專利名稱：用酶催化?；ú鸱滞庀被サ闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1中的、制備?；被サ姆椒ǎ⑸婕霸谶x自以下的水解酶的存在下，用作為酰化劑的羧酸酯從外消旋氨基酯制備光學(xué)活性氨基酯的方法，該羧酸酯的酸性部分有一個(gè)與羰基碳原子相鄰的鹵素、氮、氧或硫原子，所述水解酶選自酰胺酶、蛋白酶、酯酶和脂肪酶。隨后將對(duì)映選擇性的酰化氨基酯從未酰化氨基酯的其他對(duì)映異構(gòu)體中分離出來。
在水解酶的存在下，通過與羧酸酯反應(yīng)來拆分外消旋伯胺和仲胺的方法已在WO 95／08636和WO 96／23894中公開，也在Balkenhohl等J．Prakt．Chem．339(1997)381-384的綜述文章中公開。其中所述優(yōu)選的胺是芳烷基伯胺和雜原子取代的胺?？墒?，在這三份出版物中均未提及可使用氨基酯的問題。
Gotor等(四面體不對(duì)稱現(xiàn)象，1997，37-40)描述了3-氨基丁酸乙酯與乙酸乙酯在Candida antarctica脂肪酶(sp 435)催化下的對(duì)映選擇性?；磻?yīng)?？墒?，催化所需的酶量很大(為底物重量的50％)，因而基于此的方法不經(jīng)濟(jì)。此外，該方法的對(duì)映選擇性很差。所得選擇性在E=70-90左右。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種外消旋氨基酯的酶催化拆分法，保證較高的對(duì)映選擇性，可在寬的反應(yīng)條件下使用，特別是使用最少量的催化劑。
我們已發(fā)現(xiàn)本目的可通過拆分外消旋氨基酯的方法來達(dá)到該方法是用外消旋氨基酯與作為?；瘎┑聂人狨ピ谒饷傅奶禺惔呋路磻?yīng)，水解酶選自酰胺酶、蛋白酶、酯酶和脂肪酶，然后從未?；被サ钠渌麑?duì)映異構(gòu)體中分離出對(duì)映選擇性的?；被?，其中用作?；瘎┑聂人狨サ乃岵糠钟幸粋€(gè)富電子的、與羰基碳原子相鄰的選自以下的雜原子鹵素、氮、氧和硫原子。
而且我們還發(fā)現(xiàn)一種制備?；被サ姆椒?，該方法是用氨基酯與作為?；瘎┑聂人狨ピ谒饷傅奶禺惔呋路磻?yīng)，水解酶選自酰胺酶、蛋白酶、酯酶和脂肪酶，其中羧酸酯的酸部分有一個(gè)與羰基碳原子相鄰的鹵素、氮、氧或硫原子。
在本新方法中適于作?；瘎┑聂人狨ナ悄切┰邗サ乃嵝圆糠钟幸粋€(gè)富電子的、與裝基碳相鄰的雜原子。
該雜原子必須至少有一對(duì)游離的電子。該雜原子可以是鹵素、特別是氯或氟、氮、氧或硫原子。
雜原子必須位于羰基碳的鄰位。這意味著雜原子與碳原子的連接是在羰基碳的α、β或γ位上。優(yōu)選的酯的酸部分是那些雜原子與α碳原子相連者。氧是優(yōu)選的雜原子。
適當(dāng)?shù)脑?，雜原子可與其他基團(tuán)如烷基或芳基相連，優(yōu)選的是與烷基相連。例如，如果雜原子是氧，則有醚基存在。
本新方法中可以作為酯的醇部分使用的為直鏈或支鏈的C1-C10醇，優(yōu)選的是C1-C6醇，特別優(yōu)選的是C2-C5醇，它們可是取代的。
特別適宜的羧酸酯是式Ⅲ的羧酸酯
其中R2為H、C1-C10烷基，X為鹵素、OR3、SR3、NR3R4，R3為H、C1-C10烷基，被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代的或未取代的芳基，R4為H、C1-C10烷基，被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代的或未取代的芳基，R6為C1-C10烷基，m為0、1或2。
其中特別優(yōu)選的是C1-C4烷氧乙酸的C1-C4烷基酯，如甲氧乙酸乙酯或甲氧乙酸異丙酯。
大量的酶在本新方法中均可用作水解酶，優(yōu)選的是酰胺酶、蛋白酶、酯酶和脂肪酶，特別是脂肪酶。特別適宜的脂肪酶是可被分離的微生物脂肪酶，如從酵母或細(xì)菌中分離出的。特別適宜的脂肪酶是來自假單胞菌如Amano P的那些或來自假單胞菌spec．DSM 8246的脂肪酶。進(jìn)一步地特別優(yōu)選的適宜的水解酶是可從Novo Nordisk(Enzyme Toolbox)買到的酶，特別是脂肪酶SP 523、SP 524、SP525、SP 526和Novozym435。這些酶是可從酵母如Candidaantarctica制成的微生物脂肪酶。
所用酶可以是土產(chǎn)的(native)的或固定的形式。特別適宜的是固定酶Novozym435。
本新方法可在使用溶劑的情況下進(jìn)行，或如果是液體氨基酯，也可不使用溶劑。
有機(jī)溶劑通常是適宜的溶劑，反應(yīng)在醚如MTBE(=甲基叔丁基醚)或THF(=四氫呋喃)或烴如己烷，環(huán)己烷，甲苯或鹵代烴如二氯甲烷中進(jìn)行的特別好。如果前體的溶解度較低，也可加入碳酸丙酯，乙腈或二氧六環(huán)。
羧酸酯與外消旋氨基酯的酶催化反應(yīng)通常是在20-50℃，特別是25-35℃進(jìn)行。取決于氨基酯，反應(yīng)進(jìn)行1-48小時(shí)，優(yōu)選的是4-24小時(shí)。通常仲氨基酯的反應(yīng)時(shí)間比伯氨基酯要長(zhǎng)。與伯氨基酯比較，較低活性的仲氨基酯也可通過增加催化劑的量來進(jìn)行補(bǔ)償。
所用氨基酯的濃度為反應(yīng)混合物總重量的5-50％，優(yōu)選的是10-30％。
反應(yīng)中所加羧酸酯的量是每摩爾待反應(yīng)的氨基酯加1-3摩爾，優(yōu)選1-2摩爾，特別優(yōu)選的是1-1．5摩爾。
所加的酶量取決于水解酶的性質(zhì)和酶制劑的活性。最適宜的用于該反應(yīng)的酶的量可容易地由初步實(shí)驗(yàn)來確定。
反應(yīng)過程可容易地用常規(guī)方法跟蹤，如用氣相色譜法。如果是外消旋體的拆分，在50％的外消旋氨基酯已反應(yīng)后即停止反應(yīng)是合理的。通常是將催化劑從反應(yīng)中除去，如將酶濾除。
外消旋氨基酯與用作酰化劑的羧酸酯的對(duì)映選擇性反應(yīng)導(dǎo)致生成相應(yīng)于一種對(duì)映異構(gòu)體的?；a(chǎn)物(酰胺)，而其他對(duì)映異構(gòu)體無變化。生成的氨基酯和N-?；苌锘旌衔锖苋菀子贸Ｒ?guī)方法分離，如萃取或分餾法很適于分離混合物。
本新方法適于?；筒鸱滞庀摩?，β-和γ-氨基酯。外消旋β-氨基酯的拆分特別好，特別是用下式Ⅳ表示的環(huán)狀β-氨基酯
其中R5為C1-C10烷基，優(yōu)選C1-C6烷基，特別優(yōu)選C2-C5烷基，和芳基，優(yōu)選苯基或芐基，它們是被下列基團(tuán)取代的或未取代的NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素，n為1-3。
羧酸體系可以被R1取代，R1為C1-C10烷基，優(yōu)選C1-C6烷基，特別優(yōu)選C2-C5烷基、C1-C4烷氧基、OH、NH2、鹵素，優(yōu)選氯，而且還可以是被下列基團(tuán)取代或未取代的芳基NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素，優(yōu)選苯基或芐基。
取代基R1的數(shù)目取決于指數(shù)i，可以是0-4。
本發(fā)明也適于用下列方法從外消旋氨基酯制備光學(xué)活性的氨基酯a)在水解酶的存在下，用作為酰化劑的羧酸酯將外消旋氨基酯對(duì)映選擇性地?；?，該羧酸酯的酸部分有一個(gè)與羰基碳原子相鄰的氟、氮、氧和硫原子，b)分離光學(xué)活性氨基酯和光學(xué)活性的N-酰氨酯的混合物，從而得到氨基酯的一種對(duì)映異構(gòu)體，c)適宜的話，自N-酰氨酯通過酰胺斷裂得到氨基酯的另一對(duì)映異構(gòu)體。
如果在除去所需的對(duì)映異構(gòu)體后將剩余的不想要的對(duì)映異構(gòu)體外消旋化并將其用于本新方法中，則本發(fā)明的新方法更經(jīng)濟(jì)。例如，在非親核的堿如叔丁醇鉀存在下，將不需要的酰化氨基酯外消旋化，并用強(qiáng)酸(無機(jī)酸)轉(zhuǎn)變成游離的外消旋氨基酯。這種循環(huán)可以使得從外消旋胺得到50％以上所需的對(duì)映異構(gòu)體。
本新方法不僅適于制備光學(xué)活性的氨基酯，而且也可成為復(fù)雜的化學(xué)多步合成如制備藥劑或作物保護(hù)劑的反應(yīng)中的一部分。
因而，本發(fā)明也涉及式Ⅰ的光學(xué)活性氨基酯
其中的氨基和甲氧羰基游離基彼此互為順或反位。兩個(gè)取代基最好是互為反位。
本發(fā)明同樣涉及式Ⅱ的光學(xué)活性的N-酰氨酯
其中的基團(tuán)具有下列定義R1C1-C10烷基，C1-C4烷氧基、OH、NH2、鹵素，被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代的或未取代的芳基，R2H、C1-C10烷基，X 鹵素、OR3、SR3、NR3R4，R3H、C1-C10烷基被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代的或未取代的芳基，R4H、C1-C10烷基被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代的或未取代的芳基，R5C1-C10烷基被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代的或未取代的芳基，I 0-4m 0、1或2n 1-3并且其中酰氨基和COOR5基團(tuán)彼此互為順或反位。
優(yōu)選的X是氯或OR3，R3為C1-C4烷基。R5最好是C2-C5烷基和苯基或芐基，它們分別被NH2、OH、C1-C4烷氧基或鹵素取代或未取代。
下列實(shí)施例用于說明本發(fā)明。
實(shí)施例1外消旋反-2-氨基環(huán)己烷羧酸甲酯的拆分將50g(0．32mol)反-2-氨基環(huán)己烷羧酸甲酯溶于200ml MTBE，加完0．16mol甲氧乙酸異丙酯和0．5g Novozym435(Novo Nordisk)后，于室溫振搖8小時(shí)。將酶濾除，然后除去溶劑，殘余物減壓蒸餾。
得到23．5g(1S，2S)-2-氨基環(huán)己烷羧酸甲酯和35．2g(1R，2R)-2-(2-甲氧乙酰氨基)環(huán)己烷羧酸甲酯，各對(duì)映體過量都為99．8％。在用醋酐進(jìn)行N-?；?，用氣相色譜在B-PH GC柱(Astec，N．J．，USA提供)上測(cè)定胺的對(duì)映體過量，而將N-2-甲氧乙酰胺置于此柱上而不進(jìn)行衍生化。
實(shí)施例2外消旋苯丙氨酸甲酯的拆分將88．4g(0．5mol)外消旋苯丙氨酸甲酯溶于500ml MTBE，加完0．51mol甲氧乙酸乙酯和0．8g Novozym 435(Novo Nordisk)后，于室溫振搖8小時(shí)。將酶濾除，然后用150ml 2M HCl萃取，除去未?；?S)-苯丙氨酸甲酯，然后用160ml 2M NaOH處理，再用11乙酸乙酯萃取，使之從酸性的水相中分離出來。蒸除溶劑，使?；膶?duì)映異構(gòu)體直接從反應(yīng)溶液中分離出來。
得到37．12g(0．21mol)(S)-苯丙氨酸甲酯，對(duì)映體過量為99％，和57．78g(0．23mol)相應(yīng)的(R)-苯丙氨酸甲酯的(N)-甲氧乙酰胺，對(duì)映體過量為97．5％。
實(shí)施例3外消旋3-氨基丁酸乙酯的拆分將13．1g(0．1mol)外消旋3-氨基丁酸乙酯溶于60ml MTBE，加完0．05mol甲氧乙酸異丙酯和130mg Novozym 435(Novo Nordisk)后，于室溫振搖12小時(shí)。將酶濾除，然后除去溶劑，殘余物減壓蒸餾。
得到5．37g(0．041mol)(3S)-3-氨基丁酸乙酯，對(duì)映體過量為98．5％和9．10g(0．045mol)相應(yīng)的(3R)-3-氨基丁酸乙酯的(N)-甲氧乙酰胺，對(duì)映體過量＞99％。
權(quán)利要求
1．一種由氨基酯與?；瘎┰谒饷傅拇嬖谙路磻?yīng)來制備?；被サ姆椒ǎ渲兴饷高x自酰胺酶、蛋白酶、酯酶和脂肪酶，其中的酰化劑為羧酸酯，該羧酸酯的酸部分有一個(gè)與羰基碳原子相鄰的鹵素、氮、氧或硫原子。
2．一種從外消旋氨基酯制備光學(xué)活性氨基酯的方法，該方法包括a)將外消旋氨基酯用作為酰化劑的羧酸酯在水解酶的存在下進(jìn)行對(duì)映選擇性的?；?，其中該羧酸酯的酸部分有一個(gè)與羰基碳原子相鄰的鹵素、氮、氧或硫原子，水解酶選自酰胺酶、蛋白酶、酯酶和脂肪酶，b)分離光學(xué)活性氨基酯和光學(xué)活性的N-酰氨酯的混合物，從而得到氨基酯的一種對(duì)映異構(gòu)體，c)適宜的話，從N-酰氨酯通過酰胺斷裂得到氨基酯的另一對(duì)映異構(gòu)體。
3．如權(quán)利要求2的方法，其中在步驟b)或c)之后，將不想要的對(duì)映異構(gòu)體在另一步反應(yīng)中外消旋化，該外消旋混合物返回到權(quán)利要求2所要求保護(hù)的方法中。
4．制備光學(xué)活性氨基酯的方法，其中至少有一步反應(yīng)包含如權(quán)利要求2或3的方法。
5．式Ⅰ的光學(xué)活性氨基酯
其中的氨基和甲氧羰基可互為順或反位。
6．式Ⅱ的光學(xué)活性的N-酰氨酯
其中的基團(tuán)具有下列定義R1C1-C10烷基，C1-C4烷氧基、OH、NH2、鹵素，被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代或未取代的芳基，R2H、C1-C10烷基X鹵素、OR3、SR3、NR3R4，R3H、C1-C10烷基被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代或未取代的芳基，R4H、C1-C10烷基被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代或未取代的芳基，R5C1-C10烷基被NH2、OH、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或鹵素取代或未取代的芳基，I 0-4m 0、1或2n 1-3并且其中酰氨基和COOR5基團(tuán)彼此可以互為順或反位。
全文摘要
本公開涉及權(quán)利要求1中的、制備?；被サ姆椒?涉及自外消旋氨基酯與作為?；瘎┑聂人狨ピ谒饷傅拇嬖谙轮苽涔鈱W(xué)活性氨基酯的新方法,其中該羧酸酯的酸部分有一個(gè)與羰基碳原子相鄰的鹵素、氮、氧或硫原子,而水解酶選自酰胺酶,蛋白酶,酯酶和脂肪酶,隨后從未?；被サ钠渌麑?duì)映異構(gòu)體中分離出對(duì)映選擇性酰化的氨基酯。
文檔編號(hào)C07C235/14GK1203949SQ98115528
公開日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月30日
發(fā)明者R·施蒂默爾, K·迪特里赫, W·西格爾 申請(qǐng)人:Basf公司