[发明专利]一种拆分卤代α-氨基酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高光学纯度的卤代α-氨基酸的生产工艺。具体的说，本发明涉及利用青霉素酰化酶催化水解消旋卤代α-氨基酸衍生物进行对映体拆分，得到相应的光学纯的卤代α-氨基酸的工艺方法。

背景技术

卤代α-氨基酸是含有氨基的有机酸，绝大多数都具有两种互成镜像的对映体L-卤代α-氨基酸和D-卤代α-氨基酸。光学活性的L-卤代α-氨基酸和D-卤代α-氨基酸具有生理活性，是手性医药、农药或其它手性精细化工产品的合成中间体，因此，工业上需要从这些混旋氨基酸中获得一种或另一种选光活性的对映体。

L-氯代丙氨酸是L-卤代α-氨基酸的一种，它是具有生理活性的氨基酸，通过它可以低成本的合成L-丝氨酸、L-环丝氨酸、D-半胱氨酸等重要手性药物中间体，同时它也是合成其它手性农药、杀虫剂、食品添加剂等的重要中间体，在构建非天然氨基酸方面有重要的应用。

L-氯代丙氨酸是非蛋白源氨基酸，不能象大多数天然L-氨基酸一样采用发酵法生产。L-氯代丙氨酸的制备可由3-氯-2-氧代丁酸为底物通过酶法转化而得到，但底物成本较高。其化学合成也可通过丙氨酸的光化学氯代而得，因同时伴有二氯代或三氯代产物，所以分离纯化十分困难。也有通过丝氨酸酯化，再与五氯化磷反应而得，此法由于丝氨酸的高价位，因而十分不经济。.

L-4-溴-2-氨基丁酸是化学合成S-腺苷蛋氨酸及其氮类化合物的重要中间体，也可作为制备L-硒代蛋氨酸和一些非天然氨基酸的前体。制备L-4-溴-2-氨基丁酸的方法有很多报道，主要以L-焦谷氨酸、L-蛋氨酸以及α-溴代-γ-丁内酯等原料经多步反应制得。

关于L-卤代α-氨基酸的制备，文献报道的方法主要有诱导结晶法、化学拆分法、不对称转换法、生物法等。化学拆分法主要是利用手性的拆分试剂与DL-卤代α-氨基酸形成非对映体盐，通过分级结晶将其分开，非对映体盐通过用酸或碱中和反应脱掉拆分试剂，得到光学活性的卤代α-氨基酸。化学拆分法得到的产物收率和光学纯度不够高，并且手性拆分试剂价格昂贵，限制了大规模工业化生产。

不对称转化法作为光学活性化合物的一种新的拆分方法，通过不对称转换由外消旋体直接制备L-卤代α-氨基酸。但化学不对称合成采用价格昂贵的手性源、手性助剂或手性催化剂，拆分工艺路线复杂、生产成本高。

生物法生产光学活性卤代α-氨基酸可以弥补化学方法的不足，很多具有光学活性的氨基酸都可以通过酶催化反应来实现。

国内一些生产商采用猪或牛肾L-氨基酰化酶制备D-氨基酸，但酶源有限，生产成本高。微生物降解法采用微生物酶或整细胞为生物催化剂降解DL-氨基酸中的L-对映体，D-氨基酸保留。该法的缺点是D-氨基酸的理论产率仅为50％，光学纯度很难达到高要求。D-氨基酸转氨酶法以难于制备的酮酸为原料，价格昂贵的D-氨基酸为氨供体，制备成本非常高。

何伟彪等人【化学试剂，2008年，30(2)，第117～119页】采用L-蛋氨酸为起始原料，通过甲基化、水解、脱水等3步反应，得到目标化合物L-4-溴-2-氨基丁酸：

日本1969年利用固定化L-氨基酰化酶，由N-乙酰-DL-氨基酸连续生产L-氨基酸获得成功。该工艺也已用于D-氨基酸的商业规模生产，基本工艺为以固定化的L-氨基酰化酶拆分N-乙酰-DL-氨基酸，L-氨基酸通过沉淀析出，然后乙酰化，消旋成N-乙酰-DL-氨基酸，再循环拆分，生成的N-乙酰-D-氨基酸经水解制备D-氨基酸。存在的主要缺点是终产物产率低、过程复杂、生产成本高。

专利申请CN101003822A公开了一种利用固定化青霉素酰化酶水解拆分消旋α-氨基酸制备光学纯度的D-α-氨基酸的方法，其拆分方法是通过酶只水解苯乙酰-L-α-氨基酸，而苯乙酰-D-α-氨基酸不发生水解反应，苯乙酰-D-α-氨基酸通过化学水解得到D-α-氨基酸。

EP-A-8890649公开了在水解酶存在下通过羧酸酯的对映选择性酰化从外消旋氨基酸酯中制备光学活性氨基酸酯，以及接着分离未转换氨基酸酯对映体的方法，其中水解酶自选：包括酰胺酶、蛋白酶、酯酶和脂肪酶。

以上的酶法拆分氨基酸的方法都是α-氨基酸或他们的酯类化合物，对于卤代α-氨基酸的酶法拆分报道很少。单一构型的卤代α-氨基酸在药物合成中占有重要的地位，并且这些光学活性卤代α-氨基酸被要求能够工业化生产，并且需要稳定、环保、安全、低成本的并且反应条件温和的生产方法和工艺，目前的文献方法很难实现这样的目标。

发明内容