專利名稱：使用三氟乙酸由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物制備維列胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及維列胺(Valienamine)的生產(chǎn)方法，更具體的說，本發(fā)明涉及以顯著高轉(zhuǎn)化率生產(chǎn)維列胺的方法，通過下列步驟進(jìn)行通過使用TFA選擇性水解由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物大規(guī)模生產(chǎn)維列胺，然后從其中除去副產(chǎn)物，即單糖、二糖和三糖。
背景技術(shù)：
涉及維列胺商業(yè)化生產(chǎn)的常規(guī)技術(shù)可以分成兩種類型。第一種類型涉及通過使用微生物發(fā)酵直接生產(chǎn)維列胺的方法，而第二種類型涉及通過使用其它微生物降解生產(chǎn)維列胺衍生物有效霉素的方法。
有效霉素衍生物主要包括維列胺部分，其選擇性與validamine或有效醇胺(Valiolamine)結(jié)合。此外，有效霉素衍生物為假三糖化合物，其為結(jié)合在鏈上的葡萄糖。
有效霉素化合物為用于東亞栽培稻田的殺菌劑的抗生素，它是通過培養(yǎng)土壤微生物吸水鏈霉菌等方法生產(chǎn)的。在本文中有效霉素化合物含有少量中間體維列胺，然后將其通過柱分離出來。
就生產(chǎn)維列胺的另一種方法而言，存在通過使用微生物F.saccharophlum等分離有效霉素的方法。該方法包括將有效霉素用作底物或介質(zhì)并將其加入到混有微生物的液體中；將它們培養(yǎng)一定的時(shí)間，然后通過微生物誘導(dǎo)有效霉素分離；隨后通過經(jīng)柱分離得到有效霉素。不過，這兩種方法均存在缺陷，即它們需要花費(fèi)過長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行微生物發(fā)酵，而產(chǎn)率并非很高。
另一種含有維列胺部分的化合物為阿卡波糖。阿卡波糖由一種類型的土壤微生物游動(dòng)放線菌屬種類(Actinoplanes SP.)的次級(jí)代謝產(chǎn)物得到。目前將其用作糖尿病療法，因?yàn)樗鼘?duì)α-淀粉酶具有抑制作用。然而，迄今為止，尚未公開通過使用阿卡波糖作為原料來商業(yè)化或大規(guī)模生產(chǎn)維列胺的方法。
學(xué)術(shù)界報(bào)導(dǎo)的生產(chǎn)維列胺的方法中，有一種是使用N-溴琥珀酰亞胺(NBS)與有效霉素作為原料生產(chǎn)維列胺的化學(xué)方法。然而，如果該方法使用二甲亞砜(DMSO)作為溶劑，那么在純化和分離副產(chǎn)物的過程中存在困難，并且產(chǎn)率較低。此外，正在進(jìn)行使用有機(jī)酸和無機(jī)酸、諸如硫酸、鹽酸和乙酸生產(chǎn)維列胺的方法的研究。不過，該方法并不實(shí)用，因?yàn)樗芟抻趦H一個(gè)末端糖的水解程度。此外，還嘗試了通過有機(jī)合成生產(chǎn)維列胺，但目前因純化和有機(jī)合成過程效率低而停止。
有一種通過用酶進(jìn)行預(yù)合成生產(chǎn)維列胺的方法，該方法在近年來得到積極研究。這是一種使用低廉底物生產(chǎn)維列胺的方法，通過尋找維列胺合成法和由菌株表達(dá)的相關(guān)酶來進(jìn)行。然而，存在許多困難，諸如活度的測(cè)定和按照基因探針的表達(dá)。因此，目前的生產(chǎn)相當(dāng)困難。
如上所述，通過純化酶或化學(xué)物質(zhì)在體外生產(chǎn)維列胺的方法尚未商業(yè)化，迄今為止主要通過用菌株脫氮假單胞菌和嗜糖黃桿菌(Flavobacterium saccharophilum)水解validoxylamine和有效霉素合成和生產(chǎn)維列胺。日本專利JP 57,054,593中公開了通過使用微生物轉(zhuǎn)化Validoxylamine和有效霉素的反應(yīng)。這是通過使用嗜糖黃桿菌合成和生產(chǎn)維列胺的方法，其中使1-5wt％的validoxylamine與有效霉素的混合物在20-45℃和pH5-8的反應(yīng)條件下反應(yīng)24-200小時(shí)來進(jìn)行。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供以顯著高的轉(zhuǎn)化率生產(chǎn)維列胺的方法，該方法通過下列步驟進(jìn)行首先通過使用TFA選擇性水解由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物而大規(guī)模生產(chǎn)維列胺，然后除去副產(chǎn)物，即單糖、二糖和三糖。
為了達(dá)到所述的目的，本發(fā)明包括通過使用三氟乙酸(TFA)由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物生產(chǎn)維列胺的方法。本發(fā)明特別提供了維列胺的生產(chǎn)方法，其中使用終濃度為0.2-10％的阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物的反應(yīng)底物和10-60％TFA溶液的反應(yīng)溶劑來進(jìn)行。
如果阿卡波糖和/或其衍生物的終濃度低于0.2％或TFA的終濃度超過60％，那么單位生產(chǎn)成本就會(huì)增加。另一方面，如果阿卡波糖和/或其衍生物的終濃度超過10％或TFA的終濃度低于10％，那么其中的產(chǎn)率就會(huì)降低。
此外，本發(fā)明提供了通過使用TFA由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物生產(chǎn)維列胺的方法，其特征在于使該體系在80-120℃下反應(yīng)1-24小時(shí)；或通過使用高溫和高壓滅菌器(autoclave)來進(jìn)行，這樣可以將反應(yīng)時(shí)間減少至1小時(shí)，并將其產(chǎn)率增加到96％。
因此，本發(fā)明可以生產(chǎn)在碳鏈上帶有NH2或NH+3的胺基的維列胺。
通式1
通式2 此外，按照本發(fā)明，阿卡波糖衍生物為帶有1、2、4、5或更多個(gè)與碳鏈結(jié)合的糖的化合物，但一般指的是1個(gè)或2個(gè)糖的衍生物。
已知維列胺具有麥芽糖酶和蔗糖酶抑制作用，對(duì)芽孢桿菌屬的種類具有抗生素活性。此外，其分子內(nèi)原子的排列與α-D-葡萄糖相似。推測(cè)維列胺的α-葡糖苷酶抑制活性是因維列胺與D-葡糖基陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)相似性導(dǎo)致的。D-葡糖基陽(yáng)離子與作為催化劑的酶形成過渡態(tài)形式的半椅式構(gòu)象(half-chair conformation)，它在吡喃糖苷的水解過程中產(chǎn)生。
就帶有維列胺部分的化合物而言，有阿卡波糖、其衍生物、Validoxylamine、有效霉素等。在它們中，阿卡波糖被廣泛用作II型糖尿病的抑制劑。阿卡波糖和阿卡波糖衍生物具有與另兩種化合物(Validoxylamine和有效霉素)不同的結(jié)構(gòu)，并且它們的生產(chǎn)方法也基本上是不同的。
帶有維列胺部分的化合物，即阿卡波糖、其衍生物、validoxylamine和有效霉素均能夠作為維列胺的潛在原料。它們均可以分別通過使用不同細(xì)菌菌株發(fā)酵產(chǎn)生。德國(guó)制藥公司Bayer，Inc.以及中國(guó)和日本制藥公司均將其中的阿卡波糖在全世界作為治療糖尿病的藥物。阿卡波糖比有效霉素更為昂貴，但易于以純?cè)闲问将@得。因此，阿卡波糖具有便利的分離過程的優(yōu)點(diǎn)，使得它成為維列胺的合適原料。當(dāng)將阿卡波糖用作原料時(shí)，存在對(duì)來自裂解糖的色素難以純化的難題，但這一難題通過使用阿卡波糖衍生物可很容易得到解決。
附圖簡(jiǎn)述附

圖1是通過使用TFA由阿卡波糖生產(chǎn)的維列胺的氫NMR譜。
附圖2是通過使用TFA由阿卡波糖生產(chǎn)的維列胺的碳NMR譜。
附圖3是通過使用TFA由阿卡波糖衍生物生產(chǎn)的維列胺的氫NMR譜。
附圖4是通過使用TFA由阿卡波糖衍生物生產(chǎn)的維列胺的碳NMR譜。
附圖5是通過使用TFA由阿卡波糖衍生物生產(chǎn)的維列胺的Bio-LC(HPLC)數(shù)據(jù)圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述實(shí)施例1使用TFA生產(chǎn)維列胺的方法將10g純阿卡波糖放入10％TFA溶液，使終濃度為5％。在100℃的反應(yīng)溫度下，使該體系反應(yīng)12小時(shí)或12小時(shí)以上，隨后除去TFA和水。然后通過使用離子交換樹脂進(jìn)行純化，得到2.02g維列胺。
實(shí)施例2使用TFA生產(chǎn)維列胺的方法將1g純阿卡波糖衍生物(單糖和三糖)放入10％TFA溶液，使終濃度為5％。在100℃的反應(yīng)溫度下，使該體系反應(yīng)12小時(shí)或12小時(shí)以上，隨后除去TFA和水。然后通過使用離子交換樹脂進(jìn)行純化，分別得到0.45g和0.31g的維列胺。
實(shí)施例3通過使用高壓滅菌器以TFA生產(chǎn)維列胺的方法將10g純阿卡波糖放入10％TFA溶液，使終濃度為5％。在121℃的反應(yīng)溫度下使用高壓滅菌器升壓的同時(shí)，使該體系反應(yīng)30分鐘-1小時(shí)，隨后除去TFA和水。然后通過使用離子交換樹脂進(jìn)行純化，得到2.1g維列胺。
實(shí)施例4通過使用高壓滅菌器以TFA生產(chǎn)維列胺的方法將1g純阿卡波糖衍生物(單糖和三糖)放入10％TFA溶液，使終濃度為5％。在121℃的反應(yīng)溫度下使用高壓滅菌器升壓的同時(shí)，使該體系反應(yīng)30分鐘-1小時(shí)，隨后除去TFA和水。然后通過使用離子交換樹脂進(jìn)行純化，分別得到0.46g和0.30g維列胺。
由實(shí)施例1和2的反應(yīng)得到的產(chǎn)物的氫和碳NMR譜如下1H-NMR(D2O)δ3.42(1H，br s，H-1)，3.54(2H，Abq，J＝13.6Hz，H-7)，3.94(1H，d，J＝6.79Hz)，3.97(1H)，4.05(1H)，5.64(1H，d，J＝4.6)13C-NMR(D2O)δ48.9(C-1)，61.2(C-7)，69.7(C-2)，71.7(C-4)，72.0(C-3)，123.4(C-6)，139.9(C-5).
工業(yè)實(shí)用性通過使用本發(fā)明的方法，可以由阿卡波糖生產(chǎn)維列胺，產(chǎn)率為50～95％，；和/或由阿卡波糖衍生物生產(chǎn)維列胺，產(chǎn)率為70～95％。由于水解發(fā)生在與維列胺的胺部分相鄰的α-結(jié)合位置上，所以僅單糖、二糖或三糖作為副產(chǎn)物產(chǎn)生。由于這一優(yōu)點(diǎn)，所以精制工藝變得簡(jiǎn)便，從而能夠以高純度生產(chǎn)維列胺，同時(shí)色素減少。
此外，通過使用本發(fā)明的方法，可以更易于生產(chǎn)廣泛在包括韓國(guó)、日本和中國(guó)在內(nèi)的世界上作為糖尿病治療劑銷售的伏格列波糖，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本。本發(fā)明還有助于研發(fā)具有更好的藥物活性或可以用于其它類型疾病的維列胺衍生物。
權(quán)利要求
1.通過使用三氟乙酸(TFA)由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物生產(chǎn)維列胺的方法。
2.權(quán)利要求1所述的通過使用三氟乙酸(TFA)由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物生產(chǎn)維列胺的方法，其中包括使用終濃度為0.2～10％的阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物作為反應(yīng)底物的步驟。
3.權(quán)利要求1所述的通過使用三氟乙酸(TFA)由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物生產(chǎn)維列胺的方法，其中包括使用10～60％的TFA。
4.權(quán)利要求1所述的通過使用三氟乙酸(TFA)由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物生產(chǎn)維列胺的方法，包括在80-120℃下使反應(yīng)進(jìn)行1～24小時(shí)。
5.權(quán)利要求1所述的通過使用三氟乙酸(TFA)由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物生產(chǎn)維列胺的方法，包括在高溫和高壓下使用高壓滅菌器以減少反應(yīng)時(shí)間并增加產(chǎn)率。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用有機(jī)酸TFA(三氟乙酸)由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物制備維列胺的方法。使用本發(fā)明的方法，應(yīng)用TFA由阿卡波糖和/或阿卡波糖衍生物選擇性水解產(chǎn)生大量為α－葡萄糖苷酶強(qiáng)阻滯劑且可用于治療糖尿病的伏格列波糖的核心前體，即維列胺。
文檔編號(hào)C07C209/62GK1630630SQ02829209
公開日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2002年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者許栗, 吳振煥 申請(qǐng)人:B T Gin·有限公司