科创中国

行业领域

生物与新医药技术,高新技术改造传统产业

需求背景

研发一种适用于基于高浓度有机溶剂生物酶催化体系的阿扎那韦中间体制备方法。利用定点突变获得的菌株发酵获得生物酶，对酶固定化处理后，具有高浓度有机溶剂耐受性。由于底物（3S）-4-苯基-2-丁酮衍生物在水中溶解度较差，随着底物浓度提高易使底物结块或形成颗粒，使酶与底物难以接触，进而导致底物难以消耗完全。高浓度的有机溶剂使底物完全溶解于有机溶剂中，且产物较底物更易溶解在有机溶剂中，使整个转化反应形成油水分散体系，可使底物与酶充分接触，从而进一步提高底物投加浓度。该方法选用固定化酶作为催化剂，该固定化酶不仅可耐受高浓度有机溶剂，且转化反应整个过程操作方便、产物分离更简单。酶催化结束后的转化液通过抽滤获得固定化酶用于下次反应，抽滤后溶液静置分层后，直利将乙酸乙酯浓缩即可获得高手性纯度以及高杂质纯度的优质产品。

阿扎那韦是一新型氮杂肽类蛋白酶抑制剂（PI），其体外活性与奈非那韦（Nelfinavir）等非肽类PI不伺，本品是根据酶-氮杂肽复合物的X射线衍射研究设计而成的，具有C-2对称的化学结构。它是HIV-1蛋白酶的高选择性和高效的抑制剂，通过阻断病毒gap和gap-pol前体多聚蛋白的裂解，从而抑制病毒结构蛋白、逆转录酶、整合酶和蛋白酶的生成，使HIV-1感染的细胞释放出非感染性的不成熟的病毒颗粒。据最新报道，截至2019年，艾滋病死亡患者已超3400万人，艾滋病已经发展成为一个严重的全球范围的公共卫生和社会问题，2003年FDA批准该药上市，可以预见的是，人们对该类药物需求量不断加大。

目前阿扎那韦主要通过：（2R,3S）-N-叔丁氧羰基-3-氨基-1-氯-2-羟基-4-苯基丁烷为中间体制备得到，该分子结构复杂，化学合成污染严重且难度较高。

需解决的主要技术难题

固定化酶具有良好的有机溶剂耐受性，酶催化产物浓度达到300g/L以上，收率为95%以上，产物手性纯度≥***%。

期望实现的主要技术目标

在高浓度有机相反应体系下维持高度酶活的固定化羰基还原酶，可用于将（3S）-4-苯基-2-丁酮衍生物还原为（2R,3S）-2-羟基-4-苯基丁烷衍生物；羰基还原酶及其辅酶共固定化于载体上，应用于（2R,3S）-2-羟基-4-苯基丁烷衍生物的制备。其具有优秀的羰基还原能力和高浓度有机溶剂耐受的效果。利用定点突变获得的菌株发酵获得生物酶，对酶固定化处理后，具有高浓度有机溶剂耐受性，从而适用于基于高浓度有机溶剂生物酶催化体系的阿扎那韦中间体制备方法。由于底物（3S）-4-苯基-2-丁酮衍生物在水中溶解度较差，随着底物浓度提高易使底物结块或形成颗粒，使酶与底物难以接触，进而导致底物难以消耗完全。高浓度的有机溶剂使底物完全溶解于有机溶剂中，且产物较底物更易溶解在有机溶剂中，使整个转化反应形成油水分散体系，可使底物与酶充分接触，从而进一步提高底物投加浓度。该固定化酶不仅可耐受高浓度有机溶剂，且转化反应整个过程操作方便、产物分离更简单。酶催化结束后的转化液通过抽滤获得固定化酶用于下次反应，抽滤后溶液静置分层后，直利将乙酸乙酯浓缩即可获得高手性纯度以及高杂质纯度的优质产品，阿扎那韦中间体手性纯度不低于***%，产品收率不低于95%，而回收乙酸乙酯多次套用。该方法可以降低成本50%以上，减少污染物排放达70%以上。目前该制剂产品年销售额已达20亿元，通过生物酶催化工艺路线的优势，该项目目前研发已获得发明专利并授权 2件，预计未来可实现销售5亿元。 

处理进度