[发明专利]一种制备(S)-2-氨基环丙基乙酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备(S)-2-氨基环丙基乙酸的方法。

背景技术

非天然氨基酸是很重要的一类有机化合物，其中很多都具有生物活性，常被用做化工原料和医药中间体。特别是，含环丙基的非天然氨基酸广泛地用于药物合成(参见文献J.Med.Chem.(2011),54(24),8305-8320；Bioorg.& Med.Chem.Lett.(2006),16,1780–1783以及美国专利US20110237636等)。

2-氨基环丙基乙酸（别名环丙基甘氨酸，简称CPG；CAS：49606-99-7）是一种含环丙基的非天然氨基酸，其水溶性较好，熔点189℃，存在同分异构体：(S)-2-氨基环丙基乙酸（L-环丙基甘氨酸、(S)-CPG）和(R)-2-氨基环丙基乙酸（D-环丙基甘氨酸、(R)-CPG）。

2-氨基环丙基乙酸是重要的生物医学活性化合物，其同分异构体因其单一手性形式常用作手性辅助剂，在有机合成上也是个很好的手性合成子。

关于2-氨基环丙基乙酸(CPG)的制备方法有很多报道，最早的文献是Lowry等(J.Am.Chem.Soc.,1952,1355)用Strecker反应合成消旋的CPG；Whitesides等(J.Am.Chem.Soc.,1989.111,6354)则描述了用酶拆分来进行分离制备。

Larionov和Meijere等(Adv.Synth.Catal.2006,348,1071)也用廉价的环丙甲基酮为原料，经过KMnO4氧化得到相应酮酸，然后做肟，锌粉把肟还原后得到消旋体CPG，经过氨基和羧酸的保护后，再用酶拆分得到(S)-CPG，该合成路线（一）参见图1。然而该合成工艺路线较长，而且收率较低。

还有一些文献(US3,914,249;Synth.Commun.,1986,16,337;J.Org.Chem.,1983,48,5369;Helc.Chim.Acta.,1979,62,956;Helv.Chim.Acta.,1980,63,824;J.Org.Chem.,1989,54,1055;US6090982)报道了利用Strecker-type手性辅助试剂合成(S)-CPG或(R)-CPG，合成(S)-CPG的合成路线（二）参见图2。该方法所使用的原料昂贵，路线较长，并且还要使用剧毒品KCN，工业化生产难度很大。

发明内容

本发明提供了一种制备(S)-2-氨基环丙基乙酸（L-环丙基甘氨酸）的方法，该方法包括两个依次进行的步骤，步骤（一）：原料环丙基甲基酮经氧化反应生成2-环丙基酮酸和/或2-环丙基酮酸盐；步骤（二）：步骤（一）所得产物与含有铵根离子和甲酸根离子的溶液在亮氨酸脱氢酶的作用下进行脱氢反应生成(S)-2-氨基环丙基乙酸。

所述的亮氨酸脱氢酶（简称LeuDH），优选的，其来源于Bacillussphaericus、Bacillus cereus、Bacillus stearothermophilus或Bacillus caldolyticus。

在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（二）脱氢反应中采用氧化型辅酶I作为亮氨酸脱氢酶的辅酶。氧化型辅酶I（别名β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、NAD、NAD+、辅脱氢酶I）作为氢离子的载体用于脱氢反应中。

关于辅酶I的再生，可以采用本领域技术人员所熟知的可使辅酶I再生的物质。在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（二）脱氢反应中采用甲酸脱氢酶用于所述辅酶I的再生。

在本发明的一个具体实施方案中，所述含有铵根离子和甲酸根离子的溶液中铵根离子和甲酸根离子的比例为1~3。优选的，所述含有铵根离子和甲酸根离子的溶液中铵根离子和甲酸根离子的比例约为1:1。

在本发明的一个具体实施方式中，所述含有铵根离子和甲酸根离子的溶液为甲酸铵溶液。

所述含有铵根离子和甲酸根离子的溶液还可以为甲酸和铵盐和/或氨水的混合溶液。所述的铵盐包括有机羧酸铵盐、无机酸铵盐和无机碱铵盐；优先的，氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、磷酸铵。

在本发明的一个具体实施方案中，所述步骤（二）脱氢反应在pH为7.0-9.0的缓冲液环境中进行，反应温度为15~40℃。在本发明的一个优选实施方案中，采用pH为8.0-8.5的缓冲液。在本发明的另一个优选实施方案中，反应温度为25～37℃。

在本发明的一个优选具体实施方案中，所述步骤（二）脱氢反应在7.0-9.0的磷酸盐缓冲液中进行。优选的，pH为8.0-8.5的磷酸盐缓冲液。