CN105132477A

CN105132477A - 一种(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法

Info

Publication number: CN105132477A
Application number: CN201510475282.5A
Authority: CN
Inventors: 陶军华; 马百超
Original assignee: SUZHOU ENZYMEWORKS Inc
Current assignee: Codexis Inc
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2015-12-09

Abstract

本发明公开了一种（4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，以氯乙醛、乙醛为反应底物，在醛缩酶的作用下进行缩合反应，所得产物经氧化后与异丙醇在催化剂存在下，发生开环酯化反应，而后再与2,2-二甲氧基丙烷发生酯交换至得到目标产物，该合成路线短，整个反应过程中未使用剧毒品，原料成本低。

Description

一种(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法

技术领域

本发明涉及生物制药技术领域，尤其涉及一种(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法。

背景技术

(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯(式I)是合成降血脂药物罗苏伐他汀钙(Rosuvastatincalcium)的关键手性中间体(WO0049014,WO2010077062，和WO2011132172等)。

目前，关于罗苏伐他汀钙侧链(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸酯的合成路线报道主要是化学法。此类方法步骤比较长，并且反应条件都比较苛刻。

比如：美国专利US5399722报道的路线如下：

此方法需要六步反应才能完成，并且有两步反应需要高压氢化，成本比较高。

FenerChen等人(Tetrahedron70(2014)5794-5799)报道了一种以氯乙醛为原料，经过以下几步生成目标化合物。

此方法用到了剧毒品***和锡类，并且前两步反应都需要金属催化，成本比较高。

专利WO2014/203045A1报道的路线如下:

此方法也需要用到剧毒品***，且存在反应的路线比较长以及非对映选择性不高等缺点。

目前也有利用醛缩酶催化反应得到化合物(4R)-6-(氯甲基)四氢-2H-吡喃-2,4-二醇，如文献PNAS,2004,101(16):5788–5793的报道，并采用次氯酸钠氧化得到化合物(4R)-6-(氯甲基)-4-羟基四氢-2H-吡喃-2-酮。但是该方法采用了先腈基化后开环的反应路线，应用于他汀合成中效果不佳。

专利WO2013068917公开了利用醛缩酶合成目标产物(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的类似物的方法，该方法需要用酶催化(4R)-6-(氯甲基)四氢-2H-吡喃-2,4-二醇生成(4R)-6-(氯甲基)-4-羟基四氢-2H-吡喃-2-酮，酶用量为底物的10％，成本较高，后处理复杂，得到的产品需要经过酯交换反应才能得到(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯，步骤繁琐。

综上所述，目前尚无方便的合成(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的方法报道，其类似物的合成，也存在难以工业化应用的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，该方法合成路线短，在整个反应过程中均未使用到剧毒品，反应安全。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其反应路线与具体步骤如下：

1)在醛缩酶存在下、pH5～8的反应体系中，化合物ⅱ与化合物ⅲ发生缩合反应生成化合物ⅳ；

2)在氧化剂存在下、pH＜7的反应体系中，将化合物ⅳ氧化得到化合物ⅴ；

3)在催化剂存在下，所述的化合物ⅴ与异丙醇依次进行开环、酯化反应，反应完全后，再向体系内加入2,2-二甲氧基丙烷进行酯交换，反应得到目标产物化合物ⅰ。

优选地，所述步骤1)中的醛缩酶为购自苏州汉酶生物技术有限公司的牌号为EW069的醛缩酶。

进一步优选地，所述步骤1)中，所述的醛缩酶的投料质量为化合物ⅱ与化合物ⅲ投料质量总和的1％～10％。

优选地，所述步骤1)中，采用流加的方式将化合物ⅱ与化合物ⅲ加入到反应体系中。采用该方式进行投加化合物ⅱ与化合物ⅲ，可有效避免对醛缩酶的失活作用。

作为一种具体的实施方式，所述步骤1)具体操作如下：在醛缩酶存在下、pH5～8的反应体系中，采用流加的方式加入化合物ⅱ与化合物ⅲ，使化合物ⅱ与化合物ⅲ进行缩合反应，所得产物经过滤、萃取、合并有机相、旋蒸得到化合物ⅳ。

优选地，为了提高反应物的转化率，所述步骤1)的反应温度控制在15℃～30℃。

优选地，所述步骤2)中所述的氧化剂为次氯酸钠溶液或溴与碳酸钡的混合物。

作为一种具体的实施方式，所述步骤2)具体操作如下：将化合物ⅳ加入到pH＜7的反应体系，在氧化剂存在下，将化合物ⅳ氧化，至化合物ⅳ的GC含量＜3％时停止反应，得到化合物ⅴ。在这里，步骤2)中的反应温度控制在0℃～室温。

优选地，步骤2)中反应体系的pH优选为1～4。

优选地，所述步骤3)中的催化剂为甲磺酸。

进一步优选地，所述步骤3)中的反应温度控制在10～40℃。在步骤3)得到目标产物后，对化合物ⅰ依次进行淬灭反应、萃取、合并有机相、干燥浓缩的操作，以得到化合物ⅰ的纯品。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，以氯乙醛、乙醛为反应起始原料，经缩合反应得到化合物ⅳ，而后将其氧化生成化合物ⅴ，再经过开环酯化反应，反应完全后与2,2-二甲氧基丙烷进行酯交换得到目标产物化合物ⅰ，在整个反应过程中未用到剧毒品，反应安全，且反应路线短，只需三步即可完成4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备，三步的总收率可达40％以上，对映选择性＞99％。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

实施例1

在500ml的反应器中加入140ml的pH6.5的0.1MPBS缓冲溶液，在25℃下加入DERA酶(采购自苏州汉酶，牌号为EW069，下同)2.55g，而后采用流加的方式加入质量分数为24％的氯乙醛49.1g、质量分数为99.6％的乙醛13.7g，同时加入去离子水100ml以给DERA提供反应环境，控制在3h内滴加完毕，整个反应过程中pH控制在6.5～6.7间，滴加完毕后，继续搅拌反应1h至反应完全，而后向体系内加入丙酮以去除醛缩酶，再经过硅藻土过滤、乙酸乙酯萃取三次、合并有机相后干燥、旋蒸得到14g的淡黄色油状液体，即为化合物ⅳ((4R)-6-(氯甲基)四氢-2H-吡喃-2,4-二醇)，其GC纯度为77％，单步所得的摩尔收率为56％。

实施例2

在25℃温度下，在反应器中加入DERA酶(采购自苏州汉酶，牌号为EW069)2.55g、140ml去离子水，搅拌均匀，采用流加的方式加入质量分数为24％的氯乙醛75g、质量分数为99.6％的乙醛13.7g，整个反应过程中pH控制在6.5～6.7间，滴加完毕后，继续搅拌反应1h至反应完全，而后向体系内加入丙酮以去除醛缩酶，再经过硅藻土过滤、乙酸乙酯萃取三次、合并有机相后干燥、旋蒸得到15.8g的淡黄色油状液体iv，GC纯度为70％，单步所得的摩尔收率为61.2％。

实施例3

在25℃温度下，在反应器中加入DERA酶2.55g、140ml去离子水，搅拌均匀，采用流加的方式加入质量分数为24％的氯乙醛49.1g、质量分数为99.6％的乙醛20g，整个反应过程中pH控制在6.5～6.7间，滴加完毕后，继续搅拌反应1h至反应完全，而后向体系内加入丙酮以去除醛缩酶，再经过硅藻土过滤、乙酸乙酯萃取三次、合并有机相后干燥、旋蒸得到14.5g的淡黄色油状液体iv，GC纯度为70％，单步所得的摩尔收率为58％。

实施例4

在反应器中加入DERA酶2.55g、140ml去离子水，搅拌均匀，分别在15℃、20℃、25℃、30℃温度条件下，采用流加的方式加入质量分数为24％的氯乙醛49.1g、质量分数为99.6％的乙醛13.7g，整个反应过程中pH控制在6.5～6.7间，滴加完毕后，继续搅拌反应3h，采用GC检测器检测不同反应温度条件下，反应物氯乙醛的转化率，如表一。

表一

反应温度℃	15	20	25	30
					转化率％	47.8	53.0	70.9	55.1

从表一中可以看出，在25℃下，反应物的转化率最高。

实施例5

将实施例1中所制得的14g的化合物ⅳ((4R)-6-(氯甲基)四氢-2H-吡喃-2,4-二醇)加入到反应器中，加入100mL冰醋酸、搅拌均匀，在室温条件下，缓慢滴加次氯酸钠溶液50ml，使化合物ⅳ氧化，滴加完毕后，继续搅拌，通过高效气相色谱监控反应，当化合物ⅳ的GC含量＜3％时停止反应，得到化合物ⅴ((4R)-6-(氯甲基)-4-羟基四氢-2H-吡喃-2-酮)。而后经减压蒸馏去除体系内多余的醋酸，加入饱和碳酸氢钠水溶液调节pH至7.0，进行乙酸乙酯的萃取、干燥浓缩得到化合物ⅴ的粗品，而后再经柱层析纯化(PE:PA＝1:1)得到11.2g化合物ⅴ的纯品，单步所得的摩尔收率为81％。

实施例6

在50ml反应瓶中加入甲磺酸0.048g、异丙醇5ml，在25℃条件下分批加入采用实施例5中的制备方法所制得的化合物ⅴ1.65g，搅拌反应至生成中间产物(其结构式如下)，反应完全后再向体系中加入2,2-二甲氧基丙烷1.52g，与中间产物发生酯交换，搅拌反应至生成目标产物化合物ⅰ，而后依次用饱和碳酸氢钠水溶液10ml进行淬灭反应、30ml的乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，干燥浓缩得到化合物ⅰ的纯品2.39g，GC纯度为99％，单步所得的摩尔收率为90％。

中间产物结构式为：

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于，其反应路线与具体步骤如下：

3)在催化剂存在下，所述的化合物ⅴ与异丙醇进行开环酯化反应，反应完全后，再向体系内加入2,2-二甲氧基丙烷进行酯交换，反应得到目标产物化合物ⅰ。

2.根据权利要求1所述的(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的醛缩酶为购自苏州汉酶生物技术有限公司的牌号为EW069的醛缩酶。

3.根据权利要求1或2所述的(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述的醛缩酶的投料质量为化合物ⅱ与化合物ⅲ投料质量总和的1％～10％。

4.根据权利要求1所述的(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，采用流加的方式将化合物ⅱ与化合物ⅲ加入到反应体系中。

5.根据权利要求1或4所述的(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于，所述步骤1)的反应温度控制在15℃～30℃。

6.根据权利要求1所述的(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述的氧化剂为次氯酸钠溶液或溴与碳酸钡的混合物。

7.根据权利要求1所述的(4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于，步骤2)中反应体系的pH优选为1～4。

8.根据权利要求1所述的4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的催化剂为甲磺酸。

9.根据权利要求1或8所述的4R-cis)-6-氯甲基-2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4-乙酸异丙酯的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的反应温度控制在10～40℃。