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，尚科生物医药（上海）有限公司对该酶催化工艺进行持续优化，结合尚科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