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【背景及概述】[1][2]
坎利酮(Canrenone)属于一种甾体激素类心血管药物,临床上主要作为非选择性醛固酮受体拮抗剂来治疗心血管疾病。心血管疾病主要与肾素‑血管紧素‑醛固酮系统(RAAS)有关,利用醛固酮受体拮抗剂则可阻断RAAS的作用,从而降低心血管疾病的发生率和死亡率。但由于其对强心剂地高辛(Digoxin) 定量检测有负面干扰,并且在心脏病治疗中有可能引起用药过量而致死的危险后果,人们开始通过硝基化、羟基化等途径,加紧研制其衍生物,以期增强疗效,减少副作用。在坎利酮的衍生化类型中,11α‑羟基坎利酮可以被用来制备一系列有用的坎利酮衍生物,因此受到了极大的关注。
11α‑羟基坎利酮由坎利酮通过微生物转化在11位上羟基得到。由于其市场潜力巨大,很早就有坎利酮11α羟基化反应的报道。1971年,B.lunt等曾尝试用坎利酮生产11α‑羟基坎利酮。1980年,Deshayes在坎利酮投料为1.5g/L时,转化率达95%,但其投料量大,不适合大规模生产。1996年,Ng;JohnS.等采用间歇补料,虽然投料量大为增加,但转化时间加长,转化率不高,致使成本大大提高。11α-羟基坎利酮是坎利酮羟基化反应后形成的甾体类衍生物,也是合成依普利酮的重要药物中间体。依普利酮作为治疗高血压和其他心血管疾病的新型药物,具备广阔的市场前景。微生物转化坎利酮合成11α-羟基坎利酮的方法具有专一性强、反应条件温和、催化效率高、副产物少、成本低、污染少等优点。由于11α-羟基坎利酮在水中的溶解度极低,由微生物发酵合成的11α-羟基坎利酮主要吸附在菌丝体表面,很难依靠过滤、离心或萃取单纯的物理方法分离。同时,发酵液中还存在未转化的坎利酮,而坎利酮的物理、化学性质与11α-羟基坎利酮类似,故对提取物的纯化也是一个重要步骤。现有的坎利酮微生物转化技术仍然存在生产周期长,成本高,转化率低等问题,极大地限制了该产品的应用和推广。因此寻求一种廉价、高效的11α‑羟基坎利酮生产方法势在必行。
【应用】
由 11α-羟基化坎利酮可以得到一系列有用的坎利酮衍生物。美国 G. D. Searle公司在利用微生物转化法得到 11α-羟基化坎利酮的基础上,经六步(或七步)化学合成得到了一种新的选择性甾体类醛固酮受体拮抗剂依普利酮(Eplerenone,商品名 Inspra),并在 2002 年 4 月得到了 FDA 的批准,
2003年由 Pharmacia 公司在美国上市。临床研究发现:在治疗高血压等心血管疾病方面,Eplerenone 比起 Canrenone 和螺内酯(Spironolactone),副作用明显减少,心力衰竭病症的死亡率明显降低。由11α-羟基化坎利酮合成依普利酮的过程如下:
【合成】[4]
方法1::以表氢化可的松作为起始原料合成11α‑羟基坎利酮,路线如下:
方法2:以双酮为起始原料进行11α羟化后再合成11α‑羟基坎利酮,路线如下:
方法3:以坎利酮为起始原料进行11α羟化即得11α‑羟基坎利酮,路线如下:
方法4:一种11α-羟基坎利酮的合成方法,将原料坎利酮加入至培养基,投入赭曲霉菌种发酵,再从菌丝体提取,精制得到11α-羟基坎利酮;所述的赭曲霉菌种采用下述步骤得到:
1)赭曲霉原菌种经紫外线波长为200~280nm,照射10~30分钟后培养出突变优异菌种;
2)将步骤(1)得到的赭曲霉菌种加入传代固体培养基,培养基配比:0.05~0.15%蛋白胨、1~3%麦芽糖、1~3%葡萄糖、1.5~2.5%琼脂,调节pH在4.8~6,并在条件为:25~30℃,培养7~10天,经三代传代得到三代赭曲霉菌种,5℃以下低温冷冻储存;
3) 配置液体培养基,其配比为:葡萄糖0.5~1.5%,蛋白胨0.5~1.5%,酵母浸膏0.5~1.5%,玉米浆0.5~1.5%,调节pH在5.5~6.1,并灭菌,按5~10%的接种量接种上述三代赭曲霉菌种,培养温度控制在25~32℃下,转速为100~200r/min,pH控制在5~6之间,培养时间20~30小时。
【主要参考资料】
[1] 管国强;黄达明;孙文敬;崔凤杰;崔鹏景;钱静亚.一种分离纯化11α-羟基坎利酮的方法. CN201310626460.0,申请日2013-12-02
[2] 别松涛;王家明;路福平.一种坎利酮高效转化生产11α-羟基坎利酮的方法. CN201310097067.7,申请日2013-03-25
[3] 茅燕勇. 微生物转化法制备 11α-羟基化坎利酮. 2005.
[4] 王喜情.11α-羟基坎利酮的合成方法. CN201010178497.8,申请日2010-05-20