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行业领域

生物与新医药技术

需求背景

研发一种地瑞那韦中间体的生物制备方法，以3S-氯酮为底物，使该底物在羰基还原酶催化作用下生成地瑞那韦中间体。采用生物催化法，运用分子生物学及基因工程手段进行羰基还原酶菌种的构建与改造，以羰基还原酶作为生物催化剂，可直接以3S-氯酮为底物，选用羰基还原酶制备1S,2S-（1-苄基-3-氯-2-羟基丙基）氨基甲酸叔丁酯。

地瑞那韦（darunavir）是一种非肽类HIV蛋白酶抑制剂（PI），是目前6种蛋白酶抑制剂（沙奎那韦，利托那韦，茚地那韦，萘非那韦，安瑞那韦及ABT378/r）中生物利用度最高的，通过阻断从受感染的宿主细胞表面释放新的、成熟的病毒粒子的形成过程，抑制病毒的蛋白酶而起作用。地瑞那韦具有较强的体外抑制病毒活性，包括对目前常用的PI具有耐药性的HIV菌株。在优化的背景治疗方案的随机临床试验中，地瑞那韦显示出了优于对照组的病毒学和免疫学反应。2006年6月，FDA批准地瑞那韦与其他抗逆转录病毒药物联合用于治疗HIV感染的成年患者。2007年3月地瑞那韦在欧盟的27个成员国上市。

目前地瑞那韦主要通过：（1S,2S）-（1-苄基-3-氯-2-羟基丙基）氨基甲酸叔丁酯为中间体制备得到，该分子结构复杂，化学合成污染严重且难度较高，溶剂回收困难，反应条件要求高等问题。

生物催化法合成具有反应操作简单、成本低、条件温和、能耗小、环境友好和产品光学纯度高等优势，因此受到越来越多的关注。采用生物催化法，可直接以3S-氯酮为底物，选用羰基还原酶制备1S,2S-（1-苄基-3-氯-2-羟基丙基）氨基甲酸叔丁酯。整个过程操作方便、对环境友好而且收率高。

需解决的主要技术难题

1. 酶的来源和稳定性：制备阿扎那韦中间体需要使用特定的酶进行生物催化。如果酶的来源不稳定或者酶的活性不高，会影响生产效率和产品质量。
2. 反应条件控制：生物催化反应需要严格控制温度、pH值、底物浓度等反应条件。这些条件的变化可能会影响酶的活性和稳定性，从而影响生产效果。
3. 中间体的分离和纯化：生物催化反应结束后，需要将生成的中间体从反应液中分离和纯化出来。这个过程中可能会遇到一些技术难题，如中间体溶解度低、分离速度慢、纯度不够高等。
4. 生产效率：为了满足市场需求，需要提高生产效率。然而，提高生产效率可能会带来一些技术难题，如反应速度慢、产量低等。
5. 环保问题：在生产过程中，可能会产生一些废弃物和副产品，如何处理这些废弃物和副产品，减少对环境的影响，也是需要解决的技术难题。

期望实现的主要技术目标

酶催化产物浓度达到200g/L以上，收率为95%以上，产物手性纯度≥***%，杂质纯度≥***%。

研发得到最终工业生产路线：在生物反应器中，加入底物、助溶剂，在30~40℃下；加入缓冲液、辅因子，含有镁离子的盐；加入重组羰基还原酶作为生物酶催化剂，在适宜温度条件下进行生物酶催化反应，反应后经分离、纯化，获得地瑞那韦中间体。运用分子生物学及基因工程手段进行羰基还原酶菌种的构建与改造，以羰基还原酶作为生物催化剂，可直接以（3S）-3-（叔丁氧羰基）氨基-1-氯-4-苯基-2-丁酮为底物，选用羰基还原酶制备1S,2S-（1-苄基-3-氯-2-羟基丙基）氨基甲酸叔丁酯。酶催化产物浓度达到200g/L以上，收率为95%以上，降低成本40%以上，减少污染物排放达70%以上。

处理进度