專利名稱：外消旋奧硝唑的酶法拆分方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從奧硝唑的消旋體利用酶法拆分制備光學純的(S)-(-)-奧硝唑或/和(R)-(+)-奧硝唑的方法。進一步說是一種使奧硝唑的消旋體在手性合成脂肪酶的作用下和醋酸乙烯酯反應生成(S)-(-)-奧硝唑的醋酸酯，純化該酯，水解轉化為光學純的(S)-(-)-奧硝唑，(R)-(+)-奧硝唑因為沒有反應，可通過純化母液得到；或者先將奧硝唑的消旋體制備成醋酸酯，使醋酸酯在手性合成脂肪酶的作用下進行選擇性水解得到光學純的(S)-(-)-奧硝唑，而(R)-(+)-奧硝唑則仍以醋酸酯的形式存在，該醋酸酯水解轉化為光學純的(R)-(+)-奧硝唑。
背景技術：
奧硝唑是一新型的5-硝基咪唑類抗生素，具有很好的抗毛滴蟲、阿米巴蟲、賈第蟲、厭氧菌感染的活性，目前市場上銷售和臨床應用的是其消旋體。
關于(S)-(-)-奧硝唑和(R)-(+)-奧硝唑的藥理活性差異的文章未見有報道，只是有一篇文獻(Bone，W.，et al，Int.J.Andrology，1997，20，347)提到它們的副作用沒有明顯差異。
制備奧硝唑光學對映體的報道很少，只有Skupin，R.等(Skupin，R.，et al，TetrahedronAsymmetry，1997，8，2453)利用手性合成脂肪酶PS(Lipase PS)不對稱成酯獲得某一光學對映體。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是提供一種從奧硝唑的消旋體利用酶法拆分制備光學純的(S)-(-)-奧硝唑和(R)-(+)-奧硝唑的方法。
本發(fā)明的方法是使奧硝唑的消旋體在手性合成脂肪酶的作用下和醋酸乙烯酯反應生成(S)-(-)-奧硝唑的醋酸酯，純化該酯，水解轉化為光學純的(S)-(-)-奧硝唑，(R)-(+)-奧硝唑因為沒有反應，可通過純化母液得到；或者先將奧硝唑的消旋體制備成醋酸酯，使醋酸酯在手性合成脂肪酶的作用下進行選擇性水解得到光學純的(S)-(-)-奧硝唑，而(R)-(+)-奧硝唑則仍以醋酸酯的形式存在，該醋酸酯水解轉化為光學純的(R)-(+)-奧硝唑。
本發(fā)明的方法是將奧硝唑的消旋體溶于醋酸乙烯酯中，加入手性合成脂肪酶，10～50℃反應1～40天，推薦反應溫度為25～35℃，反應時間以檢測為準。所述的奧硝唑的消旋體與醋酸乙烯酯摩爾比是1∶1～100，因為醋酸乙烯酯在本發(fā)明中可以作為溶劑，所以采用更多的醋酸乙烯酯對本發(fā)明的結果沒有影響。所述的奧硝唑的消旋體與手性合成脂肪酶的重量比為1∶0.1～10，推薦重量比為1∶0.5-2。
反應畢，濾去手性合成脂肪酶，反應液濃縮至干，柱層析分離得光學純的(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯和(R)-(+)-奧硝唑。
(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯用無機酸或其水溶液水解，反應結束后，加堿性溶液中和，非水溶性有機溶劑萃取，即可獲得光學純的(S)-(-)-奧硝唑。
上述(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯、(S)-(-)-奧硝唑或(R)-(+)-奧硝唑的光學純度若達不到要求，可在有機溶劑中進行多次重結晶至達到要求為止。
光學純度達不到要求的(S)-(-)-奧硝唑(含少量(R)-(+)-奧硝唑)也可再與醋酸乙烯酯按照上述方法重復反應制備(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯，柱層析分離除去少量的(R)-(+)-奧硝唑，再將制得的(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯水解，得光學純的(S)-(-)-奧硝唑。
光學純度達不到要求的(R)-(+)-奧硝唑(含少量(S)-(-)-奧硝唑)也可再與醋酸乙烯酯按照上述方法重復反應，使殘留的少量(S)-(-)-奧硝唑生成醋酸酯，柱層析分離除去少量的(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯，得光學純的(R)-(+)-奧硝唑。
本發(fā)明的方法還可以先將奧硝唑的消旋體用文獻(Skupin，R.，et al，TetrahedronAsymmetry，1997，8，2453)所述方法制備成醋酸酯，也可以將奧硝唑的消旋體與乙酰氯反應制備成醋酸酯，也可以加入少量含氮化合物，如吡啶、六氫吡啶、三乙胺等作為催化劑。
奧硝唑消旋體的醋酸酯和手性合成脂肪酶在磷酸緩沖液(pH＝5.0～9.0)中，10～50℃反應1～40天，推薦反應溫度為25～35℃，反應時間以檢測為準。所述的奧硝唑消旋體的醋酸酯與手性合成脂肪酶的重量比為1∶0.1～10，推薦重量比為1∶0.5-2。
反應畢，加入非水溶性有機溶劑萃取，濾去手性合成脂肪酶，合并萃取液，減壓濃縮至干，柱層析分離得光學純的(S)-(-)-奧硝唑和(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯。(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯在酸性條件下水解，得光學純的(R)-(+)-奧硝唑。
上述(S)-(-)-奧硝唑、(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯或(R)-(+)-奧硝唑的光學純度若達不到要求，可在有機溶劑中進行多次重結晶至達到要求為止。
光學純度達不到要求的(S)-(-)-奧硝唑(含少量(R)-(+)-奧硝唑)可先用常規(guī)方法制備成醋酸酯，將制得的(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯按照上述方法再次反應，柱層析分離除去未反應的少量(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯，得光學純的(S)-(-)-奧硝唑。
光學純度達不到要求的(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯(含少量(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯)可按照上述方法再次反應，柱層析分離除去已反應的少量(S)-(-)-奧硝唑，將未反應的(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯水解，得光學純的(R)-(+)-奧硝唑。
所述手性合成脂肪酶包括脂肪酶AK(Lipase AK，fromPseudomonas fluorescens)、脂肪酶AYS(Lipase AYS，from Candida rugosa)、脂肪酶AS(Lipase AS，from Aspergillus niger)、脂肪酶PS-C(Lipase PS-C，fromPseudomonas cepacia)、脂肪酶PS-D(Lipase PS-D，from Pseudomonas cepacia)、豬胰脂肪酶(Porcine Pancreas Lipase，PPL)、脂肪酶A(Lipase A，from Aspergillusniger)、脂肪酶F-AP15(Lipase F-AP15，from Rhizopus oryzae)、脂肪酶G(Lipase G，from Penicillium camemberti)、脂肪酶M(Lipase M，from Mucor javanicus)、脂肪酶PS-C I(Lipase PS-C I，固定在陶瓷上)、脂肪酶PS-C II(Lipase PS-C II，固定在陶瓷上)、脂肪酶PS-D I(Lipase PS-D I，固定在陶瓷上)和脂肪酶CAL(Candidaantarctica Lipase，Novozym 435)，推薦為脂肪酶AK。
所述無機酸可以是硫酸、鹽酸、磷酸等，推薦為濃鹽酸；所述堿可以是碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、濃氨水、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液等，推薦用濃氨水；所述非水溶性有機溶劑可以是氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚等，推薦為乙酸乙酯。
所述手性合成脂肪酶和醋酸乙烯酯可回收使用。
具體實施例方式
通過下述實施例將有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內容。
實施例1(S)-(-)-奧硝唑的制備奧硝唑13.2g，脂肪酶AK 7.0g，醋酸乙烯酯100ml，混合，28℃攪拌反應18天，HPLC檢測反應進程。反應畢，濾去脂肪酶，乙酸乙酯洗滌，濃縮至干，得油狀物。柱層析分離得淡黃色固體(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯6.77g和淡黃色油狀物(R)-(+)-奧硝唑6.9g。
上述所得(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯用乙酸乙酯-石油醚重結晶兩次得細針狀近白色結晶5.5g([α]D20＝-69.3°(c＝1.01，CH2Cl2))，ee值為0.95。將該結晶溶于50ml濃鹽酸中，室溫攪拌18小時水解，用濃氨水中和，乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯萃取液，水洗，無水硫酸鈉干燥，過濾濃縮至干得油狀物，約0℃放置固化得淡黃色固體4.1g，用乙酸乙酯-石油醚重結晶兩次得(S)-(-)-奧硝唑短棱柱狀晶體2.88g([α]D20＝-66.7°(c＝0.99，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為43.6％(基于(S)-對映體)。
實施例2(R)-(+)-奧硝唑的制備實施例1所得(R)-(+)-奧硝唑6.9g用乙酸乙酯-石油醚(1∶1)重結晶三次得白色棱柱狀晶體3.9g([α]D20＝+65.3°(c＝1.08，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為59.1％(基于(R)-對映體)。
實施例3(S)-(-)-奧硝唑的制備按實施例1方法，奧硝唑11.4g，脂肪酶PS-C 7.0g，醋酸乙烯酯85ml，混合反應30天，得(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯5.45g和(R)-(+)-奧硝唑6.15g。(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯重結晶兩次，水解，再重結晶兩次得(S)-(-)-奧硝唑2.23g([α]D20＝-67.1°(c＝1.03，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為39.1％(基于(S)-對映體)。
實施例4(R)-(+)-奧硝唑的制備實施例3所得(R)-(+)-奧硝唑6.15g用乙酸乙酯-石油醚(1∶1)重結晶四次得白色棱柱狀晶體2.85g([α]D20＝+64.9°(c＝0.99，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為50.0％(基于(R)-對映體)。
實施例5(S)-(-)-奧硝唑的制備按實施例1方法，奧硝唑12.5g，豬胰脂肪酶6.5g，醋酸乙烯酯100ml，混合反應30天，得(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯3.12g和(R)-(+)-奧硝唑9.18g(含少量(S)-(-)-奧硝唑)。(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯重結晶兩次，水解，再重結晶兩次得(S)-(-)-奧硝唑1.29g([α]D20＝-66.8°(c＝1.00，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為20.6％(基于(S)-對映體)。
實施例6(R)-(+)-奧硝唑的制備實施例5所得(R)-(+)-奧硝唑9.18g用乙酸乙酯-石油醚(1∶1)重結晶四次得白色棱柱狀晶體4.41g([α]D20＝+34.2°(c＝1.05，CH2Cl2))，ee值為0.53，收率為70.6％(基于(R)-對映體)。
實施例7(S)-(-)-奧硝唑的制備按實施例1方法，奧硝唑11.4g，脂肪酶AK 6.4g，醋酸乙烯酯85ml，混合，28℃攪拌反應18天。反應畢，濾去脂肪酶，乙酸乙酯洗滌，濃縮至干，得油狀物。柱層析分離得(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯5.71g和(R)-(+)-奧硝唑5.83g。
上述所得(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯5.71g用濃鹽酸水解得(S)-(-)-奧硝唑4.49g，以35ml醋酸乙烯酯溶解，加入脂肪酶AK 2.8g，重復上述操作，得(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯4.45g，水解，乙酸乙酯-石油醚重結晶得(S)-(-)-奧硝唑3.05g([α]D20＝-67.5°(c＝0.97，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為53.5％(基于(S)-對映體)。
實施例8(R)-(+)-奧硝唑的制備實施例7所得(R)-(+)-奧硝唑5.83g，以45ml醋酸乙烯酯溶解，加入脂肪酶AK 3.3g，混合反應18天，柱層析分離得(R)-(+)-奧硝唑4.42g，乙酸乙酯-石油醚重結晶得(R)-(+)-奧硝唑3.72g([α]D20＝+64.7°(c＝1.02，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為65.3％(基于(R)-對映體)。
實施例9消旋的奧硝唑醋酸酯的制備10.98g奧硝唑的消旋體，37.8ml醋酐，4ml吡啶，室溫混合攪拌1小時。加入100ml冰水，白色固體析出，冰水洗滌，過濾干燥得11.9g近白色固體，用乙酸乙酯重結晶得消旋的奧硝唑醋酸酯9.3g，收率為70.8％。
實施例10(S)-(-)-奧硝唑的制備奧硝唑醋酸酯5.76g，脂肪酶AK 5.0g，1M磷酸緩沖液(pH＝7)400ml，混合，28℃攪拌反應20天，HPLC檢測反應進程。反應畢，加入400ml乙酸乙酯，攪拌，濾去脂肪酶，水相再用乙酸乙酯萃兩次，合并乙酸乙酯萃取液，減壓濃縮至干，柱層析分離得(S)-(-)-奧硝唑1.84g和(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯3.16g。
上述所得(S)-(-)-奧硝唑用乙酸乙酯-石油醚重結晶三次，得(S)-(-)-奧硝唑棱柱狀晶體1.13g([α]D20＝-66.9°(c＝1.10，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為46.9％(基于(S)-對映體)。
實施例11(R)-(+)-奧硝唑的制備實施例10所得(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯3.16g，按實施例1方法，重結晶兩次，水解，再重結晶兩次得(R)-(+)-奧硝唑1.23g([α]D20＝+65.3°(c＝0.99，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為51.1％(基于(R)-對映體)。
實施例12(S)-(-)-奧硝唑的制備按實施例10方法，奧硝唑醋酸酯5.36g，豬胰脂肪酶3.2g，1M磷酸緩沖液(pH＝7)400ml，混合反應30天，得(S)-(-)-奧硝唑1.63g和(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯3.04g。
上述所得(S)-(-)-奧硝唑用乙酸乙酯-石油醚重結晶三次，得(S)-(-)-奧硝唑棱柱狀晶體1.02g([α]D20＝-67.2°(c＝1.03，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為45.5％(基于(S)-對映體)。
實施例13(R)-(+)-奧硝唑的制備實施例12所得(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯3.04g，按實施例1方法，重結晶三次，水解，再重結晶兩次得(R)-(+)-奧硝唑0.99g([α]D20＝+65.1°(c＝1.01，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為44.2％(基于(R)-對映體)。
實施例14(S)-(-)-奧硝唑的制備按實施例10方法，奧硝唑醋酸酯5.23g，脂肪酶AK 2.8g，1M磷酸緩沖液(pH＝7)400ml，混合反應20天，得(S)-(-)-奧硝唑1.67g和(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯2.69g。
上述所得(S)-(-)-奧硝唑1.67g按實施例9方法制得(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯1.43g，加入1M磷酸緩沖液(pH＝7)100ml和脂肪酶AK 0.8g，重復上述操作，得(S)-(-)-奧硝唑0.92g，乙酸乙酯-石油醚重結晶得(S)-(-)-奧硝唑0.82g([α]D20＝-66.3°(c＝0.98，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為37.5％(基于(S)-對映體)。
實施例15(R)-(+)-奧硝唑的制備實施例14所得(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯2.69g，脂肪酶AK 1.6g，1M磷酸緩沖液(pH＝7)200ml，混合反應20天，反應產物柱層析分離得(R)-(+)-奧硝唑2.23g，水解，乙酸乙酯-石油醚重結晶得(R)-(+)-奧硝唑1.49g([α]D20＝+65.0°(c＝1.04，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為68.1％(基于(R)-對映體)。
實施例16(S)-(-)-奧硝唑的制備按實施例1方法，奧硝唑11.9g，回收的脂肪酶AK6.3g，回收的醋酸乙烯酯90ml，混合反應18天，得(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯5.97g和(R)-(+)-奧硝唑6.13g。(R)-(-)-噻克硝唑醋酸酯重結晶兩次，水解，再重結晶兩次得(S)-(-)-奧硝唑2.42g([α]D20＝-66.6°(c＝1.04，CH2Cl2))，ee值為0.99，收率為40.7％(基于(S)-對映體)。
以上實施例中的ee值均為HPLC法(高壓液相法測得。
權利要求
1.一種從奧硝唑或其醋酸酯的消旋體制備光學純的(S)-(-)-奧硝唑或/和(R)-(+)-奧硝唑的方法，其特征是通過下述(1)，(1)和(2)，(3)，或(3)和(4)四種方法分別制得(1).奧硝唑的消旋體溶于醋酸乙烯酯中，加入手性合成脂肪酶，10～50℃反應1～40天，濾去手性合成脂肪酶，濃縮，柱層析分離得光學純的(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯和(R)-(+)-奧硝唑，所述的奧硝唑的消旋體與手性合成脂肪酶的重量比為1∶0.1～10；(2).上述光學純的(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯用無機酸或其水溶液水解，反應后，加堿性溶液中和，非水溶性有機溶劑萃取，即可獲得光學純的(S)-(-)-奧硝唑；(3).奧硝唑消旋體的醋酸酯和手性合成脂肪酶在pH＝5.0～9.0的磷酸緩沖液中，在10～50℃反應1～40天，再加入非水溶性有機溶劑萃取，濾去手性合成脂肪酶，合并萃取液，濃縮，柱層析分離得光學純的(S)-(-)-奧硝唑和(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯；(4).上述光學純的(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯用無機酸或其水溶液水解，反應結束后，加堿性溶液中和，非水溶性有機溶劑萃取，即可獲得光學純的(R)-(+)-奧硝唑。
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的手性合成脂肪酶包括脂肪酶AK、脂肪酶AYS、脂肪酶AS、脂肪酶PS-C、脂肪酶PS-D、豬胰脂肪酶、脂肪酶A、脂肪酶F-AP15、脂肪酶G、脂肪酶M、脂肪酶PS-CI、脂肪酶PS-CII、脂肪酶PS-DI和脂肪酶CAL。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的(S)-(-)-奧硝唑、(S)-(-)-奧硝唑醋酸酯、(R)-(+)-奧硝唑或(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯經過重結晶。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征是方法(1)和(2)所述的(S)-(-)-奧硝唑再與醋酸乙烯酯按照(1)和(2)相同的方法重復操作，進一步純化(S)-(-)-奧硝唑。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征是方法(1)所述的(R)-(+)-奧硝唑再與醋酸乙烯酯按照(1)相同的方法重復操作，進一步純化(R)-(+)-奧硝唑。
6.如權利要求1所述的制備方法，其特征是方法(3)所述的(S)-(-)-奧硝唑制備成醋酸酯，再按照(3)相同的方法重復操作，進一步純化(S)-(-)-奧硝唑。
7.如權利要求1所述的制備方法，其特征是方法(3)和(4)所述的(R)-(+)-奧硝唑醋酸酯再按照(3)和(4)相同方法重復操作，進一步純化(R)-(+)-奧硝唑。
8.如權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的無機酸是硫酸、鹽酸、磷酸。
9.如權利要求1所述的制備方法，其特征是所述的堿是一價金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物及其水溶液或氨水。
10.如權利要求1所述的制備方法，其特征是采用回收所得的手性合成脂肪酶和醋酸乙烯酯。
全文摘要
本發(fā)明是一種從奧硝唑的消旋體利用酶法拆分制備光學純的(S)－(－)－奧硝唑或/和(R)－(+)－奧硝唑的方法。即使奧硝唑的消旋體在手性合成脂肪酶的作用下和醋酸乙烯酯反應生成(S)－(－)－奧硝唑的醋酸酯，純化該酯，水解轉化為光學純的(S)－(－)－奧硝唑，(R)－(+)－奧硝唑因為不反應，可通過純化母液得到；或者先將奧硝唑的消旋體制備成醋酸酯，使醋酸酯在手性合成脂肪酶的作用下進行選擇性水解得到光學純的(S)－(－)－奧硝唑，而(R)－(+)－奧硝唑則仍以醋酸酯的形式存在，該醋酸酯水解轉化為光學純的(R)－(+)－奧硝唑。
文檔編號C12P17/10GK1400312SQ0213662
公開日2003年3月5日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權日2002年8月23日
發(fā)明者林國強, 彭家仕, 駱宏豐, 田平 申請人:中國科學院上海有機化學研究所