一种拆分D-生物素中间体外消旋半酯的方法 本发明涉及的是关于拆分D-生物素中间体外消旋半酯的方法，具体地说是关于制备式1a，1b所示的顺-1，3-二苄基-5-烷氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸的两个对映体的方法。
式1a 式1b式中，R-为多至6个碳原子的烷基，3～6个碳原子的环烷基，2～6个碳原子的烯基，苄基或苄乙基；Bn为苄基。
D-生物素[58-85-5]又称维生素H、辅酶R，是一种重要的维生素，广泛应用于医疗、多维制剂及饲料添加剂方面。国内D-生物素的生产尚属空白，所需全部依赖进口。制备D-生物素的中间体可以用拆分外消旋半酯获得，有文献报道用光学活性胺拆分外消旋半酯，例如，德国专利2,058,234报道了用(+)-麻黄碱拆分环己基半酯以及用三乙胺来拆分胆甾醇半酯的方法，然而这些方法的产率均低于50％，而且所用的光学活性胺价格昂贵，难以回收。欧洲专利0,092,194报道了用1，2-二苯乙胺来拆分甲基半酯和乙基半酯的方法，然后用酸处理拆分开的非对映体盐得到对映体，再用此对映体作为晶种进行诱导结晶，该方法也存在拆分产率低地缺点，仅为理论量的30％，而且操作繁琐。德国默克专利股份公司在中国申请的专利CN 85 1 06365 A报道了用光学活性的(+)-脱氢松香胺来拆分甲基半酯、乙基半酯和苄基半酯的方法，该方法拆分产率较高，选择性较好，拆分剂容易回收，但(+)-脱氢松香胺需由歧化松香来制备，要经过很多工序，成本较高。
本发明的目的是提供一种拆分D-生物素中间体外消旋半酯的方法，该方法拆分外消旋半酯成本低、产率高。
本发明是用生产D-氯霉素过程中的一种价格便宜、容易获得的副产物L-氨基物作拆分剂。
发明的拆分D-生物素中间体外消旋半酯的方法是将结构式为1a、1b的外消旋的顺-1，3-二苄基-5-烷氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸(简称外消旋半酯)：
式1a 式1b
式中，R-为多至6个碳原子的烷基，3～6个碳原子的环烷基，2～6个碳原子的烯基，苄基或苄乙基；Bn为苄基，和结构式2的L-苏型-1-对硝基苯基-2-二氯乙酰氨基-1，3-丙二醇(简称L-氨基物)式2生成非对映体盐，然后将非对映体盐溶于溶剂，经结晶进行分离，再将分离后的两个非对映体盐分别用酸或碱处理得到对映体(4S，5R)-1，3-二苄基-5-烷氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸和(4R，5S)-1，3-二苄基-5-烷氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸。
其中，每摩尔外消旋半酯所需的L-氨基物的量为0.5～1.5摩尔。所用的溶剂可为水或惰性有机溶剂，或能可与水混合的有机溶剂，特别是醇，如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇等，醚，如四氢呋喃、二氧六环、乙二醇二甲醚，酮，如丙酮，丁酮，也可为乙腈，或硝基化合物，如硝基甲烷。优选的溶剂为醇类、酮类和醚类，也可用上述溶剂的混合物。进行结晶分离的温度可在-20℃到所用溶剂的沸点之间选择，但以低于被结晶的对映体盐的结晶温度为好。用来处理分离后的非对映体盐的的碱有：碱金属或碱土金属的氢氧化物，碱金属或碱土金属的碳酸盐或碳酸氢盐，胺盐以及有机碱。优选的碱是碱金属氢氧化物和氨；酸有：强有机酸，如甲酸、乙酸，或无机酸，如硫酸、盐酸、磷酸。因为半酯对碱的稳定性较差，通常选用酸进行处理。所用酸的量可在广范围变动，每摩尔非对映体盐至少需要1摩尔酸，优先采用1.0～2.0摩尔。其处理方法是通用的方法，可将酸加到分离后的非对映体盐中使半酯游离，游离的半酯用适当的有机溶剂，如乙醚、甲苯、乙酸乙酯、二氯乙烷萃取，将萃取液洗涤后除去溶剂就可得到光学活性的半酯对映体。
本发明中使用的拆分剂L-氨基物可以方便地回收，只要将上述萃取后的溶液用强碱碱化，使拆分剂游离，再用适当的有机溶剂提取，蒸去溶剂后可回收拆分剂。该回收的拆分剂可再用于拆分。
本发明所述的起始物质——外消旋半酯a、b的制备方法是已知的，例如德国专利2,058,234、欧洲公开专利说明书0,092194或CN 85 1 06365 A。具体操作可参考实例1、实例2。
根据本发明所制备的(4S，5R)-1，3-二苄基-5-烷氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸胺盐或(4R，5S)-1，3-二苄基-5-烷氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸通过选择性还原烷氧羰基或羧基后都可制备(3aS，6aR)-1，3-二苄基-六氢-1H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4-二酮，后者是制备D-生物素的关键中间体。可用已知的方法将其选择性还原为光学活性的(3aS，6aR)-1，3-二苄基-六氢-1H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4-二酮。例如Gerecke等人报道的方法(Helv.Chem.Acta 53(1970)，991-999)、德国专利2,0258,248、欧洲公开专利说明书0,081,047、德国专利2,331,244、CN 85 1 06365A。(3aS，6aR)-1，3-二苄基-六氢-1H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4-二酮是制备D-生物素的关键中间体，可按已知方法转化为D-生物素，如德国专利2,058,234或2,331,244。具体操作可参考实例7、实例8。
以下结合实例进一步说明本发明。
实例1、2给出的是制备外消旋半酯的实例；
实例3～6给出的是拆分外消旋半酯的实例；
实例7、8给出的是用本发明拆分所得中间体制备D-生物素关键中间体的实例。实例1
68.0克顺-1，3-二苄基-六氢-呋喃并[3，4-d]-咪唑-2，4，6-三酮溶于800毫升苯，加入12.8克甲醇，回流反应3小时。减压蒸去大部分溶剂，冷至室温，静置后晶体析出。过滤，干燥得到61.8克顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸，熔点130～131℃。实例2
70.0克顺-1，3-二苄基-六氢-呋喃并[3，4-d]-咪唑-2，4，6-三酮溶于1000毫升苯，加入16.6克乙醇，回流反应3小时。减压浓缩，剩余物用200毫升石油醚处理，析出固体，过滤，烘干得粗品。粗品用甲苯重结晶，过滤，干燥得60.9克顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸，熔点110～111℃。实例3
36.8克外消旋的顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸和21.2克L-氨基物溶于400毫升乙醇，加热搅拌30分钟，再加入10％的水，冷却，晶体析出，过滤，烘干，得24.7(85％收率)的(4R，5S)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸的L-氨基物非对映体盐，[□]36525＝+42.3。
将母液浓缩至约1/2，加入等体积水稀释，冷却，晶体析出，过滤，烘干，得91％的(4S，5R)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸的L-氨基物非对映体盐，[□]36525＝+56.5°。母液减压蒸干，剩余物用石油醚处理得8％的(4R，5S)-和(4S，5R)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸的L-氨基物非对映体盐的混合物，可再用于拆分。
两个L-氨基物非对映体盐分别用1摩尔/升盐酸处理，再用300毫升二氯乙烷萃取三次。有机相用水洗涤，干燥后蒸去溶剂分别得(4S，5R)-1，3-二苄基-5-烷氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸和(4R，5S)-1，3-二苄基-5-烷氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸。萃取后的溶液用强碱碱化PH至12左右，再用乙酸乙酯提取，有机相用水洗涤，干燥后蒸去溶剂可回收拆分剂(82％收率)。该回收的拆分剂可再用于拆分。实例4
36.8克外消旋的顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸和21.2克L-氨基物溶于400毫升丙酮，加热搅拌30分钟，加入5％的水，冷却，晶体析出，过滤，烘干，得26.4(91％收率)的(4R，5S)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸的L-氨基物盐，[□]36525＝+42.1°。减压浓缩母液，剩余物用3％的盐酸处理。接着用乙酸乙酯萃取，减压蒸去溶剂。剩余物用适量的甲苯重结晶得到15.1克(82％收率)(4S，5R)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸，[□]36525＝-26.9°。实例5
24.7克(4R，5S)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸的L-氨基物盐悬浮于150毫升乙酸乙酯和150毫升水中，在室温搅拌下滴加50毫升1mol/L的盐酸。滴完后静置，分出水层，用80毫升乙酸乙酯萃取1～2次。合并有机层，用80毫升水洗涤1～2次，干燥，蒸去溶剂后德14.9克(95％收率)的(4R，5S)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸，[□]36520＝+27.0°。应用类似的操作方法，可由(4S，5R)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸的L-氨基物非对映体盐得到(4S，5R)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸，[□]36525＝-27.3°。实例6
外消旋的顺-1，3-二苄基-5-乙氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸可以用类似实例2～5的操作进行拆分，化学产率和光学纯度与其相当。
(4R，5S)-顺-1，3-二苄基-5-乙氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸，[□]36525＝+23.9°。(4S，5R)-顺-1，3-二苄基-5-乙氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸，[□]36525＝-23.5°。实例7
0.66克硼氢化钠悬浮于40毫升四氢呋喃，在1小时内，控制温度在5～10℃，滴加3.68克(4S，5R)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸溶于10毫升四氢呋喃的溶液。滴完后，室温搅拌24小时。加入50毫升1mol/L的盐酸，接着在55～60℃搅拌1小时。减压蒸去大部分溶剂，剩余物用水洗涤，过滤，用异丙醇重结晶后得到2.90克(90％收率)(3aS，6aR)-1，3-二苄基-六氢-1H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4-二酮，熔点116～118℃，[□]D25＝+57.1°(c＝1.0苯)。实例8
可以用类似实例7的方法，用二硼烷的四氢呋喃将(4R，5S)-顺-1，3-二苄基-5-甲氧羰基-2-氧代咪唑烷-4-羧酸还原得到(3aS，6aR)-1，3-二苄基-六氢-1H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4-二酮，产物收率86％，熔点118～119℃，[□]D25＝+57.6°(c＝1.0苯)。
由于本明采用的L-氨基物拆分剂价低、易得，容易回收，因此使拆分外消旋半酯的成本大为降低，试验表明本发明拆分方法产率高，根据本发明制备的(3aS，6aR)-1，3-二苄基-六氢-1H-呋喃并[3，4-d]咪唑-2，4-二酮，其化学产率和光学纯度均较高，从而为合成D-生物素提供了一条优越的简单经济的工业化路线。