新(xin)工藝(yi)｜連續(xu)流(liu)技術(shu)遇(yu)到(dao)酶催(cui)化技術(shu)會發(fa)生(sheng)什麽(me)有趣的反(fan)應(ying)呢(ne)？

· 柯提(ti)斯重(zhong)排(pai)反(fan)應(ying)

在(zai)化學品(pin)實(shi)際生(sheng)產(chan)中(zhong)，柯提(ti)斯重(zhong)排(pai)反(fan)應(ying)（英(ying)文(wen)Curtius rearrangement）是常(chang)見(jian)制備伯(bo)胺的方(fang)法(fa)，但(dan)因(yin)為反應(ying)涉及(ji)到(dao)疊(die)氮(dan)化合物(wu)的參(can)與(yu)並產(chan)生(sheng)氮(dan)氣(qi)是壹類典(dian)型“危(wei)險(xian)反應(ying)”。加強反應(ying)的過(guo)程控(kong)制對此類反(fan)應(ying)的安全(quan)進(jin)行(xing)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。

連續(xu)流(liu)微反(fan)應(ying)器(qi)可以顯著(zhu)提(ti)高(gao)有效傳質和(he)傳(chuan)熱，還可以限制有害中間體的數量，減輕安全(quan)隱(yin)患(huan)。

近期輝(hui)瑞(rui)公(gong)司在(zai)對(dui)新(xin)型ACC抑制(zhi)劑(ji)的研(yan)究(jiu)中成(cheng)功(gong)應(ying)用連續(xu)Curtius重排(pai)反(fan)應(ying)合成(cheng)啶(ding)內(nei)酰(xian)胺部(bu)分（6，Scheme 1）。

勃林(lin)格殷格翰公(gong)司(si)的研(yan)究(jiu)人員(yuan)在(zai)生(sheng)產(chan)目標化合物(wu)7（Scheme 1）的Curtius重排(pai)反(fan)應(ying)過程中，通(tong)過連續(xu)流(liu)降低(di)了(le)批(pi)次(ci)中芐醇含量(liang)並(bing)且連用(yong)在(zai)線IR監測，實(shi)現了(le)0.75 kg / h的產(chan)量(liang)（約80％的收(shou)率(lv)）。

· 關(guan)於固定化酶催(cui)化

固定化酶催(cui)化技術(shu)的發(fa)展(zhan)，使(shi)生(sheng)物催(cui)化在(zai)合成(cheng)工藝(yi)中得到(dao)拓(tuo)展(zhan)。該(gai)項(xiang)技術具有以下(xia)優缺點。

連續(xu)流(liu)技術(shu)可通(tong)過增(zeng)強的傳(chuan)質(zhi)來(lai)提(ti)高(gao)生(sheng)物轉化的速(su)度，以小(xiao)結(jie)構(gou)促進(jin)大(da)生(sheng)產(chan)；可以嚴(yan)格控(kong)制反應(ying)參數以提(ti)高(gao)產(chan)量(liang)和生(sheng)產(chan)率(lv)。

隨(sui)著(zhe)連續(xu)流(liu)技術(shu)在(zai)合成(cheng)過(guo)程中的成(cheng)功(gong)應(ying)用，研(yan)究(jiu)者(zhe)也(ye)把關(guan)註(zhu)點拓(tuo)展(zhan)到(dao)下(xia)遊的分離和純(chun)化工藝(yi)上(shang)來(lai)。

二、 實(shi)驗詳(xiang)情

· 概述(shu)

近柏(bai)林(lin)大(da)學化學院(yuan)Marcus Baumann等人(ren)研(yan)究(jiu)了在(zai)連續(xu)Curtius重排(pai)過(guo)程中，利用酶的化學選(xuan)擇(ze)性(xing)將雜(za)質標(biao)記(ji)和(he)修飾(shi)成(cheng)新化合物(wu)，這(zhe)些化合物(wu)可使(shi)用(yong)常(chang)見(jian)純化技術(shu)輕松清除。是比(bi)較(jiao)新穎的合成(cheng)組合和(he)相(xiang)應(ying)的下(xia)遊加工工藝(yi)創新。

· 連續(xu)流(liu)+生(sheng)物酶催(cui)化的Curtius重排(pai)

1、 使(shi)用(yong)芐醇（BnOH）作(zuo)為親核試(shi)劑(ji)的Curtius重排(pai)過(guo)程的中(zhong)間體異(yi)氰(qing)酸(suan)酯(zhi)與（Scheme 3）高(gao)沸點產(chan)品(pin)9a-d的共極性(xing)，除去(qu)殘(can)留的芐醇在(zai)放大規(gui)模(mo)上(shang)是比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)。

2、 使(shi)用(yong)生(sheng)物催(cui)化可以促(cu)進(jin)在(zai)連續(xu)流(liu)下(xia)的簡單純化。以 4-（三(san)氟(fu)甲基(ji)）苯甲酸（8a）轉化為相(xiang)應(ying)的Cbz-氨基(ji)甲酸(suan)酯(zhi)9a為例(li)（Scheme 4）

3、 利用南(nan)極洲念(nian)珠菌(jun)脂肪(fang)酶B（CALB）作(zuo)為催(cui)化劑，在(zai)丁酸乙(yi)烯(xi)酯(zhi)（10）存在(zai)下(xia)，將苯甲醇轉(zhuan)化為丁酸芐酯(zhi)（11）。酶床(chuang)的長(chang)度約為(wei)8 cm的CALB色譜(pu)柱(zhu)可以使(shi)芐醇的*轉(zhuan)化。酶的性(xing)能(neng)在(zai)數次(ci)運(yun)行(xing)中(zhong)（5×1 mmol規模(mo)）並(bing)沒(mei)有降低，蒸發(fa)並(bing)萃取（EtOAc / H2O）後，分離出產(chan)物(wu)9a。

· 放大反(fan)應(ying)

為了(le)證(zheng)明(ming)該(gai)流(liu)程的可擴展(zhan)性(xing)，進(jin)行(xing)了(le)放大實(shi)驗。

使(shi)用(yong)上(shang)述流(liu)動(dong)裝置（Scheme 5），並與(yu)裝有3.0 g固定CALB的更(geng)大(da)的色譜(pu)柱(zhu)以(yi)0.5 mL / min的流(liu)速(su)泵(beng)送DPPA（0.9 M的甲(jia)苯溶(rong)液）和底(di)物(wu)（1 M的甲(jia)苯溶(rong)液，1.0當(dang)量的NEt3、1.8當(dang)量的BnOH）。粗(cu)產(chan)品(pin)蒸發(fa)並(bing)從庚烷中(zhong)結晶(jing)為白色結晶(jing)固體(ti)。分離的產(chan)率(lv)為83％，得到(dao)22g純的氨(an)基(ji)酸酯(zhi)9a，通(tong)過量(liang)為6.6g / h。

在(zai)整個(ge)放大過(guo)程中，樣(yang)品(pin)均通(tong)過HPLC和1H NMR光(guang)譜(pu)進(jin)行(xing)了(le)分析，所(suo)有情況下(xia)都使(shi)用(yong)CALB對殘(can)留的苯甲醇進(jin)行(xing)了(le)定量轉化（圖2）。

圖2固定化酶柱(zhu)子的外觀(guan)

三(san)、實(shi)驗總結

該(gai)工藝(yi)過程中殘留的苯甲醇轉(zhuan)化為丁酸芐酯(zhi)，在(zai)分離過程中可以輕松清除丁酸芐酯(zhi)。研(yan)究(jiu)證(zheng)明(ming)了(le)連續(xu)的Curtius重排(pai)反(fan)應(ying)與有效的生(sheng)物催(cui)化轉化相(xiang)結(jie)合的優(you)勢(shi)。

在(zai)連續(xu)過(guo)程的放大過(guo)程中，固定在(zai)玻(bo)璃(li)柱(zhu)中(zhong)的固(gu)定式CALB非(fei)常(chang)穩(wen)健(jian)。以高(gao)收率和分析純度分離出所(suo)需(xu)產(chan)品(pin)，不到4小時(shi)約22 g的產(chan)品(pin)。

在(zai)連續(xu)流(liu)工藝(yi)的純(chun)化處(chu)理環節(jie)使(shi)用(yong)酶作(zuo)為純(chun)化工具突出了(le)連續(xu)流(liu)工藝(yi)下(xia)遊處(chu)理工藝(yi)的創新，為連續(xu)流(liu)工藝(yi)應(ying)用擴展(zhan)提(ti)供了(le)新的思路(lu)。

綜(zong)上(shang)該(gai)研(yan)究(jiu)很好(hao)的將連續(xu)流(liu)技術(shu)和(he)酶催(cui)化技術(shu)結合，相(xiang)互(hu)促(cu)進(jin)，有效降低了(le)合成(cheng)工藝(yi)後處(chu)理的難(nan)度，提(ti)高(gao)了整個(ge)連續(xu)化生(sheng)產(chan)效(xiao)率。在(zai)化學合成(cheng)工藝(yi)的探索(suo)中(zhong)有更多像(xiang)這(zhe)樣(yang)多(duo)項(xiang)技術(shu)結合產(chan)生(sheng)促進(jin)作(zuo)用的“有趣反應(ying)”，等著(zhe)大(da)家(jia)去(qu)探究(jiu)！

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本(ben)文(wen)參考(kao)：DOI 10.1021/acs.oprd. 0c00420

四、康(kang)寧反(fan)應(ying)器(qi)技(ji)術(shu)壹體化平臺(tai)

康寧反(fan)應(ying)器(qi)可以與(yu)眾(zhong)多(duo)在(zai)線分離、純化、水解、核磁(ci)分析、顆(ke)粒度分析、光(guang)譜(pu)分析等後(hou)處(chu)理、分析儀(yi)器(qi)聯(lian)用實(shi)現整個(ge)生(sheng)產(chan)工藝(yi)的連續(xu)化生(sheng)產(chan)。

針對工藝(yi)創新，康寧專(zhuan)註(zhu)於連續(xu)流(liu)微反(fan)應(ying)技術(shu)的創新與***流創新團(tuan)隊(dui)精密合作(zuo)，打(da)造了(le)“微反(fan)應(ying)+微分離+在(zai)線檢測”壹體化平臺(tai)並獲得客(ke)戶(hu)的認可。該(gai)平臺(tai)自動(dong)化程度高(gao)，反應(ying)結果(guo)瞬(shun)間可知，可以開(kai)發(fa)釜式反應(ying)不能完(wan)成的系列困(kun)難(nan)反(fan)應(ying)，並可以無(wu)縫放大至(zhi)工業(ye)生(sheng)產(chan)。