本站小編為你精心準備了鎮痛藥他噴他多中間體的合成參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
摘要:采用酮基還原酶和葡萄糖脫氫酶耦合催化方法制備他噴他多手性中間體(S)-4-(3-甲氧基苯基)-3-甲基-4-氧代丁酸甲酯［(S)-TT5］。經過正交工藝優化，最佳反應條件:底物4-(3-甲氧基苯基)-3-甲基-4-氧代丁酸甲酯(TT2)濃度為66.1g/L，酮基還原酶用量為12U/gTT2，輔酶NADH用量為8g/L，反應溫度為30℃，反應時間為10h時，底物TT2轉化為(3S，4S)-4-羥基-4-(3-甲氧基苯基)-3-甲基丁酸甲酯((3S，4S)-TT3(主要產物))的收率為92.5%，d.e．99.5%;再經次氯酸鈉氧化得(S)-TT5，收率98%，e.e．99.6%。
關鍵詞:(S)-4-(3-甲氧基苯基)-3-甲基-4-氧代丁酸甲酯;他噴他多中間體;生物催化
他噴他多(Tapentadol)是由美國強生制藥和德國GruenenthalGmbH公司聯合研制的新型口服鎮痛藥，其速釋片劑和緩釋片劑分別于2008年11月和2012年8月經美國FDA批準上市。本品是一種新型中樞鎮痛藥，既是阿片受體激動藥，又是去甲腎上腺素重吸收抑制劑，鎮痛作用強，介于嗎啡和曲馬多之間，與其他阿片類鎮痛藥(如嗎啡、曲馬多等)相比，耐受性和依賴性更小，不良反應(如惡心、嘔吐等)輕［1］。他噴他多分子含有2個手性碳原子，采用手性拆分方法收率低［2，3］，采用手性化學催化法則因使用昂貴的手性催化劑導致生產成本偏高［4］。生物催化法，具有原子經濟、對映選擇性高、綠色環保、操作簡便、成本低等特點，該方法正廣泛用于許多手性藥物及其中間體的合成，如降血脂藥阿托伐他汀(Atorvastatin)［5，6］、新型膽固醇抑制劑依折麥布(Ezetimibe)［7］、抗抑郁藥氟西汀(Fluox-etine)和度洛西汀［(S)-Duloxetine］［8，9］以及組胺類藥物倍他司汀(Betahistine)［10］等。他噴他多的合成路線如下頁所示［11］。(S)-4-(3-甲氧基苯基)-3-甲基-4-氧代丁酸甲酯［(S)-TT5］是合成他噴他多的手性中間體。本研究設計了(S)-TT5的生物合成路線:底物4-(3-甲氧基苯基)-3-甲基-4-氧代丁酸甲酯(TT2)在酮基還原酶和還原型輔酶煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的作用下，被一步還原為(3S，4S)-4-羥基-4-(3-甲氧基苯基)-3-甲基丁酸甲酯((3S，4S)-TT3)(主要產物)和(3S，4R)-TT3;反應中利用葡萄糖脫氫酶將葡萄糖氧化實現氧化型NAD+的耦合還原，保證了NADH的再生。然后TT3經次氯酸鈉氧化得手性中間體(S)-TT5。本研究方法目前尚無文獻報道。
1實驗部分
1.1主要儀器與試劑LC3000I型高效液相色譜儀(山東同心科教儀器設備有限公司);RE-5250型旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠);4-16K型離心機(德國Sigma公司);GS-3型膜分離機(上海斯納普膜分離科技有限公司);EasysSiralpro型螺旋接種儀(法國Intersience公司)。自主專利菌株基因工程菌由中國微生物菌種保藏中心保藏，編號分別為CCTCCM2016101(產酮基還原酶，來源于木蘭假絲酵母(Candidamag-noliae)，Genbank:BAB21578.1)和CCTCCM2016102(產葡萄糖脫氫酶，來源于芽孢桿菌(Bacillusatrophaeus)，GenBank:AKL85515.1)。
1.2他噴他多手性中間體的合成
1.3實驗方法
1.3.1TT3的合成向5L反應釜(有效反應容積為4L)中依次加入1000g緩沖液(磷酸-磷酸二氫鉀反應體系，pH7.1)、200g固體葡萄糖、按照每1g底物TT2加入250U葡萄糖脫氫酶、8U酮基還原酶以及20g輔酶NDAH的比例，混勻后加入250g(1.058mol)底物TT2，得0.265mol/L底物TT2的反應液;于28℃保溫反應9h，TLC(展開劑:V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=2∶1))顯示反應完全。用乙酸乙酯萃取(1.0L×3)，收集有機相，減壓濃縮，得208.1g(0.873mol)淡黃色油狀液體TT3中間體，收率82.5%。HPLC純度為99.1%(歸一化法:色譜柱OD-H手性柱(4.6mm×250mm，5m);流動相為m(正己烷)∶m(異丙醇)∶m(二乙胺)=98∶2∶0.1;檢測波長220nm;流速1mL/min;柱溫30℃)。生物催化轉化后主要產物是(3S，4S)-TT3，保留時間為15.48min，(3S，4R)-TT3的保留時間為16.98min，d.e．99.2%。
1.3.2(S)-TT5的合成取200g(0.846mol)TT3和500mL石油醚混勻后，于40～50℃滴加40mL(1.9mol/L)次氯酸鈉水溶液，滴畢保溫反應3h。加入100mL乙酸乙酯，攪拌15min，靜置分層，有機相用水洗至中性;收集有機相，用無水硫酸鈉干燥、過濾，濾液減壓濃縮得188.2g淡黃色油狀液體TT5，產率為98%。色譜方法同上，(S)-TT5的保留時間為10.01min，少量(R)-TT5的保留時間為9.59min，e.e．99.6%。1HNMR(CDCl3，400MHz)，δ:7.40～7.46(m，1H，H-5);7.28(s，1H，H-1);7.24～7.26(m，1H，H-4);6.98～7.01(m，1H，H-3);3.80～3.84(m，1H，H-8);3.71(s，3H，H-12);3.52(s，3H，H-13);2.81～2.87(m，1H，H-9a);2.32～2.37(m，1H，H-9b);1.10～1.15(s，3H，H-11)。13CNMR(CDCl3，100MHz)，δ:202.101(C-7)，172.341(C-10)，159.594(C-2)，136.889(C-6)，129.325(C-4)，120.572(C-5)，119.081(C-3)，112.495(C-1)，54.962(C-12)，51.249(C-13)，36.996(C-8)，36.849(C-9)，17.523(C-11)。
2結果與討論
在手性中間體TT5的合成中，生物催化過程最為關鍵，通過單因素考察，葡萄糖脫氫酶為還原底物葡萄糖的NADH再生系統用酶，葡萄糖脫氫酶和葡萄糖的因素對反應收率影響不大，因此為了進一步提高生物催化效率，對底物濃度、酮基還原酶用量、輔酶NADH初始用量、反應溫度和反應時間進行了5因素4水平的優化試驗，結果見表1。從正交試驗結果可以看出，影響TT2轉化效率的因素中，影響大小依次為:底物濃度＞反應時間＞酮基還原酶用量＞輔酶用量＞反應溫度。其中底物濃度和反應時間為顯著性影響因素，均方與自由度的比值F比分別為46.352和12.039(＞F臨界=9.28)。從上述試驗結果可知，(3S，4S)-TT3的最佳生物催化工藝條件為A2、B3、C4、D2、E3，即在底物濃度66.1g/L、每1gTT2的酮基還原酶用量12U、輔酶用量8g/L、反應溫度30℃及反應10h時，底物TT2的轉化率最高。將底物66.1g(0.28mol)TT2溶于pH7.1的磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液中，每1gTT2添加12U酮基還原酶，8g輔酶，反應總體積1L，反應溫度30℃，反應10h，得61.7g(0.259mol)(3S，4S)-TT3，收率92.5%，d.e．99.5%。
3結論
利用酮基還原酶和葡萄糖脫氫酶耦合催化方法成功制備了鹽酸他噴他多手性中間體(S)-TT5。經過工藝優化，在底物濃度66.1g/L、每1gTT2的酮基還原酶用量為12U、輔酶用量8g/L、反應溫度30℃及反應10h時，底物TT2轉化為(3S，4S)-TT3的收率為92.5%，d.e．99.5%，(S)-TT5的收率為98%，e.e．99.6%。該生物催化方法具有較好的工業化應用價值。
參考文獻:
［1］劉阿敏，丁斌，李德剛，等．新型鎮痛藥他噴他多的研究進展［J］．安徽醫藥，2015，19(8):1433-1437．
［2］馬慧，馮文化，梁玉華．鹽酸他噴他多的合成［J］．中國醫藥工業雜志，2010，41(9):641-645．
［3］馬彥琴，趙世魁，張桂森，等．鹽酸他噴他多的合成［J］．中國醫藥工業雜志，2013，44(6):554-557．
［4］劉振德，高河勇，畢鵬飛，等．一種合成鹽酸他噴他多的方法:104803861A［P］．2015-07-29．
作者：鄭美娟1，呂育財1，戴秋紅2，代齊敏3，龔大春*1 單位：1．三峽大學生物催化重點實驗室，2．安琪酵母股份有限公司，3．能特科技股份有限公司