一种β-烟酰胺单核苷酸的工业化制备工艺的制作方法

一种
β-烟酰胺单核苷酸的工业化制备工艺
技术领域
1.本发明涉及化学合成技术领域，具体领域为一种β-烟酰胺单核苷酸的制备工艺。


背景技术：

2.β-烟酰胺单核苷酸(β-nmn)是一种天然分子，并自然存在于所有生命形式中。一些常见的天然食品中均含有β-nmn，诸如西兰花、卷心菜和鳄梨等蔬菜和水果中β-nmn的含量约为1mg/100g。
3.β-烟酰胺单核苷酸(β-nmn)是人体内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nad+)补救合成途径中的关键前体，能够一定程度上延缓衰老与治疗由于衰老引起的老年退行性疾病、2型糖尿病等。然而随着年龄的增长，仅仅是从食物获取的天然来源β-烟酰胺单核苷酸(β-nmn)难以满足人体的需求，因此人们开始开发新的获取β-nmn的途径。
4.β-nmn主要有三种来源：动植物提取、微生物发酵以及化学合成。由于动植物体内的nmn含量极低，使得提取并不现实。第一代商品化的β-nmn源自于日本的微生物发酵技术，由于微生物发酵的产量及成本等问题，并不是一个理想的工业化路线。近年来化学合成由于其自身的优势，使得β-nmn的工业化以及商品化更上一个台阶。同时，也伴生了酶法合成的半合成工艺技术。
5.目前，文献报道的β-烟酰胺单核苷酸的合成方法主要有三种：
6.第一种是以烟酰胺为起始原料：
[0007][0008]
shinji tanimori等(bioorganic&medicinal chemistry letters 12(2002)1135
–
1137)以烟酰胺为起始原料，经过缩合、脱乙酰、手性分离以及磷酸化得到β-nmn，由于缩合过程立体选择性导致了α-nr的生成以及收率等问题，限制了其工业化的应用。
[0009]
第二种是以烟酸乙酯为起始原料：
[0010][0011]
cn110483601和cn109053838分别以烟酸乙酯为起始原料，经缩合、脱乙酰、磷酸化和氨解，不同的是磷酸化前后的氨解。虽然较原来有所改善，但是在生产放大和环境友好方面仍存在一定的不足。
[0012]
第三种是以硅烷化烟酰胺与四乙酰核糖为原料：
[0013][0014]
wujun liu等(tetrahedron 65(2009)8378
–
8383)以及palmarisa franchetti等(bioorganic&medicinal chemistry letters 14(2004)4655
–
4658)以硅烷化保护的烟酰胺与四乙酰核糖进行缩合，高立体选择性的得到β-nr，简化了后处理操作，也是目前工业上普遍应用的路线。但是该路线采用了强刺激性的三氯氧磷，在生产放大和环境友好方面也存在一定程度的不足之处。


技术实现要素：

[0015]
针对现有技术中制备β-烟酰胺单核苷酸工艺存在的一些不足，本发明提供了一种β-烟酰胺单核苷酸的工业化制备工艺，具有操作简单、易放大、品质好等优点，适用大批量生产的技术和设备需求。
[0016]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0017]
β-烟酰胺单核苷酸的结构式为：
[0018]
一种β-烟酰胺单核苷酸的工业化制备工艺，合成路线如下：
[0019][0020]
具体包括以下步骤：
[0021]
(1)硅烷化：烟酰胺、六甲基二硅胺烷以及溶剂在催化剂的存在下进行硅烷化反应，反应结束后减压浓缩除去溶剂及未反应的六甲基二硅胺烷，得到硅烷化烟酰胺；
[0022]
(2)缩合：将步骤(1)中得到的硅烷化烟酰胺溶于溶剂a中，加入四乙酰核糖和三氟甲磺酸三甲基硅脂，反应结束后经纯化得到乙酰烟酰胺核苷的三氟甲磺酸盐；
[0023]
(3)脱乙酰：将步骤(2)中得到的乙酰烟酰胺核苷的三氟甲磺酸盐溶于溶剂b中，并向体系加入有机碱，在一定温度下搅拌，监测反应结束后向体系中加入酸淬灭反应，浓缩后得到β-烟酰胺核苷的三氟甲磺酸盐；
[0024]
(4)磷酸化：将步骤(3)得到β-烟酰胺核苷的三氟甲磺酸盐溶于溶剂c中，向其加入催化剂，搅拌并控温至37℃，反应16小时向体系中加水萃取，收集水相产品；
[0025]
(5)纯化结晶：将处理过的含有β-烟酰胺单核苷酸的水溶液通过纳滤及透洗去除无机盐，然后再进行离子树脂的吸附和洗脱，纳滤浓缩后以有机溶剂d进行结晶；离心后以低温干燥设备进行干燥。
[0026]
其中，所述步骤(1)中溶剂为二氯甲烷，催化剂为硫酸铵。
[0027]
其中，所述步骤(1)中，烟酰胺与六甲基二硅胺烷的质量比为1：1.5～3，烟酰胺与催化剂的质量比为10～25：1。
[0028]
其中，所述步骤(2)具体为，将步骤(1)中得到的硅烷化烟酰胺溶于溶剂a中，并向体系中加入四乙酰核糖，搅拌降温至0℃，慢慢加入三氟甲磺酸三甲基硅脂，待加料完毕后升温至45℃保温1h，然后降温至0℃，加入甲醇淬灭反应，10-20℃减压浓缩去除溶剂a，至粘稠状，得到乙酰烟酰胺核苷的三氟甲磺酸盐。
[0029]
进一步的，所述溶剂a为二氯甲烷，所述乙酰核糖为β-d-四乙酰核糖；
[0030]
所述β-d-四乙酰核糖与烟酰胺的质量比为2.3～3：1；所述三氟甲磺酸三甲基硅脂与烟酰胺的质量比为2～2.5：1。
[0031]
其中，所述步骤(3)具体为，向步骤(1)的产物中真空抽入溶剂b，搅拌并降温至-5～0℃，慢慢滴加有机碱至体系ph为9～10；-5～0℃保温搅拌并监测反应至底物消耗完全；慢慢加入浓硫酸调节体系ph至4～5，向体系中加入硅藻土并过滤，滤饼以溶剂b淋洗，收集并合并滤液，控制体系温度10℃以下减压浓缩至粘稠状，去除残留甲醇，浓缩物留在釜中备用。
[0032]
进一步的，所述溶剂b为无水甲醇，所述有机碱为30％甲醇钠的甲醇溶液；
[0033]
所述有机碱与烟酰胺的质量比为0.1～0.3：1；所述浓硫酸与烟酰胺的质量比为0.08～0.13：1。
[0034]
其中，所述步骤(4)中，溶剂c为乙腈，催化剂为001
×
7强酸树脂；
[0035]
所述乙腈与烟酰胺的质量比为10～15：1；所述001
×
7强酸树脂与烟酰胺的质量比为0.05～0.15：1。
[0036]
其中，所述步骤(5)具体为，将步骤(4)获得的含有β-nmn的水溶液以纳滤膜透洗去除无机盐，至浓液电导小于8000μs/cm时结束；然后再以阳离子树脂吸附产品，洗脱后得到nmn水溶液纯度在98％以上；调节体系ph至3～4，再以纳滤膜浓缩并透洗至电导500μs/cm以下，转至结晶釜，慢慢加入有机溶剂d，结晶并离心，收集滤饼，以低温干燥设备干燥后得β-nmn产品。
[0037]
进一步的，所述步骤(5)中，有机溶剂d为无水乙醇，所述无水乙醇与烟酰胺的质量比为6～10：1。
[0038]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0039]
本发明的β-烟酰胺单核苷酸的工业化制备工艺，具有操作简单、易放大、品质好等优点，适用大批量生产的技术和设备需求。而且，磷酸化过程采用强酸型离子交换树脂作为催化剂，避免了使用强刺激性的三氯氧磷，使生产操作更安全更环保，更利于工业化放大和生产。
附图说明
[0040]
图1为本发明实施例的最终产物的h-nmr谱图。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]
实施例
[0043]
一种β-烟酰胺单核苷酸的工业化制备工艺，合成路线如下：
[0044][0045]
(1)硅烷化：将100kg烟酰胺溶于500kg二氯甲烷和264kg六甲基二硅胺烷中，并加入5kg硫酸铵，升温至50℃回流反应7h，待反应结束，减压浓缩除去二氯甲烷及未反应六甲基二硅胺烷，得到硅烷化烟酰胺，备用。
[0046]
(2)缩合：将上步得到硅烷化烟酰胺溶于500kg二氯甲烷中，并向体系中加入270kgβ-d-四乙酰核糖，搅拌降温至0℃，慢慢加入三氟甲磺酸三甲基硅脂224kg，待加料完毕后后升温至45℃保温1h，然后降温至0℃，加入80kg甲醇淬灭反应，10-20℃减压浓缩去除二氯甲烷，至粘稠状。得到三乙酰烟酰胺核苷三氟甲磺酸盐，留在釜中备用。
[0047]
(3)脱乙酰：向上一步的产物中真空抽入无水甲醇1800kg，搅拌并降温至-5～0℃，慢慢滴加30％甲醇钠的甲醇溶液(总加量为20kg)至体系ph为9～10。-5～0℃保温搅拌并监测反应至底物消耗完全。慢慢加入浓硫酸调节体系ph至4～5(浓硫酸加量为11kg)，向体系中加入200kg硅藻土并过滤，滤饼以80kg无水甲醇淋洗，收集并合并滤液。控制体系温度10℃以下减压浓缩至粘稠状。以乙腈(80kg
×
3)夹带减压浓缩以去除残留甲醇。浓缩物留在釜中备用。
[0048]
(4)磷酸化：向含有上步产物的反应釜中真空抽入乙腈1280kg，开启搅拌并加入001
×
7强酸树脂10kg，控制温度37℃反应16h。监测反应结束后向体系中加入1000kg水，搅拌30分钟，静置30分钟，收集下层水相。
[0049]
(5)纯化结晶：将含有β-nmn的水溶液以纳滤膜透洗去除无机盐，至浓液电导小于8000μs/cm时结束。然后再以阳离子树脂吸附产品，洗脱后得到nmn水溶液纯度在98％以上。调节体系ph至3～4，再以纳滤膜浓缩并透洗至电导500μs/cm以下，转至结晶釜，慢慢加入800kg无水乙醇，结晶并离心，收集滤饼。以低温干燥设备干燥后得60kgβ-nmn产品，纯度在99.8％以上。产物经h-nmr(如图1所示)结构鉴定正确。
[0050]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。