一种亚胺还原酶制造技术

本发明专利技术涉及一种亚胺还原酶

【技术实现步骤摘要】
一种亚胺还原酶IR11或其突变体及应用


[0001]本专利技术提供了一种亚胺还原酶
IR11
或其突变体及应用，具体地，是在合成
(S,S)
‑
2,8
‑
二氮杂二环
[4,3,0]壬烷或其衍生物中的应用，属于酶工程领域
。

技术介绍

[0002]莫西沙星原研是德国拜耳公司，
2002
年在中国获批上市，至
2018
年中国公立医疗机构莫西沙星终端超过
40
亿元市场规模，同比增长率
29.9%。
为第四代喹诺酮类广谱抗菌药，莫西沙星在体外显示出对革兰阳性菌
、
革兰阴性菌
、
厌氧菌
、
抗酸菌和非典型微生物如支原体
、
衣原体和军团菌有广谱抗菌活性
。
抗菌机制为干扰Ⅱ、Ⅳ拓扑异构酶
。
莫西沙星具有广谱
、
高效
、
抗耐药性强
、
副作用较小等优势，得到广泛的临床应用，具有很好的发展前景
。
[0003]其中
((S,S)
‑
2,8
‑
二氮杂二环
[4,3,0]壬烷为最为重要的莫西沙星关键中间体
。
分子结构有哌啶和呲咯烷两个骨架结构和两个手性中心，已报道的制备方法主要分为两种合成路线
:
哌啶路线和吡咯烷路线
。
[0004][0005]目前该关键中间体在工业上主要以吡啶
‑
2,3
‑ꢀ
二酸为原料来制备
, 经醋酐脱水，与苄胺环合后用钯碳催化加氢还原吡啶环，氢化铝锂还原酰亚胺，经 D
‑
(
‑
) 酒石酸拆分，在甲醇中氢解脱苄得化合物
。
该路线主要缺点是还原剂氢化铝锂价格昂贵，生产成本较高
。
另外一种路线以吡啶
‑
2,3
‑ꢀ
二酸为起始原料，经甲醇酯化
、
还原酯基后氯代，与对甲苯磺酰胺环合，用钯碳催化加氢还原吡啶环，经Ｒ
‑
(
‑
)
ꢀ‑
扁桃酸拆分后用氢溴酸在苯酚和乙酸中脱去对甲苯磺酰基得
。
该路线的主要缺点是反应步骤长，且使用工业上禁用的苯酚等试剂，反应条件苛刻，生产成本高
。
[0006]也有采用
N
‑
二甲氨基丙烯亚胺和 N
‑
甲基顺丁烯亚胺为原料合成，在该种方法中同样存在原料不易得，同时中途也会存在手性拆分的问题，造成一定的原料浪费
。
[0007]另外一种手性合成路线，以4‑
取代的
‑3‑
吡咯烷酮为原料，通过手性苯乙胺诱导构建手性中心，然后通过转化得到
(S ,S)
‑
2 ,8
‑
二氮杂双环 [4 ,3 ,0]壬烷
。
该路线起始原料的合成也不容易，手性诱导的效果也不是很好，还需要后续的结晶等进一步纯化
。
[0008]目前国内外文献报道的适合工业化生产的莫西沙星关键中间体制备路线主要有下述四条：路线一：以2，3‑
吡啶二甲酸为起始原料，在醋酐中与苄胺脱水环合，然后催化氢化还原吡啶，接着在
NaBH4 /BF3
体系还原羰基，再经酒石酸拆分和氢化脱苄得到
(S ,S)
‑
2 ,
8
‑
二氮杂双环
[4,3,0]壬烷
。
此路线合成文献报道较多也是目前使用最广泛的路线
。
还原羰基时会使用大量的价格较高的还原剂
NaBH4
，从而导致成本较高，且后处理繁琐，同时会产生大量的固废不环保
。
[0009]路线一的工艺流程为：
。
[0010]该路线需要使用手性拆分试剂，造成原料浪费
。
原料2‑
丙烯醛
‑
二甲基腙不易得到，不易于工业生产
。
[0011]路线二：通过不对称合成的方法，以3‑
吡咯烷酮化合物为原料，与1‑
氯
‑3‑
碘丙烷进行取代反应，得到的化合物酸性条件下脱去酯基，然后和
(R)
‑1‑
苯乙胺进行还原氨化，再分子内缩合环化，最后催化加氢脱去保护基即可得到
(S ,S)
‑
2 ,8
‑
二氮杂双环 [4,3,0]壬烷
。
此路线合成较为繁琐，原料价格昂贵，生产成本较高
。
[0012]路线二的工艺流程为：
[0013]该线路中起始物料不易购买，不易于工业生产
。
需使用两次氢化过程，合成路线较为繁琐
。
[0014]路线三：另有一篇专利公布了一种吡咯烷路线的不对称合成方法，该路线采用 R
‑
苯乙胺手性诱导
、
氢化的方法构建两个手性中心
,
然后发生分子内关环
、
脱除手性辅基及保护基得到目标产物
。
[0015]路线三的工艺流程为：
。
[0016]该路线中需要使用手性原料控制手性，手性原料较贵
。
起始物料不易购买，不易于工业生产
。
[0017]当前技术缺陷在于关键手性中间体合成过程中利用手性拆分方式实现，会造成原料浪费，除此之外会使用价格较高的硼氢化钠作为还原剂，或者另外合成路线也较为繁琐，对环境污染较大
。

技术实现思路

[0018]为了克服上述技术难题，本专利技术提供了一种亚胺还原酶或其突变体及应用，具体地，是在合成
(S,S)
‑
2,8
‑
二氮杂二环
[4,3,0]壬烷或其衍生物中的应用
。
[0019]本专利技术提供了一种亚胺还原酶
IR11
，它的基因序列如
SEQ ID No.2
所示
。
它的氨基酸序列如
SEQ ID No.12
所示
。
[0020]本专利技术还提供了一种亚胺还原酶突变体，它是所述的亚胺还原酶
IR11
的突变体，其包含在
SEQ ID No.12
所示氨基酸序列中具有下组之一或任意两种以上的组合的氨基酸取代：将第
70
位的亮氨酸
(L)
取代为组氨酸
(H)
；将第
97
位的天冬氨酰
(N)
取代为谷氨酰胺
(Q)
；将第
176
位的亮氨酸
(L)<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种亚胺还原酶
IR11
，其特征在于：它的基因序列如
SEQ ID No.2
所示
。2.
根据权利要求1所述的亚胺还原酶
IR11
，其特征在于：它的氨基酸序列如
SEQ ID No.12
所示
。3.
一种亚胺还原酶突变体，其特征在于：它是权利要求1或2所述的亚胺还原酶
IR11
的突变体，其包含在
SEQ ID No.12
所示氨基酸序列中具有下组之一或任意两种以上的组合的氨基酸取代：将第
70
位的亮氨酸
(L)
取代为组氨酸
(H)
；将第
97
位的天冬氨酰
(N)
取代为谷氨酰胺
(Q)
；将第
176
位的亮氨酸
(L)
取代为丝氨酸
(S)
；将第
179
位的甲硫氨酸
(M)
取代为半胱氨酸
(C)
；将第
214
位的甲硫氨酸
(M)
取代为丙氨酸
(A)。4.
权利要求1或2所述的亚胺还原酶或权利要求3所述的亚胺还原酶突变体在催化合成
(S,S)
‑
2,8
‑
二氮杂二环
[4,3,0]
壬烷或其衍生物中的应用
。5.
根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述的催化合成
((S,S)
‑
2,8
‑
二氮杂二环
[4,3,0]
壬烷或其衍生物的底物为：或，
n=0
，1，2，3…
；
R
为以下基团：乙氧羰基
、
甲氧羰基
、
叔丁氧羰基
、
乙酰基
、
苄氧羰基
、9
‑
芴基甲氧基羰基
、
烯丙氧羰基
、2
‑
(
三甲基甲硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾知军，魏涛，张国庆，李茹，
申请(专利权)人：四川大学华西第二医院，
类型：发明
国别省市：