[发明专利]一种不对称合成(R)-3-氨基哌啶衍生物的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种利用转氨酶催化剂不对称合成(R)-3-氨基哌啶衍生物的方法。

背景技术

(R)-3-氨基哌啶衍生物是许多药物合成过程中的重要中间体。例如，(R)-3-氨基哌啶是合成阿格列汀或利拉列汀的重要中间体，这类药物是DPP-IV抑制剂，可用于治疗II型糖尿病。(R)-3-氨基哌啶、阿格列汀和利拉列汀的化学结构分别如下所示：

在PCT专利申请WO2007075630和WO2008028654中，以3-氨基吡啶为起始原料，经过催化氢化、拆分和成盐得到了(R)-3-氨基哌啶双盐酸盐，反应式如下(未包括成盐步骤)：

该方法路线简洁，但是吡啶的催化氢化要用到比较昂贵的催化剂以及较高的压力，工业生产不便，而且拆分过程浪费了一半的异构体，使得生产成本成倍上升，而且造成废弃异构体的排放，污染环境。

Adv.Synth.Catal.2008,350(6),807-812中报道了以烟酰胺为原料，通过催化氢化、氨基Boc保护、Hoffman降解、拆分和脱Boc保护、成盐五步反应，得到了(R)-3-氨基哌啶。该方法同样需要拆分异构体，从而也浪费了一半的异构体，不但使得生产成本成倍上升，而且造成废弃异构体的排放，污染环境。

PCT专利申请WO2008102720中公开了外消旋的N-苄基-3-哌啶甲酰胺通过酶拆分得到(R)-N-苄基-3-哌啶甲酰胺，经过Hoffman重排、氢化脱苄基、成盐得到(R)-3-氨基哌啶双盐酸盐，反应式如下(未包括成盐步骤)：

该路线同样产生了一半的废弃异构体，对环境不友好。

发明内容

针对已报道的不对称氨基化制备(R)-3-氨基哌啶衍生物工艺中收率低、原料成本昂贵、反应不完全、对应选择性不高等问题，本发明的目的在于提供一种利用酶催化将3-哌啶酮衍生物转化为(R)-3-氨基哌啶衍生物的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种不对称合成(R)-3-氨基哌啶衍生物的方法，其特征在于：3-哌啶酮衍生物在酶催化下发生转氨化反应，得到(R)-3-氨基哌啶衍生物。

上述方法中，催化3-哌啶酮衍生物进行不对称氨基化反应形成(R)-3-氨基哌啶衍生物的酶催化剂是来源于分支杆菌(Mycobacteriumvanbaalenii)PYR-1的转氨酶，或其重组转化体的培养物，也可以是通过将该培养物离心分离后得到的转化体细胞或者用其加工的制品。这里，“加工的制品”是指由转化体得到的提取物，或通过对提取物中的转氨酶进行分离和/或纯化得到的分离产品，或者通过固定化转化体细胞或提取物或转化体的分离产品而得到的固定化制品。

本发明中，所述来源于分支杆菌PYR-1的转氨酶或重组转氨酶记载在申请号为201410169882.4的中国专利申请中，由其中的SEQIDNo.1所示的核苷酸序列编码。在此，将该申请的全文一并引入以作为参考。

本发明中，上述固定化制品是通过将重组转氨酶固定于一种酶固定化载体上得到的固定化转氨酶。所述酶固定化载体可以是环氧树脂依次经亚胺基二乙酸(IDA)和氯化钴进行衍生化得到的，也可以是离子螯合树脂经氯化钴进行衍生化得到的。

上述固定化转氨酶及其制备方法被详细记载在申请号为201410262154.8的中国专利申请中，在此将该申请的全文一并引入以作为参考。

本发明的方法中，所述的3-哌啶酮衍生物具有如下所示结构：

其中，R选自H、叔丁氧羰基(Boc)、芴甲氧羰基(Fmoc)、烯丙氧羰基、三氯乙氧羰基(Troc)、苄氧羰基(Cbz)、叔丁基。

相应地，制得的(R)-3-氨基哌啶衍生物的结构如下所示：

本发明公开的方法中，所述转氨化反应的反应条件可按本领域此类反应的常规条件进行选择。

较佳地，所述方法包括下述步骤：在pH值为7.0-10.0的乙醇水溶液中，在异丙胺和任选的磷酸吡哆醛(PLP)的存在下，在上述酶催化剂(如转氨酶、重组转氨酶或固定化转氨酶)的作用下，3-哌啶酮衍生物进行不对称转氨化反应，形成(R)-3-氨基哌啶衍生物。