專利名稱：光學(xué)分割d1－反式－4－苯基－5－鄰氯芐基吡咯烷酮－2的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，具體地屬于利用酶促反應(yīng)拆分dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2為左旋和右旋單體的方法。
背景技術(shù)：
吡咯烷酮-2類化合物被認(rèn)為是唯一沒有爭議的一類具有促智活性的化合物，如成藥上市的、主要用于改善腦功能，特別是用于治療老年性癡呆、腦血管后遺癥的行為和精神障礙的藥物腦復(fù)康和阿尼西坦。申請人已設(shè)計(jì)、合成并篩選出了一個(gè)對神經(jīng)細(xì)胞具有高選擇性鈣拮抗活性的化合物dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2(KMBZ-009)，并對其合成方法、路線、結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容已申請發(fā)明專利三項(xiàng)且均已獲得證書(專利號ZL 94 1 04879.9、ZL 97 123417.5和ZL 97 1 23419.1)。為進(jìn)一步開展該目標(biāo)化合物的藥理、藥效及臨床研究，將dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2拆分左旋和右旋單體是必須的。到目前為止，利用酶促反應(yīng)來對吡咯烷酮-2類化合物進(jìn)行光學(xué)分割是最有效的方法[Bruno Jouglet and GerardRousseau，Tetrahedron Letters，34(14)，2307-2310，1993]，但是，按照現(xiàn)有技術(shù)的方法和路線，未得到預(yù)期的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種將dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2拆分為左旋和右旋單體化合物的，與現(xiàn)有技術(shù)不同的途徑、不同的催化酶以及不同的脫除輔助基的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案光學(xué)分割dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2化合物(簡稱KMBZ-009)的方法，對映體dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2(KMBZ-009)在甲醛水溶液中，碳酸鉀的作用下，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，生成氮甲醛化物1；在醋酐/吡啶的作用下，氮甲醛化物1轉(zhuǎn)化為乙?；?；中間體乙酰化物2經(jīng)酶的催化作用后，形成具有光學(xué)活性的乙?；?和去乙?；a(chǎn)物4，再經(jīng)脫除輔助基處理后就得到相應(yīng)的左旋和右旋單體化合物 根據(jù)所述方法，甲醛化用反式dl-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2(KMBZ-009)在1.5倍量碳酸鉀(K2CO3)的作用下，與30-40％甲醛水溶液(20倍-40倍量)，室溫條件下攪拌反應(yīng)4小時(shí)，得氮甲醛化物(式1)。 根據(jù)所述方法，乙酰化采用氮甲醛化合物1在室溫下、干燥吡啶溶劑與三當(dāng)量的醋酐反應(yīng)生成乙?；a(chǎn)物(式2)。
根據(jù)所述方法，酶促反應(yīng)是在10-25℃，少量甲醇或乙醇或正丁醇存在下，1∶1的異丙醚∶正己烷/叔丁基甲醚溶劑中，酶試劑Triacylglylcerol lipase(EC 3.1.1.3 from porcine pancreas，type II Crude)催化乙?；a(chǎn)物發(fā)生水解反應(yīng)，乙?；a(chǎn)物與酶試劑重量比為1∶6，生成具有光學(xué)活性的化合物3和4(式3和式4)。 根據(jù)所述方法，酶促反應(yīng)時(shí)間為3-5天；反應(yīng)進(jìn)程由硅膠薄層層析(TLC)來檢測，展開系統(tǒng)為3∶1石油醚/乙酸乙酯；反應(yīng)產(chǎn)物3和4經(jīng)硅膠與樣品的重量比為50∶1，洗脫系統(tǒng)是5∶1和1∶1石油醚/乙酸乙酯梯度洗脫的硅膠柱層析分離。
根據(jù)所述方法通過酶促反應(yīng)生成的化合物4可再經(jīng)混合溶劑石油醚-乙酸乙酯重結(jié)晶達(dá)到100％ee值；化合物3可再經(jīng)三次酶解后得到純度足以滿足經(jīng)下一步操作后得100％ee最終產(chǎn)物的大于70％ee的光學(xué)活性體3。
根據(jù)所述方法得到的大于70％ee的化合物3可進(jìn)一步溶解于無水甲醇中，在0-5℃條件下，與3當(dāng)量的KOH或NaOH反應(yīng)，生成右旋光學(xué)活性體(+)-KMBZ-009，再經(jīng)石油醚-乙酸乙酯重結(jié)晶處理后得100％ee(+)-KMBZ-009(右旋體)；100％ee化合物4可進(jìn)一步經(jīng)Ac2O/Pyr.乙?；?，在0-5℃條件下，與3當(dāng)量的KOH或NaOH反應(yīng)，生成右旋光學(xué)活性體(+)-KMBZ-009，再經(jīng)石油醚-乙酸乙酯重結(jié)晶處理后得100％ee的左旋單體化合物(-)-KMBZ-009(左旋體)。
根據(jù)所述方法得到的化合物3和4以及(+)-KMBZ-009和(-)-KMBZ-009的％ee值的檢測方法是用手性柱型(Daicel Chiralcel AD)，洗脫劑10％異丙醇/正己烷，流速1ml/min.，檢測波長230nm，內(nèi)標(biāo)為它們對應(yīng)的消旋體的HPLC來檢測它們的光學(xué)純度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于1.采用了新的利用酶促反應(yīng)拆分對映體為光學(xué)活性體的途徑，即氮甲醛化物的乙?；餅榈孜?，在水解酶的作用下，達(dá)到拆分的目的，而不是現(xiàn)有文獻(xiàn)[Bruno Jouglet and Gerard Rousseau，TetrahedronLetters，34(14)，2307-2310，1993]中報(bào)道的以氮甲醛化物為底物進(jìn)行的光學(xué)分割。
2.使用的酶試劑Triacylglylcerol lipase(EC 3.1.1.3 fromporcine pancreas，type II Crude)是文獻(xiàn)[Bruno Jouglet and GerardRousseau，Tetrahedron Letters，34(14)，2307-2310，1993]中沒有采用的，且比文獻(xiàn)中報(bào)道的酶試劑更有效于拆分dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2為左旋和右旋單體化合物。
3.采用了新的脫除氮原子上輔助基的方法，即在強(qiáng)堿(KOH或NaOH)-甲醇作用于氮甲醛化物的乙酰化物可一步轉(zhuǎn)換成為吡咯烷酮-2化合物，比現(xiàn)有技術(shù)更方便、更有效。


圖1為本發(fā)明的光學(xué)分割dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面用本發(fā)明的實(shí)施例來進(jìn)一步闡明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的內(nèi)容并不局限于此。
實(shí)施例1氮甲醛化物1的制備0.84g dl-KMBZ-009(其制備方法見發(fā)明專利專利號ZL 97 123419.1，國際專利主分類號C07D207/26)室溫下與K2CO3(1.5當(dāng)量)及40當(dāng)量甲醛水溶液反應(yīng)4小時(shí)，過濾，水洗即可得消旋體化合物(2)0.88g(95％)。
無色柱狀結(jié)晶(AcOEt)，1H-NMR(400MHz，CDCl3)δppm6.90-7.35(m，9H)，4.99(d，J＝11.0Hz，1H)，4.73(d，J＝11.0Hz，1H)，4.16(m，1H)，3.71(w，1H)，3.38(dd，J＝5.0，13.8Hz，1H)，2.83-2.97(m，2H)，3.24(m，1H)，2.42(dd，J＝4.2，17.6Hz，1H).13C-NMR(400MHz，CDCl3)δppm175.3(s)，143.5(s)，134.8(s)，134.4(s)，131.4(d)，129.8(d)，128.82(d)，128.4(d)，127.0(d)，126.8(d)，126.4×2(d)，66.0(t)，65.2(d)，41.9(d)，38.4(t)，37.9(t).
dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2的核磁共振波譜數(shù)據(jù)為1H-NMR(400MHz，CDCl3)δppm7.17-7.35(m，9H)，6.08(w，1H)，4.01(m，1H)，3.28(m，1H)，3.13(dd，J＝4，14Hz，1H)，2.83(dd，J＝9，14Hz，1H).2.76(dd，J＝9，17Hz，1H)，2.49(dd，J＝9，17Hz，1H).13C-NMR(400MHz，CDCl3)δppm176.0(s)，141.4(s)，135.1(s)，134.1(s)，131.1-127.1(7×d)，61.2(d)，46.8(d)，39.2(t)，38.9(t).
以上數(shù)據(jù)顯示原料dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2中的“NH”(6.08ppm)信號峰消失，產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)中氮原子甲醛取代的“N-CH2-OH”基團(tuán)(4.99和4.73ppm)和3.71ppm信號峰出現(xiàn)；產(chǎn)物的13CNMR比原料多出一個(gè)CH2基團(tuán)的碳峰(66.0ppm)。由此推斷，產(chǎn)物應(yīng)為氮甲醛化物。
乙?；?的制備在室溫下，化合物2(0.80g)與3當(dāng)量Ac2O(0.7mL)和5當(dāng)量吡啶(1mL)混合攪拌反應(yīng)過夜，常法處理后，柱層析分離得0.90g乙酰化物2(100％)純品。
無色油狀物，1H-NMR(400MHz，CDCl3)δppm7.26-6.86(m，9H)，5.49(d，J＝10.4Hz，1H)，5.27(d，J＝10.4Hz，1H)，4.07(m，1H)，3.28(m，2H)，2.95(m，2H)，2.51(d，J＝4.0，17.6Hz，1H)，2.01(s，3H).13C-NMR(400MHz，CDCl3)δppm175.3(s)，170.6(s)，143.1(s)，134.3×2(s)，131.3(d)，129.8(d)，128.7×2(d)，128.5(d)，127.0(d)，126.9(d)，126.32(d)，65.3(t)，65.1(d)，41.6(d)，37.6(t)，37.4(t)，20.7(q).
以上的氫質(zhì)子NMR顯示產(chǎn)物比中間體原料甲醛化物1在2.01ppm處多出一個(gè)單峰(CH3CO-)；在產(chǎn)物的碳NMR中，170.6ppm(單峰)和20.7ppm(四重峰)處也證明產(chǎn)物分子中的乙酰基存在。由此推斷產(chǎn)物為乙酰化物。
酶催化反應(yīng)0.88g乙酰化物2在固定化酶5.28g(Lipase，EC 3.1.1.3，Type II，Crude，from Porcine)(酶與樣品質(zhì)量比＝6∶1)作用下，isopropylether(100mL)/Hexane(100mL)/Methanol(100μl)中，室溫下反應(yīng)3～5天，濾去固定化酶后，回收溶劑，所得浸膏經(jīng)柱層析分離后得化合物4(0.27g，75％ee)，化合物3(0.65g，22％ee) (AD column，10％isopropyl ether/Hexane，1ml/min.).化合物4重結(jié)晶(AcOEt/petroleum ether)后，可得100％ee的單體化合物4(150mg)，其1H-NMR和13C-NMR與甲醛化物1相同?；衔?再酶解兩次后，可得0.33g油狀化合物3(73％ee)，其1H-NMR和13C-NMR與乙?；?相同。
脫除輔助基反應(yīng)0.33g酶解物3(73％ee)經(jīng)三當(dāng)量KOH/MeOH水解、經(jīng)石油醚-乙酸乙酯混合溶劑重結(jié)晶后可得200mg(+)-KMBZ-009(100％ee)，其1H-NMR和13C-NMR與dl-KMBZ-009相同；HPLC的保留時(shí)間是13.4min.(HPLC條件手性AD柱，1ml/min，10％iso-propanol/Hexane)； ＝+45.0(c＝1.0 in CHCl3)。酶解物4(79mg，100％ee)乙酰化后，經(jīng)同樣的操作，得64mg(-)-KMBZ-009(100％ee)，其1H-NMR和13C-NMR與dl-KMBZ-009相同；HPLC的保留時(shí)間是12.9min.(HPLC條件手性AD柱，1ml/min，10％iso-propanol/Hexane)； ＝-44.0(c＝1.0 inCHCl3)。
左旋KMBZ-009晶體結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)采用MAC DIP2030K面探測儀、Moka輻射、石墨單色器分別收集樣品Samp4004(左旋KMBZ-009)的衍射數(shù)據(jù)。用直接法(SHELX86)分別解析并獲得它們的晶體結(jié)構(gòu)。在分子結(jié)構(gòu)中，含有1個(gè)氯離子，由于氯離子對于Mo靶有反常散射效應(yīng)，即Δf’＝0.1，Δf”＝0.2，故可以利用氯離子的反常散射效應(yīng)，通過比較正反型的Rf值判斷它們的絕對構(gòu)型。對采用直接法解析得到的晶體結(jié)構(gòu)，考慮反常散射對原子散射的影響，計(jì)算并修正p(r)和p(-r)值，最終分別得到它們正、反型 Rf值，如表1所示。從表1可知，Samp4004(左旋KMBZ-009)的Rf(+)大于Rf(-)，其差值為0.0001，初步可以判斷它的絕對構(gòu)型為提供構(gòu)型的反型，即4、5位碳原子的絕對構(gòu)型最可能均為R構(gòu)型?？赡艿慕^對構(gòu)型如下 表1左旋KMBZ-009晶體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果
權(quán)利要求
1.光學(xué)分割dl-反式-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2化合物(簡稱KMBZ-009)的方法，其特征在于KMBZ-009在甲醛水溶液中，碳酸鉀的作用下，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，生成氮甲醛化物1；在醋酐/吡啶的作用下，氮甲醛化物1轉(zhuǎn)化為乙?；?；中間體乙?；?經(jīng)酶的催化作用后，形成具有光學(xué)活性的乙?；?和去乙酰基產(chǎn)物4，再經(jīng)脫除輔助基處理后就得到相應(yīng)的左旋和右旋單體化合物
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于甲醛化用反式dl-4-苯基-5-鄰氯芐基吡咯烷酮-2(KMBZ-009)在1.5倍量碳酸鉀(K2CO3)的作用下，與30-40％甲醛水溶液(20倍-40倍量)，室溫條件下攪拌反應(yīng)4 小時(shí)，得氮甲醛化物(式1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于乙?；捎玫兹┗衔?在室溫下、干燥吡啶溶劑與三當(dāng)量的醋酐反應(yīng)生成乙?；a(chǎn)物(式2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于酶促反應(yīng)是在10-25℃，少量甲醇或乙醇或正丁醇存在下，1∶1的異丙醚∶正己烷/叔丁基甲醚溶劑中，酶試劑Triacylglylcerol lipase(EC 3.1.1.3 from porcine pancreas，typ II Crude)催化乙?；a(chǎn)物發(fā)生水解反應(yīng)，乙酰化產(chǎn)物與酶試劑重量比為1∶6，生成具有光學(xué)活性的化合物3和4(式3和式4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于酶促反應(yīng)時(shí)間為3-5天；反應(yīng)進(jìn)程由硅膠薄層層析(TLC)來檢測，展開系統(tǒng)為3∶1石油醚/乙酸乙酯；反應(yīng)產(chǎn)物3和4經(jīng)硅膠與樣品的重量比為50∶1，洗脫系統(tǒng)是5∶1和1∶1石油醚/乙酸乙酯梯度洗脫的硅膠柱層析分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于通過酶促反應(yīng)生成的化合物4可再經(jīng)混合溶劑石油醚-乙酸乙酯重結(jié)晶達(dá)到100％ee值；化合物3可再經(jīng)三次酶解后得到純度足以滿足經(jīng)下一步操作后得100％ee最終產(chǎn)物的大于70％ee的光學(xué)活性體3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于用權(quán)利要求6得到的大于70％ee的化合物3可進(jìn)一步溶解于無水甲醇中，在0-5℃條件下，與3當(dāng)量的KOH或NaOH反應(yīng)，生成右旋光學(xué)活性體(+)-KMBZ-009，再經(jīng)石油醚-乙酸乙酯重結(jié)晶處理后得100％ee(+)-KMBZ-009(右旋體)；100％ee化合物4可進(jìn)一步經(jīng)Ac2O/Pyr.乙?；?，在0-5℃條件下，與3當(dāng)量的KOH或NaOH反應(yīng)，生成右旋光學(xué)活性體(+)-KMBZ-009，再經(jīng)石油醚-乙酸乙酯重結(jié)晶處理后得100％ee的左旋單體化合物(-)-KMBZ-009(左旋體)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6或7所述的方法，其特征在于化合物3和4以及(+)-KMBZ-009和(-)-KMBZ-009的％ee值的檢測方法是用手性柱型(Daicel Chiralcel AD)，洗脫劑10％異丙醇/正己烷，流速1ml/min.，檢測波長230nm，內(nèi)標(biāo)為它們對應(yīng)的消旋體的HPLC來檢測它們的光學(xué)純度。
全文摘要
提供一種利用酶促反應(yīng)光學(xué)分割具改善記憶功能障礙、腦血管后遺癥,增進(jìn)學(xué)習(xí)記憶作用,用于治療老年性癡呆癥的化合物dl－反式－4－苯基－5－鄰氯芐基吡咯烷酮－2(KMBZ－009)的方法。KMBZ－009在甲醛水溶液中,碳酸鉀的作用下,室溫?cái)嚢璺磻?yīng),生成氮甲醛化物1;在醋酐/吡啶的作用下,氦甲醛化物1轉(zhuǎn)化為乙?；?;中間體乙酰化物2經(jīng)酶的催化作用后,形成具有光學(xué)活性的乙?；?和去乙?；a(chǎn)物4,再經(jīng)脫除輔助基處理后就得到相應(yīng)的左旋和右旋單體化合物。
文檔編號C07D207/00GK1389459SQ02133429
公開日2003年1月8日 申請日期2002年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月4日
發(fā)明者汪冶, 楊小生, 郝小江 申請人:中國科學(xué)院昆明植物研究所