【摘 要】
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托法替尼（Tofacitinib）是一种口服蛋白质酪氨酸激酶抑制剂,被批准用于治疗类风湿性关节炎、活动性银屑病关节炎和溃疡性结肠炎,但由于与哌啶环相关的两个连续立体中心,其有效生产仍然是一个挑战。本课题旨在开发一种酶促动态动力学拆分-不对称还原胺化来制备对映体互补的顺式-1-苄基-N,4-二甲基哌啶-3-胺及其衍生物。首先我们以1-苄基-4-甲基-3-酮盐酸盐（2）和甲胺盐酸盐（a）为模式底物,建
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托法替尼（Tofacitinib）是一种口服蛋白质酪氨酸激酶抑制剂,被批准用于治疗类风湿性关节炎、活动性银屑病关节炎和溃疡性结肠炎,但由于与哌啶环相关的两个连续立体中心,其有效生产仍然是一个挑战。本课题旨在开发一种酶促动态动力学拆分-不对称还原胺化来制备对映体互补的顺式-1-苄基-N,4-二甲基哌啶-3-胺及其衍生物。首先我们以1-苄基-4-甲基-3-酮盐酸盐（2）和甲胺盐酸盐（a）为模式底物,建立500μL的转化反应对实验室的亚胺还原酶库和新挖掘的亚胺还原酶进行筛选,最终获得43个对模式底物有活性的酶,其中IR89和IR174可以催化合成对映体互补的（3R,4R）和（3S,4S）-2a,且拥有极好的对映选择性及非对映选择性。酶催化反应稳定性分析中,高的底物浓度、过酸或过碱的反应环境都会对酶的活性和立体选择性产生不利影响。有趣的是,IR89在不同的p H条件下表现出对映选择性的差异,这种现象在这个酶家族中似乎很少见。制备反应中,以高转化率（93%）从rac-2制备对映体互补的1-苄基-N,4-二甲基哌啶-3-胺（2a）,拥有极好的对映选择性（97%和＞99%ee）和非对映选择性（＞99%dr）。纯化的IR110用于环丙胺（b）和IR174用于烯丙胺（c）和炔丙胺（d）,以44-90%的分离产率提供相应的（3S,4S）-N-取代-1-苄基-4-甲基哌啶-3-胺,具有高对映选择性（＞99%ee）和非对映选择性（＞99%dr）。我们选择可以获得目标构型的IR89进行酶工程优化,最终获得突变株L177A,它的比酶活比野生型高2.2倍,然而酶的稳定性受到影响。为了洞察酶催化的机制,将顺式构型的产物对接到IR174的活性口袋内,我们发现所选的氨基酸残基对苯环和3位胺基存在相互作用,推测产物的胺基和苯环的锚定作用可能是控制构型变化的关键。总之,我们开发一种酶促不对称还原合成托法替尼关键中间体的新方法,为托法替尼的高效绿色生产奠定坚实基础。
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