[发明专利]一种转氨酶生物催化制备(S)-或（R）-2-氨基丁酰胺的方法

说明书

本发明公开了一种转氨酶生物催化制备(S)‑或（R）‑2‑氨基丁酰胺的方法，在氨基供体存在的情况下，以转氨酶为生物催化剂，将2‑羰基丁酰胺上的羰基催化为氨基，形成(S)‑或（R）‑2‑氨基丁酰胺。所用转氨酶为Cv‑ω‑TA WT、Cv‑ω‑TA W60C、Vf‑ω‑TA、ATA‑117和ATA S9中的任一种。本发明以2‑羰基丁酰胺为原料，以生物催化的方法制备(S)‑或者(R)‑2‑氨基丁酰胺。本发明首次将转氨酶用于羰基酰胺类物质的催化，并成功筛选出高效、高选择性的转氨酶，反应选择性高，产物收率达到85%以上，产物ee值达到99.5%以上，彻底解决了现有技术产物产率较低、ee值不高的难题。

技术领域

本发明涉及一种 (S)-或（R）-2-氨基丁酰胺的合成方法，具体涉及一种用转氨酶生物催化制备 (S)-或（R）-2-氨基丁酰胺的绿色合成方法。

背景技术

左乙拉西坦是一种高效、毒副作用小的新型抗癫痫药物，其与多数抗癫痫药物相比表现出较强的抗致癫痫性能，并可有效的控制癫痫的发作，极具开发价值。S-2-氨基丁酰胺((S)-2-aminobutanamide) 是合成左乙拉西坦的关键手性中间体，目前关于S-2-氨基丁酰胺的合成制备已有较多的报道。例如，郑仁朝等发表了名为“酰胺酶拆分制备左乙拉西坦手性中间体(S)-2-氨基丁酰胺的初步研究”的文章（发酵科技通讯,FAJIAO KEJITONGXUN2015,44(3)），该文章涉及酰胺酶拆分制备左乙拉西坦手性中间体(S)-2-氨基丁酰胺的研究报道，筛选获得了能够立体选择性拆分2-氨基丁酰胺合成(S)-2-氨基丁酰胺的重组酰胺酶Dt-Ami6，该重组酶可以将2-氨基丁酰胺拆分成(S)-2-氨基丁酰胺，转化率为60.5%，底物e.e.值为93.6%。专利CN201210515170.4公开了一种S-2-氨基丁酰胺盐酸盐的合成方法，包括如下步骤：1）氨化：2-溴丁酸甲酯分别在甲醇氨溶液、无水异丙醇中氨化生成混旋2-氨基丁酰胺；2）拆分：混旋2-氨基丁酰胺通过与L-酒石酸结合成盐析出，进行拆分纯化；3）释放成盐：经拆分纯化后的粗品直接通氯化氢进行释放并成盐，得具光学活性的S-2-氨基丁酰胺盐酸盐，产品收率在45%左右。专利CN201010187180.0公开了一种用酶法制备(S)-2-氨基丁酰胺的方法，以2-氨基丁腈为起始原料，通过腈水合酶催化在缓冲溶液体系中一步制备(S)-2-氨基丁酰胺，该方法的转化率在50%以下，ee值在85%以下。专利CN200610030420.X公开了一种手性药物左乙拉西坦中间体(S)-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐的合成、拆分与消旋方法，以2-溴丁酸为起始原料，经胺化、酯化、氨解、拆分、环合等反应制得目标化合物。该方法首先制备混旋的游离碱(±)-2-氨基丁酰胺，再采用半量拆分的方法，与化学拆分剂结合成盐析出，达到分离纯化的目的，经碱化去除拆分剂，进而得到光学活性的(S)-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐。该方法混旋的游离碱(±)-2-氨基丁酰胺收率较高，但拆分后所得的(S)-(+)-2-氨基丁酰胺盐酸盐收率较低，在40%以下。

从上述现有技术可以看出，目前S-2-氨基丁酰胺的合成方法大部分都是先合成混旋的2-氨基丁酰胺，然后再采用化学或者生物的方法进行拆分，该合成思路步骤复杂、环境污染大、成本相对较高、拆分产率低，且所得S-2-氨基丁酰胺ee值低，在95%以下，很难达到药物ee值制备要求。

发明内容

针对现有技术中 (S)-或（R）-2-氨基丁酰胺合成方法存在的不足，本发明提供了一种转氨酶生物催化制备 (S)-或（R）-2-氨基丁酰胺的方法，该方法以转氨酶为催化酶，一步直接合成 (S)-或（R）-2-氨基丁酰胺，无须拆分步骤，工艺简单，绿色环保，所得产品产率高，ee值符合药物制备要求。

本发明(S)-或（R）-2-氨基丁酰胺的生物催化合成方法，以2-羰基丁酰胺和氨基供体为原料，在转氨酶单酶体系中高效催化2-羰基丁酰胺即可得到高光学纯度的(S)-或（R）-2-氨基丁酰胺。只要选择合适的氨基供体，无需昂贵的辅酶和其他酶的参与，催化过程理论转化率为100%，大大降低了生产成本，也达到了绿色化工制备要求。