一种左卡尼汀的制备方法与流程

1.本发明涉及药物合成技术领域，具体涉及一种左卡尼汀的制备方法。


背景技术：

2.左卡尼汀，又称左旋肉碱，化学名称:(r)
‑3‑
羟基
‑4‑
(三甲基胺基)丁酸盐，结构式为：可用于治疗慢性肾功能衰竭、心肌病、冠心病和有机酸血症等，还可作为慢性肝病的辅助治疗药物，对内毒素血症和肝脏损伤有一定保护作用。也可用作营养添加剂和饲料添加剂。
3.目前文献报道左卡尼汀的制备方法概括划分为提取法、生物发酵法、酶法、化学拆分法和不对称合成法。光学纯的（r）
‑3‑
羟基
‑4‑
(三甲基胺基)丁酸盐的主要制备法是乙酰乙酸酯的不对称合成法，不对称合成法常见以4
‑
氯乙酰乙酸乙酯为原料，该价格低廉且易于合成，属于潜手性底物，不对称还4
‑
氯乙酰乙酸乙酯制备手性的（r）
‑3‑
羟基
‑4‑
(三甲基胺基)丁酸盐是非常有效经济的一条途径。反应原理是，在手性催化剂的帮助下，氢原子对 4
‑
氯乙酰乙酸乙酯分子中的 c=o 双键进行不对称加成反应制备具有光学活性的（r）
‑3‑
羟基
‑4‑
(三甲基胺基)丁酸盐，潜手性β
‑
羰基酯不对称还原产生手性β
‑
羟基酯的反应，化学法由于存在催化剂价格昂贵，反应成本高，且达不到安全使用标准的弊端，不能满足市场需求，制约了化学法合成手性的工业化发展。生物催化法在现有报道的方法中，虽然反应条件较为温和，但是立体选择性一直难以有较大的突破。


技术实现要素：

4.本发明提供一种左卡尼汀的制备方法，解决现有的左卡尼汀合成生物催化法立体选择性较差的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样的实现的：一种左卡尼汀的制备方法，包括下述步骤：（1）4
‑
氯乙酰乙酸乙酯在助溶剂、羰基还原酶、辅酶、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖和葡萄糖溶液的作用下，调节ph值至6.5
‑
7.5，在20
‑
30℃，搅拌，发生还原反应生成（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯；（2）（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯与三甲胺反应生成左卡尼汀。反应方程式如下所示：
其中，所述葡萄糖溶液的质量百分比浓度为5
‑
8%。
6.其中，所述辅酶为选择氧化性辅酶nad

。
7.其中，所述羰基还原酶为酮还原酶kred
‑
101。
8.其中，，所述助溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。
9.其中，所述4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与助溶剂的质量体积比为1：5
‑
10g/ml，所述4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与葡萄糖溶液的质量体积比为1：30
‑
50g/ml。
10.其中，所述羰基还原酶、辅酶、葡萄糖脱氢酶与4
‑
氯乙酰乙酸乙酯的质量比分别为0.5
‑
0.8：1、0.2
‑
0.3：1和0.4
‑
0.6：1。
11.其中，所述步骤（2）具体为：在氢氧化钠存在条件下，将三甲胺水溶液缓慢滴加到(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯的三氯甲烷溶液中，控制滴速≤0.5l/h，滴完后在0
‑
5℃搅拌反应10
‑
15小时，然后升至室温，反应20
‑
24小时，滴加浓盐酸调 ph 值为6，用 732 型阳离子树脂柱纯化，接收液旋干，得白色的左卡尼汀。
12.其中，所述型阳离子树脂柱纯化过程为：将反应液加入离子树脂柱，控制柱下流速≤0.5l/h，加料毕，向树脂柱中加入纯化水，开始控制柱下流速≤0.5l/h，测柱下排液ph值为6时结束；然后再加入质量分数为4%
‑
6%的稀氨水，控制柱下流速≤0.2l/h，当柱下排液的ph值为7时开始接收，ph值＞8停止接收，合并得接收液。
13.其中，所述三甲胺水溶液的质量百分比浓度为20
‑
30%，所述步骤（2）中三甲胺水溶液与(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯体积质量比为3
‑
5：1ml/g。
14.本发明的有益效果：本发明采用羰基还原酶对4
‑
氯乙酰乙酸乙酯分子中的c=o双键进行不对称加成反应，此法反应选择性非常高，后处理简单，生产成本低。该工艺副产物少，废弃物少，对环境污染低。
15.与现有的合成相比，收率显著提高．并且合成步骤少，原料易得，操作简单，绿色环保。
具体实施方式
16.下面通过本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于
本发明保护的范围。
17.实施例1本实施例提供一种左卡尼汀的制备方法，包括下述步骤：（1）4
‑
氯乙酰乙酸乙酯在甲醇、酮还原酶kred
‑
101、辅酶nad

、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖和葡萄糖溶液的作用下，调节ph值至7.0，在25℃条件下，搅拌，发生还原反应生成（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯；葡萄糖溶液的质量百分比浓度为6.5%；4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与甲的质量体积比为1：8g/ml，所述4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与葡萄糖溶液的质量体积比为1：40g/ml。所述羰基还原酶、辅酶、葡萄糖脱氢酶与4
‑
氯乙酰乙酸乙酯的质量比分别为0.65：1、0.25：1和0.5：1；（2）（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯与三甲胺反应生成左卡尼汀，具体为：在氢氧化钠存在条件下，将三甲胺水溶液缓慢滴加到(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯的三氯甲烷溶液中，三甲胺水溶液的质量百分比浓度为25%，三甲胺水溶液与(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯体积质量比为4：1ml/g；控制滴速≤0.5l/h，滴完后在0
‑
5℃搅拌反应12小时，然后升至室温，反应20
‑
24小时，滴加浓盐酸调ph值为6，用 732型阳离子树脂柱纯化，阳离子树脂柱纯化过程为：将反应液加入离子树脂柱，控制柱下流速0.3l/h，加料毕，向树脂柱中加入纯化水，开始控制柱下流速0.4l/h，测柱下排液ph值为6时结束；然后再加入质量分数为4%
‑
6%的稀氨水，控制柱下流速0.15l/h，当柱下排液的ph值为7时开始接收，ph值＞8停止接收，合并得接收液，接收液旋干，得白色的左卡尼汀。比旋度为
‑
29.9
°
(c=1，h2o)经过质谱和熔点方法确认了结构，lc
‑
ms：m=161，熔点：204.2
‑
206.4℃。
18.实施例2本实施例提供一种左卡尼汀的制备方法，包括下述步骤：（1）4
‑
氯乙酰乙酸乙酯在乙醇、酮还原酶kred
‑
101、辅酶nad

、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖和葡萄糖溶液的作用下，调节ph值至6.5，在30℃，搅拌，发生还原反应生成（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯；葡萄糖溶液的质量百分比浓度为5%；4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与乙醇的质量体积比为1： 10g/ml，所述4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与葡萄糖溶液的质量体积比为1：30g/ml。所述羰基还原酶、辅酶、葡萄糖脱氢酶与4
‑
氯乙酰乙酸乙酯的质量比分别为0.8：1、0.2：1和0.6：1；（2）（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯与三甲胺反应生成左卡尼汀，具体为：在氢氧化钠存在条件下，将三甲胺水溶液缓慢滴加到(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯的三氯甲烷溶液中，三甲胺水溶液的质量百分比浓度为20%，三甲胺水溶液与(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯体积质量比为5：1ml/g；控制滴速≤0.5l/h，滴完后在0℃搅拌反应15小时，然后升至室温，反应20小时，滴加浓盐酸调ph值为6，用732型阳离子树脂柱纯化，阳离子树脂柱纯化过程为：将反应液加入离子树脂柱，控制柱下流速0.5l/h，加料毕，向树脂柱中加入纯化水，开始控制柱下流速0.5l/h，测柱下排液ph值为6时结束；然后再加入质量分数为4%的稀氨水，控制柱下流速0.2l/h，当柱下排液的ph值为7时开始接收，ph值＞8停止接收，合并得接收液，接收液旋干，得白色的左卡尼汀。比旋度为
‑
30.2
°
(c=1，h2o)经过质谱和熔点方法确认了结构，lc
‑
ms：m=161，熔点：203.8
‑
206.1℃。
19.实施例3本实施例提供一种左卡尼汀的制备方法，包括下述步骤：（1）4
‑
氯乙酰乙酸乙酯在异丙醇、酮还原酶kred
‑
101、辅酶nad

、葡萄糖脱氢酶、葡
萄糖和葡萄糖溶液的作用下，调节ph值至7.5，在20℃，搅拌，发生还原反应生成（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯；葡萄糖溶液的质量百分比浓度为8%；4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与异丙醇的质量体积比为1：5g/ml，所述4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与葡萄糖溶液的质量体积比为1：50g/ml。所述羰基还原酶、辅酶、葡萄糖脱氢酶与4
‑
氯乙酰乙酸乙酯的质量比分别为0.5：1、0.3：1和0.4：1；（2）（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯与三甲胺反应生成左卡尼汀，具体为：在氢氧化钠存在条件下，将三甲胺水溶液缓慢滴加到(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯的三氯甲烷溶液中，三甲胺水溶液的质量百分比浓度为30%，三甲胺水溶液与(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯体积质量比为3：1ml/g；控制滴速≤0.5l/h，滴完后在5℃搅拌反应10小时，然后升至室温，反应小时，滴加浓盐酸调ph值为6，用732型阳离子树脂柱纯化，阳离子树脂柱纯化过程为：将反应液加入离子树脂柱，控制柱下流速0.4l/h，加料毕，向树脂柱中加入纯化水，开始控制柱下流速0.45l/h，测柱下排液ph值为6时结束；然后再加入质量分数为6%的稀氨水，控制柱下流速0.15l/h，当柱下排液的ph值为7时开始接收，ph值＞8停止接收，合并得接收液，接收液旋干，得白色的左卡尼汀。比旋度为
‑
30.1
°
(c=1，h2o)经过质谱和熔点方法确认了结构，lc
‑
ms：m=161，熔点：204.2
‑
206.1℃。
20.实施例4本实施例提供一种左卡尼汀的制备方法，包括下述步骤：（1）4
‑
氯乙酰乙酸乙酯在甲醇、酮还原酶kred
‑
101、辅酶nad

、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖和葡萄糖溶液的作用下，调节ph值至6.8，在28℃，搅拌，发生还原反应生成（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯；葡萄糖溶液的质量百分比浓度为6%；4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与甲醇的质量体积比为1：9g/ml，所述4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与葡萄糖溶液的质量体积比为1：32g/ml。所述羰基还原酶、辅酶、葡萄糖脱氢酶与4
‑
氯乙酰乙酸乙酯的质量比分别为0.6：1、0.28：1和0.55：1；（2）（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯与三甲胺反应生成左卡尼汀，具体为：在氢氧化钠存在条件下，将三甲胺水溶液缓慢滴加到(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯的三氯甲烷溶液中，三甲胺水溶液的质量百分比浓度为22%，三甲胺水溶液与(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯体积质量比为3.5：1ml/g；控制滴速≤0.5l/h，滴完后在4℃搅拌反应11小时，然后升至室温，反应23小时，滴加浓盐酸调ph值为6，用732型阳离子树脂柱纯化，阳离子树脂柱纯化过程为：将反应液加入离子树脂柱，控制柱下流速0.3l/h，加料毕，向树脂柱中加入纯化水，开始控制柱下流速≤0.2l/h，测柱下排液ph值为6时结束；然后再加入质量分数为4.5%的稀氨水，控制柱下流速0.15l/h，当柱下排液的ph值为7时开始接收，ph值＞8停止接收，合并得接收液，接收液旋干，得白色的左卡尼汀。比旋度为
‑
30.2
°
(c=1，h2o)经过质谱和熔点方法确认了结构，lc
‑
ms：m=161，熔点：203.9
‑
205.8℃。
21.实施例5本实施例提供一种左卡尼汀的制备方法，包括下述步骤：（1）4
‑
氯乙酰乙酸乙酯在乙醇、酮还原酶kred
‑
101、辅酶nad

、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖和葡萄糖溶液的作用下，调节ph值至7.2，在22℃，搅拌，发生还原反应生成（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯；葡萄糖溶液的质量百分比浓度为7%；4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与乙醇的质量体积比为1：6g/ml，所述4
‑
氯乙酰乙酸乙酯与葡萄糖溶液的质量体积比为1：45g/ml。所述羰基还原酶、辅酶、葡萄糖脱氢酶与4
‑
氯乙酰乙酸乙酯的质量比分别为0.6：1、0.28：1和0.45：1；（2）（r）
‑4‑
氯
‑3‑
羟基丁酸乙酯与三甲胺反应生成左卡尼汀，具体为：在氢氧化钠
存在条件下，将三甲胺水溶液缓慢滴加到(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯的三氯甲烷溶液中，三甲胺水溶液的质量百分比浓度为28%，三甲胺水溶液与(r)
‑4‑
氯
‑3‑
羟基
‑
丁酸乙酯体积质量比为3.5：1ml/g；控制滴速≤0.5l/h，滴完后在2℃搅拌反应14小时，然后升至室温，反应21小时，滴加浓盐酸调 ph 值为6，用 732 型阳离子树脂柱纯化，阳离子树脂柱纯化过程为：将反应液加入离子树脂柱，控制柱下流速0.3l/h，加料毕，向树脂柱中加入纯化水，开始控制柱下流速0.4l/h，测柱下排液ph值为6时结束；然后再加入质量分数为4%
‑
6%的稀氨水，控制柱下流速0.15l/h，当柱下排液的ph值为7时开始接收，ph值＞8停止接收，合并得接收液，接收液旋干，得白色的左卡尼汀。比旋度为
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30.3
°
(c=1，h2o)经过质谱和熔点方法确认了结构，lc
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ms：m=161，熔点：204.1
‑
206.2℃。
22.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。