本發(fā)明屬于生物制藥領(lǐng)域，具體涉及一種生物法制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的方法。
背景技術(shù)：
(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺為用于治療腹瀉性腸易激綜合癥伊盧多啉(Eluxadoline)的關(guān)鍵中間體。伊盧多啉的化學(xué)名稱為4-(氨基羰基)-N-[(1,1-二甲基乙氧基)羰基]-2,6-二甲基-L-苯丙氨酸，商品名為Viberzi，2015年5月27日獲FDA批準(zhǔn)上市。據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計，腹瀉性腸易激綜合癥的患者在歐洲和美國高達2800萬，市場前景廣闊。伊盧多啉結(jié)構(gòu)式如下所示
現(xiàn)有文獻報道的(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的制備方法均為化學(xué)法制備，存在產(chǎn)物光學(xué)純度較低、工藝不安全、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)成本高等問題，工業(yè)化生產(chǎn)受到極大阻礙。Henry J.Breslin等人公開了制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的方法(Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,2012,22,4869–4872),合成路線如下所示，
該文獻以N-Cbz-L-丙氨酸為原料經(jīng)縮合、咪唑成環(huán)、脫Cbz保護基三步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺，其中咪唑成環(huán)步驟中反應(yīng)溫度較高容易發(fā)生手性翻轉(zhuǎn)造成產(chǎn)物光學(xué)純度較低，脫Cbz保護基時需要用到易爆物氫氣和價格昂貴的鈀催化劑，工業(yè)生產(chǎn)中危險系數(shù)較高，生產(chǎn)成本大大提高。
與化學(xué)合成法相比，生物合成法具有反應(yīng)條件溫和、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點近年來受到廣泛關(guān)注，目前未見生物法制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的公開文獻。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，本發(fā)明公開了一種生物法制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的方法。
具體工藝路線如下所示：
化合物II在轉(zhuǎn)氨酶、輔酶、氨基供體和磷酸鹽緩沖液的共同作用下進行酶法反應(yīng)生成化合物I。其中輔酶為磷酸吡哆醛，氨基供體為異丙胺或丙氨酸，優(yōu)選為異丙胺。
進一步說，轉(zhuǎn)氨酶為市場上可以購得的ATA101～ATA148，來自尚科生物醫(yī)藥(上海)有限公司。
進一步說，該酶法反應(yīng)中化合物II濃度為25-70g/L、轉(zhuǎn)氨酶的濃度為5-12g/L、輔酶的濃度為0.1-1mM、氨基供體濃度為60-100g/L以及緩沖液的濃度為10-100mM。
進一步說，該酶法反應(yīng)溫度為30℃～40℃，pH＝5～8。
進一步說，轉(zhuǎn)氨酶以酶粉形式、含轉(zhuǎn)氨酶的細胞破碎液或全細胞的形式加入，優(yōu)選以酶粉形式加入。
一種用于制備下式化合物II的方法，
所述方法包括
其中Y選自N或O，化合物II-A在有機溶劑中進行咪唑成環(huán)反應(yīng)得到化合物II。
其中有機溶劑為甲苯、二甲苯、THF或1,4-二氧六環(huán)，優(yōu)選甲苯；咪唑成環(huán)反應(yīng)在醋酸銨條件下進行，化合物II-A與醋酸銨的反應(yīng)摩爾比為1:1～10，優(yōu)選1:2～3。
進一步說，化合物II的制備方法如下所示：
其中R選自N或O，
步驟a)：化合物II-B在有機溶劑中進行咪唑成環(huán)反應(yīng)得到化合物II-C；
步驟b)：化合物II-C在氧化劑的作用下制備化合物II。
其中有機溶劑為甲苯、二甲苯、THF或1,4-二氧六環(huán)，優(yōu)選甲苯；咪唑成環(huán)反應(yīng)在醋酸銨條件下進行，化合物II-B與醋酸銨的反應(yīng)摩爾比為1:1～10，優(yōu)選1:2～3；氧化劑可選自MnO2、PCC、PDC或Jones試劑，優(yōu)選為MnO2。
化合物II-A和II-B價廉易得，均可商購得到或自行制備。
與現(xiàn)有化學(xué)合成方法相比，本發(fā)明提供了一種生物法制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的綠色技術(shù)方案，該方案反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物光學(xué)純度高、生產(chǎn)成本降低、對環(huán)境友好，具有良好的工業(yè)應(yīng)用價值。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容作進一步的闡述，其目的是為了更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的保護范圍不限于此。
實施例1
化合物II-A(Y為N原子)的制備
在100ml三口瓶中加入丙酮酸(1.0g)，二氯甲烷(10ml)，DMF(0.05ml)。將草酰氯(1.8g)在0℃慢慢加入反應(yīng)液，滴加過程保持反應(yīng)液溫度0～5℃。滴加完畢緩慢升至室溫，攪拌2小時。將反應(yīng)體系冰浴降溫至0℃，2-氨基苯乙酮(1.5g)加入三口瓶中，滴加N,N-二異丙基乙胺(2.8g)，滴加過程保持溫度5℃以下。滴加完畢緩慢回溫至室溫，攪拌1小時。將反應(yīng)液倒入100mL冰水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用1N稀鹽酸，飽和氯化鈉溶液，洗滌，分液，無水硫酸鈉干燥，旋蒸蒸干，粗品用硅膠色譜純化得化合物II-A(1.98g，收率87％)。
化合物II的制備
將化合物II-A(1.98g)，醋酸銨(2.23g)和甲苯(20ml)依次加入50ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后，倒入水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用5％碳酸氫鈉，飽和氯化鈉溶液，洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸、過柱純化得到化合物II(1.7g，收率95％)
化合物I的制備
于100mL反應(yīng)容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(40mL，pH＝7.0)和異丙胺(3.0g)，用磷酸調(diào)節(jié)pH至7.0，加入化合物II(1.7g)，攪拌均勻后加入轉(zhuǎn)氨酶酶粉ATA101(0.3g)和輔酶PLP(1.325mg)，定容至50mL，30℃下磁力攪拌敞口反應(yīng)，反應(yīng)過程中用異丙胺(4M)控制反應(yīng)pH在7.0左右，TLC檢測反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后80℃保溫2h使反應(yīng)液中蛋白質(zhì)變性，過濾去除蛋白質(zhì)，加NaOH(10M)調(diào)節(jié)pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.63g，收率95％)，產(chǎn)物ee值為99.6％。
實施例2化合物II-A(Y為N原子)的制備
化合物II-A的制備：與實施例1中化合物II-A的實驗步驟相同。
化合物II的制備：與實施例1中化合物II的實驗步驟相同。
化合物I的制備
于50mL反應(yīng)容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(15mL，pH＝7.0)和異丙胺(2.5g)，用磷酸調(diào)節(jié)pH至7.0，加入化合物II(1.7g)，攪拌均勻后加入轉(zhuǎn)氨酶酶粉ATA101(0.3g)和輔酶PLP(1.325mg)，定容至25mL，30℃下磁力攪拌敞口反應(yīng)，反應(yīng)過程中用異丙胺(4M)控制反應(yīng)pH在7.0左右，TLC檢測反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后80℃保溫2h使反應(yīng)液中蛋白質(zhì)變性，過濾去除蛋白質(zhì)，加NaOH(10M)調(diào)節(jié)pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.61g，收率94％)，產(chǎn)物ee值為99.7％。
實施例3
化合物II-A(Y為O原子)的制備
在250ml三口瓶中加入丙酮酸鉀(1.3g)，2-溴苯乙酮(2g)和DMSO(10ml)，攪拌加熱至60℃過夜。HPLC顯示反應(yīng)結(jié)束，向反應(yīng)瓶中加入水(30ml)，乙酸乙酯(20ml*2)萃取，合并有機相，無水硫酸鈉干燥、過濾，濾液濃縮至干得化合物II-A(1.8g，收率86％)。
化合物II的制備
將化合物II-A(1.8g)，醋酸銨(1.35g)和甲苯(18ml)依次加入50ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后，倒入水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用5％碳酸氫鈉，飽和氯化鈉溶液，洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸、過柱純化得到化合物II(1.5g，收率92％)
化合物I的制備
于100mL反應(yīng)容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(40mL，pH＝7.0)和異丙胺(3.0g)，用磷酸調(diào)節(jié)pH至7.0，加入化合物II(1.5g)，攪拌均勻后加入轉(zhuǎn)氨酶酶粉ATA115(0.3g)和輔酶PLP(1.325mg)，定容至50mL，30℃下磁力攪拌敞口反應(yīng)，反應(yīng)過程中用異丙胺(4M)控制反應(yīng)pH在7.0左右，TLC檢測反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后80℃保溫2h使反應(yīng)液中蛋白質(zhì)變性，過濾去除蛋白質(zhì)，加NaOH(10M)調(diào)節(jié)pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.45g，收率96％)，產(chǎn)物ee值為99.7％。
實施例4
化合物II-A(Y為N原子)的制備
在100ml三口瓶中加入丙酮酸(1.0g)，二氯甲烷(10ml)，DMF(0.05ml)。將二氯亞砜(1.63g)在0℃慢慢加入反應(yīng)液，滴加過程保持反應(yīng)液溫度0～5℃。滴加完畢緩慢升至室溫，攪拌2小時。將反應(yīng)體系冰浴降溫至0℃，2-氨基苯乙酮(1.5g)加入三口瓶中，滴加N,N-二異丙基乙胺(2.8g)，滴加過程保持溫度5℃以下。滴加完畢緩慢回溫至室溫，攪拌1小時。將反應(yīng)液倒入100mL冰水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用1N稀鹽酸，飽和氯化鈉溶液，洗滌，分液，無水硫酸鈉干燥，旋蒸蒸干，粗品用硅膠色譜純化得化合物II-A(2.1g，收率90％)。
化合物II的制備
將化合物II-A(2.1g)，醋酸銨(2.33g)和二甲苯(20ml)依次加入50ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后，倒入水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用5％碳酸氫鈉，飽和氯化鈉溶液，洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸、過柱純化得到化合物II(1.85g，收率97％)
化合物I的制備
于100mL反應(yīng)容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(25mL，pH＝7.0)和異丙胺(3.2g)，用磷酸調(diào)節(jié)pH至7.0，加入化合物II(1.85g)，攪拌均勻后加入轉(zhuǎn)氨酶酶粉ATA115(0.4g)和輔酶PLP(1.35mg)，定容至35mL，30℃下磁力攪拌敞口反應(yīng)，反應(yīng)過程中用異丙胺(4M)控制反應(yīng)pH在7.0左右，TLC檢測反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后80℃保溫2h使反應(yīng)液中蛋白質(zhì)變性，過濾去除蛋白質(zhì)，加NaOH(10M)調(diào)節(jié)pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.78g，收率96％)，產(chǎn)物ee值為99.7％。
實施例5
化合物II-B(Y為O原子)的制備
將2-溴苯乙酮(2g)、乳酸(1g)、甲苯(10ml)加入25ml三口瓶中，攪拌下加入碳酸氫鈉(1g)，加熱至60℃過夜。HPLC顯示反應(yīng)結(jié)束，向反應(yīng)瓶中加入30ml的水，甲苯(10ml*2)提取，合并有機相，無水硫酸鈉干燥、過濾，濾液濃縮至干得化合物II-B(1.91g，收率92％)。
化合物II-C的制備
將化合物II-B(1.87g)，醋酸銨(2.1g)和甲苯(20ml)依次加入50ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后倒入水中，二氯甲烷萃取(20ml*3)，有機相依次用5％碳酸氫鈉、飽和氯化鈉溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥、旋蒸，粗品用色譜柱純化得化合物II-C(1.6g，收率95％)。
化合物II的制備
將化合物II-C(1.6g)和二氯甲烷(20ml)加入50ml三口瓶中。攪拌下加入活性二氧化錳(6.5g)，加熱至回流反應(yīng)24小時。HPLC顯示反應(yīng)完畢，過濾，濾液濃縮至干，用色譜柱純化得化合物II(1.5g，收率95％)。
化合物I的制備
于100mL反應(yīng)容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(25mL，pH＝7.0)和異丙胺(2.8g)，用磷酸調(diào)節(jié)pH至7.0，加入化合物II(1.5g)，攪拌均勻后加入轉(zhuǎn)氨酶酶粉ATA110(0.32g)和輔酶PLP(1.25mg)，定容至35mL，30℃下磁力攪拌敞口反應(yīng)，反應(yīng)過程中用異丙胺(4M)控制反應(yīng)pH在7.0左右，TLC檢測反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后80℃保溫2h使反應(yīng)液中蛋白質(zhì)變性，過濾去除蛋白質(zhì)，加NaOH(10M)調(diào)節(jié)pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.45g，收率96％)，產(chǎn)物ee值為99.8％。
實施例6
化合物II-B(Y為N原子)的制備
將2-氨基苯乙酮(2.7g)、乳酸(1.8g)、二氯甲烷(20ml)加入50ml三口瓶中，向反應(yīng)液中加入HATU(8.4g)和三乙胺(3g)，室溫下攪拌過夜。HPLC顯示反應(yīng)結(jié)束，向反應(yīng)瓶中加入水(40ml)，用二氯甲烷(20ml*2)提取兩次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥、過濾，濾液濃縮至干，粗品用硅膠色譜純化得化合物II-B(3.97g，收率96％)。
化合物II-C的制備
將化合物II-B(3.97g)，醋酸銨(4.43g)和甲苯(40ml)依次加入100ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后倒入水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用5％碳酸氫鈉，飽和氯化鈉溶液，洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸蒸干，粗品用色譜柱純化得化合物II-C(3.43g，收率95％)。
化合物II的制備
將化合物II-C(3.2g)和二氯甲烷(40ml)加入100ml三口瓶中。攪拌下加入活性二氧化錳(13g)，加熱至回流反應(yīng)24小時。HPLC顯示反應(yīng)完畢，過濾，濾液濃縮至干，用色譜柱純化得化合物II(3g，收率95％)。
化合物I的制備
于100mL反應(yīng)容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(25mL，pH＝7.0)和異丙胺(5.6g)，用磷酸調(diào)節(jié)pH至7.0，加入化合物II(3g)，攪拌均勻后加入轉(zhuǎn)氨酶酶粉ATA110(0.64g)和輔酶PLP(2.5mg)，定容至60mL，30℃下磁力攪拌敞口反應(yīng)，反應(yīng)過程中用異丙胺(4M)控制反應(yīng)pH在7.0左右，TLC檢測反應(yīng)進程。反應(yīng)結(jié)束后80℃保溫2h使反應(yīng)液中蛋白質(zhì)變性，過濾去除蛋白質(zhì)，加NaOH(10M)調(diào)節(jié)pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(2.9g，收率96％)，產(chǎn)物ee值為99.7％。