[发明专利]生物催化合成光学活性的α－甲基－4－溴苯乙酸或其衍生物

说明书

本发明涉及一种用微生物催化合成(R)-(-)-α-甲基-4-溴苯乙酰胺和(S)-(+)-α-甲基-4-溴苯乙酸的方法。

中枢神经系统的胆碱能状况在诸如学习、记忆等认知过程中有着极其重要的作用，因此关于胆碱能的假设一直是人们致力于治愈阿耳茨海默病，即老年性痴呆症的理论基础，也是具有相同病理学原因的其他老年性疾病的基础。

从天仙子碱[(+)-R-hyoscyamine]衍生的一系列α-莨菪基酯能够显著提高中枢神经系统前突触乙酰胆碱释放能力，从而表现出镇痛和提高认知能力的作用。因其表现出来的治疗老年性疾病的潜力，这类药物倍受关注。PG₉(α-甲基-对溴苯乙酸莨菪酯)是其中最引人注目的化合物之一。天仙子碱[(+)-R-hyoscyamine]          PG₉

1994年，Gualtier等人合成了一系列共40个托品酸(2-苯基-3-羟基丙酸)和α-苯基丙酸的衍生物。对它们的镇痛及增强乙酰胆碱释放等方面进行了研究，发现PG₉是其中最有效的一个，同时还具有显著的提高认知作用。值得注意的是，很多同类药物因为可导致乙酰胆碱过度兴奋症状而无法实现临床，但PG₉则没有这样的副作用。其后，他们又对PG₉进行了大量研究。[(a).Gualtier,F.,etal.J.Med.Chem.1994,37,1704-1711.(b).Ghelardini,C.,et al.J.Pharmacol.Exp.Ther.,1998,284,806-816]

1996年，Romanelli等人对PG₉两个对映体的生理活性进行了初步研究，发现消旋的PG₉在小田鼠爪实验(rat paw test)中几乎没有镇痛效果，而光活的PG₉无论是何种构型在老鼠(mice)实验中均表现出很好的促进乙酰胆碱释放能力。(Romanelli,M.N.,et al.Chirality,1996,8,225-233)

然而，长期以来对光活产品的合成一直是个问题，文献中结果较好的方法采用非对映体拆分，将其前体4-溴-α-甲基苯乙酸的消旋体与手性胺作用并重结晶得到ee．值约90％的两个对映体，然后酯化得到产品，方法与结果均不令人满意，尤其不适合大量生产。由于光学活性样品不容易得到，因而其生理活性方面的深入研究无法展开。而这一点对于药物通过FDA认证也是至关重要的。

本发明的目的是提供一种用微生物催化合成(R)-(-)-α-甲基-4-溴苯乙酰胺和(S)-(+)-α-甲基-4-溴苯乙酸的方法。

本发明方法可用反应式描述如下：该方法中用于催化的微生物已于2000年10月8日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏号为CGMCC No.0497，分类命名为红球菌sp.D12(Rhodococcus sp.D12)。

具体来说，本发明采用微生物催化的方法，以产氰基水解酶菌株Rhodococcus sp.GCMCC0497为催化剂，以α-甲基-4-溴苯乙腈为底物，在或不在溶剂中，20～40℃反应1-36小时，其中按产氰基水解酶湿菌体与底物的质量比计算为5～500∶1，产物为(S)-(+)-α-甲基-4-溴苯乙酸或(R)-(-)-α-甲基-4-溴苯乙酰胺。反应中还可增加菌体的用量。所述的溶剂可以是极性溶剂如甲醇、乙醇、四氢呋喃、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等，也可以是非极性溶剂如乙酸乙酯、石油醚、甲苯、乙醚或异丙醚等。

反应结束后，反应液经后处理分别可得到(S)-(+)-α-甲基-4-溴苯乙酸或(R)-(-)-α-甲基-4-溴苯乙酰胺。例如用离心处理(如8000-13000rpm,5-30min,4-20℃)，然后取上层清液，调节pH值至9-14，用乙醚萃取，分别得到水相和有机相。有机相经洗涤，干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残余物柱层析纯化，得到酰胺及回收的原料。调节水相pH值至1-5，用乙醚萃取，合并有机相，同上步骤洗涤、干燥、减压蒸除溶剂、纯化，得到酸。

从(R)-(-)-α-甲基-4-溴苯乙酰胺可以进一步经过常规的水解反应得到(R)-(-)-α-甲基-4-溴苯乙酸。具体可以是在极性溶剂中，(R)-(-)-α-甲基-4-溴苯乙酰胺与酸的摩尔比为1∶0.01～2，室温～回流温度发生水解反应，反应几分钟～20小时，产物为(R)-(+)-α-甲基-4-溴苯乙酸，上述的酸是硫酸、磷酸或浓盐酸等。