技术领域
本发明属于药物化学合成技术领域，具体涉及一种(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的制备方 法，并且还涉及其应用。
背景技术
α-硫辛酸是一种能消除加速老化和致病的自由基，类似维他命的化合物，兼具水溶性 和脂溶性的特性，可协助辅酶进行有利于机体免疫力的生理代谢，是一种万能抗氧化剂药 物。α-硫辛酸对肝脏疾病、糖尿病、HIV病毒、肿瘤、神经系统退化等许多疾病的治疗都 有一定的效果，例如可以辅助治疗2型糖尿病改善胰岛功能葡萄糖代谢，保护神经细胞， 既可预防白内障，又能预防肌肉损伤等等。
研究表明，硫辛酸的两个对映体显示出不同的生物活性，其中R型生物活性远高于S 型，S型基本无活性，但亦无毒副作用。(R)-α-硫辛酸是人体内硫辛酸的天然形式，作为 维生素类药物，效果优于消旋的α-硫辛酸，未来(R)-α-硫辛酸将越来越多的代替α-硫辛酸， 成为普遍使用的药品和营养补充品。
工业上合成(R)-α-硫辛酸的方法主要有两种：一是化学拆分消旋α-硫辛酸的方法，该 法目前在工业生产中使用较多，但由于α-硫辛酸独特的双硫键五元环结构，在拆分过程 中易发生聚合，导致收率不稳定，增加成本；二是以(R)-6,8-二氯辛酸(或其酯)为原料， 经酯化、环合和水解,得到(R)-α-硫辛酸，该法收率较第一种方法有所提高。目前，在有关 的文献和专利报道中(WO2007028729A1，US7135328B2，US7157253B2)都是采用生物 酶法，先制备得到(R)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯(或甲酯)，然后通过氯代，合成得到(R)-6,8- 二氯辛酸乙酯(或甲酯)。由于在氯代一步，(R)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯(或甲酯)将产生 部分构型反转，使得产物产生了部分的S-型的产物，降低了(R)-α-硫辛酸的光学纯度，严 重影响了工业化生产推广应用。
发明内容
本发明的任务在于提供一种(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的制备方法，该方法具有工艺条 件温和、对环境无损以及制备成本低廉的长处并且得到的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的纯 度、收率和光学纯度理想而藉以满足工业化放大生产要求。
本发明的另一任务在于提供一种(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的应用。
本发明的任务是这样来完成的，一种(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的制备方法，包括以下 步骤：
A)制备还原酶催化剂：先将一种近平滑假丝酵母菌(CandidaParapsilosis)引入发酵 培养基中进行扩增培养，并且控制扩增培养的温度和控制扩增培养的时间，再进行离心分 离，得到还原酶催化剂；
B)制备成品：将由步骤A)得到的还原酶催化剂引入由6-羰基-8-氯辛酸乙酯、葡萄 糖脱氢酶、葡萄糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和水组成的体系中 并且在控制温度和控制pH的条件下进行手性还原反应，得到(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯。
在本发明的一个具体的实施例中，步骤A)中所述的控制扩增培养的温度是将扩增培 养的温度控制为20-50℃，所述的控制扩增培养的时间是将扩增培养的时间控制为24-48h。
在本发明的另一个具体的实施例中，步骤A)中所述的将近平滑假丝酵母菌引入发酵 培养基中的引入方式为以接种方式引入，并且该近平滑假丝酵母菌接种至所述的发酵培养 基中的接种量与发酵培养基的体积比为1∶10～100。
在本发明的又一个具体的实施例中，步骤A)中所述的发酵培养基的pH值为3-8，并 且该发酵培养基由以下按重量称取的原料构成：葡萄糖10～50g、蛋白胨1～20g、磷酸二 氢钾1～10g、磷酸氢二钾1～10g、氯化钠0.1～2g、硫酸镁0.1～2g和水1000g。
在本发明的再一个具体的实施例中，步骤B)中所述的还原酶催化剂、6-羰基-8-氯辛 酸乙酯、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和水 八者的重量比为1～300∶0.22～66∶0.01～0.5∶0.3～90∶0.06～0.66∶3.4～6.8∶5.7～11.4∶ 1000。
在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制温度是将温度控制为 20-35℃；所述的控制pH是将pH控制为5.5-7.0；所述的手性还原反应的时间为 360-720min。
本发明的另一任务是这样来完成的，一种(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯，其应用于制备 (R)-α-硫辛酸。
在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的制备(R)-α-硫辛酸包括以下步骤：
a)制备(R)-6,8-二氯辛酸乙酯：将(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯投入到配有氯化试剂、催 化剂和溶剂的反应容器中并且在搅拌状态下进行氯化反应，得到(R)-6,8-二氯辛酸乙酯；
b)制备(R)-α-硫辛酸：将由步骤a)得到的(R)-6,8-二氯辛酸乙酯投入到配有硫磺、硫 化钠、相转移催化剂和水的容器中进行环合反应，得到(R)-硫辛酸乙酯，经水解和精制， 得到(R)-α-硫辛酸。
在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤a)中所述的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯、 氯化试剂、催化剂和溶剂四者的摩尔比为1.0∶2.0～3.0∶0.5～1.0∶10.0～25.0；所述氯化反 应的温度为50～90℃，反应时间为3～6小时；所述的氯化试剂为氯化亚砜、三氯氧磷、磺 酰氯、三氯化磷或固体光气；所述的催化剂为吡啶、三乙胺或N,N-二甲基甲酰胺；所述 的溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氢呋喃、甲基叔丁基醚、1,4-二氧六环或乙腈；
在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤b)中所述的(R)-6,8-二氯辛酸乙酯、硫磺、 硫化钠、相转移催化剂和水五者的摩尔比为1.0∶1.2～2.0∶1.2～2.0∶0.01～0.1∶10.0～25.0；所 述的相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、 三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵或十四烷基三甲基氯化铵；所述的环合反应的 温度为75～90℃，反应时间为1.5～3小时。
本发明提供的技术方案具有以下技术效果：其一，工艺条件温和，成本低廉，产物纯 度高和收率高，光学纯度高；其二，本发明的工艺路线所用试剂易得，技术方案合理，可 以大量生产来满足使用需求，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步阐述，显然，本发明的保护范围 并不限于实施例，本领域技术人员所做的本发明的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
A)制备还原酶催化剂，将筛选得到的一种(也可称一株)近平滑假丝酵母菌(Candida Parapsilosis)以接种方式引入发酵培养基中进行扩增培养，近平滑假丝酵母菌接种至发酵 培养基中的接种量与发酵培养基的体积比为1∶60，也就是说近平滑假丝酵母菌的体积为 发酵培养基的体积的六十分之一，扩增培养的温度为20℃，扩增培养的时间为48h，优选 的方案是：将装有发酵培养基的装置以100rpm的速度转动，在扩增培养结束后进行离心 分离，得到还原酶催化剂，本步骤中的近平滑假丝酵母菌(CandidaParapsilosis)保藏于 中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3 号)，保藏编号为：CGMCCNO.9630，本步骤中的发酵培养基的pH值为5.5(pH＝5.5)， 并且发酵培养基由以下按重量称取的原料构成：葡萄糖50g、蛋白胨10g、磷酸二氢钾1g、 磷酸氢二钾5g、氯化钠0.1g、硫酸镁1g和水1000g；
B)制备成品，将由步骤A)得到的还原酶催化剂引入由6-羰基-8-氯辛酸乙酯、葡萄 糖脱氢酶、葡萄糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和水组成的体系中 并且在控制温度为20℃以及控制pH值为6的条件下进行手性还原反应，手性还原反应的 时间为540min，得到(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯，本步骤中所述的还原酶催化剂、6-羰基-8- 氯辛酸乙酯、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾 和水这八者的重量比为100∶0.22∶0.03∶45∶0.66∶5∶5.7∶1000。
实施例2：
A)制备还原酶催化剂，将筛选得到的一种(也可称一株)近平滑假丝酵母菌(Candida Parapsilosis)以接种方式引入发酵培养基中进行扩增培养，近平滑假丝酵母菌接种至发酵 培养基中的接种量与发酵培养基的体积比为1∶100，也就是说近平滑假丝酵母菌的体积 为发酵培养基的体积的百分之一，扩增培养的温度为50℃，扩增培养的时间为24h，优选 的方案是：将装有发酵培养基的装置以160rpm的速度转动，在扩增培养结束后进行离心 分离，得到还原酶催化剂，本步骤中的发酵培养基的pH值为8(pH＝8)，并且发酵培养 基由以下按重量称取的原料构成：葡萄糖30g、蛋白胨1g、磷酸二氢钾10g、磷酸氢二钾 1g、氯化钠2g、硫酸镁0.1g和水1000g；
B)制备成品，将由步骤A)得到的还原酶催化剂引入由6-羰基-8-氯辛酸乙酯、葡萄 糖脱氢酶、葡萄糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和水组成的体系中 并且在控制温度为35℃以及控制pH值为5.5的条件下进行手性还原反应，手性还原反应 的时间为720min，得到(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯，本步骤中所述的还原酶催化剂、6-羰基 -8-氯辛酸乙酯、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢 二钾和水这八者的重量比为300∶66∶0.5∶90∶0.3∶3.4∶11.4∶1000。本实施例中未提 及的内容同对实施例1的描述。
实施例3：
A)制备还原酶催化剂，将筛选得到的一种(也可称一株)近平滑假丝酵母菌(Candida Parapsilosis)以接种方式引入发酵培养基中进行扩增培养，近平滑假丝酵母菌接种至发酵 培养基中的接种量与发酵培养基的体积比为1∶10，也就是说近平滑假丝酵母菌的体积为 发酵培养基的体积的十分之一，扩增培养的温度为35℃，扩增培养的时间为36h，优选的 方案是：将装有发酵培养基的装置以130rpm的速度转动，在扩增培养结束后进行离心分 离，得到还原酶催化剂，本步骤中的发酵培养基的pH值为3(pH＝3)，并且发酵培养基 由以下按重量称取的原料构成：葡萄糖10g、蛋白胨20g、磷酸二氢钾6g、磷酸氢二钾10g、 氯化钠1.1g、硫酸镁2g和水1000g；
B)制备成品，将由步骤A)得到的还原酶催化剂引入由6-羰基-8-氯辛酸乙酯、葡萄 糖脱氢酶、葡萄糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾和水组成的体系中 并且在控制温度为27℃以及控制pH值为7的条件下进行手性还原反应，手性还原反应的 时间为360min，得到(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯，本步骤中所述的还原酶催化剂、6-羰基-8- 氯辛酸乙酯、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾 和水这八者的重量比为10∶0.44∶0.25∶0.8∶0.06∶6.8∶8∶1000。本实施例中未提及的 内容同对实施例1的描述。
由上述实施例1至3的任一实施例得到的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯应用于制备(R)-α- 硫辛酸。
应用例1：
利用上述实施例1得到的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯制备(R)-α-硫辛酸的步骤如下：
a)制备(R)-6，8-二氯辛酸乙酯：将前述由实施例1得到的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯投 入到配有氯化试剂、催化剂和溶剂的反应容器中并且在搅拌状态下进行氯化反应，得到 (R)-6，8-二氯辛酸乙酯，本步骤中所述的氯化试剂为氯化亚砜，所述的催化剂为三乙胺， 所述的溶剂为二氯甲烷，并且(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯、氯化亚砜、三乙胺、二氯甲烷四 者的mol比为1∶2.5∶1∶25，前述的氯化反应的温度为90℃，氯化反应的时间为3h；
b)制备(R)-α-硫辛酸：将由步骤a)得到的(R)-6，8-二氯辛酸乙酯投入到配有硫磺、硫 化钠、相转移催化剂和水的容器中进行环合反应，环合反应的温度为75℃，环合反应的 时间为3h，得到(R)-硫辛酸乙酯，经水解和精制，得到(R)-α-硫辛酸，本步骤中所述的相 转移催化剂为四丁基溴化铵，并且(R)-6，8-二氯辛酸乙酯、硫磺、硫化钠、四丁基溴化铵 和水五者的mol比为1∶2∶1.2∶0.05∶17。
应用例2：
利用上述实施例2得到的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯制备(R)-α-硫辛酸的步骤如下：
a)制备(R)-6，8-二氯辛酸乙酯：将前述由实施例2得到的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯投 入到配有氯化试剂、催化剂和溶剂的反应容器中并且在搅拌状态下进行氯化反应，得到 (R)-6，8-二氯辛酸乙酯，本步骤中所述的氯化试剂为三氯氧磷，所述的催化剂为N,N-二 甲基甲酰胺，所述的溶剂为1，4-二氧六环，并且(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯、三氯氧磷、 N,N-二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环四者的mol比为1∶3∶0.5∶17，前述的氯化反应的温 度为70℃，氯化反应的时间为4.5h；
b)制备(R)-α-硫辛酸：将由步骤a)得到的(R)-6，8-二氯辛酸乙酯投入到配有硫磺、硫 化钠、相转移催化剂和水的容器中进行环合反应，环合反应的温度为90℃，环合反应的 时间为1.5h，得到(R)-硫辛酸乙酯，经水解和精制，得到(R)-α-硫辛酸，本步骤中所述的 相转移催化剂为十二烷基三甲基氯化铵，并且(R)-6，8-二氯辛酸乙酯、硫磺、硫化钠、十 二烷基三甲基氯化铵和水五者的mol比为1∶1.6∶2∶0.01∶25。
应用例3：
利用上述实施例3得到的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯制备(R)-α-硫辛酸的步骤如下：
a)制备(R)-6，8-二氯辛酸乙酯：将前述由实施例3得到的(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯投 入到配有氯化试剂、催化剂和溶剂的反应容器中并且在搅拌状态下进行氯化反应，得到 (R)-6，8-二氯辛酸乙酯，本步骤中所述的氯化试剂为三氯氧磷，所述的催化剂为吡啶，所 述的溶剂为四氢呋喃，并且(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯、三氯氧磷、吡啶、四氢呋喃四者的 mol比为1∶2∶0.75∶10，前述的氯化反应的温度为50℃，氯化反应的时间为6h；
b)制备(R)-α-硫辛酸：将由步骤a)得到的(R)-6，8-二氯辛酸乙酯投入到配有硫磺、硫 化钠、相转移催化剂和水的容器中进行环合反应，环合反应的温度为82℃，环合反应的 时间为2h，得到(R)-硫辛酸乙酯，经水解和精制，得到(R)-α-硫辛酸，本步骤中所述的相 转移催化剂为四丁基硫酸氢铵，并且(R)-6，8-二氯辛酸乙酯、硫磺、硫化钠、四丁基硫酸 氢铵和水五者的mol比为1∶1.2∶1.6∶0.1∶10。
由上述实施例1至3和应用例1至3可知：(1)本发明针对已报道和公开的生物催 化不对称合成(R)-α-硫辛酸的手性中间体研究中存在产生的部分手性异构体，光学纯度 低，转化率不高等问题，由筛选得到的一株近平滑假丝酵母菌作为催化剂，不对称还原制 备了(S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯，ee值达99.0％以上，通过经典构型反转的氯化反应，全程 控制了反应的选择性和立体专一性，有效抑制手性异构体的产生，而且纯化方法简单，收 率较高，接着进行环合和水解反应，制备了高光学纯度的(R)-α-硫辛酸，ee值达98.5％以 上；(2)本发明相对于生物酶法制备(R)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯作为中间体的方法或其它化 学方法具有工艺条件温和，工艺路线所用试剂易得，成本低廉，技术方案合理的优点，可 以大量生产来满足使用需求，适用于工业化生产。