[发明专利]用于生产手性胺的方法

说明书

本发明涉及用于生产手性胺的方法，在转氨酶的存在下，在第一溶液中进行前手性氨基受体和氨基供体的转氨反应，从而在所述第一溶液中形成手性胺和副产物，该方法的特征在于所述氨基供体是高分子量(HMW)氨基供体，该HMW氨基供体的分子量是至少150g/mol；或所述氨基供体被附在支持物上，该氨基供体和该支持物的总分子量是至少150g/mol。还提供了用于生产和分离手性胺的设备。

技术领域

本发明涉及用于使用转氨酶生物催化剂生产胺、更特别是手性胺的方法。

背景技术

胺并且特别是手性胺是许多制药应用、农业化学应用和化学应用中的关键结构单元。手性胺在制备各种生理活性物质，例如药物活性物质中是非常重要的。在许多应用中，仅一种特定的光学活性形式的手性胺，(R)或(S)对映体，具有期望的生理活性。

(手性)胺可以通过化学合成路线和生物催化合成路线生产。用于合成光学活性手性胺的化学方法通常是具有挑战性的纯化操作的多步骤的过程。另一方面，通过一步法进行的手性胺的化学合成需要高化学控制、区域控制、非对映体控制和对映体控制。

在过去的十年期间，与本领域已知的化学方法相比，使用转氨酶(EC 2.6.1.X；也称为氨基转移酶)的生物催化合成路线已被认为是用于手性胺合成的非常强有力的方法。转氨酶(TA)是磷酸吡哆醛(PLP)依赖性酶，并且在辅因子磷酸吡哆醛(其在反应期间连续再生)存在下，催化氨基基团(-NH₂)从氨基供体(例如胺，比如2-丙胺)转移到前手性氨基受体，生成(手性)胺以及副产物。转氨酶(TA)催化的转氨反应在图1中示意性地示出。转氨酶，特别是(R)-和(S)-选择性转氨酶，作为用于生产手性胺的合适的催化剂已经因此受到了广泛的关注，因为它们允许从前手性氨基受体直接不对称合成(光学活性)手性胺。实际上，假如R₁和R₂不同(且不是-NH₂)，则图1中所示的产生的胺(胺产物)是手性胺。

尽管转氨酶催化的手性胺的合成存在较高的对映体选择性和区域选择性，但转氨反应是可逆反应，通常具有不利的热力学平衡，该热力学平衡比胺产物侧(即图1反应箭头的右侧)更有利于底物侧(即图1中反应箭头的左侧)，因此限制了获得高手性胺产率。因此，获得了包含手性胺产物和氨基供体的胺混合物，这需要进一步纯化手性胺。然而，由于通常在转氨过程中，氨基供体和形成的胺具有非常相似的特性(由于它们的主要官能团相似)，通常难以进一步分离它们。另外，转氨酶催化的手性胺合成容易受到底物和产物的抑制。底物溶解度问题也可能阻碍该反应。

本领域中，已经提出了若干种方法来处理上述转氨反应的缺点。

例如，在迄今为止报道的几乎所有转氨反应中，过量提供氨基供体以将反应的热力学平衡转移到胺产物侧。更特别地，与酮基底物相比，提供从5到100倍范围(或甚至更多)的过量氨基供体。然而，在反应完成后，过量的(未反应的)氨基供体被浪费，这涉及高的供体底物成本。在文献中，还描述了其他物理和化学策略(例如由Guo等人在Green Chem.[绿色化学],2017,19,333-360中总结的)。例如，在提供过量的氨基供体之后，通过去除形成的胺产物、副产物和/或通过进行生化级联反应，平衡可以转移到反应的胺产物侧。

本领域中已经开发的其他手性胺合成路线基于底物与产物之间的不同的pKa和疏水性进行底物和产物的分离，例如由Rehn等人在J.Biotechnol.[生物技术杂志],2014,179,50-55中和Rehn等人在J.Mol.Catal.B:Enzym.[B酶分子催化杂志],2016,123,1-7中描述的。