[发明专利]一种连续制备他汀药物中间体(R)-3-羟基戊二酸乙酯的方法

说明书

本发明公开了一种连续制备他汀药物中间体(R)‑3‑羟基戊二酸乙酯的方法，包括以下工艺步骤：第一步(S)‑4‑氯‑3羟基丁酸乙酯（(S)‑CHBE）在含有重组卤醇脱卤酶（HHDH）的催化下生成(R)‑4‑氰基‑3‑羟基丁酸乙酯，第二步(R)‑4‑氰基‑3‑羟基丁酸乙酯在重组腈水解酶（NIT）的催化下生成(R)‑3‑羟基戊二酸乙酯，所述的两个反应步骤均在反应罐中的水溶液中催化反应；本发明通过两步耦联生物催化反应，采用特定的卤醇脱卤酶和腈水解酶，连续催化制备他汀类药物的关键中间体，两步串联的连续绿色催化反应，无需提出中间体即可进行下一步反应，可连续操作、设备利用率高、成本低、简便易操作。

技术领域

本发明涉及有机药物合成领域，具体涉及一种两步生物催化耦联制备他汀药物中间体(R)-3-羟基戊二酸乙酯的方法。

背景技术

他汀类药物已是世界上销量最大，疗效稳定的降脂类药物。其中最有代表性的是阿托伐他汀（Atorvastatin）和瑞舒伐他汀（Rosuvastatin），前者是世界上首款销售额突破百亿美金的药物，而后者则是迄今为止降脂效果最好的他汀类药物，又被成为“超级他汀”。瑞舒伐他汀由阿斯利康公司开发(英文商品名Crestor) ，于2002年11月首次在荷兰获批，2003年8月通过美国FDA上市审批，2011年在全球销售额66.2亿美元。(R)-3-羟基戊二酸乙酯是合成瑞舒伐他汀的重要手性前体。

(R)-3-羟基-戊二酸乙酯主要是由潜手性底物3-羟基戊二酸二乙酯通过不同的酶的不对称水解得到，但是路径非常单一，而其他的化学合成路径则基本没有。而且，从已报道的结果来看，运用的基本上都是些代价较高的商品酶，如：α-胰凝乳蛋白酶和脂肪酶CALB等，目前反应的选择性最高的是脂肪酶CALB，催化所得的产物的ee值仅为91%，产率为80%(JMol Catal B-Enzym，21:55-58；Tetrahedron lett.25：5235-5238)，不适合应用于(R)-3-羟基戊二酸乙酯的 产业化生产。中国专利101805756A报道了一种利用消旋的4-氰基-3羟基丁酸乙酯生产(R)-3-羟基戊二酸乙酯的方法。消旋体拆分后得到的目标产品只有50%的理论得率，意味着一半的底物被浪费，并不符合绿色化学的原则。

通过微生物腈水解酶细胞选择性催化水解4-氰基-3-羟基丁酸乙酯可以一步制备得到高光学纯度的(R)-3-羟基戊二酸乙酯或其羟基取代衍生物，该水解反应体系简单，条件温和，而且腈水解酶的立体选择性也非常高。然而，由于底物4-氰基-3-羟基丁酸乙酯或其羟基取代衍生物都含有一个酯基，而一般含水解酶微生物细胞中都会含有水解酯基的酯酶或脂肪酶，所以该生物催化剂的筛选也是一大难题，至今也未见用在此反应中腈水解酶的相关报道。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种反应步骤简单、可连续操作、成本较低、减少了有机溶剂和剧毒品的使用量的他汀药物中间体(R)-3-羟基戊二酸乙酯的生产方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种连续制备他汀药物中间体(R)-3-羟基戊二酸乙酯的方法，包括以下工艺步骤：第一步(S)-4-氯-3羟基丁酸乙酯（(S)-CHBE）在含有重组卤醇脱卤酶（HHDH）的催化下生成(R)-4-氰基-3-羟基丁酸乙酯，第二步(R)-4-氰基-3-羟基丁酸乙酯在重组腈水解酶（NIT）的催化下生成(R)-3-羟基戊二酸乙酯，所述的两个反应步骤均在反应罐中的水溶液中催化反应；

在两个串联的反应体系中，利用卤醇脱卤酶和腈水解酶，分别在两个串联的反应体系中，通过两步催化反应，在水相反应中制备(R)-3-羟基戊二酸乙酯，过程中不需对中间产物(R)-4-氰基-3-羟基丁酸乙酯提取纯化，减少反应提纯和分离的步骤，大大提高了反应的效率，节省了使用成本。

本发明所述的含有含有重组卤醇脱卤酶HHDH和腈水解酶NIT基因的重组大肠杆菌单菌落和培养基均为市售购得，本发明所述的化学试剂均为市售购得。