CN110577974B

CN110577974B - 手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法

Info

Publication number: CN110577974B
Application number: CN201910855096.2A
Authority: CN
Inventors: 杨杰; 方卫国; 施国强
Original assignee: Hangzhou Aosainuo Biotechnology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Aosainuo Biotechnology Co ltd
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2039-09-10
Also published as: CN110577974A

Abstract

本发明涉及有机合成技术领域，为解决手性3‑羟基‑1,2,3,6‑四氢吡啶的传统合成工艺专一性不高、异构体手性纯度低、分离纯化方法复杂，不便于放大生产的问题，提供了手性3‑羟基‑1,2,3,6‑四氢吡啶的合成方法，将式(Ⅳ)所示的化合物于15～30℃温度条件下，在脂肪酶作用下生成手性3‑羟基‑1,2,3,6‑四氢吡啶，所述手性3‑羟基‑1,2,3,6‑四氢吡啶的结构式如式(Ⅴ)所示；所述式(Ⅳ)和式(V)如下所示：

其中，P＝‑CH₂Ar或

R是1‑8碳烷烃基或‑CH₂Ar，所述Ar为芳香环。本发明利用绿色环保的酶催化方法顺利制备该类化合物，其原料简单易得，成本低，合成步骤操作简单，易于实现。

Description

手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及基于固定化脂肪酶动力学拆分的手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法。

背景技术

手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶(R或者S)是重要的医药中间体，由其制备出一系列四氢吡啶化合物可用于调节蛋白激酶的活性和调节细胞之间或细胞内的信号反应，还可以用来治疗高增生性疾病。

中国专利文献上公开了“取代的吡啶化合物及其使用方法和用途”，申请公布号为CN103304552A，该发明进一步涉及包含本发明提供的化合物的药物组合物和利用该药物组合物治疗哺乳动物尤其是人高增生性疾病的方法。通过这个中间体还可以用来制备一系列抗菌药物(WO2004002490A，WO2004058144A2，WO2008142285A1，US20130225554A1)，以及用来制备化合物治疗神经系统疾病如阿尔茨海默氏症和帕金森病的睡眠障碍(WO2018026371A1)。

然而，对于手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的制备，到目前为止国内外资料报道很少。有报道用手性配基控制的硼氢化合物还原(Russian Journal Of Organic Chemistry，2008，44，282)，但是专一性不高，反应后处理复杂。也有报道用酶催化反应进行拆分(Synthesis，2000，4，521)，但它的分离纯化方法复杂，不便于放大工业化生产。而且其中一个异构体手性纯度只89％ee。有鉴于此，探索一种更加有效的合成手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的方法具有重要的研究意义。

发明内容

本发明为了克服手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的传统合成工艺专一性不高、异构体手性纯度低、分离纯化方法复杂，不便于放大工业化生产的问题，提供了一种基于固定化脂肪酶动力学拆分的手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，该工艺操作绿色环保，工艺简单易行，原料简单易得，成本低，既适合实验室小规模制备又适合工业化生产。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，将式(Ⅳ)所示的化合物于15～30℃温度条件下，在脂肪酶作用下生成手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶，所述手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的结构式如式(Ⅴ)所示；

所述式(Ⅳ)和式(V)如下所示：

其中，P＝-CH₂Ar或

R是1-8碳烷烃基或-CH₂Ar，所述Ar为芳香环。

本发明的反应路线如下所示：

其中，式(VI)所示的化合物是副产物(S)构型化合物醋酸酯。

作为优选，所述脂肪酶包括AK，PS，F和CC。所述脂肪酶为天野制药有限公司(AmanoPharmaceutical Co.Ltd)销售的商品化脂肪酶，包括Amano lipase AK(来源于荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens)，Amano lipase PS(来源于洋葱伯克霍尔德菌Burkholderiacepacia)，Amano lipase F(来源于根霉菌Rhizopus)和Amano lipase CC(来源于念珠菌Candida cylindracea)。

本发明通过固定化脂肪酶动力学拆分式(Ⅳ)所示的化合物合成手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶，其反应机理为利用脂肪酶催化转酯化反应：即用合适的脂肪酶选择性催化特定的手性醇羟基进行乙酰化反应，这样一种构型的醇羟基选择性乙酰化成酯而另一种构型的醇羟基不反应(不乙酰化成酯)，(R/S)混旋化合物就转化为两个性质不同的化合物(一个是酯，一个是醇)所以容易分离开而达到手性拆分目的。因此，(R/S)混旋化合物式(IV)在脂肪酶PS或AK等的催化作用下，式(IV)所示的混旋化合物中(S)构型的手性醇羟基选择性进行乙酰化反应生成式(Ⅵ)所示的化合物，而(R)构型的手性醇不反应经过分离出来得到式(Ⅴ)所示的化合物。

作为优选，所述脂肪酶与式(Ⅳ)所示的化合物的投料质量比为1：(0.5～0.6)。

在制备式(IV)所示的(R/S)混旋化合物时，可以选用路线A和路线B两种不同的反应路线：

路线A：作为优选，所述式(Ⅳ)所示的化合物由式(Ⅲ)所示的化合物经NaBH₄和Ce³⁺盐联合作用还原反应制得，所述式(Ⅲ)如下所示：

路线B：作为优选，所述式(Ⅳ)所示的化合物按照以下步骤制得：

(1)将式(Ⅰ)所示的化合物双键经环氧化生成式(II)所示的化合物；反应温度为-20～40℃；

(2)将式(II)所示的化合物经水解开环和消除反应生成式(IV)所示的化合物；反应温度为-70～0℃；

所述式(I)和式(II)化合物如下所示：

上述式(Ⅳ)所示的化合物的合成路线如下所示：

本发明手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶可行的的合成路线如下所示：

其中，P是保护基团：-CH₂Ar或

在路线B中：

作为优选，步骤(1)中，步骤(1)中，环氧化反应所用氧化剂为双氧水(H₂O₂)或烷烃过氧酸(RCOOOH)或芳香过氧酸(ArCOOOH)，其中，R是1-6碳的烷烃基，所述烷烃基包括卤代烷烃基；Ar是苯环或取代苯环。

作为优选，步骤(2)中，水解开环和消除反应在碱作用下完成，所用的碱为烷烃基氨基锂(R₂NLi)，哌啶锂(TMPLi)或硅烷基氨基碱金属盐((R’₃Si)₂NM)，其中，R＝1-6碳烷烃基，R’＝1-6碳烃基，M＝Li，K，Na。

可选的，本发明还提供了一种手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，包括以下步骤：

(1)将式(Ⅰ)所示的烯烃化合物溶解于二氯甲烷中，然后在-20～40℃加入氧化剂，氧化生成式(Ⅱ)所示的化合物(环氧化合物)；所述氧化剂为双氧水(H₂O₂)或过氧酸；

(2)将碱的第一有机溶剂溶液冷却到0～5℃，加入式(Ⅱ)所示的化合物的第一有机溶剂溶液，反应得到式(Ⅳ)所示的化合物(混旋化合物醇)；所述第一有机溶剂选自2-甲基四氢呋喃(2-Me-THF)，1,2-乙二醇二甲醚(DME)和甲基叔丁基醚(MTBE)中的一种；所述碱为二异丙基氨基锂(LDA)，2,2,6,6-四甲基哌啶锂(TMPLi)或六甲基二硅烷基氨基锂(HMDSLi)；

(3)将式(Ⅳ)所示的化合物溶解于甲苯中，加入醋酸乙烯酯和脂肪酶，在室温条件下反应生成手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶。

步骤(1)中，所述式(Ⅰ)所示的化合物与氧化剂的当量比为1:(1.1～2.0)；所述二氯甲烷与式(Ⅰ)所示化合物的体积比为(5.0～10.0)：1；

步骤(2)中，所述式(Ⅰ)所示的化合物与碱的当量比为1:(2.0～4.0)，所述第一有机溶剂用量与式(Ⅰ)所示化合物的体积比为(5.0～10.0)：1；

步骤(3)中，所述甲苯与式(Ⅳ)所示化合物的体积比为(30～60)：1；所述醋酸乙烯酯与式(Ⅳ)所示化合物的当量比为(3.0～5.0)：1。

可选的，本发明又提供了一种手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，包括以下步骤：

(a)将式(Ⅲ)所示的化合物溶于第二有机溶剂，在Ce³⁺盐催化下，加入NaBH₄反应生成式(Ⅳ)所示的化合物(混旋化合物醇)；；

(b)将式(Ⅳ)所示的化合物溶解于甲苯中，加入醋酸乙烯酯和脂肪酶，在室温条件下反应生成手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶。

作为优选，步骤(a)中，所述第二有机溶剂为甲醇或乙醇或异丙醇或四氢呋喃；所述式(Ⅲ)所示的化合物与NaBH₄的当量比为1:(0.5～1.5)；所述Ce³⁺盐为CeCl₃或Ce(NO₃)₃；所述Ce³⁺盐与式(Ⅲ)所示的化合物的当量比为(1.0～1.2)：1；所述第二有机溶剂与式(Ⅲ)所示化合物的体积比为(8～20)：1；

步骤(b)中，所述甲苯与式(Ⅳ)所示化合物的体积比为(30～60)：1；所述醋酸乙烯酯与式(Ⅳ)所示化合物的当量比为(3.0～5.0)：1。

本发明还提供了一种手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，其步骤如下：将式(Ⅳ)所示的化合物((R/S)混旋化合物醇)溶解于甲苯中，加入醋酸乙烯酯和脂肪酶，在室温条件下反应转化为式(Ⅴ)所示的(R)构型化合物醇和式(Ⅵ)所示的(S)构型化合物醋酸酯。其中，(Ⅴ)所示的(R)构型化合物醇为手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶，式(Ⅵ)所示的(S)构型化合物醋酸酯为副产物。

作为优选，所述脂肪酶选用脂肪酶PS或AK，所述脂肪酶与式(Ⅳ)所示的化合物的投料质量比为1：(0.5～0.6)；所述甲苯的用量是式(Ⅳ)所示的化合物的30～60体积；所述醋酸乙烯酯的用量是式(Ⅳ)所示化合物的3.0～5.0eq。

因此，本发明具有如下有益效果：

(1)手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的制备国内外资料报道很少，该发明利用绿色环保的酶催化方法顺利制备该类化合物；拆分效果好，混旋的化合物能拆分为两个高纯度的手性产品，光学纯度都>99％ee；

(2)该工艺使用酶催化拆分手性分子，操作绿色环保；固定化酶可以回收套用，效率高，不产生固体废料。固定化酶可以回收套用，所用溶剂也能完全回收套用，不产生液体废料；

(3)其原料简单易得，成本低；式(Ⅳ)所示混旋化合物既可以从式(Ⅰ)所示的烯烃化合物开始制备，也可以从式(Ⅲ)所示的化合物α，β-不饱和酮开始制备，对反应试剂和操作步骤无特殊要求；

(4)本发明中的合成步骤操作简单，易于实现，反应在室温下进行，即可用于实验室合成，也可大工业化生产。

附图说明

图1是实施例1制得的式(V)所示的化合物的氢谱图¹HNMR谱图。

图2是实施例4制得的式(V)所示的化合物的氢谱图¹HNMR谱图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。

本发明所述脂肪酶均从Amano Enzyme购得，其生产批号为：Lipase AK:Wako 325-88521；Lipase PS:Wako 321-88523；Lipase F:Wako 325-58351；Lipase CC:Wako 043-22351。

实施例1

按照以下反应路线制备：

P＝Bn(苄基)；

(1)氮气保护下，往1000L搪玻璃反应釜加入18.5kg的尿素-双氧水的混合物(UHP)，然后抽入160L无水DCM。搅拌并降温至0～5℃。在0～5℃搅拌下缓慢加入TFAA(41.2kg)在80L的DCM中溶液，TFAA溶液加入完毕后在0～5℃下保温搅拌1.0h。在另外一个高位釜里加入式(Ⅰ)化合物烯(24.2kg，P＝Bn)和三氟乙酸(TFA，20.8kg)在DCM(100L)的溶液。搅拌下将式(Ⅰ)化合物烯的溶液缓慢加入UHP溶液里，控制温度在2～6℃。加完后在2～6℃下搅拌1h至反应完全。将温度降至-15℃～-10℃。搅拌下缓慢加入Na₂SO₃(15.2kg)和K₂CO₃(34.6kg)在水(180L)的溶液，控制混合物温度低于到10℃。加完后将混合物搅拌20min并用KI-淀粉纸测试水溶液用显示阴性结果(不存在过氧化物)。静置分层，水相用DCM(100Lx2)萃取两次，合并有机相并用7.5％饱和NaHCO₃水溶液(80L)洗涤，有机相用50kg无水Na₂CO₃干燥半小时，抽滤，脱溶剂至几乎无流量(30℃左右)。向釜内抽入120LMTBE搅拌0.5～1h溶解。MTBE溶液过硅胶垫(70kg硅胶)。收集滤液减压浓缩至无流量，得到24.7kg生成式(Ⅱ)表示的化合物(环氧物，P＝Bn)，为无色油状物。收率93％。¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ，ppm：7.32-7.21(m，5H)，3.44(s，2H)，3.23-3.18(m,2H),3.01(m,1H),2.67(d,1H，J＝13.5Hz),2.32(m,1H),2.19(m,1H),2.03(m,1H),1.99(m,1H)；

(2)氮气保护下，3000L搪玻璃反应釜真里加入153.7kg的二异丙胺，725kg的四氢呋喃。冷却至-35～-45℃下，开始用氮气压入正丁基锂408kg，加完后温度升至0～8℃保温1小时。滴加式(Ⅱ)表示的化合物(P＝Bn)269kg。滴加过程中保持反应液温度10～16℃。加完后在10～16℃下保温1小时至反应完全，将反应液加入到928kg的0～5℃的水中淬灭反应。分出有机相，有机相浓缩至干，水相加入348kg的MTBE萃取，有机相加入到上述浓缩后的残留中使其搅拌溶解，加入氯化钠水溶液(23.2kg氯化钠溶于116kg水中)洗涤。有机相加29kg无水硫酸钠干燥，过滤浓缩至干后加入150kg MTBE溶解。所得溶液过硅胶垫(100kg硅胶)。收集滤液减压浓缩至无流量，得到242kg生成式(Ⅳ)表示的化合物(P＝Bn)，无色油状物。收率90％；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ，ppm：7.33-7.21(m，5H)，5.85(m,1H),5.76(m,1H),4.05(m,1H),3.59(d，1H,J＝13.2Hz)，3.57(d，1H,J＝13.2Hz)，3.05(m,1H),2.93(br.s,1H),2.76(m,1H),2.71(m,1H，J＝13.5Hz),2.53(m,1H)；

(3)氮气保护下，3000L搪玻璃反应釜加入173kg的式(Ⅳ)所示的化合物(P＝Bn)，加入1038L的MTBE。然后加入197kg醋酸乙烯酯，酶PS 5.3kg，氮气保护下升温至45～55℃下保温约40小时至反应完全，过滤除去酶PS，蒸馏去MTBE，加入280kg乙腈升温至45℃，分批向反应液中投入182.3kg的丁二酸酐，保持釜内温度35～45℃，并在35～45℃下保温30分钟至反应完全，减压脱除乙腈后向反应液中加入172.8kg水，向反应液中滴加碳酸钠水溶液(261.4kg碳酸钠溶于1166.4kg水)，向反应液中加入MTBE(324kgx2)进行萃取二次，有机相加入10％碳酸钠水溶液(32.4kg碳酸钠溶于324kg水)洗涤2次。有机相合并，用无水硫酸钠(80kg)干燥过滤，减压脱除溶剂得式(Ⅵ)表示的化合物(P＝Bn)：重量为99.3kg，粗收率47％。控制在0～5℃下，向水相中滴加氢氧化钠水溶液(75.6kg氢氧化钠溶于75.6kg的水中)，然后在25～30℃下保温30分钟至反应完全，向反应液中加入MTBE(300kg×2)萃取二次，有机相合并，用无水硫酸钠(60kg)干燥过滤，减压脱除溶剂得式(Ⅴ)表示的化合物(P＝Bn)：重量为77.9kg，收率45％。99.2％ee。本实施例制得的式(V)所示的化合物的氢谱图¹HNMR如图1所示：¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δppm：7.34-7.23(m，5H)，5.98(m,1H),5.80(m,1H),5.27(s,1H),3.65(dd,2H,J＝65Hz,13Hz),3.12-3.11(m，1H,)，3.05(br,1H)，2.90-2.86(m，1H)，2.73-2.65(m,2H)。

实施例2

按照以下反应路线制备：

P＝Bn(苄基)；

(1)氮气保护下，往5000L搪玻璃反应釜加入100kg的式(Ⅰ)化合物烯(P＝Bn)，再抽入2000LDCM。搅拌下加入HBF₄(40％aq，453L)。降温至10～15℃。在10～15℃分批加入m-CPBA(62％，241kg)。加完后在室温下反应16h至反应完全。将温度降至-15℃～-10℃。搅拌下缓慢加入100kg的Na₂SO₃饱和水的溶液，控制混合物温度低于到10℃。加完后将混合物搅拌20min并用KI-淀粉纸测试水溶液用显示阴性结果(不存在过氧化物)。静置分层，有机相并用7.5％饱和NaHCO₃水溶液(1000Lx3)洗三次，并将合并的水层用用DCM(1000Lx2)萃取两次。合并有机相用50kg无水Na₂CO₃干燥半小时，抽滤，脱溶剂至几乎无流量(30℃左右)。向釜内抽入800L的MTBE搅拌0.5～1h溶解。MTBE溶液过硅胶垫(300kg硅胶)。收集滤液减压浓缩至无流量，得到92.9kg生成式(Ⅱ)表示的化合物(环氧物，P＝Bn)，为无黄色油状物。收率85.0％；¹H NMR谱图同实施例1；

(2)氮气保护下，3000L搪玻璃反应釜真里加入153.7kg的二异丙胺，725kg的四氢呋喃。冷却至-35～-45℃下，开始用氮气压入正丁基锂408kg，加完后温度升至0～8℃保温1小时。滴加式(Ⅱ)表示的化合物(P＝Bn)269kg。滴加过程中保持反应液温度10～16℃。加完后在10～16℃下保温1小时至反应完全，将反应液加入到928kg的0～5℃的水中淬灭反应。分出有机相，有机相浓缩至干，水相加入348kg的MTBE萃取，有机相加入到上述浓缩后的残留中使其搅拌溶解，加入氯化钠水溶液(23.2kg氯化钠溶于116kg水中)洗涤。有机相加29kg无水硫酸钠干燥，过滤浓缩至干后加入150kg MTBE溶解。所得溶液过硅胶垫(100kg硅胶)。收集滤液减压浓缩至无流量，得到242kg生成式(Ⅳ)表示的化合物(P＝Bn)，无色油状物。收率90％。¹H NMR谱图同实施例1；

(3)同实施例1的第(3)步拆分操作。

实施例3

按照以下反应路线制备：

P＝Bn(苄基)；

(1)氮气保护下，1000L搪玻璃反应釜加入18.7kg式(Ⅲ)所示的化合物酮(P＝Bn)；抽入乙醇360L，加入37.2kg的CeCl₃.7H₂O。搅拌冷确到-5～0℃。打开反应釜盖，搅拌下分批投入3.8kg的NaBH₄；加完后，反应在0～-5℃搅拌3小时至反应完全。往反应液中加入水360L和360L乙酸乙酯。静置分层，水层用乙酸乙酯(300Lx2)提取二次。合并有机相并用饱和氯化钠溶液(100L)洗一次，用无水硫酸钠(30kg)干燥，浓缩至干得到式(Ⅳ)表示的化合物(P＝Bn)22.3kg浅黄色油状物。收率97％。¹H NMR谱图同实施例1；

(2)同实施例1的第(3)步拆分操作。

实施例4

按照以下反应路线制备：

P＝Cbz；

(1)氮气保护下，往1000L搪玻璃反应釜加入31.5kg的式(Ⅰ)化合物烯(P＝Cbz)，再抽入500L的DCM。搅拌下降温至-20～-10℃。在-20～-10℃分批加入m-CPBA(62％，61kg)。加完后在0-5℃反应6小时，然后缓慢升到室温，再在室温下反应10h至反应完全。将温度降至-15℃～-10℃。搅拌下缓慢加入25kg的Na₂SO₃饱和水的溶液，控制混合物温度低于到10℃。加完后将混合物搅拌20min并用KI-淀粉纸测试水溶液用显示阴性结果(不存在过氧化物)。静置分层，有机相并用7.5％饱和NaHCO₃水溶液(250Lx3)洗三次，并将合并的水层用用DCM(250Lx2)萃取两次。合并有机相用20kg无水Na₂CO₃干燥半小时，抽滤，脱溶剂至几乎无流量(30℃左右)。向釜内抽入200L的MTBE搅拌0.5～1h溶解。MTBE溶液过硅胶垫(80kg硅胶)。收集滤液减压浓缩至无流量，得到23.7kg生成式(Ⅱ)表示的化合物(环氧物，P＝Cbz)，为无黄色油状物。收率70.0％；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ，ppm：7.43-7.32(m,5H)，5.19-5.12(m,2H),4.20-3.94(m,1H,J＝14.9Hz),3.87-3.75(m,1H),3.62-3.49(m,1H),3.36-3.30(m,1H),3.30-3.17(m,2H),2.18-2.03(m,1H),2.02-1.90(m,1H)；

(2)氮气保护下，1000L搪玻璃反应釜加入式(Ⅱ)表示的化合物(P＝Cbz)(16.9kg)，150kg的四氢呋喃。冷却至-70～-78℃下，开始用氮气压入LiHMDS的THF溶液(216L，1.0M)。将反应混合物在-78℃下搅拌1小时至反应完全。加入氯化铵水溶液(150L)终止反应，用乙酸乙酯(300Lx3)萃取三次。有机相合并用饱和氯化钠溶液(300L)洗涤，用无水硫酸钠(30kg)干燥，过滤并浓缩至干后加入50kg MTBE溶解。所得溶液过硅胶垫(20kg硅胶)。收集滤液减压浓缩至无流量，得到16.1kg生成式(Ⅳ)表示的化合物(P＝Cbz)，无色油状物。收率95％。¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ，ppm：7.39-7.26(m,5H)，5.91(d,1H，J＝10.3Hz),5.81(d，1H，J＝44.7Hz)，5.15(s,2H)，4.21(d,1H,J＝39.6Hz),4.03(t,1H,J＝20.9Hz),3.89(s,1H),3.74-3.46(m,2H),2.38(s,1H)；

(3)氮气保护下，3000L搪玻璃反应釜加入80kg的式(Ⅳ)表示的化合物(P＝Cbz)，加入480L的甲苯。然后加入118kg醋酸乙烯酯，脂肪酶AK 2.0kg，氮气保护下升温至45～55℃下保温约40小时至反应完全，过滤除去酶Ak，蒸馏去甲苯，加入250kg乙腈升温至45℃，分批向反应液中投入24kg的丁二酸酐，保持釜内温度35～45℃，并在35～45℃下保温30分钟至反应完全，减压脱除乙腈后向反应液中加入150kg水，向反应液中滴加碳酸钠水溶液(72.7kg碳酸钠溶于320kg水)，向反应液中加入MTBE(300kgx2)进行萃取二次，有机相加入10％碳酸钠水溶液(32.4kg碳酸钠溶于324kg水)洗涤2次。有机相合并，用无水硫酸钠(40kg)干燥过滤，减压脱除溶剂得式(Ⅵ)所示的化合物(P＝Cbz)：重量为42.5kg，粗收率45％。控制在0～5℃下，向水相中滴加氢氧化钠水溶液(41kg氢氧化钠溶于41kg的水中)，然后在25～30℃下保温30分钟至反应完全，向反应液中加入MTBE(200kg×2)萃取二次，有机相合并，用无水硫酸钠(40kg)干燥过滤，减压脱除溶剂得式(Ⅴ)表示的化合物(P＝Cbz)：重量为36.8kg，收率46％。99.5％ee。本实施例制得的式(V)所示的化合物的氢谱图¹HNMR如图2所示：¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ，ppm：7.37-7.32(m，5H)，5.91(m,1H),5.81(m,1H),5.15(s,2H),4.24(d,1H,J＝34.5Hz),4.05(t，1H,J＝21Hz)，3.92-3.90(m，1H)，3.63(t,2H,J＝48Hz),2.51(br.d,1H，J＝154.5Hz)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，其特征在于，将式（Ⅳ）所示的化合物于15~30℃温度条件下，在脂肪酶作用下生成手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶，所述脂肪酶与式（Ⅳ）所示的化合物的投料质量比为1：（0.5~0.6）；

所述手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的结构式如式（Ⅴ）所示；

所述式（Ⅳ）和式（V）如下所示：

IV， V；

其中，P=-CH₂Ar或

，R是1-8碳烷烃基或-CH₂Ar，所述Ar为芳香环；

所述式（Ⅳ）所示的化合物按照以下步骤制得：

（1）将式（Ⅰ）所示的化合物双键经环氧化生成式（II）所示的化合物；反应温度为-20~40℃；

（2）将式（II）所示的化合物经水解开环和消除反应生成式（IV）所示的化合物；反应温度为-70~0℃；

所述式（I）和式（II）化合物如下所示：

I， II；

所述式（Ⅳ）所示的化合物由式（Ⅲ）所示的化合物经NaBH₄和Ce³⁺盐联合作用还原反应制得，所述式（Ⅲ）如下所示：

III。

2.根据权利要求1所述的手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，其特征在于，步骤（1）中，环氧化反应所用氧化剂为双氧水或烷烃过氧酸或芳香过氧酸，其中，R是1-6碳的烷烃基，所述烷烃基包括卤代烷烃基；Ar是苯环或取代苯环。

3.根据权利要求1所述的手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，其特征在于，步骤（2）中，水解开环和消除反应在碱作用下完成，所用的碱为烷烃基氨基锂，哌啶锂或硅烷基氨基碱金属盐，其中，R=1-6碳烷烃基，R’=1-6碳烃基，M=Li，K，Na。

4.根据权利要求1所述的手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将式（Ⅰ）所示的烯烃化合物溶解于二氯甲烷中，然后在-20~40℃加入氧化剂，氧化生成式（Ⅱ）所示的化合物；所述氧化剂为双氧水或过氧酸；

（2）将碱的第一有机溶剂溶液冷却到0~5℃，加入式（Ⅱ）所示的化合物的第一有机溶剂溶液，反应得到式（Ⅳ）所示的化合物；所述第一有机溶剂选自2-甲基四氢呋喃，1,2-乙二醇二甲醚和甲基叔丁基醚中的一种；所述碱为二异丙基氨基锂，2,2,6,6-四甲基哌啶锂或六甲基二硅烷基氨基锂；

（3）将式（Ⅳ）所示的化合物溶解于甲苯中，加入醋酸乙烯酯和脂肪酶，在室温条件下反应生成手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶。

5.根据权利要求1所述的手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，其特征在于，

步骤（1）中，所述式（Ⅰ）所示的化合物与氧化剂的当量比为1:（1.1~2.0）；所述二氯甲烷与式（Ⅰ）所示化合物的体积比为（5.0~10.0）：1；

步骤（2）中，所述式（Ⅰ）所示的化合物与碱的当量比为1:（2.0~4.0），所述第一有机溶剂用量与式（Ⅰ）所示化合物的体积比为（5.0~10.0）：1；

步骤（3）中，所述甲苯与式（Ⅳ）所示化合物的体积比为（30~60）：1；所述醋酸乙烯酯与式（Ⅳ）所示化合物的当量比为（3.0~5.0）：1。

6.根据权利要求1所述的手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将式（Ⅲ）所示的化合物溶于第二有机溶剂，在Ce³⁺盐催化下，加入NaBH₄反应生成式（Ⅳ）所示的化合物；

（b）将式（Ⅳ）所示的化合物溶解于甲苯中，加入醋酸乙烯酯和脂肪酶，在室温条件下反应生成手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶。

7.根据权利要求6所述的手性3-羟基-1,2,3,6-四氢吡啶的合成方法，其特征在于，

步骤（a）中，所述第二有机溶剂为甲醇或乙醇或异丙醇或四氢呋喃；所述式（Ⅲ）所示的化合物与NaBH₄的当量比为1:（0.5~1.5）；所述Ce³⁺盐为CeCl₃或Ce(NO₃)₃；所述Ce³⁺盐与式（Ⅲ）所示的化合物的当量比为（1.0~1.2）：1；所述第二有机溶剂与式（Ⅲ）所示化合物的体积比为（8~20）：1；

步骤（b）中，所述甲苯与式（Ⅳ）所示化合物的体积比为（30~60）：1；所述醋酸乙烯酯与式（Ⅳ）所示化合物的当量比为（3.0~5.0）：1。