本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，特別是涉及一種L-高苯丙氨酸或D-高苯丙氨酸的制備方法。
背景技術(shù)：
天然氨基酸是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)丙酮生命活動(dòng)相關(guān)的基本物質(zhì)，也用作食品添加劑，治療藥物及用于合成多種藥物。非天然的氨基酸，在藥物合成中也有著非常廣泛的應(yīng)用，如用于抗生素、抗癌、抗病毒以及免疫抑制劑物質(zhì)的合成。L-高苯丙氨酸是一種非天然氨基酸類化合物，是合成血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑類治療高血壓和充血性心力衰竭重要中間體，如依那普利、貝你普利、賴諾普利等。目前合成方法主要有化學(xué)不對(duì)稱合成法，氨基酸脫氫酶法，乙酰水解酶法，青霉素G?；傅确椒??；瘜W(xué)不對(duì)稱合成得到的L-高苯丙氨酸ee值不高，而且成本也較高。
例如：
(1)化學(xué)不對(duì)稱合成法：
(2)氨基酸脫氫酶法：
(3)乙酰水解酶法：
(4)青霉素G酰化酶法：
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種L-高苯丙氨酸或D-高苯丙氨酸的制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明的第一方面提供一種L-高苯丙氨酸的制備方法，包括如下步驟：
5-苯乙基海因(式I化合物)在催化劑和水解酶存在的條件下，發(fā)生水解反應(yīng)，得L-高苯丙氨酸(式II化合物)，反應(yīng)方程式如下：
優(yōu)選地，所述水解酶包括：海因酶、L-海因酶和L-氨基甲酰水解酶。
優(yōu)選地，L-海因酶、海因消旋酶和L-氨甲?；饷钢g的質(zhì)量比例為1：(0.3～2)：(0.3～2)。
在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，采用海因消旋酶、L-海因酶、L-氨基甲酰水解酶聯(lián)用，一鍋法得到L-高苯丙氨酸。
海因消旋酶、L-海因酶、L-氨基甲酰水解酶這三種已經(jīng)商業(yè)化，可通過市購(gòu)?fù)緩将@得。例如，購(gòu)自Sigma-aldrich公司，例如，L-海因酶(E.C.53.5.2.2)、海因消旋酶(E.C.5.1.99.5)和L-氨甲酰基水解酶(E.C.3.5.1.77)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)反應(yīng)的情況來選擇合適的L-海因酶、海因消旋酶和L-氨甲?；饷傅氖褂昧?。
優(yōu)選地，所述L-海因酶式與5-苯乙基海因(式I化合物)的質(zhì)量比例為1：(1.0～50)。
優(yōu)選地，在反應(yīng)時(shí)，將5-苯乙基海因(式I化合物)懸浮在37～40度的溫水中，加入催化劑后再加入L-海因酶和海因消旋酶，調(diào)節(jié)pH至7.0～7.5之間；加入L-氨基甲酰水解酶，調(diào)節(jié)pH至7.0～7.2之間。
優(yōu)選地，所述反應(yīng)的催化劑選自氯化錳、硫酸錳、醋酸錳、硝酸錳中的任一種或多種的組合。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)反應(yīng)體系和催化劑的種類，適當(dāng)調(diào)整催化劑的用量。優(yōu)選地，所述催化劑與5-苯乙基海因(式I化合物)的質(zhì)量比為1：500～5000。更優(yōu)選地，所述催化劑與5-苯乙基海因(式I化合物)的質(zhì)量比為1：1000～2000。
優(yōu)選地，反應(yīng)溫度為25～50℃。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)反應(yīng)的進(jìn)程確定反應(yīng)時(shí)間，并可使用本領(lǐng)域各種合適的檢測(cè)方法監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。
優(yōu)選地，反應(yīng)的后處理方法為：將反應(yīng)液的pH調(diào)節(jié)至4.0～7.0，析出固體，固液分離，固相物干燥，即得產(chǎn)品。
本發(fā)明的第二方面，提供了一種D-高苯丙氨酸的制備方法，包括如下步驟：
5-苯乙基海因(式I化合物)在催化劑和水解酶存在的條件下，發(fā)生水解反應(yīng)，得D-高苯丙氨酸(式III化合物)，反應(yīng)方程式如下：
優(yōu)選地，所述水解酶包括：海因酶、D-海因酶和D-氨基甲酰水解酶。
優(yōu)選地，D-海因酶、海因消旋酶和D-氨甲?；饷钢g的質(zhì)量比例為1：(0.3～2)：(0.3～2)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，采用海因消旋酶、D-海因酶、D-氨基甲酰水解酶聯(lián)用，一鍋法得到D-高苯丙氨酸。
海因消旋酶、D-海因酶、D-氨基甲酰水解酶這三種已經(jīng)商業(yè)化，可通過市購(gòu)?fù)緩将@得。例如，購(gòu)自Sigma-aldrich公司，例如，D-海因酶(E.C.53.5.2.2)、海因消旋酶(E.C.5.1.99.5)和D-氨甲?；饷?E.C.3.5.1.77)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)反應(yīng)的情況來選擇合適的D-海因酶、海因消旋酶和D-氨甲?；饷傅氖褂昧?。
優(yōu)選地，所述D-海因酶式與5-苯乙基海因(式I化合物)的質(zhì)量比例為1：(1.0～50)。
優(yōu)選地，在反應(yīng)時(shí)，將5-苯乙基海因(式I化合物)懸浮在37～40度的溫水中，加入催化劑后再加入D-海因酶和海因消旋酶，調(diào)節(jié)pH至7.0～7.5之間；加入D-氨基甲酰水解酶，調(diào)節(jié)pH至7.0～7.2之間。
優(yōu)選地，所述反應(yīng)的催化劑選自氯化錳、硫酸錳、醋酸錳、硝酸錳中的一種或多種的組合。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)反應(yīng)體系和催化劑的種類，適當(dāng)調(diào)整催化劑的用量。優(yōu)選地，所述催化劑與5-苯乙基海因(式I化合物)的質(zhì)量比為1：(500～5000)。更優(yōu)選地，所述催化劑與5-苯乙基海因(式I化合物)的質(zhì)量比為1：(1000～2000)。
優(yōu)選地，反應(yīng)溫度為20～50℃。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)反應(yīng)的進(jìn)程確定反應(yīng)時(shí)間，并可使用本領(lǐng)域各種合適的檢測(cè)方法監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。
優(yōu)選地，反應(yīng)的后處理方法為：將反應(yīng)液的pH調(diào)節(jié)至4.0～7.0，析出固體，固液分離，固相物干燥，即得產(chǎn)品。
本發(fā)明所提供的上述L-高苯丙氨酸或D-高苯丙氨酸的制備方法，反應(yīng)機(jī)理如下：
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明所提供的高苯丙氨酸的制備方法，和現(xiàn)有的生產(chǎn)路線相比，原料及生產(chǎn)成本低，環(huán)境友好，能耗少，手性純度高。
具體實(shí)施方式
以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
須知，下列實(shí)施例中未具體注明的工藝設(shè)備或裝置均采用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)設(shè)備或裝置。
此外應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個(gè)或多個(gè)方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備/裝置之間的組合連接關(guān)系并不排斥在所述組合設(shè)備/裝置前后還可以存在其他設(shè)備/裝置或在這些明確提到的兩個(gè)設(shè)備/裝置之間還可以插入其他設(shè)備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號(hào)僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
實(shí)施例1 L-高苯丙氨酸的制備
實(shí)施例1-1：
5-苯乙基海因(式I化合物)(20.4克，0.1mol)懸浮在37-40度的溫水中，加入10毫克的氯化錳然后再加入10克的L-海因酶和10克的海因消旋酶，用30％碳酸鈉水溶液控制pH值保持在7.0-7.5之間。待體系pH不再變化后加入10克L-氨甲?；饷?，并用1M的HCl控制pH值在7.0-7.2之間，HPLC監(jiān)控反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)用1M的HCl調(diào)pH值至5.5附近，大量固體析出，過濾烘干得15.8克L-高苯丙氨酸(式II化合物)，收率88.3％，純度為99.5％，ee值99.2％
所得L-高苯丙氨酸的表征數(shù)據(jù)：
1H NMR(300MHz,D2O,TFA)δ(ppm):1.72–1.81(m,2H),2.27–2.35(m,2H),3.57–3.61(t,J＝6.18Hz,1H),6.80–6.92(m,5H,)。
注：ee值測(cè)定方法參考文獻(xiàn)：
Zhao,Hua；Luo,Robert G.；Wei,Dean；Malhotra,Sanjay V.Enantiomer,2002,vol.7,#1p.1-3。
實(shí)施例1-2～實(shí)施例1-5中，式I化合物的使用量、催化劑的種類、催化劑的使用量、反應(yīng)溫度如表1中所示，其他反應(yīng)條件均與實(shí)施例1-1中相同。產(chǎn)物的收率、含量和ee值具體如表1所示。
表1
實(shí)施例2 D-高苯丙氨酸的制備
實(shí)施例2-1：
5-苯乙基海因(式I化合物)(20.4克，0.1mol)懸浮在37-40度的溫水中，加入10毫克的氯化錳然后再加入10克的D-海因酶和10克的海因消旋酶，用30％碳酸鈉水溶液控制pH值保持在7.0-7.5之間。待體系pH不再變化后加入10克D-氨甲?；饷福⒂?M的HCl控制pH值在7.0-7.2之間，HPLC監(jiān)控反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)用1M的HCl調(diào)pH值至5.5附近，大量固體析出，過濾烘干得16.1克D-高苯丙氨酸(式III化合物)，收率89.9％，純度為99.4％。ee值99.3％。
所得D-高苯丙氨酸的表征數(shù)據(jù)：
1H NMR(300MHz,D2O,TFA)δ(ppm):1.70-1.83(m,2H),2.27-2.35(m,2H),3.58-3.61(t,J＝6.0Hz,1H),6.80-6.91(m,5H)。
注：ee值測(cè)定方法參考文獻(xiàn)：
Zhao,Hua；Luo,Robert G.；Wei,Dean；Malhotra,Sanjay V.Enantiomer,2002,vol.7,#1p.1-3。
實(shí)施例2-2～實(shí)施例2-5中，式I化合物的使用量、催化劑的種類、催化劑的使用量、反應(yīng)溫度如表5中所示，其他反應(yīng)條件均與實(shí)施例1-1中相同。產(chǎn)物的收率、含量和ee值具體如表2所示。
表2
綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。