苯磺酸米洛巴林（Mirogabalin）是一种GABA类似物
可作用于电压敏感性钙离子通道复合体（广泛存在于身体各处介导疼痛传递和处理的神经系统中）的α2-δ1亚基
从而起到治疗慢性神经性疼痛的作用


该药物由日本第一三共株式会社研发于2019年1月8日在日本获批上市商品名为Tarlige主要用于治疗全身性神经病理性疼痛糖尿病神经病变带状疱疹后遗神经痛等根据相关数据显示米洛巴林（mirogabalin）2021年全球销售达2.68亿美金未来将进一步增长预测峰值销售将超过5亿美金其化学结构式如下

米洛巴林原料药从结构式上可以看出


该药物分子具有三个手性中心

多个手性中心的构建是制备该化合物重点与难点而且关键中间体（1R,5S）-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮（化合物I如下图）的绝对构型的制备对于原料药工艺放大生产是一大挑战



第一三共株式会社在专利CN101878193中公开了米洛巴林的制备方法工艺路线（Scheme 1）如下



该工艺路线以3-氧代己酸乙酯为起始原料
先跟烯丙基溴反应得到4-乙基-3-羟基庚-6-烯酸乙酯经还原水解反应得到4-乙基-3-羟基庚-6-烯酸
紧接着4-乙基-3-羟基庚-6-烯酸溶解于醋酸酐中
加入醋酸钾加热回流关环得到外消旋3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮该外消旋体通过Horner- Wadsworth - Emmons反应引入酯基侧链
再经过迈克尔加成反应得到硝基化合物随后通过Chiral SFC拆分得到关键的单一手性化合物
最后通过还原
Boc保护盐酸水解等反应得到最终产物米洛巴林

这是米洛巴林原料药早期合成工艺路线考虑到Chiral SFC拆分成本高
而且目标产物收率低后处理操作繁琐不利于商业化生产

2013年
第一三共株式会社在专利CN104245951中尝试在较早的步骤中进行光学拆分构建手性中间体

以外消旋3-乙基二环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮为底物在还原酶辅酶NAD等的作用下转化为非目标构型醇和目标中间体(1R,5S)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮（Scheme 2）


但是该酶催化转化底物浓度仅60 g/L
无法满足产业化生产的要求严重限制了米洛巴林的产业化应用虽然目前有关酶法制备米罗巴林中间体I的研究很多但是该反应催化底物浓度不高
因此亟需寻找一种新的催化高浓度底物的酮还原酶

针对现有技术的不足

304am永利集团生物医药（上海）有限公司对该酶催化工艺进行持续优化结合304am永利集团生物庞大的酮还原酶库
我们对酮还原酶进行了多轮迭代进化
找到的KRED X酶很好的解决了米洛巴林产业化的短板从而提供了一种操作简单易于产业化的米洛巴林中间体I的制备方法 

我们首先以外消旋3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮（KSM1）为起始物料在酮还原酶（KRED X）催化作用下选择性还原(1S,5R)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮为化合物II
保留米洛巴林中间体I即目标化合物(1R,5S)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮该酮还原酶转化底物浓度可高达200 g/L
转化率>98%手性纯度>98%后处理操作简单适合工业化生产

生物酶催化技术是实现绿色化学的最佳解决方案之一与传统化学合成相比具有诸多优势生物酶催化避免使用有毒催化剂可以使反应在温和条件下进行产生较少的副产物和三废
有效缩短合成路线,提供更高的催化效率和立体选择性
实现低成本
高质量生产
生物酶催化技术作为绿色化学的重要组成部分
已经广泛应用于重磅药物及药物关键中间体的生产中这也说明了行业未来的发展趋势
嫁接生物催化技术将会成为新药开发合成工艺过程的一个常选项

参考文献


1
CN101878193

2
CN102356061

3
CN104245951

4
CN202310331729.6