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2021-02-01 16:02:34|
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起点商标网 专利名称：分离δ-戊内酯外消旋混合物的酶促方法
ZA91/1153描述了氧杂环丁酮的特定对映体，氧杂环丁酮可被烷基链或芳基所取代，其对映体具有良好的药物活性。
ZA91/1153描述了制备这些对映体纯的氧杂环丁酮的两条反应路线。
按照反应路线1，从乙酰乙酸甲酯开始，生成中间产物(2RS，3RS，5RS)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯的外消旋混合物，通过几步将该外消旋混合物转化成外消旋-(2RS，3RS，5RS)-5-苯甲酰氧基-2-己基-3-羟基十六烷酸。在这一步中，借助于对映体纯的胺形成盐而进行外消旋物的拆分，从而使(2S，3S，5R)-对映体与(2R，3R，5S)-对映体分离。随后使对映体纯的(2S，3S，5R)化合物环化，成为对映体纯的氧杂环丁酮。由于在这条反应路线中外消旋物的拆分发生得很晚，所以不能用于制备对映体纯氧杂环丁酮的对映体在被最后除去之前也必须通过几步进行转化。
按照反应路线2，通过几步将对映体纯的3-羟基十四烷酸酯转化为对映体纯的5-(R)-3-苯甲酰氧基-1-羟基亚十四烷基)-2，2-二甲基-间-二噁烷-4，6-二酮，后者不经任何外消旋环化为(R)-5，6-二氢-6-十一烷基-2H-吡喃-2，4(3H)-二酮，通过几步使之进一步反应，生成对映体纯的氧杂环丁酮，然而，在反应路线2中，必须用对映体纯的3-羟基十四烷酸酯作为起始物，而对映体纯的3-羟基十四烷酸酯的制备并不简单。由于上述生成吡喃的环化反应收率极差，在此反应过程中会丧失大量的对映体纯的物质。
现已发现当按照ZA91/1153制备对映体纯的氧杂环丁酮时，可在反应路线1的早期阶段简单有效地进行外消旋物的拆分，从而避开上述生成吡喃的环化反应。
如果通过使用水解酶选择性地水解或酯化如上所述的β-羟基-δ-戊内酯外消旋混合物或β-酰氧基-δ-戊内酯外消旋混合物，则可用一种简单的方法得到对映体纯的(2S，3S，5R)-β-羟基-δ-戊内酯与对映体纯的(2R，3R，5S)-β-酰氧基-δ-戊内酯的混合物或对映体纯的(2R，3R，5S)-β-羟基-δ-戊内酯与对映体纯的(2S，3S，5R)-β-酰氧基-δ-戊内酯的混合物，然后可用极简单的方法进行分离。在对映体之一转化之后反应便令人惊奇地完成，结果得到纯度最高的产物。然后，按照ZA91/1153所述的方法，从分离的化合物，如有必要先拆掉酰基，可得到所需的对映体纯的氧杂环丁酮。
酶促反应是在极短的时间内完成的。这是完全没有预料到的，因为EP-A-0439779描述了其内酯环上被甲基所取代或未取代的α或β-羟基-δ-戊内酯借助于用脂酶和乙烯酯对羟基进行酯化的酶促分离需长达150小时。相比之下，按照本发明的反应一般在几小时内完成，在某些情况下甚至在1-2小时内完成，尽管本发明的β-羟基-δ-戊内酯被烷基链或芳基所取代，由于位阻的原因，反应本应比EP-A-0439779所述的反应慢得多。
因此，本发明的目的是提供一种分离通式Ⅰ化合物的外消旋混合物的方法，
式中R表示氢或酰基，R1和R2彼此独立地表示氢，具有4-20个碳原子的直链或支链烷基，该基团在非α或β位的位置上可带有一个氧原子，或者表示未取代的芳烷基或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的芳烷基，条件是R1和R2不同时代表氢，该方法的特征在于在水解酶的存在下将通式Ⅰ的化合物的外消旋混合物加入稀释剂中，在通式Ⅰ中的R代表氢的情况下，在酯化剂的存在下使通式Ⅰ化合物的外消旋混合物反应，从而生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物，用常规的方法分离该反应混合物。
应明确的是通式Ⅰ的外消旋混合物不但是含有1∶1的对映体的混合物，而且是含有任意组成的对映体的混合物，因此其中富含对映体之一。
在通式Ⅰ中，R表示氢或酰基，优选氢。酰基是通式-CO-R3的基团，式中R3表示未取代的或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的烷基或芳基，优选具有1-6个碳原子的未取代的烷基，最好是具有1-4个碳原子的未取代的烷基。
R1和R2彼此独立地表示氢，但R1和R2不同时表示氢;具有4-20个碳原子，最好是具有4-17个碳原子的直链或支链烷基，但优选直链烷基;具有4-20个碳原子，最好是具有4-17个碳原子的直链或支链烷基且在非α或β位的位置上带有一个氧原子;或未取代的芳烷基或被烷基或烷氧基取代的芳烷基，其中的烷基或烷氧基最好具有1-6个碳原子。最好存在一个苄基作为芳烷基，R1和R2最好彼此独立地表示氢或烷基，特别是R1和R2表示烷基。
一种特别优选的β-羟基-δ-戊内酯是通式Ⅰ的一种化合物，式中R表示氢或酰基;R1表示具有4-17个碳原子的烷基，R2表示具有6-17个碳原子的烷基。
R表示氢的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物可按ZA/91/1153中所公开的方法之一制备。R表示酰基的化合物的外消旋混合物可用任何能引入R基的酯化方法由R表示氢的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物来制备。最好是在碱如吡啶、三乙胺、二甲氨基吡啶的存在下，用羧酸酐或羧酰基氯转化R表示氢的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物来实现酯化。
为了实施本发明的方法，将通式Ⅰ化合物的外消旋混合物加到稀释剂中，如果R表示酰基，则不加酯化剂。在这种情况下，用水或盐水或缓冲溶液，最好是磷酸盐缓冲液(其pH值最适合于所用的酯酶)作为稀释剂。可只加缓冲溶液或同时加有机稀释剂。适宜的有机稀释剂为，例如，脂族烃或芳香烃，如己烷;甲苯;二甲苯;醚类如二乙醚、二异丙醚、叔丁基·甲基醚、四氢呋喃;酮类如丙酮、丁酮、叔丁基·甲基酮或这些稀释剂的混合物。通过向缓冲溶液中加入有机稀释剂，起始的外消旋混合物可部分溶解或完全溶解。如果有机稀释剂不能与水混溶，则本发明的方法以双相反应进行，在这种情况下两相充分混合。
如果R表示氢，则将酯化剂加到起始的外消旋混合物中。常规的酯化剂如羧酸酯，例如通式R5COOR6的化合物，式中R5和R6彼此独立地表示烷基、芳基或芳烷基，多元醇的羧酸酯，例如甘油三羧酸酯如甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯，羧酸酐，例如在EP-A-0269453中所公开的，或乙烯基酯，例如US4，963，492中所述，可被用作酯化剂。最好加入通式R5COOR6的羧酸酯，式中R5和R6彼此独立地表示具有1-6个碳原子的烷基;甘油三羧酸酯;通式CH2＝CH-O-CO-R7的乙烯基酯，式中R7表示氢、具有1-18个碳原子的烷基或苯基，特别是具有1-6个碳原子的烷基;通式R8-CO-O-CO-R9的羧酸酐，式中R8和R9是相同的或不同的，最好是相同的，表示烷基、芳基或芳烷基，特别优选具有1-6个碳原子的烷基，作为酯化剂。特别是加入乙酸酐、丙酸酐、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、乙酸乙酯、甘油三乙酸酯或甘油三丁酸酯作为酯化剂。
在这种情况下，适宜的稀释剂是惰性稀释剂，例如脂族烃或芳香烃如己烷，甲苯，二甲苯，醚类如二乙醚、二异丙醚、叔丁基·甲基醚，酮类如叔丁基·甲基酮，也可以是酯化剂本身或是上述稀释剂的混合物。
每当量R表示氢的通式Ⅰ的外消旋混合物中应加入至少1/2当量，优选1-8当量的酯化剂。一般来说，用过量的酯化剂可获得较好的结果，特别是最好加入的酯化剂同时也作为稀释剂，这样的话需加入大大过量的酯化剂。
如果加入羧酸酐作为酯化剂，则向反应混合物中加入碱，例如碳酸氢钾或碳酸氢钠以结合生成的酸。
然后使起始外消旋混合物的溶液或悬浮液与水解酶接触，水解酶是指，例如脂酶、酯酶、蛋白酶。优选脂酶或酯酶，最好是产碱杆菌属、假单胞菌属、念珠菌属、毛霉菌属微生物的脂酶或酯酶。水解酶可作为纯化的酶部分或作为含有该水解酶的微生物悬浮液加入，但最好作为纯化的酶部分加入。水解酶可以自身的形式加入或以固定化形式加入;后一形式是指水解酶与一种载体物理或化学结合。
水解酶可以买到，针对反应条件，应按照卖方的指示加入。
在按照本发明的转化方法中，水解酶的活性基本上不会显著丧失，因此可反复加入。
水解酶的适宜用量取决于所用的起始化合物的化学性质、所用的水解酶、所用的稀释剂和选择性的酯化剂，可通过先导试验容易地确定。由于所加的水解酶可重复使用，所以在大量的水解酶对反应速度具有良好作用，不会造成操作成本过高的情况下可加入大量的水解酶。每克通式Ⅰ的起始化合物中最好加入大约0.05-2g的水解酶。
由于水解酶既能键合又能破坏酯键，所以它们既能对R表示酰基的通式Ⅰ化合物进行选择性水解，又能对R表示氢的通式Ⅰ化合物进行选择性酯化。
可将水解酶加入到反应混合物中，或者将反应混合物泵送给水解酶。反应温度最好选在使水解酶显示其最高活性的温度。对于市售水解酶一般都标示出这一温度，该温度也可通过简单的先导试验容易地确定。反应温度为-10℃-所加水解酶的失活温度，取决于所用的水解酶和所用的底物。反应温度一般为室温-60℃。
使水解酶与式Ⅰ化合物的外消旋混合物接触，生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物。特别是用乙烯基酯作为酯化剂时，反应完全出乎预料地在极短的时间内完成。反应的选择性基本上是100%，因为已经发现在对映体之一转化之后反应本身结束。因此，可用简单的薄层色谱或气相色谱监视转化过程，而没有必要像选择性较低的反应那样，为了防止过度反应和所需产物的污染，到一定的转化度便要结束反应。由于酶表现出这种高选择性是相当难得的，而且已知酶，特别是脂酶在转化过程中优先转化一种对映体，但它们在底物对优先转化的对映体失去选择性时一般也转化第二种对映体，故本发明反应的高选择性相当惊人。
随后从反应混合物中分离所需的对映体。由于反应混合物中的一种对映体是带有游离羟基的化合物，而第二种对映体是带有酰化羟基的化合物，所以进行分离非常简单，可用已知的方法如结晶、萃取、蒸馏、色谱法进行分离。
令人惊奇的是，已发现在R1表示己基，R2表示十一烷基的化合物情况下，可通过结晶来分离对映体纯的羟基化合物和酰氧基化合物的混合物，从而带有游离羟基的化合物主要以结晶形式析出，而带有酰化羟基的化合物主要留在溶液中。经滤除结晶产物，在母液中得到对映体纯的乙酰氧基化合物。
除了ZA91/1153中所述的(2S，3S，5R)-2-己基-3-苯甲酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯之外，其中R表示酰基且R1和R2具有上述含意的通式Ⅰ的对映体纯的化合物都是新的并且也是本发明的目的。
随后可用常规的方法如结晶、重结晶、色谱法更进一步地纯化所分离的化合物。
在本发明的一个优选实施方案中，将其中R1和R2表示具有4-20个碳原子且R表示酰基的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物悬浮于磷酸钠缓冲液(pH7)中，同时加入有机稀释剂。在室温～60℃下使反应混合物与脂酶接触，其中或是将脂酶加入到反应混合物中，或是将反应混合物不断泵送给脂酶，脂酶不溶于反应混合物中，最好是泵送给固定化脂酶。
通过加入碱水使反应混合物的pH值保持恒定不变。通过色谱法或借助于所消耗的碱量监视反应过程。通过简单地冷却反应混合物分离所得到的含有基本上对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和基本上对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的混合物，结果羟基化合物以结晶形式析出，而酰氧基化合物留在溶液中。
在本发明的另一个优选实施方案中，将其中R表示氢且R1和R2表示具有4-20个碳原子的烷基的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物溶解于或悬浮于通式R5COOR6的羧酸酯、通式CH2＝CH-O-COR7的链烷酸乙烯基酯或通式R8-CO-O-CO-R9的羧酸酐(其中R5、R6、R7、R8和R9表示具有1-6个碳原子的烷基)或甘油三羧酸酯中，最好是溶解于或悬浮于甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、乙酸酐、丙酸酐或乙酸乙酯中，如果需要，可同时使用惰性稀释剂。如果使用羧酸酐，为了维持反应的pH值恒定不变，应加入碱，例如碳酸氢钾。通过色谱法监视转化过程。转化完成后，使反应混合物冷却，结果基本上对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯以结晶形式从反应混合物中析出，或者用旋转蒸发器蒸发稀释剂和酯化剂并通过使β-酰氧基-δ-戊内酯结晶或重结晶从残余物中分离出β-羟基-δ-戊内酯。
用这种方法，得到β-羟基-和β-酰氧基-δ-戊内酯的纯对映体。这样，是外消旋混合物中的(2R，3R，5S)-对映体还是(2S，3S，5R)-对映体被转化取决于所用水解酶的特异性。无论如何都能生成含有作为羟基化合物的一种对映体和作为酰氧基化合物的第二种对映体的混合物，因为在通式Ⅰ中的R表示酰基的情况下，只有(2S，3S，5R)-对映体或只有(2R，3R，5S)-对映体被水解酶水解;在通式Ⅰ中的R表示氢的情况下，只有(2S，3S，5R)-对映体或只有(2R，3R，5S)-对映体被酰化，而另一个对映体在反应混合物中不反应。按照已知的方法可容易地将羟基化合物与酰氧基化合物分离。分离后，反应的和未反应的对映体都能再使用。如果生成的对映体是酰化产物，则可通过除去酰基，例如通过碱水解将其转化为所需的对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯。
从本发明的外消旋物中分离出的对映体纯的(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯可用于制备式Ⅱ的氧杂环丁酮
式中R1和R2具有上述含意。这样的氧杂环丁酮可用于制备脂酶抑制剂，特别是用于制备式Ⅳ的N-甲酰基-L-亮氨酸-(S)-1-(((2S，3S)-3-己基-4-氧代氧杂环丁烷-2-基)-甲基)-十二烷基酯，已知它的俗名是tetrahydrolipstatin(THF)。
ZA91/1153描述了通过δ-戊内酯制备式Ⅱ的氧杂环丁酮以及制备THF的方法。根据本发明，从式Ⅲ的δ-戊内酯制备式Ⅱ的氧杂环丁酮，
以及通过式Ⅵ的氧杂环丁酮
从式Ⅴ的δ-戊内酯制备式Ⅳ的THL，
这些用于提供对映体纯形式的所说的化合物的方法也是本发明的主题。
在用本发明的方法制备THL时外消旋物的拆分是在反应过程的早期阶段进行的，因而无用的对映体无需被频繁地转化。为此，并且因为本发明的方法具有高反应速度和高选择性，该方法体现了技术知识的扩展。
实施例1将0.1g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯(0.33mmol)(IUPAC外消旋-(1，U)-3-己基-4-羟基-6-十一烷基-3，4，5，6-四氢吡喃-2-酮)悬浮于2ml乙酸乙烯酯中并用0.1g来自圆柱状念珠菌(Candida Cylindracea)的脂酶处理。在室温下，用搅拌器以230rpm进行温育。用薄层色谱监视反应过程。
2小时后，(2R，3R，5S)-对映体完全转化为相应的(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯，反应停止。
乙酸酯的旋光度-α20D-为-65°;熔点，93℃，与理论值相符。
实施例2按类似于实施例1的方法进行，使用0.1g来自假单胞菌的脂酶。结果与实施例1的结果相应。
实施例3按类似于实施例1的方法进行，但使用1g外消旋物，15ml乙酸乙烯酯和1g来自圆柱状念珠菌的脂酶。4小时后，反应停止;滤除脂酶;在旋转蒸发器中蒸馏除去稀释剂并用色谱法(硅胶60，洗脱剂为二异丙醚∶正己烷＝2∶1)分离残余物。
这样得到的α20D为-65.3°且熔点为93℃的(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯;和(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其α20D为49.7°(理论值+48°-50°)，熔点为108℃(理论值106-108℃)。
实施例4按类似于实施例3的方法进行，加入1g来自假单胞菌的脂酶。结果与实施例3的结果相应。
实施例5在40℃下泵送300ml外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯于乙酸乙烯酯中的5%(重量)的溶液通过一个装有10g来自假单胞菌的脂酶的组件。在用N，O-双-(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺衍生样品以后，通过气相色谱监视反应过程。
4.75小时后，(2R，3R，5S)-对映体基本上完全转化为3-乙酰氧基衍生物，反应停止，随后用乙酸乙烯酯洗涤脂酶，使反应混合物冷却至10℃。
这样，(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯以结晶形式析出，其产量为4.5g，是理论值的60%。纯度在96%以上。
实施例6按类似于实施例3的方法进行，但使用50g外消旋物，1100ml乙酸乙烯酯和20g来自假单胞菌的脂酶。
5.25小时后，转化率将近50%。
结晶性(2S，3S，5R)-羟基化合物的产量为12.5g，是理论值的50%，α20D为+49°。
实施例7在40℃下将5.0g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯溶于102ml乙酸乙烯酯中，加入0.5g来自产碱杆菌的脂酶之后，在搅拌下进行温育。用薄层色谱监视反应过程。
3小时后，(2R，3R，5S)-对映体完全转化为相应的(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯，反应停止。过滤后，使反应溶液冷却至10℃并用乙酸乙烯酯使所得沉淀物重结晶。这样，得到了(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其产量为理论值的60%，纯度为97%。
实施例8按类似于实施例5的方法进行，但使用300ml乙酸乙酯代替乙酸乙烯酯，同时以外消旋物为基准加入2当量乙酸乙烯酯，并使用5g来自假单胞菌的脂酶。
30小时后，(2R，3R，5S)-对映体基本上转化为(2R，3R，5S)-乙酰氧基衍生物。使反应混合物冷却至10℃后，结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯析出，产量为理论值的25%;α20D为+47.1°;熔点为106℃。
实施例9以外消旋物为基准，用6当量的乙酸乙烯酯处理300ml外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯于乙酸乙酯中的5%(重量)的溶液，加入5g来自假单胞菌的脂酶并在40℃，搅拌下温育。
15小时后，(2R，3R，5S)-对映体几乎完全转化为(2R，3R，5S)-3-乙酰氧基衍生物。滤除脂酶并使反应混合物冷却至10℃。
这样，生成(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯的结晶，产量为理论值的25%;α20D为+48.4°;熔点为106℃。
实施例10按类似于实施例8的方法进行，但使用外消旋物于叔丁基·甲基醚中的溶液代替乙酸乙酯，用6当量而不是2当量的乙酸乙烯酯和10g而不是5g来自假单胞菌的脂酶。
16.75小时后，(2R，3R，5S)-对映体基本上转化为(2R，3R，5S)-乙酰氧基衍生物。产量为2.1g，是理论值的28%;α20D为+48°。
实施例11将625.0g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯溶于甲苯中并用1120ml乙烯基丁酸酯处理。在40℃下泵送这种溶液通过一个装有150g来自产碱杆菌的脂酶的组件。如实施例5中所述监视反应过程。5.8小时后，(2R，3R，5S)-对映体基本上转化为3-丁氧基衍生物。用1000ml甲苯洗涤该组件，经蒸发使洗液体积减至最少，将残余物与反应混合物合并，使整个混合物冷却至4℃。
用这种方法，得到了261.1g(为理论值的83.6%)的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其化学纯度在97%以上，对映体纯度在99.5%以上。
实施例12
如实施例11所述进行，但使用123ml而不是1120ml乙烯基丁酸酯和10g来自假单胞菌的胆甾醇酯酶于一无机载体上的固定化物代替150g来自产碱杆菌的脂酶，25.9小时后完成反应。用这种方法得到251.7g(为理论值的80.5%)的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其化学纯度为98%以上，对映体纯度为97.5%以上。
实施例13如实施例11所述进行，但使用20.9g而不是625.0g外消旋起始物，156.3ml而不是4688ml甲苯，37.4ml而不是1120ml乙烯基丁酸酯和用5.0g固定于一无机载体上的来自假单胞菌的脂酶代替来自产碱杆菌的脂酶，5小时后完成反应。用100ml而不是1000ml甲苯洗涤组件。
用这种方法，得到10.0g(为理论值的95.0%)的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其化学纯度为97%以上，对映体纯度为99.5%。
实施例14向300ml外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯于甲苯中的5%(重量)的溶液中，加入1当量乙酸酐和干粉状KHCO3。在40℃下泵送反应混合物通过一个装有5g来自假单胞菌的脂酶的组件。通过薄层色谱监视反应过程。完全转化后，过滤反应混合物并用稀释的NaHCO3水溶液萃取。用硫酸钠干燥有机相，随后冷却至10℃。
这样，生成3.5g(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其产量是理论值的46%，纯度为93%。
实施例15在40℃下泵送400ml外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯于乙酸乙酯中的2.5%(重量)的溶液通过一个装有5g来自假单胞菌的脂酶的组件。通过蒸馏不断除去反应过程中产生的乙醇。通过薄层色谱监视反应过程。
完全转化后，蒸发稀释剂，用乙酸乙烯酯使残余物重结晶。
这样，得到2.5g(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其产量为理论值的50%，纯度为97%。
实施例16按类似于实施例15的方法进行，但使用25g外消旋物，350ml乙酸乙酯，和10g来自假单胞菌的脂酶，在50℃下加入。
完全转化后，使反应溶液冷却，得到10.4g含有73%(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯和27%(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯的结晶性混合物。用乙酸乙酯进行重结晶之后，得到纯度为97%的(2S，3S，5R)-羟基化合物。
实施例17将1g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯，(通过在二甲氨基吡啶存在下在吡啶中用乙酸酐对外消旋(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯进行酯化得到)悬浮于60ml0.01M磷酸钠缓冲液(pH＝7.0)和3ml四氢呋喃中。加入0.5g来自假单胞菌的脂酶后，在40℃下温育反应混合物，通过不断加入0.1M氢氧化钠水溶液使pH值保持恒定。通过薄层色谱并借助于所消耗的氢氧化钠溶液来控制反应。
大约40小时后，以起始外消旋产物为基准转化率达50%;反应停止。
用乙酸乙酯萃取反应混合物并用硫酸钠干燥有机相和进行蒸发。用乙酸乙烯酯使残余物重结晶。
这样，得到0.3g(2R，3R，5S)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其产量是理论值的60%，α20D为-48.2°。(2S，3S，5R)-2-己基-3-乙酰氧基-δ-戊内酯的旋光度α20D为+65°。
实施例18在40℃下将2.0g(5.65mmol)外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯溶于10ml甲苯中并用5g丙酸酐，1g碳酸氢钠和0.5g来自假单胞菌的脂酶进行处理。在230rpm的搅拌器上于40℃进行温育。
3小时后，转化率将近50%。过滤后，使反应混合物冷却至10℃，得到480mg(为理论值的48%)的结晶性纯(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯。
实施例19按类似于实施例18的方法进行，但使用0.5g来自产碱杆菌的脂酶作为水解酶。
2小时后，转化率将近50%。过滤后，使反应混合物冷却至10℃，得到0.5g(为理论值的50%)的结晶性纯(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，它被1.5%相应的(2R，3R，5S)-丙酸酯所污染。
实施例20在40℃下将2.0g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯(5.65mmol)溶于10ml甲苯中并用5g甘油三丁酸酯和0.5g来自假单胞菌的脂酶进行处理。在230rpm的搅拌器上于40℃进行温育。
48小时后，转化率达50%。滤除酶并用10ml甲苯稀释反应混合物之后，通过使反应混合物冷却至0℃得到750mg(为理论值的75%)的带有5%的(2R，3R，5S)-丁酸酯污染物的(2R，3R，5S)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯结晶。
实施例21按类似于实施例20的方法进行，但使用0.5g来自产碱杆菌的脂酶作为水解酶。
48小时后，转化率达50%。滤除酶并使反应混合物冷却至10℃，得到产量为理论值的50%的被1.5%相应的(2R，3R，5S)-丁酸酯所污染的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯。
实施例22按类似于实施例20的方法进行，但使用5g甘油三乙酸酯作为酯化剂。
24小时后，转化率达50%。滤除酶并使反应混合物冷却至10℃，从而得到890mg含有73%对映体纯的(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯和27%相应的(2R，3R，5S)-乙酸酯的结晶性产物。用叔丁基·甲基醚进行重结晶之后，得到78%的(2S，3S，5R)-羟基化合物，其α20D为+48°。
实施例23按类似于实施例22的方法进行，但使用0.5g来自产碱杆菌的脂酶。
24小时后，转化率达50%。滤除酶并使反应混合物冷却至10℃，得到630mg(为理论值的63%)的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其纯度为93%，实施例24用叔丁基·甲基醚使3g 77%(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯与23%(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯的结晶性混合物重结晶。这样，得到1.8g(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，它占所用对映体的78%，其α20D为+48°。
实施例25用300ml甲苯使15.89g(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯和(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯的等摩尔的结晶性混合物重结晶。这样，得到3.5g(为理论值的46%)的(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其纯度为97%。
在这些实施例中所述的薄层色谱是在二异丙醚∶正己烷＝2∶1，硫酸铈喷显剂中进行的，旋光度α20D是在氯仿溶液(c＝1g/100ml)中测定的。实施例中所给出的产量都是基于在起始外消旋混合物中所加纯对映体的量。
(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯和(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯的对映体纯度是用三(3-(2，2，2-三氟-1-羟基亚乙基)-右旋-樟脑)-铕通过1HNMR测定的。(2R，3R，5S)化合物的旋光度α20D为-65°;(2S，3S，5R)化合物的旋光度为+65°。熔点为93℃。
权利要求
1.分离通式Ⅰ化合物的外消旋混合物的方法
式中R表示氢或酰基，R1和R2彼此独立地表示氢、具有4-20个碳原子的直链或支链烷基，该基团在非α或β位的位置上可带有一个氧原子或者代表未取代的芳烷基或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的芳烷基，条件是R1和R2不同时代表氢，其中在水解酶的存在下将通式Ⅰ化合物的外消旋混合物加入稀释剂中，在通式Ⅰ中的R代表氢的情况下，在酯化剂的存在下使通式Ⅰ化合物的外消旋混合物反应，从而生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物，用常规的方法分离该反应混合物。
2.权利要求1所述的方法，其中使用式中R1和R2彼此独立地表示具有4-20个碳原子的烷基的式Ⅰ化合物。
3.权利要求1所述的方法，其中使用式中R表示氢的式Ⅰ化合物。
4.权利要求1所述的方法，其中加入通式R5COOR6的羧酸酯、通式CH2＝CH-O-COR7的链烷酸乙烯酯、或通式R8-CO-O-CO-R9的羧酸酐，式中R5、R6、R7、R8或R9表示具有1-6个碳原子的烷基或加入甘油三羧酸酯。
5.权利要求1所述的方法，其中加入脂酶作为水解酶。
6.在从式Ⅲ的δ-戊内酯制备式Ⅱ的对映体纯氧杂环丁酮的方法中
式中R1和R2彼此独立地表示氢、具有4-20个碳原子的直链或支链烷基，该基团在非α或β位的位置上可带有一个氧原子或者代表未取代的芳烷基或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的芳烷基，条件是R1和R2不同时代表氢;
式中R1和R2具有上述含意，改进之处在于为了分离通式Ⅰ化合物的外消旋混合物，
式中R代表氢或酰基，R1和R2具有上述含意，在水解酶的存在下将通式Ⅰ化合物的外消旋混合物加入稀释剂中，在通式Ⅰ中的R代表氢的情况下，在酯化剂的存在下使通式Ⅰ化合物的外消旋混合物反应，从而生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物，用常规的方法分离该反应混合物。
7.权利要求7所述的制备式Ⅱ的对映体纯氧杂环丁酮的方法，其中R1和R2彼此独立地表示具有4-20个碳原子的直链或支链烷基。
8.在从式Ⅴ的δ-戊内酯经式Ⅵ的氧杂环丁酮制备式Ⅳ的N-甲酰-L-亮氨酸-(S)-1-((2S，3S)-3-己基-4-氧代氧杂环丁烷-2-基)-甲基)十二烷基酯的方法中，
改进之处在于为了分离通式Ⅶ化合物的外消旋混合物，
式中R表示氢或酰基，在水解酶的存在下将通过Ⅶ化合物的外消旋混合物加入稀释剂中，在通式Ⅶ中的R表示氢的情况下，在酯化剂的存在下使通式Ⅶ化合物的外消旋混合物反应，从而生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物，用常规的方法分离该反应混合物。
9.对映体纯的通式Ⅰ化合物，
式中R代表酰基，R1和R2彼此独立地表示氢、具有4-20个碳原子的直链或支链烷基，该基团在非α或β位的位置上可带有一个氧原子或者表示未取代的芳烷基或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的芳烷基，(2S，3S，5R)-2-己基-3-苯甲酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯除外。
10.(2S，3S，5R)-2-己基-3-酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯。
全文摘要
分离β-羟基或β-酰氧基-δ-戊内酯的外消旋混合物的方法，在内酯环的2位和/或5位上其可被氢、具有4—20个碳原子的烷基所取代，烷基上可选择性地带有1个氧原子，或者被芳烷基所取代，不是两个位置都被氢取代。该方法包括在水解酶的存在下，有或没有酯化剂，在稀释剂中使外消旋混合物反应，通过常规的方法将含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物分离成对映体纯的化合物；用所说的分离方法制备对映体纯的氧杂环丁酮的方法和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯。
文档编号C07D305/00GK1082113SQ93108080
公开日1994年2月16日 申请日期1993年7月5日 优先权日1992年7月6日
发明者P·彼得, W·马里恩 申请人:化学控股有限公司
ZA91/1153描述了氧杂环丁酮的特定对映体，氧杂环丁酮可被烷基链或芳基所取代，其对映体具有良好的药物活性。
ZA91/1153描述了制备这些对映体纯的氧杂环丁酮的两条反应路线。
按照反应路线1，从乙酰乙酸甲酯开始，生成中间产物(2RS，3RS，5RS)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯的外消旋混合物，通过几步将该外消旋混合物转化成外消旋-(2RS，3RS，5RS)-5-苯甲酰氧基-2-己基-3-羟基十六烷酸。在这一步中，借助于对映体纯的胺形成盐而进行外消旋物的拆分，从而使(2S，3S，5R)-对映体与(2R，3R，5S)-对映体分离。随后使对映体纯的(2S，3S，5R)化合物环化，成为对映体纯的氧杂环丁酮。由于在这条反应路线中外消旋物的拆分发生得很晚，所以不能用于制备对映体纯氧杂环丁酮的对映体在被最后除去之前也必须通过几步进行转化。
按照反应路线2，通过几步将对映体纯的3-羟基十四烷酸酯转化为对映体纯的5-(R)-3-苯甲酰氧基-1-羟基亚十四烷基)-2，2-二甲基-间-二噁烷-4，6-二酮，后者不经任何外消旋环化为(R)-5，6-二氢-6-十一烷基-2H-吡喃-2，4(3H)-二酮，通过几步使之进一步反应，生成对映体纯的氧杂环丁酮，然而，在反应路线2中，必须用对映体纯的3-羟基十四烷酸酯作为起始物，而对映体纯的3-羟基十四烷酸酯的制备并不简单。由于上述生成吡喃的环化反应收率极差，在此反应过程中会丧失大量的对映体纯的物质。
现已发现当按照ZA91/1153制备对映体纯的氧杂环丁酮时，可在反应路线1的早期阶段简单有效地进行外消旋物的拆分，从而避开上述生成吡喃的环化反应。
如果通过使用水解酶选择性地水解或酯化如上所述的β-羟基-δ-戊内酯外消旋混合物或β-酰氧基-δ-戊内酯外消旋混合物，则可用一种简单的方法得到对映体纯的(2S，3S，5R)-β-羟基-δ-戊内酯与对映体纯的(2R，3R，5S)-β-酰氧基-δ-戊内酯的混合物或对映体纯的(2R，3R，5S)-β-羟基-δ-戊内酯与对映体纯的(2S，3S，5R)-β-酰氧基-δ-戊内酯的混合物，然后可用极简单的方法进行分离。在对映体之一转化之后反应便令人惊奇地完成，结果得到纯度最高的产物。然后，按照ZA91/1153所述的方法，从分离的化合物，如有必要先拆掉酰基，可得到所需的对映体纯的氧杂环丁酮。
酶促反应是在极短的时间内完成的。这是完全没有预料到的，因为EP-A-0439779描述了其内酯环上被甲基所取代或未取代的α或β-羟基-δ-戊内酯借助于用脂酶和乙烯酯对羟基进行酯化的酶促分离需长达150小时。相比之下，按照本发明的反应一般在几小时内完成，在某些情况下甚至在1-2小时内完成，尽管本发明的β-羟基-δ-戊内酯被烷基链或芳基所取代，由于位阻的原因，反应本应比EP-A-0439779所述的反应慢得多。
因此，本发明的目的是提供一种分离通式Ⅰ化合物的外消旋混合物的方法，
式中R表示氢或酰基，R1和R2彼此独立地表示氢，具有4-20个碳原子的直链或支链烷基，该基团在非α或β位的位置上可带有一个氧原子，或者表示未取代的芳烷基或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的芳烷基，条件是R1和R2不同时代表氢，该方法的特征在于在水解酶的存在下将通式Ⅰ的化合物的外消旋混合物加入稀释剂中，在通式Ⅰ中的R代表氢的情况下，在酯化剂的存在下使通式Ⅰ化合物的外消旋混合物反应，从而生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物，用常规的方法分离该反应混合物。
应明确的是通式Ⅰ的外消旋混合物不但是含有1∶1的对映体的混合物，而且是含有任意组成的对映体的混合物，因此其中富含对映体之一。
在通式Ⅰ中，R表示氢或酰基，优选氢。酰基是通式-CO-R3的基团，式中R3表示未取代的或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的烷基或芳基，优选具有1-6个碳原子的未取代的烷基，最好是具有1-4个碳原子的未取代的烷基。
R1和R2彼此独立地表示氢，但R1和R2不同时表示氢;具有4-20个碳原子，最好是具有4-17个碳原子的直链或支链烷基，但优选直链烷基;具有4-20个碳原子，最好是具有4-17个碳原子的直链或支链烷基且在非α或β位的位置上带有一个氧原子;或未取代的芳烷基或被烷基或烷氧基取代的芳烷基，其中的烷基或烷氧基最好具有1-6个碳原子。最好存在一个苄基作为芳烷基，R1和R2最好彼此独立地表示氢或烷基，特别是R1和R2表示烷基。
一种特别优选的β-羟基-δ-戊内酯是通式Ⅰ的一种化合物，式中R表示氢或酰基;R1表示具有4-17个碳原子的烷基，R2表示具有6-17个碳原子的烷基。
R表示氢的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物可按ZA/91/1153中所公开的方法之一制备。R表示酰基的化合物的外消旋混合物可用任何能引入R基的酯化方法由R表示氢的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物来制备。最好是在碱如吡啶、三乙胺、二甲氨基吡啶的存在下，用羧酸酐或羧酰基氯转化R表示氢的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物来实现酯化。
为了实施本发明的方法，将通式Ⅰ化合物的外消旋混合物加到稀释剂中，如果R表示酰基，则不加酯化剂。在这种情况下，用水或盐水或缓冲溶液，最好是磷酸盐缓冲液(其pH值最适合于所用的酯酶)作为稀释剂。可只加缓冲溶液或同时加有机稀释剂。适宜的有机稀释剂为，例如，脂族烃或芳香烃，如己烷;甲苯;二甲苯;醚类如二乙醚、二异丙醚、叔丁基·甲基醚、四氢呋喃;酮类如丙酮、丁酮、叔丁基·甲基酮或这些稀释剂的混合物。通过向缓冲溶液中加入有机稀释剂，起始的外消旋混合物可部分溶解或完全溶解。如果有机稀释剂不能与水混溶，则本发明的方法以双相反应进行，在这种情况下两相充分混合。
如果R表示氢，则将酯化剂加到起始的外消旋混合物中。常规的酯化剂如羧酸酯，例如通式R5COOR6的化合物，式中R5和R6彼此独立地表示烷基、芳基或芳烷基，多元醇的羧酸酯，例如甘油三羧酸酯如甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯，羧酸酐，例如在EP-A-0269453中所公开的，或乙烯基酯，例如US4，963，492中所述，可被用作酯化剂。最好加入通式R5COOR6的羧酸酯，式中R5和R6彼此独立地表示具有1-6个碳原子的烷基;甘油三羧酸酯;通式CH2＝CH-O-CO-R7的乙烯基酯，式中R7表示氢、具有1-18个碳原子的烷基或苯基，特别是具有1-6个碳原子的烷基;通式R8-CO-O-CO-R9的羧酸酐，式中R8和R9是相同的或不同的，最好是相同的，表示烷基、芳基或芳烷基，特别优选具有1-6个碳原子的烷基，作为酯化剂。特别是加入乙酸酐、丙酸酐、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、乙酸乙酯、甘油三乙酸酯或甘油三丁酸酯作为酯化剂。
在这种情况下，适宜的稀释剂是惰性稀释剂，例如脂族烃或芳香烃如己烷，甲苯，二甲苯，醚类如二乙醚、二异丙醚、叔丁基·甲基醚，酮类如叔丁基·甲基酮，也可以是酯化剂本身或是上述稀释剂的混合物。
每当量R表示氢的通式Ⅰ的外消旋混合物中应加入至少1/2当量，优选1-8当量的酯化剂。一般来说，用过量的酯化剂可获得较好的结果，特别是最好加入的酯化剂同时也作为稀释剂，这样的话需加入大大过量的酯化剂。
如果加入羧酸酐作为酯化剂，则向反应混合物中加入碱，例如碳酸氢钾或碳酸氢钠以结合生成的酸。
然后使起始外消旋混合物的溶液或悬浮液与水解酶接触，水解酶是指，例如脂酶、酯酶、蛋白酶。优选脂酶或酯酶，最好是产碱杆菌属、假单胞菌属、念珠菌属、毛霉菌属微生物的脂酶或酯酶。水解酶可作为纯化的酶部分或作为含有该水解酶的微生物悬浮液加入，但最好作为纯化的酶部分加入。水解酶可以自身的形式加入或以固定化形式加入;后一形式是指水解酶与一种载体物理或化学结合。
水解酶可以买到，针对反应条件，应按照卖方的指示加入。
在按照本发明的转化方法中，水解酶的活性基本上不会显著丧失，因此可反复加入。
水解酶的适宜用量取决于所用的起始化合物的化学性质、所用的水解酶、所用的稀释剂和选择性的酯化剂，可通过先导试验容易地确定。由于所加的水解酶可重复使用，所以在大量的水解酶对反应速度具有良好作用，不会造成操作成本过高的情况下可加入大量的水解酶。每克通式Ⅰ的起始化合物中最好加入大约0.05-2g的水解酶。
由于水解酶既能键合又能破坏酯键，所以它们既能对R表示酰基的通式Ⅰ化合物进行选择性水解，又能对R表示氢的通式Ⅰ化合物进行选择性酯化。
可将水解酶加入到反应混合物中，或者将反应混合物泵送给水解酶。反应温度最好选在使水解酶显示其最高活性的温度。对于市售水解酶一般都标示出这一温度，该温度也可通过简单的先导试验容易地确定。反应温度为-10℃-所加水解酶的失活温度，取决于所用的水解酶和所用的底物。反应温度一般为室温-60℃。
使水解酶与式Ⅰ化合物的外消旋混合物接触，生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物。特别是用乙烯基酯作为酯化剂时，反应完全出乎预料地在极短的时间内完成。反应的选择性基本上是100%，因为已经发现在对映体之一转化之后反应本身结束。因此，可用简单的薄层色谱或气相色谱监视转化过程，而没有必要像选择性较低的反应那样，为了防止过度反应和所需产物的污染，到一定的转化度便要结束反应。由于酶表现出这种高选择性是相当难得的，而且已知酶，特别是脂酶在转化过程中优先转化一种对映体，但它们在底物对优先转化的对映体失去选择性时一般也转化第二种对映体，故本发明反应的高选择性相当惊人。
随后从反应混合物中分离所需的对映体。由于反应混合物中的一种对映体是带有游离羟基的化合物，而第二种对映体是带有酰化羟基的化合物，所以进行分离非常简单，可用已知的方法如结晶、萃取、蒸馏、色谱法进行分离。
令人惊奇的是，已发现在R1表示己基，R2表示十一烷基的化合物情况下，可通过结晶来分离对映体纯的羟基化合物和酰氧基化合物的混合物，从而带有游离羟基的化合物主要以结晶形式析出，而带有酰化羟基的化合物主要留在溶液中。经滤除结晶产物，在母液中得到对映体纯的乙酰氧基化合物。
除了ZA91/1153中所述的(2S，3S，5R)-2-己基-3-苯甲酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯之外，其中R表示酰基且R1和R2具有上述含意的通式Ⅰ的对映体纯的化合物都是新的并且也是本发明的目的。
随后可用常规的方法如结晶、重结晶、色谱法更进一步地纯化所分离的化合物。
在本发明的一个优选实施方案中，将其中R1和R2表示具有4-20个碳原子且R表示酰基的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物悬浮于磷酸钠缓冲液(pH7)中，同时加入有机稀释剂。在室温～60℃下使反应混合物与脂酶接触，其中或是将脂酶加入到反应混合物中，或是将反应混合物不断泵送给脂酶，脂酶不溶于反应混合物中，最好是泵送给固定化脂酶。
通过加入碱水使反应混合物的pH值保持恒定不变。通过色谱法或借助于所消耗的碱量监视反应过程。通过简单地冷却反应混合物分离所得到的含有基本上对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和基本上对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的混合物，结果羟基化合物以结晶形式析出，而酰氧基化合物留在溶液中。
在本发明的另一个优选实施方案中，将其中R表示氢且R1和R2表示具有4-20个碳原子的烷基的通式Ⅰ化合物的外消旋混合物溶解于或悬浮于通式R5COOR6的羧酸酯、通式CH2＝CH-O-COR7的链烷酸乙烯基酯或通式R8-CO-O-CO-R9的羧酸酐(其中R5、R6、R7、R8和R9表示具有1-6个碳原子的烷基)或甘油三羧酸酯中，最好是溶解于或悬浮于甘油三乙酸酯、甘油三丁酸酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、乙酸酐、丙酸酐或乙酸乙酯中，如果需要，可同时使用惰性稀释剂。如果使用羧酸酐，为了维持反应的pH值恒定不变，应加入碱，例如碳酸氢钾。通过色谱法监视转化过程。转化完成后，使反应混合物冷却，结果基本上对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯以结晶形式从反应混合物中析出，或者用旋转蒸发器蒸发稀释剂和酯化剂并通过使β-酰氧基-δ-戊内酯结晶或重结晶从残余物中分离出β-羟基-δ-戊内酯。
用这种方法，得到β-羟基-和β-酰氧基-δ-戊内酯的纯对映体。这样，是外消旋混合物中的(2R，3R，5S)-对映体还是(2S，3S，5R)-对映体被转化取决于所用水解酶的特异性。无论如何都能生成含有作为羟基化合物的一种对映体和作为酰氧基化合物的第二种对映体的混合物，因为在通式Ⅰ中的R表示酰基的情况下，只有(2S，3S，5R)-对映体或只有(2R，3R，5S)-对映体被水解酶水解;在通式Ⅰ中的R表示氢的情况下，只有(2S，3S，5R)-对映体或只有(2R，3R，5S)-对映体被酰化，而另一个对映体在反应混合物中不反应。按照已知的方法可容易地将羟基化合物与酰氧基化合物分离。分离后，反应的和未反应的对映体都能再使用。如果生成的对映体是酰化产物，则可通过除去酰基，例如通过碱水解将其转化为所需的对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯。
从本发明的外消旋物中分离出的对映体纯的(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯可用于制备式Ⅱ的氧杂环丁酮
式中R1和R2具有上述含意。这样的氧杂环丁酮可用于制备脂酶抑制剂，特别是用于制备式Ⅳ的N-甲酰基-L-亮氨酸-(S)-1-(((2S，3S)-3-己基-4-氧代氧杂环丁烷-2-基)-甲基)-十二烷基酯，已知它的俗名是tetrahydrolipstatin(THF)。
ZA91/1153描述了通过δ-戊内酯制备式Ⅱ的氧杂环丁酮以及制备THF的方法。根据本发明，从式Ⅲ的δ-戊内酯制备式Ⅱ的氧杂环丁酮，
以及通过式Ⅵ的氧杂环丁酮
从式Ⅴ的δ-戊内酯制备式Ⅳ的THL，
这些用于提供对映体纯形式的所说的化合物的方法也是本发明的主题。
在用本发明的方法制备THL时外消旋物的拆分是在反应过程的早期阶段进行的，因而无用的对映体无需被频繁地转化。为此，并且因为本发明的方法具有高反应速度和高选择性，该方法体现了技术知识的扩展。
实施例1将0.1g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯(0.33mmol)(IUPAC外消旋-(1，U)-3-己基-4-羟基-6-十一烷基-3，4，5，6-四氢吡喃-2-酮)悬浮于2ml乙酸乙烯酯中并用0.1g来自圆柱状念珠菌(Candida Cylindracea)的脂酶处理。在室温下，用搅拌器以230rpm进行温育。用薄层色谱监视反应过程。
2小时后，(2R，3R，5S)-对映体完全转化为相应的(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯，反应停止。
乙酸酯的旋光度-α20D-为-65°;熔点，93℃，与理论值相符。
实施例2按类似于实施例1的方法进行，使用0.1g来自假单胞菌的脂酶。结果与实施例1的结果相应。
实施例3按类似于实施例1的方法进行，但使用1g外消旋物，15ml乙酸乙烯酯和1g来自圆柱状念珠菌的脂酶。4小时后，反应停止;滤除脂酶;在旋转蒸发器中蒸馏除去稀释剂并用色谱法(硅胶60，洗脱剂为二异丙醚∶正己烷＝2∶1)分离残余物。
这样得到的α20D为-65.3°且熔点为93℃的(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯;和(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其α20D为49.7°(理论值+48°-50°)，熔点为108℃(理论值106-108℃)。
实施例4按类似于实施例3的方法进行，加入1g来自假单胞菌的脂酶。结果与实施例3的结果相应。
实施例5在40℃下泵送300ml外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯于乙酸乙烯酯中的5%(重量)的溶液通过一个装有10g来自假单胞菌的脂酶的组件。在用N，O-双-(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺衍生样品以后，通过气相色谱监视反应过程。
4.75小时后，(2R，3R，5S)-对映体基本上完全转化为3-乙酰氧基衍生物，反应停止，随后用乙酸乙烯酯洗涤脂酶，使反应混合物冷却至10℃。
这样，(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯以结晶形式析出，其产量为4.5g，是理论值的60%。纯度在96%以上。
实施例6按类似于实施例3的方法进行，但使用50g外消旋物，1100ml乙酸乙烯酯和20g来自假单胞菌的脂酶。
5.25小时后，转化率将近50%。
结晶性(2S，3S，5R)-羟基化合物的产量为12.5g，是理论值的50%，α20D为+49°。
实施例7在40℃下将5.0g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯溶于102ml乙酸乙烯酯中，加入0.5g来自产碱杆菌的脂酶之后，在搅拌下进行温育。用薄层色谱监视反应过程。
3小时后，(2R，3R，5S)-对映体完全转化为相应的(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯，反应停止。过滤后，使反应溶液冷却至10℃并用乙酸乙烯酯使所得沉淀物重结晶。这样，得到了(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其产量为理论值的60%，纯度为97%。
实施例8按类似于实施例5的方法进行，但使用300ml乙酸乙酯代替乙酸乙烯酯，同时以外消旋物为基准加入2当量乙酸乙烯酯，并使用5g来自假单胞菌的脂酶。
30小时后，(2R，3R，5S)-对映体基本上转化为(2R，3R，5S)-乙酰氧基衍生物。使反应混合物冷却至10℃后，结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯析出，产量为理论值的25%;α20D为+47.1°;熔点为106℃。
实施例9以外消旋物为基准，用6当量的乙酸乙烯酯处理300ml外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯于乙酸乙酯中的5%(重量)的溶液，加入5g来自假单胞菌的脂酶并在40℃，搅拌下温育。
15小时后，(2R，3R，5S)-对映体几乎完全转化为(2R，3R，5S)-3-乙酰氧基衍生物。滤除脂酶并使反应混合物冷却至10℃。
这样，生成(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯的结晶，产量为理论值的25%;α20D为+48.4°;熔点为106℃。
实施例10按类似于实施例8的方法进行，但使用外消旋物于叔丁基·甲基醚中的溶液代替乙酸乙酯，用6当量而不是2当量的乙酸乙烯酯和10g而不是5g来自假单胞菌的脂酶。
16.75小时后，(2R，3R，5S)-对映体基本上转化为(2R，3R，5S)-乙酰氧基衍生物。产量为2.1g，是理论值的28%;α20D为+48°。
实施例11将625.0g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯溶于甲苯中并用1120ml乙烯基丁酸酯处理。在40℃下泵送这种溶液通过一个装有150g来自产碱杆菌的脂酶的组件。如实施例5中所述监视反应过程。5.8小时后，(2R，3R，5S)-对映体基本上转化为3-丁氧基衍生物。用1000ml甲苯洗涤该组件，经蒸发使洗液体积减至最少，将残余物与反应混合物合并，使整个混合物冷却至4℃。
用这种方法，得到了261.1g(为理论值的83.6%)的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其化学纯度在97%以上，对映体纯度在99.5%以上。
实施例12
如实施例11所述进行，但使用123ml而不是1120ml乙烯基丁酸酯和10g来自假单胞菌的胆甾醇酯酶于一无机载体上的固定化物代替150g来自产碱杆菌的脂酶，25.9小时后完成反应。用这种方法得到251.7g(为理论值的80.5%)的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其化学纯度为98%以上，对映体纯度为97.5%以上。
实施例13如实施例11所述进行，但使用20.9g而不是625.0g外消旋起始物，156.3ml而不是4688ml甲苯，37.4ml而不是1120ml乙烯基丁酸酯和用5.0g固定于一无机载体上的来自假单胞菌的脂酶代替来自产碱杆菌的脂酶，5小时后完成反应。用100ml而不是1000ml甲苯洗涤组件。
用这种方法，得到10.0g(为理论值的95.0%)的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其化学纯度为97%以上，对映体纯度为99.5%。
实施例14向300ml外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯于甲苯中的5%(重量)的溶液中，加入1当量乙酸酐和干粉状KHCO3。在40℃下泵送反应混合物通过一个装有5g来自假单胞菌的脂酶的组件。通过薄层色谱监视反应过程。完全转化后，过滤反应混合物并用稀释的NaHCO3水溶液萃取。用硫酸钠干燥有机相，随后冷却至10℃。
这样，生成3.5g(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其产量是理论值的46%，纯度为93%。
实施例15在40℃下泵送400ml外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯于乙酸乙酯中的2.5%(重量)的溶液通过一个装有5g来自假单胞菌的脂酶的组件。通过蒸馏不断除去反应过程中产生的乙醇。通过薄层色谱监视反应过程。
完全转化后，蒸发稀释剂，用乙酸乙烯酯使残余物重结晶。
这样，得到2.5g(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其产量为理论值的50%，纯度为97%。
实施例16按类似于实施例15的方法进行，但使用25g外消旋物，350ml乙酸乙酯，和10g来自假单胞菌的脂酶，在50℃下加入。
完全转化后，使反应溶液冷却，得到10.4g含有73%(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯和27%(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯的结晶性混合物。用乙酸乙酯进行重结晶之后，得到纯度为97%的(2S，3S，5R)-羟基化合物。
实施例17将1g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯，(通过在二甲氨基吡啶存在下在吡啶中用乙酸酐对外消旋(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯进行酯化得到)悬浮于60ml0.01M磷酸钠缓冲液(pH＝7.0)和3ml四氢呋喃中。加入0.5g来自假单胞菌的脂酶后，在40℃下温育反应混合物，通过不断加入0.1M氢氧化钠水溶液使pH值保持恒定。通过薄层色谱并借助于所消耗的氢氧化钠溶液来控制反应。
大约40小时后，以起始外消旋产物为基准转化率达50%;反应停止。
用乙酸乙酯萃取反应混合物并用硫酸钠干燥有机相和进行蒸发。用乙酸乙烯酯使残余物重结晶。
这样，得到0.3g(2R，3R，5S)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其产量是理论值的60%，α20D为-48.2°。(2S，3S，5R)-2-己基-3-乙酰氧基-δ-戊内酯的旋光度α20D为+65°。
实施例18在40℃下将2.0g(5.65mmol)外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯溶于10ml甲苯中并用5g丙酸酐，1g碳酸氢钠和0.5g来自假单胞菌的脂酶进行处理。在230rpm的搅拌器上于40℃进行温育。
3小时后，转化率将近50%。过滤后，使反应混合物冷却至10℃，得到480mg(为理论值的48%)的结晶性纯(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯。
实施例19按类似于实施例18的方法进行，但使用0.5g来自产碱杆菌的脂酶作为水解酶。
2小时后，转化率将近50%。过滤后，使反应混合物冷却至10℃，得到0.5g(为理论值的50%)的结晶性纯(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，它被1.5%相应的(2R，3R，5S)-丙酸酯所污染。
实施例20在40℃下将2.0g外消旋-(2RS，3RS，5SR)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯(5.65mmol)溶于10ml甲苯中并用5g甘油三丁酸酯和0.5g来自假单胞菌的脂酶进行处理。在230rpm的搅拌器上于40℃进行温育。
48小时后，转化率达50%。滤除酶并用10ml甲苯稀释反应混合物之后，通过使反应混合物冷却至0℃得到750mg(为理论值的75%)的带有5%的(2R，3R，5S)-丁酸酯污染物的(2R，3R，5S)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯结晶。
实施例21按类似于实施例20的方法进行，但使用0.5g来自产碱杆菌的脂酶作为水解酶。
48小时后，转化率达50%。滤除酶并使反应混合物冷却至10℃，得到产量为理论值的50%的被1.5%相应的(2R，3R，5S)-丁酸酯所污染的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯。
实施例22按类似于实施例20的方法进行，但使用5g甘油三乙酸酯作为酯化剂。
24小时后，转化率达50%。滤除酶并使反应混合物冷却至10℃，从而得到890mg含有73%对映体纯的(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯和27%相应的(2R，3R，5S)-乙酸酯的结晶性产物。用叔丁基·甲基醚进行重结晶之后，得到78%的(2S，3S，5R)-羟基化合物，其α20D为+48°。
实施例23按类似于实施例22的方法进行，但使用0.5g来自产碱杆菌的脂酶。
24小时后，转化率达50%。滤除酶并使反应混合物冷却至10℃，得到630mg(为理论值的63%)的结晶性(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其纯度为93%，实施例24用叔丁基·甲基醚使3g 77%(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯与23%(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯的结晶性混合物重结晶。这样，得到1.8g(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，它占所用对映体的78%，其α20D为+48°。
实施例25用300ml甲苯使15.89g(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯和(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯的等摩尔的结晶性混合物重结晶。这样，得到3.5g(为理论值的46%)的(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯，其纯度为97%。
在这些实施例中所述的薄层色谱是在二异丙醚∶正己烷＝2∶1，硫酸铈喷显剂中进行的，旋光度α20D是在氯仿溶液(c＝1g/100ml)中测定的。实施例中所给出的产量都是基于在起始外消旋混合物中所加纯对映体的量。
(2S，3S，5R)-2-己基-3-羟基-5-十一烷基-δ-戊内酯和(2R，3R，5S)-2-己基-3-乙酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯的对映体纯度是用三(3-(2，2，2-三氟-1-羟基亚乙基)-右旋-樟脑)-铕通过1HNMR测定的。(2R，3R，5S)化合物的旋光度α20D为-65°;(2S，3S，5R)化合物的旋光度为+65°。熔点为93℃。
权利要求
1.分离通式Ⅰ化合物的外消旋混合物的方法
式中R表示氢或酰基，R1和R2彼此独立地表示氢、具有4-20个碳原子的直链或支链烷基，该基团在非α或β位的位置上可带有一个氧原子或者代表未取代的芳烷基或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的芳烷基，条件是R1和R2不同时代表氢，其中在水解酶的存在下将通式Ⅰ化合物的外消旋混合物加入稀释剂中，在通式Ⅰ中的R代表氢的情况下，在酯化剂的存在下使通式Ⅰ化合物的外消旋混合物反应，从而生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物，用常规的方法分离该反应混合物。
2.权利要求1所述的方法，其中使用式中R1和R2彼此独立地表示具有4-20个碳原子的烷基的式Ⅰ化合物。
3.权利要求1所述的方法，其中使用式中R表示氢的式Ⅰ化合物。
4.权利要求1所述的方法，其中加入通式R5COOR6的羧酸酯、通式CH2＝CH-O-COR7的链烷酸乙烯酯、或通式R8-CO-O-CO-R9的羧酸酐，式中R5、R6、R7、R8或R9表示具有1-6个碳原子的烷基或加入甘油三羧酸酯。
5.权利要求1所述的方法，其中加入脂酶作为水解酶。
6.在从式Ⅲ的δ-戊内酯制备式Ⅱ的对映体纯氧杂环丁酮的方法中
式中R1和R2彼此独立地表示氢、具有4-20个碳原子的直链或支链烷基，该基团在非α或β位的位置上可带有一个氧原子或者代表未取代的芳烷基或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的芳烷基，条件是R1和R2不同时代表氢;
式中R1和R2具有上述含意，改进之处在于为了分离通式Ⅰ化合物的外消旋混合物，
式中R代表氢或酰基，R1和R2具有上述含意，在水解酶的存在下将通式Ⅰ化合物的外消旋混合物加入稀释剂中，在通式Ⅰ中的R代表氢的情况下，在酯化剂的存在下使通式Ⅰ化合物的外消旋混合物反应，从而生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物，用常规的方法分离该反应混合物。
7.权利要求7所述的制备式Ⅱ的对映体纯氧杂环丁酮的方法，其中R1和R2彼此独立地表示具有4-20个碳原子的直链或支链烷基。
8.在从式Ⅴ的δ-戊内酯经式Ⅵ的氧杂环丁酮制备式Ⅳ的N-甲酰-L-亮氨酸-(S)-1-((2S，3S)-3-己基-4-氧代氧杂环丁烷-2-基)-甲基)十二烷基酯的方法中，
改进之处在于为了分离通式Ⅶ化合物的外消旋混合物，
式中R表示氢或酰基，在水解酶的存在下将通过Ⅶ化合物的外消旋混合物加入稀释剂中，在通式Ⅶ中的R表示氢的情况下，在酯化剂的存在下使通式Ⅶ化合物的外消旋混合物反应，从而生成含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物，用常规的方法分离该反应混合物。
9.对映体纯的通式Ⅰ化合物，
式中R代表酰基，R1和R2彼此独立地表示氢、具有4-20个碳原子的直链或支链烷基，该基团在非α或β位的位置上可带有一个氧原子或者表示未取代的芳烷基或被在反应条件下呈惰性的基团所取代的芳烷基，(2S，3S，5R)-2-己基-3-苯甲酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯除外。
10.(2S，3S，5R)-2-己基-3-酰氧基-5-十一烷基-δ-戊内酯。
全文摘要
分离β-羟基或β-酰氧基-δ-戊内酯的外消旋混合物的方法，在内酯环的2位和/或5位上其可被氢、具有4—20个碳原子的烷基所取代，烷基上可选择性地带有1个氧原子，或者被芳烷基所取代，不是两个位置都被氢取代。该方法包括在水解酶的存在下，有或没有酯化剂，在稀释剂中使外消旋混合物反应，通过常规的方法将含有对映体纯的β-羟基-δ-戊内酯和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯的反应混合物分离成对映体纯的化合物；用所说的分离方法制备对映体纯的氧杂环丁酮的方法和对映体纯的β-酰氧基-δ-戊内酯。
文档编号C07D305/00GK1082113SQ93108080
公开日1994年2月16日 申请日期1993年7月5日 优先权日1992年7月6日
发明者P·彼得, W·马里恩 申请人:化学控股有限公司
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