[发明专利]一种(2S,3S)-2-羟基-4-苯基丁烷衍生物的制备方法

说明书

本发明公开了一种(2S,3S)‑2‑羟基‑4‑苯基丁烷衍生物的制备方法，将(3S)‑3‑(叔丁氧羰基)氨基‑1‑氯‑4‑苯基‑2‑丁酮、羰基还原酶和过量的异丙醇进行生物酶催化反应获得转化液，再经连续浓缩结晶获得目标产物结晶；该羰基还原酶通过定向突变具有高浓度异丙醇耐受的特点，从而实现过量异丙醇对底物增溶，进而增加底物投量，提高了转化率，产品收率不低于95%，手性纯度不低于99.95%。本发明对转化液通过连续浓缩结晶，获得的产物结晶度95%以上，晶体均一，杂质纯度不低于99.95%，含量不低于99%。

技术领域

本发明涉及生物酶催化工艺领域，具体地说涉及一种(2S,3S)-2-羟基-4-苯基丁烷衍生物的制备方法。

背景技术

非肽类HIV蛋白酶抑制剂（PI），是治疗HIV首选药物，如沙奎那韦、奈非那韦、福沙那韦、地瑞那韦等，例如地瑞那韦可通过阻断从受感染的宿主细胞表面释放新的、成熟的病毒粒子的形成过程，抑制病毒的蛋白酶而起作用，2006年6月，FDA批准地瑞那韦与其他抗逆转录病毒药物联合用于治疗HIV感染的成年患者，2007年3月地瑞那韦在欧盟的27个成员国上市。

上述化合物的核心结构都为(2S,3S)-2-羟基-4-苯基丁烷衍生物结构。例如地瑞那韦主要通过式III化合物（化学名称：(2S,3S)-N-叔丁氧羰基-3-氨基-1-氯-2-羟基-4-苯基丁烷）为中间体制备得到，该分子结构复杂，化学合成污染严重且难度较高。该结构存在两个手性中心，其中一个手性中心来源于天然的苯丙氨酸，另一个手性中心可将前手性的酮还原成手性醇，从而引入BOC-环氧化物上的第二个手性中心。若引入的第二个手性中心为R构型，则产物为(2R,3S)-N-叔丁氧羰基-3-氨基-1-氯-2-羟基-4-苯基丁烷，该构型为RS型，是合成阿扎那韦重要中间体；若引入的第二个手性中心为S构型，则产物为式III化合物，该构型为SS型。

目前(2S,3S)-N-叔丁氧羰基-3-氨基-1-氯-2-羟基-4-苯基丁烷主要通过化学反应制备得到。欧洲专利EP1081133B1（优先权日1999年8月31日）公开了以(3S)-3-(叔丁氧羰基)氨基-1-氯-4-苯基-2-丁酮为原料，采用三叔丁氧基氢化铝锂或二异丁基氢铝等铝盐还原，收率为92%。上述化学合成方法均存在污染严重、溶剂回收困难、反应条件苛刻等问题。

生物催化法合成具有反应操作简单、成本低、条件温和、能耗小、环境友好和产品光学纯度高等优势，因此受到越来越多的关注，羰基还原酶类(EC1.1.1.184)的某些酶可用于立体选择性转化前立体异构的醛或酮底物为对应的手性醇产物，还可以催化逆反应，即醇底物被氧化为相应的酮/醛产物。因此合理利用生物催化方法，可将式IV化合物还原为式III化合物，进而用于后续的药物合成。

生物酶催化反应对酮和醛的还原以及醇的氧化需要辅因子，其中最常见的为NADH（还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）和NADPH（还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）以及用于氧化反应的NAD⁺（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）和NADP⁺烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。NADH和NADPH充当电子供体，而NAD⁺和NADP⁺充当电子受体。由于辅因子成本较高，通常可选用葡萄糖或异丙醇作为电子供体驱使辅因子循环，而葡萄糖或异丙醇被氧化为相应的葡萄糖酸或丙酮，而酮底物一般被还原为相应的目的醇产物。