脂肪酶在手性药物制备中的应用
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摘要：手性药物在新药中越来越受重视。生物催化具有反应条件温和、高度选择性、产物纯度高等优点。在有机相中，脂肪酶催化消旋体的拆分，为制备单异构体手性药物提供了重要的技术手段。现对利用脂肪酶的对映选择性、区域选择性技术制备手性醇、手性胺药物中间体的研究进展作一综述。
关键词：生物催化剂；脂肪酶；酶法拆分；药物
中图分类号：Q556文献标识码：A文章编号：1672-979X(2007)07-0040-04
Progress on Application of Lipase in Preparation of Chiral Drug
ZHANG Zhong-yi,WU Xin-xia
(College of Food and Bioengineering, Zhengzhou Institute of Light Industry, Zhengzhou 450002, China)
, http://www.100md.com
Abstract：Chiral drugs are more important in new drugs. Biocatalysis has many advantages such as effective activator, mild reaction, high selectivity and purity. Resolution of racemic drugs by lipase catalysis offers an excellent technology for the preparation of single-isomer chiral drugs in organic solvent. This article elaborates some general aspects and representative examples of the use of lipase in the enantioselective or regioselective preparation of alcohol and amine intermediates in the synthesis of pharmaceuticals.
, 百拇医药
Key words：biocatalysis; lipase; enzymatic resolution; pharmaceutical
目前单一对映体手性药物的销售额持续增长，过去10年手性药物的市场份额已由27%增至61%。上市的合成手性药物多属外消旋体药物，其中单一光学对映体手性药物仅占12%。多数药物中只有一种对映体与受体的亲和力强、活性高、疗效好、不良反应小，而另一种对映体不仅没有药效，而且可能抵消部分有效对映体的作用，甚至产生严重不良反应。近年单一对映体手性药物的研究不断升温。正在开发的药物中，单一对映体手性药物占50%。临床试验药物中80%为单一对映体。
近年手性技术主要用于药物中间体的制备。手性技术通常是对化学合成路线中某个手性中间体进行不对称合成或拆分，再合成单一手性药物。酶法拆分具有副反应少，产物易分离纯化，环境污染小等优点。
酶法拆分中多使用水解酶类，其中脂肪酶(lipase，EC3.1.1.3)应用较多。在非水相手性药物合成中，脂肪酶能催化酯水解、酯交换、氨解等反应，可拆分外消旋醇类、酸类、酯类和胺类，已成为制备光学纯手性药物的重要技术手段[1]。
, 百拇医药
1酶法拆分手性药物的应用
1.1酶法拆分醇
氮杂环丙烷和邻氨基醇是制药中常见的手性药物和手性砌块。光学纯叠氮醇是合成1-氮杂环丙烷和邻氨基醇的直接原料，在手性药物合成中具有重要作用。Kamal[2]在湿氧化铝存在的条件下，用NaBH4还原相应的氧化叠氮化合物，获得了叠氮醇外消旋体，再用假单胞杆菌脂肪酶(Pseudomonas cepacia lipase，PSL)为生物催化剂，二异丙基乙酸酯作为酰基供体，拆分了叠氮醇的外消旋体，制备出β-叠氮醇单体，见图1。
光学纯卤代醇和氰醇是重要的药物中间体，光学纯卤代醇能进一步生成光学活性β-氨基醇和γ-氨基醇等，是合成肾上腺素和免疫刺激剂等药物的中间体。光学活性氰醇及其转化产物也是合成手性药物和手性农药的中间体，具有广阔的开发应用前景。
卤代醇和氰醇常用的制备方法是以PSL为催化剂，以乙酸乙烯酯为酰基供体，在二氯甲烷存在的条件下生成S-卤代醇和S-氰醇对映体。熊健[3]利用脂肪酶为生物催化剂，乙酸乙烯酯为酰基供体，对苯乙氰醇进行转酯化拆分，反应转化率为50%，产物的对映体过量值(e.e.值)为99%，实现了苯乙氰醇的良好拆分，见图2。
, http://www.100md.com
(—)-帕罗西汀·HCl是常用的抗抑郁药物，生物催化制备(—)-帕罗西汀·HCl中间体醇有两种方法，一种是酶促水解对应的酯衍生物，另一种是伯醇的酶促酰化。Gonzalo[4]研究了不同脂肪酶对(—)-帕罗西汀·HCI中间体醇拆分效果的影响，结果表明，南极假丝酵母脂肪酶A(Candida antarctica lipases-A,CAL-A)和南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica lipases-B, CAL-B)为生物催化剂，以乙酸乙烯酯为酰基供体进行拆分的效果较好，酶的对映选择性值(E)>100。这两种脂肪酶的对映立体选择性存在明显差异，CAL-A催化(3S,4R)酯的水解反应，生成(3S,4R)醇，CAL-B易于催化(3R,4S)醇的酰化反应，与未反应的(3S,4R)醇分离。两种酶拆分得到的(3S,4R)帕罗西汀中间体醇再经过化学反应合成帕罗西汀·HCI，见图3。
拆分外消旋醇时，如以乙烯酯和烷基酯作酰基供体，不利于后期产物酯和底物醇的分离[5]。若以环状酸酐为酰基供体，反应产物为酸，进入碱液水相，而未反应的醇则进入有机相，通过液-液提取，很容易实现酸和醇的分离，见图4。利用这一反应，在甲苯溶液中，以固定化CAL-B为催化剂，戊二酸酐为酰基供体，可提高拆分制备(—)-帕罗西汀的效率，见图5。固定化脂肪酶在第2、3次循环使用过程中，酶基本上没有流失，对映选择性较强。在第4、5次循环使用过程中部分酶流失，对映体选择性有所降低[6]。
1.2酶法拆分胺
胺和酰胺衍生物具有抗癌、抗病毒等生物活性。(±)-反-2-苯基环戊胺为抗抑郁药品，临床中有重要应用。在有机溶剂中，以CAL-B为催化剂，乙酸乙酯为酰基供体，Gonzalez[7]进行了(±)-反-2-苯基环戊胺的拆分，反应E值>200，转化率为50%，见图6。在相同条件下，(±)-顺-2-苯基环戊胺的拆分效率较低，见图7，若改变酰基供体，以(±)-1-乙苯和(±)-顺-2-苯基环戊基甲氧基乙酸酯为酰基供体，拆分效果较好。, 百拇医药(张中义 吴新侠)