本發明屬于生物制藥領域，具體涉及一種生物法制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的方法。
背景技術：
(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺為用于治療腹瀉性腸易激綜合癥伊盧多啉(Eluxadoline)的關鍵中間體。伊盧多啉的化學名稱為4-(氨基羰基)-N-[(1,1-二甲基乙氧基)羰基]-2,6-二甲基-L-苯丙氨酸，商品名為Viberzi，2015年5月27日獲FDA批準上市。據權威機構統計，腹瀉性腸易激綜合癥的患者在歐洲和美國高達2800萬，市場前景廣闊。伊盧多啉結構式如下所示
現有文獻報道的(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的制備方法均為化學法制備，存在產物光學純度較低、工藝不安全、環境污染嚴重、生產成本高等問題，工業化生產受到極大阻礙。Henry J.Breslin等人公開了制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的方法(Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,2012,22,4869–4872),合成路線如下所示，
該文獻以N-Cbz-L-丙氨酸為原料經縮合、咪唑成環、脫Cbz保護基三步反應得到目標化合物(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺，其中咪唑成環步驟中反應溫度較高容易發生手性翻轉造成產物光學純度較低，脫Cbz保護基時需要用到易爆物氫氣和價格昂貴的鈀催化劑，工業生產中危險系數較高，生產成本大大提高。
與化學合成法相比，生物合成法具有反應條件溫和、轉化率高等優點近年來受到廣泛關注，目前未見生物法制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的公開文獻。
技術實現要素：
為了克服現有技術所存在的上述缺陷，本發明公開了一種生物法制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的方法。
具體工藝路線如下所示：
化合物II在轉氨酶、輔酶、氨基供體和磷酸鹽緩沖液的共同作用下進行酶法反應生成化合物I。其中輔酶為磷酸吡哆醛，氨基供體為異丙胺或丙氨酸，優選為異丙胺。
進一步說，轉氨酶為市場上可以購得的ATA101～ATA148，來自尚科生物醫藥(上海)有限公司。
進一步說，該酶法反應中化合物II濃度為25-70g/L、轉氨酶的濃度為5-12g/L、輔酶的濃度為0.1-1mM、氨基供體濃度為60-100g/L以及緩沖液的濃度為10-100mM。
進一步說，該酶法反應溫度為30℃～40℃，pH＝5～8。
進一步說，轉氨酶以酶粉形式、含轉氨酶的細胞破碎液或全細胞的形式加入，優選以酶粉形式加入。
一種用于制備下式化合物II的方法，
所述方法包括
其中Y選自N或O，化合物II-A在有機溶劑中進行咪唑成環反應得到化合物II。
其中有機溶劑為甲苯、二甲苯、THF或1,4-二氧六環，優選甲苯；咪唑成環反應在醋酸銨條件下進行，化合物II-A與醋酸銨的反應摩爾比為1:1～10，優選1:2～3。
進一步說，化合物II的制備方法如下所示：
其中R選自N或O，
步驟a)：化合物II-B在有機溶劑中進行咪唑成環反應得到化合物II-C；
步驟b)：化合物II-C在氧化劑的作用下制備化合物II。
其中有機溶劑為甲苯、二甲苯、THF或1,4-二氧六環，優選甲苯；咪唑成環反應在醋酸銨條件下進行，化合物II-B與醋酸銨的反應摩爾比為1:1～10，優選1:2～3；氧化劑可選自MnO2、PCC、PDC或Jones試劑，優選為MnO2。
化合物II-A和II-B價廉易得，均可商購得到或自行制備。
與現有化學合成方法相比，本發明提供了一種生物法制備(S)-1-(5-苯基-1H-咪唑-2-基)乙胺的綠色技術方案，該方案反應條件溫和、產物光學純度高、生產成本降低、對環境友好，具有良好的工業應用價值。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明的技術內容作進一步的闡述，其目的是為了更好的理解本發明的內容，但本發明的保護范圍不限于此。
實施例1
化合物II-A(Y為N原子)的制備
在100ml三口瓶中加入丙酮酸(1.0g)，二氯甲烷(10ml)，DMF(0.05ml)。將草酰氯(1.8g)在0℃慢慢加入反應液，滴加過程保持反應液溫度0～5℃。滴加完畢緩慢升至室溫，攪拌2小時。將反應體系冰浴降溫至0℃，2-氨基苯乙酮(1.5g)加入三口瓶中，滴加N,N-二異丙基乙胺(2.8g)，滴加過程保持溫度5℃以下。滴加完畢緩慢回溫至室溫，攪拌1小時。將反應液倒入100mL冰水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用1N稀鹽酸，飽和氯化鈉溶液，洗滌，分液，無水硫酸鈉干燥，旋蒸蒸干，粗品用硅膠色譜純化得化合物II-A(1.98g，收率87％)。
化合物II的制備
將化合物II-A(1.98g)，醋酸銨(2.23g)和甲苯(20ml)依次加入50ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后，倒入水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用5％碳酸氫鈉，飽和氯化鈉溶液，洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸、過柱純化得到化合物II(1.7g，收率95％)
化合物I的制備
于100mL反應容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(40mL，pH＝7.0)和異丙胺(3.0g)，用磷酸調節pH至7.0，加入化合物II(1.7g)，攪拌均勻后加入轉氨酶酶粉ATA101(0.3g)和輔酶PLP(1.325mg)，定容至50mL，30℃下磁力攪拌敞口反應，反應過程中用異丙胺(4M)控制反應pH在7.0左右，TLC檢測反應進程。反應結束后80℃保溫2h使反應液中蛋白質變性，過濾去除蛋白質，加NaOH(10M)調節pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.63g，收率95％)，產物ee值為99.6％。
實施例2化合物II-A(Y為N原子)的制備
化合物II-A的制備：與實施例1中化合物II-A的實驗步驟相同。
化合物II的制備：與實施例1中化合物II的實驗步驟相同。
化合物I的制備
于50mL反應容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(15mL，pH＝7.0)和異丙胺(2.5g)，用磷酸調節pH至7.0，加入化合物II(1.7g)，攪拌均勻后加入轉氨酶酶粉ATA101(0.3g)和輔酶PLP(1.325mg)，定容至25mL，30℃下磁力攪拌敞口反應，反應過程中用異丙胺(4M)控制反應pH在7.0左右，TLC檢測反應進程。反應結束后80℃保溫2h使反應液中蛋白質變性，過濾去除蛋白質，加NaOH(10M)調節pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.61g，收率94％)，產物ee值為99.7％。
實施例3
化合物II-A(Y為O原子)的制備
在250ml三口瓶中加入丙酮酸鉀(1.3g)，2-溴苯乙酮(2g)和DMSO(10ml)，攪拌加熱至60℃過夜。HPLC顯示反應結束，向反應瓶中加入水(30ml)，乙酸乙酯(20ml*2)萃取，合并有機相，無水硫酸鈉干燥、過濾，濾液濃縮至干得化合物II-A(1.8g，收率86％)。
化合物II的制備
將化合物II-A(1.8g)，醋酸銨(1.35g)和甲苯(18ml)依次加入50ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后，倒入水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用5％碳酸氫鈉，飽和氯化鈉溶液，洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸、過柱純化得到化合物II(1.5g，收率92％)
化合物I的制備
于100mL反應容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(40mL，pH＝7.0)和異丙胺(3.0g)，用磷酸調節pH至7.0，加入化合物II(1.5g)，攪拌均勻后加入轉氨酶酶粉ATA115(0.3g)和輔酶PLP(1.325mg)，定容至50mL，30℃下磁力攪拌敞口反應，反應過程中用異丙胺(4M)控制反應pH在7.0左右，TLC檢測反應進程。反應結束后80℃保溫2h使反應液中蛋白質變性，過濾去除蛋白質，加NaOH(10M)調節pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.45g，收率96％)，產物ee值為99.7％。
實施例4
化合物II-A(Y為N原子)的制備
在100ml三口瓶中加入丙酮酸(1.0g)，二氯甲烷(10ml)，DMF(0.05ml)。將二氯亞砜(1.63g)在0℃慢慢加入反應液，滴加過程保持反應液溫度0～5℃。滴加完畢緩慢升至室溫，攪拌2小時。將反應體系冰浴降溫至0℃，2-氨基苯乙酮(1.5g)加入三口瓶中，滴加N,N-二異丙基乙胺(2.8g)，滴加過程保持溫度5℃以下。滴加完畢緩慢回溫至室溫，攪拌1小時。將反應液倒入100mL冰水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用1N稀鹽酸，飽和氯化鈉溶液，洗滌，分液，無水硫酸鈉干燥，旋蒸蒸干，粗品用硅膠色譜純化得化合物II-A(2.1g，收率90％)。
化合物II的制備
將化合物II-A(2.1g)，醋酸銨(2.33g)和二甲苯(20ml)依次加入50ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后，倒入水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用5％碳酸氫鈉，飽和氯化鈉溶液，洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸、過柱純化得到化合物II(1.85g，收率97％)
化合物I的制備
于100mL反應容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(25mL，pH＝7.0)和異丙胺(3.2g)，用磷酸調節pH至7.0，加入化合物II(1.85g)，攪拌均勻后加入轉氨酶酶粉ATA115(0.4g)和輔酶PLP(1.35mg)，定容至35mL，30℃下磁力攪拌敞口反應，反應過程中用異丙胺(4M)控制反應pH在7.0左右，TLC檢測反應進程。反應結束后80℃保溫2h使反應液中蛋白質變性，過濾去除蛋白質，加NaOH(10M)調節pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.78g，收率96％)，產物ee值為99.7％。
實施例5
化合物II-B(Y為O原子)的制備
將2-溴苯乙酮(2g)、乳酸(1g)、甲苯(10ml)加入25ml三口瓶中，攪拌下加入碳酸氫鈉(1g)，加熱至60℃過夜。HPLC顯示反應結束，向反應瓶中加入30ml的水，甲苯(10ml*2)提取，合并有機相，無水硫酸鈉干燥、過濾，濾液濃縮至干得化合物II-B(1.91g，收率92％)。
化合物II-C的制備
將化合物II-B(1.87g)，醋酸銨(2.1g)和甲苯(20ml)依次加入50ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后倒入水中，二氯甲烷萃取(20ml*3)，有機相依次用5％碳酸氫鈉、飽和氯化鈉溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥、旋蒸，粗品用色譜柱純化得化合物II-C(1.6g，收率95％)。
化合物II的制備
將化合物II-C(1.6g)和二氯甲烷(20ml)加入50ml三口瓶中。攪拌下加入活性二氧化錳(6.5g)，加熱至回流反應24小時。HPLC顯示反應完畢，過濾，濾液濃縮至干，用色譜柱純化得化合物II(1.5g，收率95％)。
化合物I的制備
于100mL反應容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(25mL，pH＝7.0)和異丙胺(2.8g)，用磷酸調節pH至7.0，加入化合物II(1.5g)，攪拌均勻后加入轉氨酶酶粉ATA110(0.32g)和輔酶PLP(1.25mg)，定容至35mL，30℃下磁力攪拌敞口反應，反應過程中用異丙胺(4M)控制反應pH在7.0左右，TLC檢測反應進程。反應結束后80℃保溫2h使反應液中蛋白質變性，過濾去除蛋白質，加NaOH(10M)調節pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(1.45g，收率96％)，產物ee值為99.8％。
實施例6
化合物II-B(Y為N原子)的制備
將2-氨基苯乙酮(2.7g)、乳酸(1.8g)、二氯甲烷(20ml)加入50ml三口瓶中，向反應液中加入HATU(8.4g)和三乙胺(3g)，室溫下攪拌過夜。HPLC顯示反應結束，向反應瓶中加入水(40ml)，用二氯甲烷(20ml*2)提取兩次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥、過濾，濾液濃縮至干，粗品用硅膠色譜純化得化合物II-B(3.97g，收率96％)。
化合物II-C的制備
將化合物II-B(3.97g)，醋酸銨(4.43g)和甲苯(40ml)依次加入100ml三口瓶中，分水器分水，加熱回流6小時。體系回到室溫后倒入水中，二氯甲烷萃取三次，有機相依次用5％碳酸氫鈉，飽和氯化鈉溶液，洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸蒸干，粗品用色譜柱純化得化合物II-C(3.43g，收率95％)。
化合物II的制備
將化合物II-C(3.2g)和二氯甲烷(40ml)加入100ml三口瓶中。攪拌下加入活性二氧化錳(13g)，加熱至回流反應24小時。HPLC顯示反應完畢，過濾，濾液濃縮至干，用色譜柱純化得化合物II(3g，收率95％)。
化合物I的制備
于100mL反應容器中加入10mM的磷酸鹽緩沖液(25mL，pH＝7.0)和異丙胺(5.6g)，用磷酸調節pH至7.0，加入化合物II(3g)，攪拌均勻后加入轉氨酶酶粉ATA110(0.64g)和輔酶PLP(2.5mg)，定容至60mL，30℃下磁力攪拌敞口反應，反應過程中用異丙胺(4M)控制反應pH在7.0左右，TLC檢測反應進程。反應結束后80℃保溫2h使反應液中蛋白質變性，過濾去除蛋白質，加NaOH(10M)調節pH＝13，等體積乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾獲得化合物I(2.9g，收率96％)，產物ee值為99.7％。