CN106831424B - 由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法。本发明洛伐他汀经开环和侧链水解后得到红曲菌素J酸，然后在酰基转移酶存在下将酰基供体的酰基部分提供给红曲菌素J酸的C8羟基的进行酰化反应，再调节辛伐他汀反应液的酸性，析出辛伐他汀酸固体，最后将辛伐他汀酸固体铵盐化后得到所述的辛伐他汀铵盐。本发明可以反应步骤、缩短操作时间、简化实验过程、减少对环境的污染、提高产品质量。

Description

由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法

技术领域

本发明涉及一种辛伐他汀铵盐的制备方法，特别是由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，属于医药技术领域。

背景技术

辛伐他汀是Merck公司研制的降血脂药，可用于控制血液中胆固醇含量及预防心血管疾病，其药理作用是作为竞争性抑制剂抑制胆固醇合成的限速酶—3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMG-CoA reductase）的活性，从而降低胆固醇的生物合成。与相同剂量的洛伐他汀等他汀类药物相比，辛伐他汀可以更有效的降低血液中的总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇。

Merck公司以洛伐他汀为底物合成了辛伐他汀，并于1989年8月在美国上市，1994年销售额即达到13.69亿美元，排名占所有畅销药的第五名。从辛伐他汀和洛伐他汀的分子结构看，两者仅相差一个甲基，传统的生产工艺是以洛伐他汀作为原料经全化学合成得到辛伐他汀。

其化学合成路线有两种：一是洛伐他汀的侧链水解路线。辛伐他汀是洛伐他汀的半合成衍生物，辛伐他汀只是在其C-8位丁酸酯侧链的α-碳原子上比洛伐他汀多一个甲基。1980年，Hoffman等在专利US4444784公开了以洛伐他汀为起始原料，化学合成辛伐他汀的侧链水解路线的，具体的化学反应主要包括脱洛伐他汀酯水解再羟基保护，重新酯化和脱保护四个步骤，但该路线所需时间长、收率低，脱酯化反应的副产物较多，因而给产物分离纯化带来不利影响。

二是洛伐他汀的直接甲基化路线。例如专利 CN104803959中采用改进的化学方法合成辛伐他汀。作为目前生产上使用最多的工艺路线，总体收率水平在60%到80%。该路线需要多种昂贵的或危险的化学金属试剂，且鉴于洛伐他汀和辛伐他汀结构上的类似性，需要控制洛伐他汀的残留，否则在产物中很难将两者分离。显而易见的是，该类方法受限于步骤繁多，试剂种类多消耗量大，产品分离复杂等缺陷，并非生产辛伐他汀的最佳方法。

随着分子生物学和代谢工程研究的深入，辛伐他汀的酶法合成逐渐得到学术界和产业界的重视。而且辛伐他汀的工艺技术研究和生产成本已成为产品竞争的重要因素。酶法相关的研究进展：

一是红曲菌素J的获得与应用，将LovD（酰基转移酶）基因编码的酰基转移酶编码的二酮合成酶中断后，就可以积累红曲菌素J或者通过洛伐他汀水解得到。并以红曲菌素J为底物，酶促合成辛伐他汀。但是现有菌种的红曲菌素J发酵水平偏低，尚难实现大规模工业化生产。酰基转移酶是洛伐他汀生物合成途径中的一个关键酶，该酶对于酰基载体、酰基底物及受体具有较广的底物专一性。

早期利用已有的商品化酯酶催化的反应区域选择性较低，仍会引起如化学合成法中的反应步骤复杂等问题。但在公开的专利CN102695792，CN101490271，CN201080043600和CN102712678中，公开了利用土曲霉中合成他汀的基因簇中大小为46kD蛋白LovD及突变体进行辛伐他汀的合成，同时筛选了不同种类的酰基供体，通过使用过表达LovD的大肠杆菌菌株和可穿透细胞膜的α- 二甲基丁酰硫酯辅助底物，开发了将莫纳可林 J 酸转化为辛伐他汀酸的全细胞生物催化方法。而α- 二甲基丁酰硫酯是辛伐他汀生物转化的整合成分，它是该发明专利公开的高效的酰基供体。相比洛伐他汀的甲基化合成路线，细胞催化的反应过程不需要任何的化学保护试剂。酰基硫酯选自由α- 二甲基丁酰-S- 甲基巯基丙酸酯(DMB-S-MMP)，二甲基丁酰-S- 乙基巯基丙酸酯(DMB-S-EMP) 和二甲基丁酰-S- 甲基巯基乙酸酯(DMB-S-MTG) 和二甲基丁酰-S- 甲基巯基丁酸酯(DMB-S-MMB) 组成的组中。

在上述现有技术中，通过酶催化的酰基化反应，得到的反应液，存在着酶和过量的酰基供体需通过离心或者萃取等技术手段除去，后采用盐酸调节PH至2使得沉淀出辛伐他汀酸，同样伐他汀酸可以成铵盐存化后再制备辛伐他汀。需要繁琐的工艺操作步骤，如先离心纯化分离酶，萃取除去酰基供体，并且在后该水溶液用6N HCl 酸化至pH2.0，这导致游离酸形式的辛伐他汀和同时DMB-S-MPA 沉淀等问题。

二是发酵法制备辛伐他汀，以合成生物学的理念，利用分子生物学和代谢工程手段，在微生物体内组合所需基因，直接发酵菌体产辛伐他汀。CN101473040报道，采用构建的基因工程改造的土曲霉菌株，利用发酵法生产辛伐他汀，但是并未说明辛伐他汀的产量较传统的发酵方法的具体提高量。其它文献的总结也表明，对微生物进行代谢调控以改进天然产物生产的方法在辛伐他汀的生产中并没有表现出明显的效果。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法。本发明具有减少反应步骤、缩短操作时间、简化实验过程、减少对环境的污染、提高产品质量的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，包括以下步骤：

a、将洛伐他汀经开环和侧链水解后得到红曲菌素J酸；

b、加入酰基供体和酰基转移酶，在酰基转移酶存在下将酰基供体的酰基部分提供给红曲菌素J酸的C8 羟基进行酰化反应，得到辛伐他汀反应液；

c、调节辛伐他汀反应液酸性，析出辛伐他汀酸固体；

d、将辛伐他汀酸固体铵盐化后得到辛伐他汀铵盐。

上述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，步骤a中，所述的水解是通过化学法碱水解，水解温度为67-77℃；且该水解反应体系为醇和水，醇选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种；在水解结束后，采用旋蒸的方法去醇。

上述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，所述的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾中的一种或几种。

前述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，步骤a中，所述的水解是通过固定化酶水解，水解温度为30-36℃，水解结束采用过滤的方法除去。

前述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，步骤b中，所述的酰基供体选自α-二甲基丁酰-S- 甲基- 巯基丙酸酯(DMB-S-MMP)、二甲基丁酰-S- 乙基- 巯基丙酸酯(DMB-S-EMP) 、二甲基丁酰-S- 甲基巯基乙酸酯(DMB-S-MTG) 、二甲基丁酰-S- 甲基巯基丁酸酯(DMB-S-MMB)中的一种或几种。酰基供体和酰基转移酶的用量是使红曲菌素J酸的C8 羟基反应完全。

前述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，步骤b中，所述的酰基转移酶为LovD。

前述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，步骤b中，酰化反应的反应PH值为9-10。

上述酰化反应中的PH值用碱维持，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸钠、碳酸钾中的一种或者几种。

前述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，步骤c中，调节辛伐他汀反应液酸性，是向辛伐他汀反应液加入浓度为1M-12M的盐酸溶液调节PH值至3-4。

前述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，步骤c中，所述的析出辛伐他汀酸固体，是先析出辛伐他汀酸固体产物沉淀，再以离心方法进行固液分离得到辛伐他汀酸固体，离心条件为，0-10℃，6000-10000 rpm，10--30min。

前述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，步骤d中，将辛伐他汀酸固体铵盐化，是先将辛伐他汀酸固体在甲醇和乙酸乙酯的混合溶液中进行萃取，再对辛伐他汀酸萃取液铵盐化，萃取温度为0-5℃，甲醇和乙酸乙酯的混合比例为0-0.2：1。

前述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，对辛伐他汀酸萃取液铵盐化，是将辛伐他汀酸萃取液加入氨水的甲醇溶液，在7-15℃的水浴环境中，充分搅拌后，析晶，得到辛伐他汀铵盐。

上述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法中，所述的氨水的甲醇溶液，氨水与甲醇的比例在1:0-1:5。

与现有技术相比，本发明在洛伐水解成红曲菌素J酸后无需经过纯化直接用于酰基化反应，且在酶催化酰基反应后也无需进行离心和萃取工作，可直接通过酸化达到辛伐他汀酸与发酵液和酰基供体的分离纯化，最后制备出铵盐。因此与其它制备方法相比，本发明具有减少反应步骤、缩短操作时间、简化实验过程、减少对环境的污染、提高产品质量的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：碱水解法与酰基转移反应的一步法制备辛伐他汀铵盐，包括以下步骤：

1）将12g洛伐他汀装入反应器后，相继加入32g异丙醇、10g氢氧化钾和0.6g水，通入氮气或氩气，升温至72±0.3℃，反应5h，HPLC检测原料＜1.5%，降温到50±5℃，减压浓缩至无液体蒸出，加入水12g，继续蒸馏至无液体蒸出，减压浓缩至无液体蒸出，然后加入水12g，继续蒸馏至无液体蒸出，降温到25±5℃；

2）将步骤1）得到的化学水解产物以盐酸调pH至9.5±0.5℃，加入8.8g 2,2-二甲基丁酰基-S-丙酸甲酯以及4g含有酰基转移酶的菌体，以1M碳酸钠维持pH至9.5±0.5℃，温度25±5℃；

3）每隔1h对步骤2）的反应液检测，直到洛伐他汀水解产物的比例＜2%；

4）将步骤2）的反应液置于0-5℃的冰水浴中，并往反应液中逐滴加入盐酸终止反应并继续滴加至pH 3-4，形成固液两相；

5）将步骤4）的固液分层样品，离心分离固液。条件8000rpm，10min，4℃；检测上清中产物含量并弃置；

6）将步骤5）所得固体，加入甲醇和乙酸乙酯的混合液（甲醇：乙酸乙酯=1:5）200mL，充分萃取三次，合并萃取液，该过程处于0-5℃的冰水浴中；

7）往步骤6）的萃取液置于7-15℃的水浴环境中，逐滴加入氨水的甲醇溶液至pH为7-8或有晶体析出，继续析晶2h，过滤得白色固体即为辛伐他汀铵盐；

8）液相检测步骤7）获得的辛伐他汀铵盐，计算纯度和转化率。

表一：实施例1方法生产的辛伐他汀铵盐的产品数据（洛伐投料12g）

实施例2：固定化酶水解法与酰基转移反应的一步法制备辛伐他汀铵盐，包括以下步骤：

1）洛伐他汀开环：将7.5ml无水甲醇与10ml 6N的氢氧化钠混匀，称取22.5g洛伐他汀加入该溶液中。最后再添加45ml水，在搅拌器上控制温度为20℃。搅拌过夜（约15小时）；

2）洛伐他汀水解：在100ml的烧杯中加入30ml的洛伐他汀开环底物，调PH9.5，加水定容至90ml左右，升温35℃，然后加入固定化酶9g，进行水解反应，水解时用稀碱控制pH9.5，温度控制在35℃，反应过夜至完成；

3）将步骤2）得到的酶水解产物以盐酸调pH至9.5±0.5℃，加入2,2-二甲基丁酰-S-丙酸甲酯以及含有酰基转移酶的菌体，以1M碳酸钠维持pH至9.5±0.5℃，温度25±5℃；

4）每隔1h对步骤2）的反应液检测，直到洛伐他汀水解产物的比例＜2%；

5）将步骤2）的反应液置于0-5℃的冰水浴中，并往反应液中逐滴加入盐酸终止反应并继续滴加至pH 3-4，形成固液两相；

6）将步骤4）的固液分层样品，离心分离固液。条件8000rpm，10min，4℃；检测上清中产物含量并弃置；

7）将步骤5）所得固体，加入甲醇和乙酸乙酯的混合液（甲醇：乙酸乙酯=1:5）200mL，充分萃取三次，合并萃取液，该过程处于0-5℃的冰水浴中；

8）往步骤6）的萃取液置于7-15℃的水浴环境中，逐滴加入氨水的甲醇溶液至pH为7-8或有晶体析出，继续析晶2h，过滤得白色固体即为辛伐他汀铵盐；

9）液相检测步骤7）获得的辛伐他汀铵盐，计算纯度和转化率。

实施例3：碱水解法与酰基转移反应的一步法制备辛伐他汀铵盐，包括以下步骤：

1） 将3g洛伐他汀装入反应器后，相继加入8g异丙醇、2.5g氢氧化钾和0.15g水，通入氮气或氩气，升温至72±0.3℃，反应5h，HPLC检测原料＜1.5%，降温到50±5℃，减压浓缩至无液体蒸出，加入水3g，继续蒸馏至无液体蒸出，减压浓缩至无液体蒸出，然后加入水3g，继续蒸馏至无液体蒸出，降温到25±5℃；

2） 将步骤1）得到的化学水解产物以盐酸调pH至9.5±0.5℃，加入2.2g 2,2-二甲基丁酰基-S-丙酸甲酯以及1g含有酰基转移酶的菌体，以1M碳酸钠维持pH至9.5±0.5℃，温度25±5℃；

3）每隔1h对步骤2）的反应液检测，直到洛伐他汀水解产物的比例＜2%；

4） 将步骤2）的反应液置于0-5℃的冰水浴中，并往反应液中逐滴加入盐酸终止反应并继续滴加至pH 3-4，形成固液两相；

5） 将步骤4）的固液分层样品，离心分离固液。条件8000rpm，10min，4℃；检测上清中产物含量并弃置；

6）将步骤5）所得固体，加入乙酸乙酯50mL，充分萃取三次，合并萃取液，该过程处于0-5℃的冰水浴中；

7)往步骤6）的萃取液置于7-15℃的水浴环境中，逐滴加入氨水的甲醇溶液（氨水：甲醇为1:5)至pH为7-8或有晶体析出，继续析晶2h，过滤得白色固体即为辛伐他汀铵盐；

液相检测步骤7）获得的辛伐他汀铵盐，计算纯度和转化率。

Claims (8)

1.由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将洛伐他汀经开环和侧链水解后得到红曲菌素J酸；

b、加入酰基供体和酰基转移酶，在酰基转移酶存在下将酰基供体的酰基部分提供给红曲菌素J酸的C8羟基进行酰化反应，得到辛伐他汀反应液；

c、调节辛伐他汀反应液酸性，析出辛伐他汀酸固体；

d、将辛伐他汀酸固体铵盐化后得到辛伐他汀铵盐；

步骤b中，所述的酰基转移酶为LovD；

步骤c中，调节辛伐他汀反应液酸性，是向辛伐他汀反应液加入浓度为1M-12M的盐酸溶液调节PH值至3-4。

2.根据权利要求1所述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，其特征在于，步骤a中，所述的水解是通过化学法碱水解，水解温度为67-77℃；且该水解反应体系为醇和水，醇选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种；在水解结束后，采用旋蒸的方法去醇。

3.根据权利要求1所述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，其特征在于，步骤a中，所述的水解是通过固定化酶水解，水解温度为30-36℃。

4.根据权利要求1所述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，其特征在于，步骤b中，所述的酰基供体选自α-二甲基丁酰-S-甲基-巯基丙酸酯、二甲基丁酰-S-乙基-巯基丙酸酯、二甲基丁酰-S-甲基巯基乙酸酯、二甲基丁酰-S-甲基巯基丁酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，其特征在于，步骤b中，酰化反应的反应PH值为9-10。

6.根据权利要求1所述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，其特征在于，步骤c中，所述的析出辛伐他汀酸固体，是先析出辛伐他汀酸固体产物沉淀，再以离心方法进行固液分离得到辛伐他汀酸固体，离心条件为，0-10℃，6000-10000rpm，10--30min。

7.根据权利要求1所述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，其特征在于，步骤d中，将辛伐他汀酸固体铵盐化，是先将辛伐他汀酸固体在甲醇和乙酸乙酯的混合溶液中进行萃取，再对辛伐他汀酸萃取液铵盐化，萃取温度为0-5℃，甲醇和乙酸乙酯的混合比例为0-0.2：1。

8.根据权利要求7所述的由洛伐他汀制备辛伐他汀铵盐的方法，其特征在于，对辛伐他汀酸萃取液铵盐化，是将辛伐他汀酸萃取液加入氨水的甲醇溶液，在7-15℃的水浴环境中，充分搅拌后，析晶，得到辛伐他汀铵盐。