離出目標產(chǎn)物。另一種后處理方法包括例如在反應結(jié)束后立即減壓下加熱，除去反應溶劑，然后進行與上述相同的步驟。由此得到的目標產(chǎn)物基本上是純的，但可通過常規(guī)方法(如重結(jié)晶、分餾或柱色譜法)進一步純化。
具體實施例方式
下面的實施例對本發(fā)明作更詳細的舉例說明，但不應認為是對本發(fā)明范圍的界定。
實施例1(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯氬氣氛下，于40℃在連續(xù)攪拌下，將3.34g(33mmol)二異丙基胺滴加到16.7g(30mmol)氯化正丁基鎂在甲苯/四氫呋喃(重量比＝1∶2.5)(1.8mol/kg)的溶液中，制得氯化二異丙基氨基鎂溶液。
另外，將1.0g(6.0mmol)(3S)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯(日本特許公報第1723728號)和1.74g(15mmol)乙酸叔丁酯溶解在5.0mL二甲氧基乙烷中，將該溶液在0-5℃于氬氣氛下攪拌。用3小時往該溶液中滴加上述氯化二異丙基氨基鎂溶液，將混合液在20℃進一步攪拌16小時。
用另一個容器，將7.88g濃鹽酸、20g水和20mL乙酸乙酯攪拌混合在一起，將上述反應混合液傾入此容器中。靜置后，分離出有機層，用飽和的氯化鈉水溶液洗滌，用無水硫酸鎂干燥，減壓下加熱，餾去溶劑。
用硅膠柱色譜法(Merck公司生產(chǎn)的Kieselgel 60，己烷∶乙酸乙酯＝80∶20)將殘余物純化，得到1.14g(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯(無色油狀物)，產(chǎn)率為80％。
1H-NMR(CDCl3，400MHz/ppm)1.48(9H，s)，2.84(1H，dd)，2.91(1H，dd)，3.05(1H，bs)，3.41(2H，s)，3.55-3.64(2H，m)，4.28-4.36(1H，m)比較例1(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯將1.0g(6.0mmol)(3S)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯和2.78g(24mmol)乙酸叔丁酯溶解在5.0mL四氫呋喃中，在氬氣氛下于0-5℃攪拌。用20分鐘往該溶液中滴加含24mmol二異丙基氨基鋰的四氫呋喃溶液，將該混合液在5-20℃進一步攪拌16小時。
在另一個容器中，將6.31g濃鹽酸、20g水和20mL乙酸乙酯通過攪拌而混合在一起，將上述反應混合液傾入此混合物中。靜置后，分離出有機層，用飽和的氯化鈉水溶液洗滌，用無水硫酸鎂脫水，減壓下加熱，餾去溶劑。
用硅膠柱色譜法(Merck公司生產(chǎn)的Kieselgel 60，己烷∶乙酸乙酯＝80∶20)將殘余物純化，得到86mg(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯(無色油狀物)，產(chǎn)率為6％。
實施例2(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯將3.0g(18.0mmol)(3S)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯、5.22g(45mmol)乙酸叔丁酯和6.86g(72mmol)氯化鎂溶解在10.0mL四氫呋喃中，將該溶液在氬氣氛下于0-5℃攪拌。用1小時往該溶液中滴加含90mmol二異丙基氨基鋰的四氫呋喃溶液，將該混合液在25℃進一步攪拌3小時。
在另一個容器中，將21.7g濃鹽酸、30g水和30mL乙酸乙酯通過攪拌而混合在一起，將上述反應混合液傾入此混合物中。靜置后，分離出有機層，用水洗滌2次，然后減壓下加熱，餾去溶劑，得到5.62g的含(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯的紅色油狀物。
用高效液相色譜法(分析柱Nakalai-Tesque株式會社生產(chǎn)的Cosmoseal 5CN-R(4.6mm×250mm)，洗脫液∶水/乙腈＝9/1，流速1.0mL/min，檢測波長210nm，柱溫40℃)對該油狀物進行分析。發(fā)現(xiàn)反應產(chǎn)率為65％。
實施例3(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯在氬氣氛下，將由26.71g(264mmol)二異丙胺和18.8g四氫呋喃組成的溶液滴加到150mL(240mmol)正丁基鋰的己烷溶液(1.6mol/L)中，制得二異丙基氨基鋰溶液。
將12.5g(75mmol)(3S)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯和17.4g(150mmol)乙酸叔丁酯溶解在20mL四氫呋喃中，將所得溶液在氬氣氛下于0-5℃攪拌。用30分鐘往該溶液中滴加42.9g(75mmol)叔丁基鎂化氯在甲苯/四氫呋喃(重量比為1∶2.5)中的溶液(1.8mol/kg)中，再將整個混合物在5℃攪拌30分鐘。然后，用3小時滴加上面制得的二異丙基氨基鋰溶液，將所得混合物在5℃進一步攪拌16小時。
在另一個容器中，將60.38g濃鹽酸、31.3g水和50mL乙酸乙酯通過攪拌而混合，將上述反應混合液傾入此混合物中。靜置后，分離出有機層，用水洗滌2次，然后減壓下加熱，餾去溶劑，得到22.0g的含(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯的紅色油狀物。
用與實施例2相同的方法進行分析，反應產(chǎn)率為78％。
實施例4(3R，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯在容量為500ml的坂口燒瓶中分別裝入50mL培養(yǎng)基A，滅菌后，分別接種表1所示各微生物菌株。然后在30℃好氣振蕩培養(yǎng)2日。通過離心，從各培養(yǎng)液中收集細胞并將其懸浮在25mL的含1％的(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯(用實施例1中所述方法合成)和2％葡萄糖的50mM磷酸鹽緩沖液(pH6.5)中。將該懸浮液放入500mL坂口燒瓶中，在30℃振蕩反應20小時。反應結(jié)束后，反應混合物每次用一個體積的乙酸乙酯提取，共2次，用高效液相色譜法(分析柱Nakalai-Tesque株式會社生產(chǎn)的Cosmocil 5CN-R(4.6mm×250mm)，洗脫液1mM磷酸/H2O∶乙腈＝5/1，流速0.7mL/min，檢測波長210nm，柱溫30℃)對乙酸乙酯相的反應率和產(chǎn)物(3R，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯的非對映異構(gòu)體比率進行分析。結(jié)果見表1。
表1

實施例5(3R，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯在含有3L的培養(yǎng)基A的5L的小型廣口發(fā)酵罐中接種Candida magnoliae IFO0705，在30℃以0.5vvm通氣和以500rpm攪拌的條件下保溫培養(yǎng)24小時。培養(yǎng)結(jié)束后，加入30g的(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯(用實施例1中所述的方法合成)和60g葡萄糖，用氫氧化鈉將pH保持在6.5，反應18小時。反應結(jié)束后，通過離心除去細胞，各用1.5L乙酸乙酯提取上清液2次。分離出有機相，用無水硫酸鈉脫水，減壓下加熱，餾去溶劑，回收到24g呈固體的(3R，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯。用實施例4中所述的方法進行分析，該產(chǎn)物的非對映異構(gòu)體比率為(3R，5S)/(3S，5S)＝100/0。
1H-NMR(CDCl3，400MHz/ppm)1.47(9H，s)，1.62-1.78(2H，m)，2.43(2H，d，J＝6.4Hz)，3.51-3.58(2H，m)，3.75(1H，bs)，3.84(1H，bs)，4.07-4.13(1H，m)，4.23-4.28(1H，m)實施例62-〔(4R，6S)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯將1.08g(4.52mmol)(3R，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯(用實施例5中所述的方法合成)溶解在4.0mL丙酮中，然后依次加入0.83mL(6.8mmol)2，2-二甲氧基丙烷和8.6mg(0.045mmol)對甲苯磺酸。室溫下將混合液攪拌4.5小時，然后減壓下加熱，餾去反應溶劑和過量的2，2-二甲氧基丙烷。用10mL飽和的碳酸氫鈉水溶液稀釋殘余物并用正己烷提取3次。
用飽和的氯化鈉水溶液洗滌有機提取物并用無水硫酸鈉脫水，減壓下加熱，餾去溶劑，得到1.25g的2-〔(4R，6S)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯(無色油狀物)，產(chǎn)率為99％。
1H-NMR(CDCl3，400MHz/ppm)1.25(1H，dd)，1.39(3H，s)，1.45(9H，s)，1.47(3H，s)，1.77(1H，dt)，2.33(1H，dd)，2.46(1H，dd)，2.40(1H，dd)，2.51(1H，dd)，4.03-4.10(1H，m)，4.25-4.30(1H，m)實施例72-{(4R，6S)-2，2-二甲基-6-〔(甲基羰基氧基)甲基〕-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯將1.00g(3.60mmol)2-〔(4R，6S)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯(用實施例6中所述的方法合成)、1.16g(3.60mmol)溴化四丁銨和1.76g(18.0mmol)乙酸鉀懸浮在10mL的N，N-二甲基甲酰胺中，將該懸浮液在100℃攪拌20小時。冷卻至室溫后，用20mL水稀釋該反應混合液并用正己烷提取3次。
用飽和的氯化鈉水溶液洗滌有機提取物并用無水硫酸鈉脫水，減壓下加熱，餾去溶劑。用硅膠柱色譜法(Merck公司生產(chǎn)的Kieselgel 60，己烷∶乙酸乙酯＝80∶20)將殘余物純化，得到0.88g的2-{(4R，6S)-2，2-二甲基-6-〔(甲基羰基氧基)甲基〕-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯(白色固體)，產(chǎn)率為81％。
1H-NMR(CDCl3，400MHz/ppm)1.27(1H，dd，J＝23.9，11.7Hz)，1.39(3H，s)，1.45(9H，s)，1.47(3H，s)，1.57(1H，dm，J＝10.3Hz)，2.08(3H，s)，2.32(1H，dd，J＝15.1，5.9Hz)，2.45(1H，dd，J＝15.1，6.8Hz)，3.97-4.16(3H，m)，4.25-4.33(1H，m)實施例82-{(4R，6S)-2，2-二甲基-6-〔(甲基羰基氧基)甲基〕-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯將1.00g(3.60mmol)2-〔(4R，6S)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯(用實施例6中所述的方法合成)、0.5g(1.80mmol)氯化四丁銨和0.89g(10.8mmol)乙酸鈉懸浮在10mL的N，N-二甲基甲酰胺中，將該懸浮液在100℃攪拌20小時。冷卻至室溫后，用20mL水稀釋該反應混合液并用正己烷提取3次。
用飽和的氯化鈉水溶液洗滌有機提取物并用無水硫酸鈉脫水，減壓下加熱，餾去溶劑。再往殘余物中加入8.0mL正己烷，將混合物在50℃加熱以使其溶解，然后冷卻至-20℃。用過濾法回收析出的結(jié)晶，用冷的正己烷洗滌并在減壓下加熱干燥，得到0.76g的2-{(4R，6S)-2，2-二甲基-6-〔(甲基羰基氧基)甲基〕-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯(白色針狀物)，產(chǎn)率為70％。
實施例92-〔(4R，6S)-6-羥甲基-2，2-二甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯將10g(33.1mmol)2-{(4R，6S)-2，2-二甲基-6-〔(甲基羰基氧基)甲基〕-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯(用實施例8中所述的方法合成)溶解在100mL甲醇中，用冰冷卻并攪拌，加入0.46g(3.3mmol)碳酸鉀。在冰冷卻下進一步攪拌4小時。然后減壓下加熱，從該反應混合物中餾去反應溶劑，將殘余物用50mL水稀釋并用0.1N鹽酸中和。將該溶液用乙酸乙酯提取并將所得有機層用水洗滌和用無水硫酸鈉脫水。然后，減壓下加熱，餾去溶劑。用真空泵將油狀殘余物減壓至1Torr或更低，將溶劑幾乎徹底地除去。其結(jié)果，得到8.6g的2-〔(4R，6S)-6-羥甲基-2，2-二甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸叔丁酯(無色油狀物)，產(chǎn)率為100％。
1H-NMR(CDCl3，400MHz/ppm)1.29-1.52(2H，m)，1.39(3H，s)，1.45(9H，s)，1.47(3H，s)，2.05(1H，bs)，2.33(1H，dd，J＝15.1，5.9Hz)，2.44(1H，dd，J＝15.1，6.8Hz)，3.47-3.53(1H，m)，3.58-3.64(1H，m)，3.99-4.04(1H，m)，4.27-4.33(1H，m)實施例10(3R，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯在大型試管中分別裝入7mL培養(yǎng)基B，滅菌后，分別接種表2所示各細菌。然后在30℃好氣振蕩培養(yǎng)1日。通過離心，從各培養(yǎng)液中收集細胞并將其懸浮在0.5mL的含0.5％的(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯和1.5％葡萄糖的50mM磷酸鹽緩沖液(pH6.5)中。將該懸浮液放入塞好的10mL試管中，在30℃振蕩反應20小時。反應結(jié)束后，用0.5mL乙酸乙酯對反應混合物進行提取，用高效液相色譜法(分析柱Nakalai-Tesque株式會社生產(chǎn)的Cosmocil 5CN-R(4.6mm×250mm)，洗脫液1mM磷酸/H2O∶乙腈＝5/1，流速0.7mL/min，檢測波長210nm，柱溫30℃)對乙酸乙酯相的反應率和產(chǎn)物(3R，5S)-6-氯-3，5-二羥基己酸叔丁酯的非對映異構(gòu)體比率進行分析。結(jié)果見表2。
表2

實施例11(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯在于5℃連續(xù)攪拌和氬氣氛下，將由2.67g(26.4mmol)二異丙胺和5mL四氫呋喃組成的溶液滴加到15mL(240mmol)正丁基鋰的己烷溶液(1.5mol/L)中，，制得二異丙基氨基鋰溶液。
另外，用己烷洗滌240mg(6mmol當量)氫化鈉(60％，在礦物油中)，然后加入6mL四氫呋喃。接著，在5℃，加入1.71g(18.0mmol)氯化鎂、1.74g(15.0mmol)乙酸叔丁酯和1.0g(6mmol)(3S)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯，將混合物攪拌30分鐘。在同一溫度下用10分鐘往該混合物中滴加上面制得的二異丙基氨基鋰溶液，將溫度升至25℃，進一步攪拌3小時。
將上述反應混合物傾入6.47g濃硫酸和10mL水的混合液中。分離出水相后，用10mL水洗滌有機層，減壓下加熱，餾去溶劑，得到1.78g油狀物。用實施例2中所述的方法對該產(chǎn)物進行分析，顯示其產(chǎn)率為64％。
比較例2(5S)-6-氯-5-羥基-3-酮基己酸叔丁酯重復實施例11的方法，所不同的是，省去了添加氯化鎂的步驟。用實施例2中所述的方法進行分析，產(chǎn)率為3％。
根據(jù)上面所述的本發(fā)明，可由廉價的容易得到的原料制備可用作藥物中間體(尤其是可用作HMG-CoA還原酶抑制劑的中間體)的光學活性的2-〔6-羥甲基-1，3-二噁烷-4-基〕乙酸衍生物而無需使用任何特殊設備(如低溫反應設備)。
權(quán)利要求
1.制備下列通式(V)的化合物的方法，它包括用微生物菌株使下列通式(IV)的化合物還原 式中，R1表示氫、1-12個碳原子的烷基，6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，X1表示鹵原子； 式中，R1和X1的定義同上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在用微生物菌株進行還原反應的步驟中，使用選自下列微生物屬的微生物菌株的培養(yǎng)液或其細胞部分或由其而來的經(jīng)加工的物質(zhì)Hormoascus、念珠菌屬、隱球菌屬、德巴利氏酵母屬、地霉屬、Kuraishia、漢遜氏酵母屬、克魯維酵母屬、畢赤氏酵母屬、Yamadazyma、紅酵母屬、酵母菌屬、裂芽酵母孢子菌屬、接合酵母屬、短桿菌屬、棒狀桿菌屬和紅球菌屬。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在用微生物菌株進行還原反應的步驟中，使用選自下列微生物屬和種的微生物菌株Hormoascus platypodis、Candida catenulata、Candidadiversa、Candida fructus、Candida glaebosa、季也蒙假絲酵母、Cryptococcus humicola、Candidaintermedia、Candida magnoliae、Candida musae、Candidapintolopesii var.pintolopenii、Candidapinus、清酒念珠菌、Candida sonorensis、熱帶念珠菌、勞倫梯氏隱球菌、土隱球菌、Debaryomyces hansenii var.fabryi、Geotrichum eriense、Kuraishia capsulata、Kluyveromycesmarxianus、牛腸畢赤酵母、Yamadazyma haplophila、膜醭畢赤酵母、紅酵母、釀酒酵母、小林氏裂芽酵母孢子菌、Candida claussenii、Debaryomyces robertsii、Zygosaccharomycesrouxii、停滯短桿菌、產(chǎn)氨棒狀桿菌、微黃棒狀桿菌、谷氨酸棒狀桿菌和紅串紅球菌。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中，R1是叔丁基。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其中，X1是氯。
6.制備下列通式(VII)的化合物的方法，它包括將下列通式(VI)的化合物與作為酰氧化試劑的下列通式(XII)的季銨鹽與下列通式(XIII)的羧酸鹽的混合物反應 式中，R1表示氫、1-12個碳原子的烷基，6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，X1表示鹵原子，R4和R5各獨立地表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，R4和R5可互相結(jié)合，形成環(huán)； 式中，R1、R4和R5的定義同上，R3表示氫、1-12個碳原子的烷基，6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基； 式中，R15、R16、R17和R18各獨立地表示1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，X5表示鹵原子、羥基或酰氧基； 式中，R3表示氫、1-12個碳原子的烷基、6-12個碳原子的芳基或7-12個碳原子的芳烷基，M表示堿金屬或堿土金屬，n表示整數(shù)1或2。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在季銨鹽中，R15、R16、R17和R18均為正丁基。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，在季銨鹽中，X5是氯或溴。
9.如權(quán)利要求6-8中任一項所述的方法，其中，在羧酸鹽中，M是鈉或鉀。
10.如權(quán)利要求6-9中任一項所述的方法，其中，季銨鹽的用量為不超過化學計算量的催化量。
11.如權(quán)利要求6-10中任一項所述的方法，其中，用N，N-二甲基甲酰胺作為酰氧化反應的溶劑。
12.如權(quán)利要求6-11中任一項所述的方法，其中，R1是叔丁基。
13.如權(quán)利要求6-12中任一項所述的方法，其中，R3是甲基。
14.如權(quán)利要求6-13中任一項所述的方法，其中，R4和R5均為甲基。
15.權(quán)利要求6-14中任一項所述的方法，其中，X1是氯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不使用任何特殊設備(如超低溫反應所需的設備)而由廉價的原料制備可用作藥物中間體的光學活性的2－〔6－羥甲基－1，3－二噁烷－4－基〕乙酸衍生物的方法，該方法包括將乙酸衍生物與通過使堿或0價的金屬作用于乙酸酯衍生物而制得的烯醇化物在不低于－30℃反應，得到羥基酮基己酸衍生物；用微生物菌株使所得化合物還原，得到二羥基乙酸衍生物；在酸催化劑的存在下用縮醛化試劑處理所得化合物，得到鹵甲基二噁烷基乙酸衍生物；將所得化合物與酰氧化試劑反應，得到酰氧基甲基二噁烷基乙酸衍生物；在堿的存在下對所得化合物進行溶劑解。
文檔編號C07C255/21GK1566351SQ20041004899
公開日2005年1月19日 申請日期1999年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月5日
發(fā)明者木崎憲之, 山田勇喜雄, 八十原良彥, 西山章, 宮崎真人, 滿田勝, 近藤武志, 上山升, 井上健二 申請人:鐘淵化學工業(yè)株式會社