[发明专利]一种西他列汀中间体的生物合成方法

说明书

本发明涉及一种西他列汀中间体的生物合成方法，属于药物中间体合成技术领域。为了解决现有的不易处理和污染大的问题，提供一种西他列汀中间体的生物合成方法，包括在无机碱存在下，在非水溶性溶剂中使式Ⅱ化合物4‑(2,4,5‑三氟苯基)‑5‑氧代丁酸与式Ⅲ化合物3‑(三氟甲基)‑5,6,7,8‑四氢‑[1,2,4]三唑并[4,3‑a]吡嗪或其盐酸盐在催化量的酰胺合酶(蛋白序列如SEQ ID NO.1的催化作用下进行酶催化反应，得到产物式Ⅰ化合物西他列汀中间体。本发明具有产物的转化率高，且高产物收率。

技术领域

本发明涉及一种西他列汀中间体的生物合成方法，属于药物中间体合成技术领域。

背景技术

西他列汀，分子式为C₁₆H₁₅F₆N₅O,CAS号为4486460-32-6,是默沙东公司研制的第一个用于治疗Ⅱ型糖尿病的二肽基肽酶(DPP-IV)抑制剂，它通过提高糖尿病患者自身胰岛β细胞产生的胰岛素的能力，在血糖升高时增加胰岛的分泌，从而控制糖尿病患者的血糖水平，且耐受性好、不增加体重，也不会出现低血糖的风险。随着人民生活水平的提高和人口老龄化速度的加快，全球糖尿病患者正在以非常惊人的速度增加，对糖尿病的治疗具有很大的意义，尤其是当前市场上占有巨大份额的II型糖尿病治疗的药物。

在西他列汀的合成路线中中间体(2Z)-4-氧代-4-[3-(三氟甲基)-5,6-二氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪-7-(8H)-基]-1-(2,4,5-三氟苯基)丁-2-酮是关键的西他列汀中间体的合成。如现有的有公开的通过烯胺中间体经过不对称还原得到西他列汀，其合成的关键在于烯胺中间体的不对称氢化还原，由于反应过程中所用到的金属铑、二茂铁基双磷配体的价格都十分昂贵，且后续不易处理，不利于环境保护，不适合工业化的放大生产。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种西他列汀中间体的生物合成方法，解决的问题是如何提供一种新的绿色工艺，且具有较高的产物收率。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种西他列汀中间体的生物合成方法，该方法包括以下步骤：

在无机碱存在下，在非水溶性溶剂中使式Ⅱ化合物4-(2,4,5-三氟苯基)-5-氧代丁酸与式Ⅲ化合物3-(三氟甲基)-5,6,7,8-四氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪或其盐酸盐在催化量的酰胺合酶的催化作用下进行酶催化反应，得到产物式Ⅰ化合物西他列汀中间体：

所述酰胺合酶的蛋白序列如SEQ ID NO.1所示。

通过采用酶法并在特定的酰胺合酶的作用下，能够使式Ⅱ化合物中的羧基与式Ⅲ化合物中的亚氨基进行键合有效的形成酰胺化结构，产物的转化率高，具有高产物收率的效果，且在非水溶性溶剂中，也能够有效的使原料充分参与反应，反应条件温和，能够更好的避免副反应的产生，进一步的保证产物的纯度质量；同时，由于采用酶法生物合成，只需要在反应结束后，进行过滤，不会造成严重的环境污染，具有对环境友好的优点，更有利于工业化生产。

在上述西他列汀中间体的生物合成方法中，作为优选，所述酰胺合酶的加入量为80g/L～100g/L。相当于是反应体系中每升含有80g～100g的酰胺合酶。目的使更有效的催化活化反应，促进反应向正反应进行，提高反应的效率和产物的收率质量，同时，又能够减少酰胺合酶的浪费，有利于更好的控制生产成本。这里的酰胺合酶可以是以大肠杆菌为载体的工程菌，如商业可购买到的大肠杆菌(DE3)；或将工程菌进行破壁处理后形成含有酰胺合酶的菌泥用于反应的酶催化物质。这里的酰胺合酶可以是以菌体、菌体破壁后的菌液、菌泥或将酰胺合酶进行固定化均可。对于上述工程菌的构建按照常规的重组工程菌的方式即可。