專利名稱：D－α－氨基異戊酸的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到在醫(yī)藥、農(nóng)藥及精細化工品中手性中心和生物多肽合成中有用的D-α-氨基異戊酸的制備方法。
背景技術：
D-α-氨基異戊酸是一種重要的有機手性源，主要應用于手性藥物、手性添加劑、手性助劑等領域，在制藥行業(yè)作為手性合成的手性源。以D-α-氨基異戊酸作為手性中心能夠進行醫(yī)藥和農(nóng)藥合成，并可在多肽合成中聯(lián)結其它氨基酸，保證肽類化合物有足夠的氨基酸鏈長度，D-α-氨基異戊酸作為手性中心和氨基酸保護劑的前途引人注目。
D-α-氨基異戊酸的商品名是D-纈氨酸，化學名又為D-2-氨基-3-甲基丁酸，英文名為D-Valine，分子式為C5H11NO2；作為D-α-氨基異戊酸的制備方法，已知的有化學拆分方法，苯甲酰氯和D-酒石酸反應生成D-2，3-二苯甲酰酒石酸酐，在丙酮水溶液中水解得到拆分劑D-2，3-二苯甲酰酒石酸，在醛的催化下，L-α-氨基異戊酸消旋得到DL-α-氨基異戊酸，然后在無機酸存在下與D-2，3-二苯甲酰酒石酸反應生成非對應體鹽，在溫度降低至15℃，D-2，3-二苯甲酰酒石酸和D-α-氨基異戊酸形成的鹽沉淀出來，用堿處理該鹽后得到D-α-氨基異戊酸，收率70％～80％，光學純度僅95％。
將D-α-氨基異戊酸作為手性中心進行醫(yī)藥和農(nóng)藥合成時，要求其為高純度，但是，現(xiàn)有的制備方法中，由于上述化學拆分過程化學拆分劑和溶劑使用，使得精制變得復雜，不能有效制備高純度的D-α-氨基異戊酸。而且，該制備方法中使用拆分劑和溶劑后，帶來環(huán)保治理問題，在實際操作過程勞動保護相當重要。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的環(huán)保污染、及制品純度難以保證的問題，本發(fā)明將提供-種以酶催化技術來制備D-α-氨基異戊酸的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體技術方案是所述的D-α-氨基異戊酸的制備方法，包括以下步驟(一)拆分以N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸為原料，并且按N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸∶水的重量比為1∶10～1∶14的比例配制成溶液，將反應溫度控制在30℃～40℃，加入氨基?；缸鳛榇呋瘎?，進行酶促催化反應；(二)濃縮將上述經(jīng)酶催化反應完全的拆分液減壓真空濃縮，當有結晶析出時，冷卻至30℃±5℃，用醇作為溶劑析出L-α-氨基異戊酸結晶，母液回收；(三)水解將上述醇析母液中的醇蒸發(fā)，再經(jīng)冷凍后得到N-乙酰-D-α-氨基異戊酸，再用濃度為3.0～4.0mol/L的鹽酸作為溶劑進行水解反應，并且控制物料中N-乙酰-D-α-氨基異戊酸的濃度為10％～15％；反應完全后，去除鹽酸，放置冷卻結晶得到D-α-氨基異戊酸粗品結晶；(四)精制使用重結晶方法，將上述的D-α-氨基異戊酸粗品配制成濃度為8％～12％的水溶液，經(jīng)活性炭脫色后，真空濃縮液體達到過飽和狀態(tài)，再冷卻結晶，得到D-α-氨基異戊酸精制品。
上述步驟(一)中氨基?；傅募尤胫亓繛樗龅呐渲瞥傻乃芤褐亓康?‰～3‰；酶促催化反應的時間控制在30～36小時。
上述步驟(二)中所述的醇為甲醇或乙醇；真空度控制在-0.085Mpa～-0.1Mpa。
在步驟(三)中，將蒸發(fā)出的醇回收；冷凍溫度控制在0℃～-10℃；在去除鹽酸時，用堿液調(diào)整PH值為5.5～7.0之間。
另外，還可將步驟(二)中得到的L-α-氨基異戊酸結晶配制成濃度為3％～8％的水溶液，維持溫度為35℃～45℃，不斷用醋酐消旋，使溶液比旋度調(diào)至0±1度，冷凍結晶，得N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸，可用作步驟(一)中的原料。
本發(fā)明利用生物技術高效性和專一性，對N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸選擇性地水解N-乙酰-L-α-氨基異戊酸，反應需要維持一定溫度，并需要經(jīng)過較長時間才能完成，轉(zhuǎn)化率幾乎為100％。在本發(fā)明的制備方法中，對產(chǎn)生L-α-氨基異戊酸，根據(jù)其與N-乙酰-D-α-氨基異戊酸在醇中溶解度差異實現(xiàn)完全分離，醇可以是甲醇、乙醇等常用溶劑，從經(jīng)濟角度可選擇甲醇，價格便宜，影響成本因素小，但從勞動保護角度，乙醇對人體傷害較小，制備過程中醇僅作溶劑使用，對醇的使用量沒有特別限制，經(jīng)回收后可反復使用。相對與混合物而言，只要醇能徹底分離該兩種化合物就行，為了保證醇的分離作用，醇析前必須進行無水處理，原因是該兩種化合物在水中都一定程度溶解。
作為本發(fā)明中使用的起始原料乙酰-DL-α-氨基異戊酸，既可以從市場采購，也可利用副產(chǎn)物L-α-氨基異戊酸經(jīng)醋酐消旋而成，因此副產(chǎn)物的處理較方便，而且原料的起始可推廣到使用發(fā)酵生產(chǎn)的L-α-氨基異戊酸，該反應屬于典型的酰化反應，從操作性、反應溫度等反應條件的控制難易程度等觀點考慮，反應比較容易控制。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明具有高效、廉價、公害少、成本低的優(yōu)點，避免了化學拆分方法的拆分劑和溶劑問題，并且利用生物酶的專一選擇性，解決了D-α-氨基異戊酸生產(chǎn)過程中的光學純度難題，使其工業(yè)化生產(chǎn)光學純度能達到99.0％以上。
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的描述，但本發(fā)明不應為這些實施例而有任何限制。
實施例1配料在燒瓶中按重量比N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸∶水＝1∶12的比例配制拆分底物溶液240ml。
拆分將反應溫度維持在30℃，然后加入氨基?；缸鳛榇呋瘎尤胫亓繛樯鲜霾鸱值孜镏亓康?‰，酶促反應時間30小時，將反應液用紙層析的方式檢測其中L-α-氨基異戊酸的含量，并計算水解轉(zhuǎn)化率，結果幾乎100％地將N-乙酰-L-α-氨基異戊酸水解生成為L-α-氨基異戊酸。
濃縮將經(jīng)酶催化反應完全的拆分液減壓真空濃縮，真空度為-0.095MPa。當有結晶析出時，冷卻至30℃左右，用甲醇析出L-α-氨基異戊酸結晶，母液回收。
水解將醇析母液中的醇蒸發(fā)回收，再經(jīng)冷凍后得到N-乙酰-D-α-氨基異戊酸濕品12g，冷凍溫度控制在-6℃左右，再用3.0～3.5mol/L鹽酸120ml水解，反應完全后，反復去除鹽酸，用堿液調(diào)PH值為6.0，放置冷卻結晶得到D-α-氨基異戊酸粗品結晶8.3g。
精制按10％的濃度配制D-α-氨基異戊酸粗品溶液，經(jīng)活性炭脫色后真空濃縮液體達到過飽和狀態(tài)，再冷卻結晶，得到D-α-氨基異戊酸精制品，烘干得到成品D-α-氨基異戊酸6.9g。
L-α-氨基異戊酸的消旋處理配制5％的L-α-氨基異戊酸溶液，維持溫度40℃，不斷用醋酐消旋，使溶液比旋度調(diào)至0±1度，冷凍結晶，得N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸，可作為拆分原料繼續(xù)使用。
實施例2-4除酶促反應的溫度、時間如表所示變化外，其它與實施例1同樣地操作，所得結果如表1所示。另外，表中的轉(zhuǎn)化率，是指通過紙層析的方式計算，表示N-乙酰-L-α-氨基異戊酸轉(zhuǎn)化為L-α-氨基異戊酸的比例。收率是D-α-氨基異戊酸成品相對于N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸理論產(chǎn)物計算的，光學純度是根據(jù)高效液相色譜儀(HPLC)用手性柱檢測的純度。
表1

權利要求
1.D-α-氨基異戊酸的制備方法，其特征在于包括以下步驟(一)拆分以N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸為原料，并且按N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸∶水的重量比為1∶10～1∶14的比例配制成溶液，將反應溫度控制在30℃～40℃，加入氨基?；缸鳛榇呋瘎?，進行酶促催化反應；(二)濃縮將上述經(jīng)酶催化反應完全的拆分液減壓真空濃縮，當有結晶析出時，冷卻至30℃±5℃，用醇作為溶劑析出L-α-氨基異戊酸結晶，母液回收；(三)水解將上述醇析母液中的醇蒸發(fā)，再經(jīng)冷凍后得到N-乙酰-D-α-氨基異戊酸，再用濃度為3.0～4.0mol/L的鹽酸作為溶劑進行水解反應，并且控制物料中N-乙酰-D-α-氨基異戊酸的濃度為10％～15％；反應完全后，去除鹽酸，放置冷卻結晶得到D-α-氨基異戊酸粗品結晶；(四)精制使用重結晶方法，將上述的D-α-氨基異戊酸粗品配制成濃度為8％～12％的水溶液，經(jīng)活性炭脫色后，真空濃縮液體達到過飽和狀態(tài)，再冷卻結晶，得到D-α-氨基異戊酸精制品。
2.如權利要求1所述的D-α-氨基異戊酸的制備方法，其特征在于步驟(一)中氨基?；傅募尤胫亓繛樗龅呐渲瞥傻乃芤褐亓康?‰～3‰；酶促催化反應的時間控制在30～36小時。
3.如權利要求1或2所述的D-α-氨基異戊酸的制備方法，其特征在于步驟(二)中所述的醇為甲醇或乙醇；真空度控制在-0.085Mpa～-0.1Mpa。
4.如權利要求1或2所述的D-α-氨基異戊酸的制備方法，其特征在于在步驟(三)中，將蒸發(fā)出的醇回收；冷凍溫度控制在0℃～-10℃；在去除鹽酸時，用堿液調(diào)整PH值為5.5～7.0之間。
5.如權利要求1或2所述的D-α-氨基異戊酸的制備方法，其特征在于將步驟(二)中得到的L-α-氨基異戊酸結晶配制成濃度為3％～8％的水溶液，維持溫度為35℃～45℃，不斷用醋酐消旋，使溶液比旋度調(diào)至0±1度，冷凍結晶，得N-乙酰-DL-α-氨基異戊酸，可用作步驟(一)中的原料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以酶催化技術來制備D－α－氨基異戊酸的方法，能解決環(huán)保污染、及制品純度難以保證的問題；所述的方法主要以N－乙酰－DL－α－氨基異戊酸為原料，選用氨基?；缸鳛榇呋瘎?，對N－乙酰－DL－α－氨基異戊酸選擇性地水解N－乙酰－L－α－氨基異戊酸，然后用醇作為溶劑分離L－α－氨基異戊酸和N－乙酰－D－α－氨基異戊酸，再用鹽酸水解N－乙酰－D－α－氨基異戊酸，得粗品D－α－氨基異戊酸，經(jīng)精制后得到精品備D－α－氨基異戊酸。上述的L－α－氨基異戊酸經(jīng)消旋處理后得到N－乙酰－DL－α－氨基異戊酸，可作為拆分原料繼續(xù)使用。本方法具有高效、廉價、公害少、成本低的優(yōu)點，其工業(yè)化生產(chǎn)光學純度能達到99.0％以上。
文檔編號C07C227/00GK1900053SQ20061004105
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權日2006年7月21日
發(fā)明者王平, 劉增輝, 顧玉強, 萬春雷, 郁培華 申請人:張家港市華昌藥業(yè)有限公司