阿莫西林中間體的制備及拆分

1、d-對(duì)羥基苯甘氨酸(d-p-hydroxyphenylglycine,d-hpg),化學(xué)名為d-氨基對(duì)羥基苯乙酸,分子式為c8h9no3,分子量為167. 2,是白色固體粉末,熔點(diǎn)為240,微溶于乙醇和水.d-對(duì)羥基苯甘氨酸是合成廣譜抗生素阿莫西林、頭孢羥氨芐的重要原料1,因此d-對(duì)羥基苯甘氨酸的合成研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值.國(guó)內(nèi)外都是先合成外消旋的dl-對(duì)羥基苯甘氨酸(dl-hpg),然后用化學(xué)或生物技術(shù)拆分法獲得d-對(duì)羥基苯甘氨酸.現(xiàn)就國(guó)內(nèi)外關(guān)于d-對(duì)羥基苯甘氨酸合成工藝的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述. 1dl-對(duì)羥基苯甘氨酸的制備dl-對(duì)羥基苯甘氨酸的制備主要有苯甲醛法和乙醛酸法兩種路線.1. 1苯甲

2、醛法2苯甲醛法用對(duì)羥基苯甲醛,碳酸氫銨與氰化鈉環(huán)合成對(duì)羥基苯海因,再經(jīng)堿性水解,開(kāi)環(huán)制備dl-對(duì)羥基苯甘氨酸.反應(yīng)方程式如下:這種合成路線利用最早,也比較成熟,但是該路線收率不高,且需要使用劇毒品氰化鈉,現(xiàn)已很少使用.1. 2乙醛酸法乙醛酸法是上世紀(jì)90年代才形成的,是以乙醛酸為原料來(lái)合成d-對(duì)羥基苯甘氨酸.1. 2. 1對(duì)羥基扁桃酸氨解法對(duì)羥基扁桃酸氨解法是以苯酚、乙醛酸為原料,氨基甲酸銨為氨化劑在5070進(jìn)行反應(yīng),通入n2保護(hù),可以得到純度大于99%的d-對(duì)羥基苯甘氨酸,收率達(dá)到65%以上,反應(yīng)條件較易控制3.其反應(yīng)式為:1. 2. 2乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法用乙醛酸、苯酚與銨鹽作用,一步

3、法合成dl-hpg,此法原料易得、價(jià)格便宜,但反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),收率偏低.現(xiàn)在對(duì)此法進(jìn)行改進(jìn),以氨基磺酸代替原工藝中的銨鹽,則反應(yīng)收率高,且后處理也容易進(jìn)行,若添加適當(dāng)?shù)拇呋瘎?可進(jìn)一步縮短反應(yīng)時(shí)間.此法在我國(guó)石家莊、武漢等廠家普遍采用.使用乙醛酸、苯酚、氨基磺酸4制得dl-hpg,溫度控制在4060,反應(yīng)56 h,對(duì)羥基苯甘氨酸的收率為66. 7%,經(jīng)母液套用后,收率可以達(dá)到83. 8%.加入相轉(zhuǎn)移催化劑芐基三乙基氯化銨5,可將親油性的苯酚轉(zhuǎn)移到親水性的乙醛酸相中,使反應(yīng)較易進(jìn)行.單程收率達(dá)70%以上,母液回收套用后總收率達(dá)75%以上,經(jīng)高效液相色譜法測(cè)得產(chǎn)品純度為99. 1%.此法反應(yīng)時(shí)間短、收

4、率高.1. 2. 3對(duì)羥基苯海因水解法scharders, dehmlow e v6用乙醛酸、尿素與苯酚作用生成對(duì)-羥基苯海因,再進(jìn)行水解得目標(biāo)化合物.其反應(yīng)式為:此外還有一些合成方法,以苯酚、乙醛酸為原料,氨水7為氨化劑采用最優(yōu)工藝合成了dl-hpg.以鄰苯二甲酰亞胺8代替氨基磺酸,選用季銨鹽十八烷基二甲基芐基氯化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑,產(chǎn)品收率可達(dá)83. 5%,純度可達(dá)99%以上.反應(yīng)條件溫和、工藝簡(jiǎn)單,提高了產(chǎn)品收率和純度,此工藝具有一定的工業(yè)推廣價(jià)值.比較以上各種方法可以看出,由于乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法具有步驟少、收率高、成本低等優(yōu)點(diǎn),從而得到了廣泛應(yīng)用. 2dl-hpg的拆分在拆分技術(shù)上

5、,近幾年國(guó)內(nèi)外常用的主要有化學(xué)拆分法和生物酶法.2. 1化學(xué)拆分法化學(xué)拆分法是廣泛使用的一種方法.該法利用手性試劑與對(duì)羥基苯甘氨酸反應(yīng),生成兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體,再利用兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體的物理性質(zhì)的不同將其拆分.最后把這兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體分別復(fù)原為原來(lái)的對(duì)映體.以d-3-溴樟腦-8-磺酸銨鹽9為拆分劑,在水楊醛存在下,使拆分和l-對(duì)羥基苯甘氨酸消旋同時(shí)進(jìn)行,拆分外消旋對(duì)羥基苯甘氨酸得到阿莫西林等的側(cè)鏈酸d-對(duì)羥基苯甘氨酸,總收率為70%,光學(xué)純度99%.其反應(yīng)式為:以dl-對(duì)羥基苯甘氨酸為原料,酯化后與d-酒石酸10成鹽,利用d-型和l-型鹽在甲醇中溶解度的不同,d-型鹽先析出,經(jīng)水解、中和得到d-對(duì)

6、羥基苯甘氨酸,總收率為61%.此法原料易得、工藝簡(jiǎn)單、成本低.在拆分體系中加入苯甲醛可直接將l-對(duì)羥基苯甘氨酸消旋重新拆分,能使步驟簡(jiǎn)化,收率有所提高.2. 2生物酶法生物酶法是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究比較多的拆分方法,生物酶法具有光學(xué)活性單一、能源消耗少、“三廢”污染小等優(yōu)點(diǎn).海因酶能選擇性地將外消旋dl-對(duì)羥基苯海因中d型水解為n-氨甲酰-d-對(duì)羥基苯甘氨酸(nc-d-hpg),殘留l-對(duì)羥基苯海因在中性或堿性條件下,會(huì)迅速自發(fā)地消旋為dl-對(duì)羥基苯海因.因此,消旋的dl-對(duì)羥基苯海因最終接近于完全轉(zhuǎn)化為d-hpg.酶拆分法包括一步酶一步化學(xué)法和二步酶法,前者是用海因酶將dl-hpg水解為nc-d-

7、hpg,再用化學(xué)法將其水解為d-hpg.隨著n-氨甲酰水解酶在自然界中被發(fā)現(xiàn),二步酶法生產(chǎn)d-hpg目前已成為研究的熱點(diǎn)11.據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道:分離出來(lái)的burkholderia cepaciajs-0212、sinorhizobium morelenss-513菌株能產(chǎn)生高活性的對(duì)羥基苯海因酶和n-氨甲酰水解酶,可以把對(duì)-羥基苯海因轉(zhuǎn)化成d-對(duì)羥基苯甘氨酸.這樣就省去了先合成外消旋混合物再拆分的繁瑣步驟,可直接得到期望產(chǎn)物.3結(jié)語(yǔ)乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法現(xiàn)已普遍應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn),具有步驟少、收率高、成本低等優(yōu)點(diǎn).隨著拆分技術(shù)的發(fā)展,研發(fā)d-hpg的前景更好.為了實(shí)施綠色化學(xué),倡導(dǎo)綠色合成,應(yīng)注重不對(duì)

8、稱合成技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),利用不對(duì)稱合成技術(shù)直接得到期望的化合物構(gòu)型d-hpg,避免了繁瑣的拆分,簡(jiǎn)化了后處理操作,也減輕了環(huán)保壓力.其它文獻(xiàn)：1 dhpg的合成化學(xué)合成是工業(yè)上生產(chǎn)dhpg 普遍采用的方法,但近年來(lái),隨著環(huán)保要求的不斷提高和生物酶技術(shù)在手性氨基酸藥物中的研究的不斷進(jìn)展,利用生物催化合成 dhpg 逐漸成為研究的熱點(diǎn) 2 4。1. 1 生物催化合成法與化學(xué)合成方法相比, 生物催化法具有環(huán)境污染小、 反應(yīng)條件溫和、 選擇性和轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn),但生物菌種的篩選較為困難, 投資大, 生物酶容易失活,無(wú)法大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。對(duì)于生物催化合成法的研究主要集中在利用d, l對(duì)羥基苯海因( d, l

9、hph )為原料經(jīng)酶催化合成dhpg 上。1. 1. 1 單酶法單酶法實(shí)際上分兩步 5, 6, 第一步使用d海因酶( ec 3. 5. 2. 2)作用在底物d, lhph 上,使其進(jìn)行不對(duì)稱開(kāi)環(huán)生成n氨基甲酰d對(duì)羥基苯甘氨酸; 第二步再將 n氨基甲酰d對(duì)羥基苯甘氨酸用化學(xué)方法水解脫去氨甲?；胐hpg。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于 d海因酶能選擇性水解d h ph,而lh ph 在堿性條件下可以自發(fā)消旋為d, lhph,底物的利用率達(dá)到100%, 但反應(yīng)第二步采用化學(xué)方法水解,污染問(wèn)題仍較為嚴(yán)重。1. 1. 2 兩菌兩酶法隨著d氨基甲酰水解酶( ec 3. 5. 1) 的發(fā)現(xiàn),使由d, lhph 合成 d

10、hpg 的兩菌兩酶法得以實(shí)現(xiàn) 7, 8。培養(yǎng)用來(lái)提取d海因酶和d氨基甲酰水解酶適合的菌種是該法的關(guān)鍵( 見(jiàn)下式)。 許多菌種都可以用來(lái)提取d海因酶, 如土壤桿菌,嗜熱脂肪芽孢桿菌, 根瘤農(nóng)桿菌, 假單胞桿菌,大腸桿菌等 9 18。d 海因酶催化對(duì)羥基苯海因的反應(yīng)一般在堿性緩沖溶液中進(jìn)行, 反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較化學(xué)合成要高許多。oliver keil 等 9成功從嗜熱菌種提取出 d海因酶, 該酶在 ph = 8. 5緩沖溶液中催化對(duì)羥基苯海因水解,反應(yīng)溫度70 ,轉(zhuǎn)化率達(dá)75%以上; chen 等 11從重組的大腸桿菌 bl21 ( de3) 中提取出海因酶, 該酶在 40 , ph= 8. 5 的緩

11、沖溶液中進(jìn)行催化反應(yīng), 對(duì)羥基苯海因的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了95%。游離的d 海因酶對(duì)環(huán)境敏感,活性一般只能持續(xù)一到兩周時(shí)間, 容易失活,且反應(yīng)完后無(wú)法回收, 無(wú)法重復(fù)使用,而酶的固載可克服這些缺點(diǎn),因此成為近些年研究的重點(diǎn) 19 23。jia 等 24用戊二醛活化的聚苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂對(duì)d海因酶進(jìn)行固載, d海因酶中的氨基與戊二醛的醛基結(jié)合生成 schif fbase, 使 d 海因酶更加穩(wěn)定,提高了酶的活性。固載后酶的活性在 30 h 內(nèi)沒(méi)有變化, 100 d 后仍能保持 90%。d 氨基甲酰水解酶的壽命比 d 海因酶要短得多, 一般只能維持十幾個(gè)小時(shí), 但其催化活性高,反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率往往達(dá)到100

12、% ,因此d氨基甲酰水解酶和它的固載方法的研究具有非常重要的意義 25 32。chao 等 33對(duì) d氨基甲酰水解酶carbamolyase cbl303 進(jìn)行了固載, 其半衰期由17 h 提高到了210 h, 酶重復(fù)使用 16 次后, 底物的轉(zhuǎn)化率仍能達(dá)到100%。1. 1. 3 一菌兩酶法研究發(fā)現(xiàn), 從某些菌種可以同時(shí)產(chǎn)生 d 海因酶和d氨基甲酰水解酶, 如假單胞菌、 土壤桿菌等,這使得原來(lái)兩步的反應(yīng)變?yōu)橐徊酵瓿伞iang等 34從菌種 bur kholder ia cepacia js02 中同時(shí)提取了d海因酶和d氨基甲酰水解酶,將其用于由對(duì)羥基苯海因水解制備對(duì)羥基苯甘氨酸的反應(yīng)中取得

13、了很好的結(jié)果, d 對(duì)羥基苯甘氨酸的摩爾收率達(dá)94%。為了實(shí)現(xiàn)催化劑的重復(fù)使用, arnaz 等 35, 36同樣對(duì)一步反應(yīng)中的 d海因酶和 d氨基甲酰水解酶的固載進(jìn)行了研究。使用海藻酸鹽對(duì)d海因酶和d 氨基甲酰水解酶進(jìn)行包埋,固載后反應(yīng)重復(fù)進(jìn)行6 次, 酶的活力依然沒(méi)有減弱,但反應(yīng)的收率只有 50%。arnaz 等 3 7對(duì)固載試劑進(jìn)行了改進(jìn),使用海藻酸鹽和殼聚糖的復(fù)合物對(duì)兩種酶進(jìn)行包埋, dhpg 的收率提高到 80%。導(dǎo)致收率明顯下降的原因是 d海因酶的活性比 d 氨基甲酰水解酶高許多, 隨著反應(yīng)的進(jìn)行,對(duì)羥基苯海因水解速度將大于n氨甲酰基d 對(duì)羥基苯甘氨酸的水解速度, 導(dǎo)致了中間產(chǎn)物n

14、氨甲?；鵧對(duì)羥基苯甘氨酸的不斷積累, 使反應(yīng)的收率下降。為了解決上述問(wèn)題, liu 等 38和 hiroy uki等 39分別對(duì)大腸桿菌的基因片段進(jìn)行了重組,使得從重組的大腸桿菌提取的 d 海因酶和 d 氨基甲酰水解酶之間的活性差異減小, 減少了中間產(chǎn)物n氨甲?；鵧對(duì)羥基苯甘氨酸的積累, 提高了收率( 95. 2%和98% )。1. 2 d hpg的化學(xué)合成方法化學(xué)合成因其具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,易于操作等優(yōu)點(diǎn), 是目前中國(guó)工業(yè)化生產(chǎn) dhpg 普遍采用的方法。方法是先制備 d, lhpg, 再對(duì)其進(jìn)行拆分得到 dhpg。d, lhpg 合成方法主要有以下幾種。1. 2. 1 對(duì)甲氧基苯甲醛法該法是

15、早期用于工業(yè)生產(chǎn) d, lhpg 的合成方法。對(duì)甲氧基苯甲醛與氰化鈉在水溶液或醇溶液中,經(jīng)環(huán)合、 加壓堿水解和脫甲基, 得到 d, lh該反應(yīng)中使用劇毒的氰化鈉, 反應(yīng)路線長(zhǎng),收率低,堿水解步驟需要高壓,對(duì)設(shè)備的要求條件較高,目前已經(jīng)逐步被淘汰。1. 2. 2 對(duì)羥基苯甲醛法( strecker 氨基酸合成法)strecker 氨基酸合成法也是較早用于合成d, lh pg 的方法 4 0。即用對(duì)羥基苯甲醛與氰化物作用生成對(duì)羥基 氨基苯乙腈, 然后酸性水解成目標(biāo)化合物,該法工藝較成熟, 收率較高,反應(yīng)時(shí)間短,但使用的對(duì)羥基苯甲酸價(jià)格較高,也同樣使用了劇毒的氰化物,生產(chǎn)中存在含 cn-的廢水和hc

16、n 的處理問(wèn)題,目前已經(jīng)很少有廠家采用。 該法的關(guān)鍵是拆分劑的選擇, 常用的拆分劑有:手性酒石酸,樟腦磺酸類等。以酒石酸為拆分劑,原料易得,成本低,但反應(yīng)步驟長(zhǎng),單程轉(zhuǎn)化率低(僅為50% ) ; 溴化樟腦磺酸的拆分效果好, 轉(zhuǎn)化率也較高,單程轉(zhuǎn)化率超過(guò)60%。2. 2 誘導(dǎo)結(jié)晶法本法利用氨基化合物的物理性質(zhì)差異, 在外消旋體溶液中加入一種旋光異構(gòu)體作為晶種, 誘導(dǎo)相同的異構(gòu)體析出, 從而達(dá)到分離的目的 58 60。常用的拆分劑有: 手性酒石酸、 溴代樟腦磺酸、 苯磺酸、 硫酸等, 拆分路線如下:該法的優(yōu)點(diǎn)是不使用昂貴的拆分劑, 并且利于回收和分離, 拆分母液可循環(huán)150 次以上, 消旋化母液可

17、連續(xù)套用。在拆分過(guò)程中選用合適的溶劑及配比,對(duì)投料量和溫度嚴(yán)格控制,能取得較好的拆分效果, 旋光度可達(dá) 80% , 一步拆分收率可達(dá)90% , 降低了拆分成本。但是仍存在步驟多不能連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題。2. 3 離子自拆分法離子自拆分法是利用dhpg 自身作為拆分劑,在d對(duì)羥基苯甘氨酸硫酸氫鹽的溶液中誘導(dǎo)結(jié)晶析出d對(duì)羥基苯甘氨酸硫酸鹽, 再水解得dhpg 61。該法反應(yīng)時(shí)間短,污染少, 成本低, 適于工業(yè)生產(chǎn), 但反應(yīng)中作為拆分劑的 dhpg 必須要有較高的光學(xué)純度, 否則將直接影響到拆分產(chǎn)物的光學(xué)純度。2. 4 不對(duì)稱轉(zhuǎn)化法不對(duì)稱轉(zhuǎn)化法是在醛類催化劑的作用下, 選用合適的拆分劑, 不需要分離出另一

18、種光學(xué)異構(gòu)體,使消旋化和拆分在合適的溶劑中同步完成 62 65。該法省去了經(jīng)典拆分中因?qū)τ丑w的濃度增加而導(dǎo)致的夾帶現(xiàn)象,保證了光學(xué)純度,拆分和消旋同步完成, 是近年來(lái)應(yīng)用于氨基酸拆分領(lǐng)域的先進(jìn)拆分技術(shù)之一。該法常用的拆分劑有溴代樟腦磺酸、 鄰甲基苯磺酸、 磺基水揚(yáng)酸、 苯基乙磺酸等。yamada 等 62用苯基乙磺酸為拆分劑, dhpg 的收率為 79. 5%, 光學(xué)純度為99. 8%。楊藝虹 6 5以甲基苯磺酸( t s) 為拆分劑, 以醋酸為溶劑,在苯甲醛的催化下制得dhpg ts 鹽,然后再氨解得 d hpg, 總收率為77. 3%, 光學(xué)純度為98. 9%。3 結(jié) 語(yǔ)乙醛酸,苯酚與銨鹽

19、一步合成d, lh pg, 再經(jīng)不對(duì)稱轉(zhuǎn)化拆分制備 dhpg 的方法原料易得,反應(yīng)步驟少, 工藝簡(jiǎn)單, 適合工業(yè)化生產(chǎn)。但生物酶催化合成 d hpg 的選擇性高, 污染小,反應(yīng)條件溫和,而且一酶雙菌研究的不斷進(jìn)展,使得反應(yīng)在一步內(nèi)完成, 是工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展的方向。 其它類似主要拆分方法技術(shù)由于國(guó)內(nèi)外大多是以對(duì)羥基苯甘氨酸得左旋體，所以研究該產(chǎn)品的拆分工藝尤為重要。在非手性環(huán)境中， 右消旋和左消旋的物理性質(zhì)相同， 所以拆分難度大， 工藝過(guò)程復(fù)雜， 收率低， 通常利用一般方法不能將其分開(kāi)， 常用的拆分法有以下幾種。2.1 化學(xué)拆分法化學(xué)拆分法是利用光學(xué)活性劑與對(duì)羥基苯甘氨酸反應(yīng)， 使之生成非對(duì)映異構(gòu)

20、體， 再利用非對(duì)映異構(gòu)體物理性質(zhì) （如溶解度、 蒸汽壓、 吸收系數(shù)等） 的差異將其拆分9。原理如圖6。本法的關(guān)鍵是拆分劑的選擇，常用的有酒石酸、樟腦磺酸類、 苯磺酸等。以酒石酸為拆分劑， 原料易得， 成本低， 但反應(yīng)步驟長(zhǎng)， 單程轉(zhuǎn)化率低 （僅 50） ；溴化樟腦磺酸的拆分效果好， 轉(zhuǎn)化率也較高， 單程轉(zhuǎn)化率超過(guò) 60； 苯磺酸這類非光學(xué)活性拆分劑， 易于回收， 成本較低， 具有較廣闊的運(yùn)用前景。2.2 酶拆分法自 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)， 國(guó)外普遍采用酶法拆分技術(shù)生產(chǎn) d-p-hpg。該法是采用 dl- （） 對(duì)羥基苯海因在乙內(nèi)酰脲酶的作用下進(jìn)行不對(duì)稱水解開(kāi)環(huán)成 n-氨甲酰 -d-hpg

21、，再經(jīng)過(guò)水解或氨甲酰水解酶得d-p-hpg 。其化學(xué)反應(yīng)方程式如圖 7。酶法工藝有一菌一酶法、 兩菌兩酶法和一菌雙酶法， 其中以一菌雙酶法為優(yōu)。一菌雙酶法是利用假單胞菌，在體內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生的乙內(nèi)酰脲酶和氨甲酰水解酶，對(duì) dl- 對(duì)羥基苯海因進(jìn)行不對(duì)稱開(kāi)環(huán)得到 d- 對(duì)羥基苯甘氨酸。由于 dl- 對(duì)羥基苯海因水中溶解度低， 因此反應(yīng)液體積較大， 反應(yīng)速度慢， 可加入 10的助溶劑 dmso， 以減少反應(yīng)溶劑總體積， 也使轉(zhuǎn)化速率增加， 酶轉(zhuǎn)化率高達(dá)10010-12。酶法是最有競(jìng)爭(zhēng)力的拆分技術(shù)， 現(xiàn)國(guó)內(nèi)僅采用液相酶法生產(chǎn) d-hpg。該法要解決易染菌及酶的活性匹配問(wèn)題， 需利用基因工程技術(shù)進(jìn)行基因改造

22、， 提高乙內(nèi)酰脲酶的活性， 使乙內(nèi)酰脲酶與氨甲酰水解酶的活性相匹配，解決反應(yīng)過(guò)程中的中間體 n- 氨甲酰-d-hpg 滯留的問(wèn)題， 縮短酶促反應(yīng)時(shí)間。固相酶法是最有發(fā)展前景的生產(chǎn)技術(shù)， 由于固定化酶的來(lái)源和價(jià)格的問(wèn)題， 國(guó)內(nèi)未采用固定化酶技術(shù)生產(chǎn) d-hpg。2.3 誘導(dǎo)結(jié)晶法誘導(dǎo)結(jié)晶法13是利用非對(duì)映異構(gòu)體拆分劑鹽的物理性質(zhì)差異，進(jìn)行分步拆分而得單一光學(xué)異構(gòu)體。常用的拆分劑有手性酒石酸、樟腦磺酸、 3- 溴樟腦磺酸及非手性拆分劑。將消旋 dl-p-hpg 與拆分劑在含水醇溶劑中加熱制成非對(duì)映異構(gòu)體拆分劑鹽的過(guò)飽和溶液，然后分別加入 d 或 l-hpg 拆分劑鹽晶種， 逐步降溫進(jìn)行分步誘導(dǎo)析晶

23、，分別可獲得 d 或 l- 異構(gòu)體鹽， l- 異構(gòu)體鹽經(jīng)消旋化后重復(fù)拆分， d- 異構(gòu)體鹽進(jìn)一步堿處理即得 d-hpg14。化學(xué)反應(yīng)方程式如圖 8。該法不必將 dl-p-hpg 制成衍生物，反應(yīng)步驟減少， 一步拆分收率可達(dá)90， 降低了拆分成本。 但拆分操作比較繁瑣， 在拆分過(guò)程中易夾帶析出其他光學(xué)異構(gòu)體， 應(yīng)用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)困難。2.4 不對(duì)稱轉(zhuǎn)換法不對(duì)稱轉(zhuǎn)換法是近年來(lái)應(yīng)用于 - 氨基酸拆分領(lǐng)域先進(jìn)的拆分技術(shù)， 可采用手性或非手性試劑作為拆分劑， 在醛類催化劑的作用下消旋化和拆分在合適的溶劑中可同步完成， 隨著其中某一溶解性小的光學(xué)異構(gòu)體不斷析出， 來(lái)完成不對(duì)稱轉(zhuǎn)換過(guò)程， 獲得高收率、

24、高光學(xué)純度的單一光學(xué)異構(gòu)體。蔡楊君等15先將 l-hpg 消旋得 dl-hpg， 采用(+)-1- 苯基乙磺酸(+)-pes)為拆分劑， 水楊醛為催化劑， 利用 l-hpg(+)-pes 鹽在 20以下水中的溶解度是 d-hpg(+)-pes 鹽的 80 倍的性質(zhì)，先加熱制成dl-hpg(+)-pes 鹽的過(guò)飽和水溶液， 然后逐漸降溫使形成的 d-hpg(+)-pes 鹽很快從水中析出， 而 l-hpg(+)-pes 鹽在熱溶液中進(jìn)行差相異構(gòu)化，隨著形成的d-hpg (+)-pes 鹽不斷析出而完成不對(duì)稱轉(zhuǎn)換過(guò)程，再用 6moll 的 naoh 中和， 調(diào)節(jié) ph 值至 5.5， 最終得到光學(xué)

25、純度 98.3的 d-hpg， 轉(zhuǎn)化率為 95.1?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如圖 9。bhattacharya 等 16用 d-3- 溴樟腦 -8- 磺酸(d-bcs)對(duì) dl- 對(duì)羥基苯甘氨酸(dl-hpg)成鹽， 經(jīng)不對(duì)稱轉(zhuǎn)換制備 d-hpg。此實(shí)驗(yàn)是迄今為止最成功的應(yīng)用實(shí)例。該法是以冰醋酸作為介質(zhì)(加入少量醋酸酐除去所含的微量水)， 將 dl-hpg 與 d-bcs 成鹽， 經(jīng)水楊醛催化發(fā)生不對(duì)稱轉(zhuǎn)換， 反應(yīng)后的漿狀物經(jīng)過(guò)濾得到 99.9的 d-hpg d-bcs 鹽，轉(zhuǎn)化率達(dá)到 99。d-hpgd-bcs 鹽在甲醇介質(zhì)中中和即得到 d-hpg， 光學(xué)純度 99.99， d-hpg 制備總收率為

26、93.06。母液中加入等量冰醋酸， 蒸去甲醇后所得的 d-bcs 醋酸溶液可循環(huán)套用。李慶文等17先將 dl-hpg 酯化， 與 d- 酒石酸成鹽， 在芳香醛(苯甲醛、 水楊醛等)催化下進(jìn)行不對(duì)稱轉(zhuǎn)換，經(jīng)沉淀、水解、中和得到 d-hpg，總收率為60.76。該法優(yōu)點(diǎn)是工藝條件溫和， 缺點(diǎn)是多了甲酯化和酯水解反應(yīng)， 收率較低。以上手性試劑拆分 dl-hpg 效果雖好，但價(jià)格昂貴， 來(lái)源困難。 hongo 等22對(duì)不對(duì)稱轉(zhuǎn)換進(jìn)行了深入研究，選用了價(jià)廉易得的非手性拆分劑鄰甲苯磺酸(o-ts) 進(jìn)行拆分，獲得較滿意的結(jié)果。該方法是將dl-hpg 和 o-ts 成鹽， 溶解在冰醋酸介質(zhì)里， 向體系中加入

27、 dl-hpg、 o-ts、 少量水楊醛以及少量 d-hpg o-ts作晶種， 加熱攪拌數(shù)小時(shí)后得到一漿狀混合物， 過(guò)濾得到單一的 d-hpgo-ts 鹽， 旋光純度 97.4 ， 轉(zhuǎn)化率 81。d-hpgo-ts 經(jīng)重結(jié)晶和 naoh 水解得到光學(xué)純度 99.5的 d-hpg， 拆分母液的 dl-hpgo-ts 可連溶劑循環(huán)使用。加入適量的 dl-hpg 和 o-ts 可適當(dāng)提高外消旋化速度。 d-對(duì)羥基苯甘氨酸的不對(duì)稱轉(zhuǎn)化拆分d - 對(duì)羥基苯甘氨酸( 1 ) 是合成阿莫西林(amoxicillin)、頭孢羥氨芐(cefadroxil)的重要側(cè)鏈待添加的隱藏文字內(nèi)容3酸，國(guó)內(nèi)外醫(yī)藥市場(chǎng)用量較

28、大1。國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)方法是先得到dl-對(duì)羥基苯甘氨酸(dl-hpg，2)，再用優(yōu)先結(jié)晶法進(jìn)行拆分得到1，產(chǎn)率較低 25。文獻(xiàn)6以d-3-溴樟腦-8-磺酸銨鹽(d-abcs)為拆分劑，經(jīng)不對(duì)稱轉(zhuǎn)化得到光學(xué)純度較高的d-型對(duì)映體拆分鹽(3)，再經(jīng)堿化得到1(圖1)。此法可使過(guò)飽和體系中光學(xué)異構(gòu)體的分步結(jié)晶和l-型對(duì)映異構(gòu)體的消旋化相結(jié)合，使結(jié)晶拆分和消旋化 “一鍋”進(jìn)行， 提高了l-型對(duì)映體的利用率，拆分效率較傳統(tǒng)的優(yōu)先結(jié)晶法大大提高，總收率487,8。按文獻(xiàn)6操作時(shí)發(fā)現(xiàn)3的重結(jié)晶損失較大，該步得率僅52，且堿化產(chǎn)物的光學(xué)純度不佳。本研究對(duì)3不經(jīng)重結(jié)晶直接用碳酸鈉堿化，然后用等電點(diǎn)法提純， 并進(jìn)行了對(duì)

29、比試驗(yàn)， 確定了最佳加料順序和反應(yīng)時(shí)間、 溫度等條件。 改進(jìn)后的拆分單程收率可達(dá)98以上。提純后的1光學(xué)純度99以上。反應(yīng)總收率70。實(shí)驗(yàn)部分；d-型對(duì)映體拆分鹽d-hpg/d-bcs(3)2(10g，59.9mmol)和d-abcs(20g，60.9mmol)加至乙酸(100ml)中，依次加入1mol/l硫酸的乙酸溶液(25ml)和水楊醛(0.3ml)，攪拌升溫至70后緩慢加入1mol/l硫酸的乙酸溶液( 5ml)和乙酸酐0.8ml)。加畢同溫反應(yīng)22h。反應(yīng)畢降至室溫，過(guò)濾， 濾餅用少量乙酸洗滌， 減壓干燥， 得白色固體(28.2g，98.6)，mp 240242， ad20 2.5c 1

30、, 1mol/l鹽酸)。d-對(duì)羥基苯甘氨酸(1)3(10g，20.9mmol)和碳酸鈉(1.1g，10.5mmol)加至甲醇(40ml)中，攪拌升溫至60回流反應(yīng)2h。反應(yīng)畢降至室溫，過(guò)濾，濾餅用熱甲醇洗滌，干燥得到粗品1(3.48g，99.8)， ad20106.1(c 1，1mol/l鹽酸)，光學(xué)純度67。濾液和洗液合并，用于拆分劑回收套用。粗品1( 10g，59.9mmol)熱溶于1mol /l鹽酸(25ml)。用2活性炭脫色( 90，30min)，過(guò)濾，濾液用25氨水緩慢調(diào)至ph 6，過(guò)濾，濾餅用少量水洗滌，干燥后得白色晶體1(7g，70)，mp 2 25226(分解)， a d201

31、57.9( c 1，1mol/l鹽酸)，光學(xué)純度99。拆分劑的回收套用如上所得拆分鹽的堿化濾液和洗液合并( 約60ml)，蒸除溶劑，得d -3 - 溴樟腦-8 - 磺酸鈉鹽(17.8g，53.3mmol)，繼和2(8.8g，52.4mmol)進(jìn)行拆分反應(yīng)，得白色固體3(24.5g，97.9)，堿化得到粗品1(8.5g，98.7)，純化后得白色純品1(6g，70.4)， ad20154.7(c 1，1mol /l鹽酸)?？偸章?0，1 光學(xué)純度97.9手性流動(dòng)相hplc法拆分對(duì)羥基苯甘氨酸對(duì)映體的研究摘 要: 將 環(huán)糊精、羥丙基 環(huán)糊精作為手性流動(dòng)相添加劑, 系統(tǒng)地研究了d,l 對(duì)羥基苯甘氨酸在

32、rp hplc 系統(tǒng)中的拆分。分別考察了手性流動(dòng)相的種類, 手性試劑 環(huán)糊精的濃度, 流動(dòng)相的ph, 修飾劑的種類及濃度, 色譜柱溫度等對(duì)拆分效果的影響, 以 cd 為手性流動(dòng)相添加劑, 建立了 cd 手性流動(dòng)相分離對(duì)羥基苯甘氨酸對(duì)映體的方法。結(jié)果表明: 用ods 柱( 250 mm 4. 6 mmi. d. ) , 以 v( 甲醇環(huán)糊精) v( ph 45 磷酸鹽緩沖液) = 30 70 為流動(dòng)相, 流速02 ml min, 柱溫25 ! , 檢測(cè)波長(zhǎng)為230 nm時(shí)對(duì)羥基苯甘氨酸對(duì)映體得到了良好的基線分離, 分離度可達(dá)1. 71。關(guān)鍵詞: 高效液相色譜法; 手性流動(dòng)相; 對(duì)羥基苯甘氨酸;

33、對(duì)映體拆分; 環(huán)糊精中圖分類號(hào): o657. 7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: a 文章編號(hào): 1000 0720( 2008) 02 070 03 對(duì)羥基苯甘氨酸是一類重要的醫(yī)藥、化工中間體。其結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1。分子中含有一個(gè)手性碳,其中d 一對(duì)羥基苯甘氨酸 ( d phpg) , 化學(xué)名d 氨基對(duì)羥基苯乙酸, 是一種重要的醫(yī)藥中間體,主要用作半合成青霉素和半合成頭孢菌素類藥物的側(cè)鏈化合物 1。d對(duì)羥基苯甘氨酸也應(yīng)用于感光領(lǐng)域和用作鐵、磷、硅等的分析試劑等2。d對(duì)羥基苯甘氨酸是一種很有市場(chǎng)前景的精細(xì)化工中間體, 研究對(duì)羥基苯甘氨酸的液相色譜手性拆分技術(shù)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量控制具有重要的意義,目前未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道關(guān)于對(duì)羥基苯

34、甘氨酸的液相色譜拆分分析方法。 環(huán)糊精作為手性流動(dòng)相添加劑分離手性藥物已經(jīng)成功的分離了許多手性藥物 3 5。本文采用了 環(huán)糊精( cd) 作為手性流動(dòng)相添加劑, 以反相 c1 8柱為固定相, 用hplc 法對(duì)對(duì)羥基苯甘氨酸消旋體進(jìn)行了系統(tǒng)的拆分研究?？疾炝耸中栽噭┑姆N類和濃度, 流動(dòng)相的ph, 流速, 修飾劑的種類及濃度, 色譜柱溫度等對(duì)拆分效果的影響, 建立了 cd 手性流動(dòng)相高效液相色譜拆分對(duì)羥基苯甘氨酸對(duì)映體的方法。 1. 2 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)中所用樣品溶液為001 mg ml 對(duì)羥基苯甘氨酸30%甲醇溶液, 進(jìn)樣前用0. 45 m微孔濾膜過(guò)濾。色譜條件: 島津色譜柱( 250 mm 4.

35、6 mmi. d. , 5 m) , 以 v( 甲醇) v( 80 mmol l 環(huán)糊精ph 45 磷酸鹽緩沖液) = 30 70 為流動(dòng)相, 流速02 ml min, 柱溫: 25 ! , 進(jìn)樣量5 l, 在230 nm處檢測(cè)。2 結(jié)果與討論2. 1 手性添加劑類型的選擇分別考察了 環(huán)糊精和羥丙基 環(huán)糊精作為手性添加劑對(duì)拆分的影響, 結(jié)果見(jiàn)圖 2, 其中( a)的流動(dòng)相添加劑為羥丙基 環(huán)糊精, ( b)的流動(dòng)相添加劑為 環(huán)糊精, 按 12 節(jié)色譜條件由圖可以得出: 環(huán)糊精作為流動(dòng)相添加劑對(duì)對(duì)羥基苯甘氨酸對(duì)映體拆分有效, 在同樣實(shí)驗(yàn)條件下, 羥丙基 環(huán)糊精作為添加劑對(duì)拆分無(wú)效, 故選擇 環(huán)糊精

36、作為流動(dòng)相添加劑。氨酸對(duì)映體拆分的影響很大, 用乙腈作有機(jī)修飾劑時(shí), 對(duì)羥基苯甘氨酸對(duì)映體不能達(dá)到基線分離而用甲醇和四氫呋喃時(shí)可以達(dá)到基線分離, 但是用四氫呋喃作流動(dòng)相基線不容易走平, 并且易損柱接頭。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中選擇甲醇作為有機(jī)溶劑修飾劑較合適。2. 3 流動(dòng)相中 cd濃度對(duì)拆分的影響比較含不同濃度 cd 的流動(dòng)相分離結(jié)果可知, 隨著 cd 濃度的提高, 分離度增大, 當(dāng)濃度是6 mmol l 時(shí), 按 12 節(jié)色譜條件得到如圖3 所示的分離效果。當(dāng) cd 濃度達(dá)到8 mmol l 時(shí), 分離度已達(dá)到 1. 71, 可以達(dá)到分離要求。但是 cd濃度過(guò)高, 會(huì)導(dǎo)致色譜柱內(nèi)壓力過(guò)大, 堵塞流路,縮

37、短色譜柱壽命。因此, 選用8. 0 mmol l 濃度的 cd較為合適, 得到的色譜分見(jiàn)圖2( b) 。2. 4 流動(dòng)相ph 對(duì)拆分效果的影響對(duì)羥基苯甘氨酸為弱酸性化合物, 減小酸度通常有利于酸性化合物的離解。其它條件不變,考察流動(dòng)相ph 對(duì)分離度的影響。用 2 mol l koh溶液調(diào)ph, 配制不同濃度的磷酸鹽緩沖液拆分對(duì)羥基苯甘氨酸對(duì)映體, 表 1 所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明ph 45時(shí), 拆分效果最好。2. 5 柱溫對(duì)拆分的影響分別考察了柱溫為20、25、30、35、40 ! 時(shí)的拆分效果。溫度提高, 分離度降低, 但是溫度太低使保留時(shí)間延長(zhǎng), 并且 cd 容易在色譜柱中析出造成色譜柱堵塞, 試

38、驗(yàn)中在25 ! 下進(jìn)行分離, 能夠保證良好的分離效果。2. 6 流速的影響在以上各項(xiàng)hplc 條件優(yōu)化后, 考察了流動(dòng)相流速的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明, 低流速分離效果較好, 原因可能是高的流速會(huì)降低形成復(fù)合物的能力, 導(dǎo)致分離度變差, 但是流速太低又會(huì)導(dǎo)致柱效變差。綜合兩方面因素影響, 本實(shí)驗(yàn)采取 0. 2ml min 的流速, 分離度可以達(dá)到 1. 71, 同時(shí)理論塔板數(shù)按 對(duì)羥基苯甘氨酸計(jì)算為 按 對(duì)羥基苯甘氨酸計(jì)算為1025。3 結(jié)論建立了手性流動(dòng)相添加劑法拆分對(duì)羥基苯甘氨酸對(duì)映體, 分離因子可達(dá)171。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的最佳色譜分離條件為: 島津色譜柱( 250 mm 46 mm, 5 m) , 以 v( 甲醇) v( 80 mmol l 環(huán)糊精ph 45 磷酸鹽緩沖液) = 30 70 為流動(dòng)相, 流速02 ml min, 柱溫: 25 ! , 進(jìn)樣量5 l, 在230 nm處檢測(cè)。本方法立體選擇性高、重現(xiàn)性好、保留時(shí)間適中, 可用于對(duì)羥基苯甘氨酸旋光體的測(cè)試。 正交試驗(yàn)優(yōu)化 dl- 對(duì)羥基苯甘氨酸合成工藝dl-對(duì)羥基苯甘氨酸簡(jiǎn)稱 dl-hpg，是一種重要的醫(yī)藥中間體