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猪胰α-淀粉酶作为不对称Mannich反应催化剂的应用制作方法

  • 专利名称
    猪胰α-淀粉酶作为不对称Mannich反应催化剂的应用制作方法
  • 发明者
    何延红, 官智, 徐可岭
  • 公开日
    2012年7月4日
  • 申请日期
    2011年12月31日
  • 优先权日
    2011年12月31日
  • 申请人
    西南大学
  • 文档编号
    C12P13/00GK102533881SQ201110458058
  • 关键字
  • 权利要求
    1.猪胰α-淀粉酶作为芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称MarmiCh反应催化剂的应用2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述芳香醛为苯甲醛或取代苯甲醛;所述芳香胺为苯胺或取代苯胺3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于所述取代苯甲醛为苯环被氟、氯、溴、三氟甲基、硝基、氰基和CfC4烷基中的任一种或多种取代的苯甲醛;所述取代苯胺为苯环被 0Γ04烷基和C1 C4烷氧基中的任一种或多种取代的苯胺4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于所述取代苯甲醛为4-硝基苯甲醛、3-硝基苯甲醛、4-三氟甲基苯甲醛、3-三氟甲基苯甲醛、4-氰基苯甲醛、3-氰基苯甲醛、4-氟苯甲醛、3-氟苯甲醛、4-氯苯甲醛、3-氯苯甲醛、4-溴苯甲醛、3-溴苯甲醛、4-甲基苯甲醛或 3-甲基苯甲醛;所述取代苯胺为4-甲氧基苯胺5.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述酮为环烷酮或杂环酮6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述酮为环己酮或四氢噻喃-4-酮7.权利要求1至5任一项所述应用的方法,其特征在于,将芳香醛、芳香胺和酮在猪胰 α-淀粉酶催化下、含水有机溶剂中,控温1(T45°C搅拌反应,即生成不对称Marmich反应产物;所述芳香醛、芳香胺和酮的投料摩尔比为1广1.5广35 ;所述有机溶剂为1,4_ 二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃、乙腈、异丙醇、乙醇、甲醇、氯仿、乙酸乙酯, 甲基叔丁基醚、环己烷、正己烷和二氯甲烷中的一种或多种;所述含水有机溶剂中水与有机溶剂的体积比为(Γ0. 48.根据权利要求7所述的方法,其特征在于将芳香醛、芳香胺和酮在猪胰α-淀粉酶催化下、含水有机溶剂中,控温25 35°C搅拌反应;所述芳香醛、芳香胺和酮的投料摩尔比为1 Γ1. 510^35 ;所述有机溶剂为1,4- 二氧六环、N, N- 二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃、乙腈或异丙醇中的一种或多种;所述含水有机溶剂中水与有机溶剂的体积比为 0. 2 0. 39.根据权利要求8所述的方法,其特征在于将芳香醛、芳香胺和酮在猪胰α-淀粉酶催化下、含水有机溶剂中,控温25°C搅拌反应;所述芳香醛、芳香胺和酮的投料摩尔比为 11. 130 ;所述有机溶剂为1,4-二氧六环;所述含水有机溶剂中水与有机溶剂的体积比为 0. 25
  • 技术领域
    本发明属于化学领域,涉及猪胰α-淀粉酶在有机合成中的新应用,特别涉及猪胰α-淀粉酶作为芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Marmich反应催化剂的应用,以及应用猪胰α-淀粉酶催化上述不对称Marmich反应的方法
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明进行详细的描述实施例中使用的猪胰α -淀粉酶(α -amylase from hog pancreas,产品号 10080, 50 U/mg)、米曲霉 α -淀粉酶(α-Amylase from Aspergillus oryzae,产品号 10065,30 U/mg)、沙门柏干酪青霉菌脂肪酶(Lipase from penicillium camemberti, 产品号 96888,50 units/mg)、雪白根酶脂肪酶(Lipase from Rhizopus niveus,产品号 62310,1. 5 units/mg)、皱褶假丝酵母脂肪酶(Lipase from Candida rugosa, Type VII,产品号 L1754, 700 units/mg)、柱状假丝酵母脂肪酶(Lipase from Candida cylindracea,产品号 62316,4. 28 U/mg)均购自 Sigma-Aldrich 公司;枯草杆菌 α -淀粉酶(a-Amylase from bacillus subtilis, 4000 U/g)和枯草杆菌 β -淀粉酶(β-Amylase from bacillus subtilis, 50 U/mg)购自上海蓝季科技发展有限公司实施例中采用薄层色谱法(GF2M硅胶板)监测反应进程,采用快速柱色谱法 (200^300目硅胶加压柱)纯化产物,采用Bruker AV-300型核磁共振仪测定核磁共振氢谱 (1H NMR)和碳谱(1 NMR),采用高效液相色谱手性固定相法测定产物的对映体过量值(ee) 和非对映体过量值(dr),手性固定相采用AD-H、0D_H、AS-H和OJ-H手性柱实施例中给出的产率均为纯化后的产物收率,anti表示反式产物,syn表示顺式产物实施例1、猪胰α -淀粉酶催化芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Marmich反应的活性确认
  • 专利详情
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  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:猪胰α-淀粉酶作为不对称Mannich反应催化剂的应用的制作方法随着人们对药物相互作用分子机制认识的不断深入,手性显得越来越重要,其在药物和农用化学品的有效性方面起着至关重要的作用。因此,建立适宜的不对称合成方法以获得单个对映异构体产物对于促进医药工业的发展具有十分重要的意义。酶类生物催化剂为不对称合成提供了一种具有高选择性的工具。由于酶的适用性和底物特异性的限制,目前越来越多的化学家专注于酶催化的多功能性,以尽量扩展现有酶的应用范围,同时为不对称合成提供更多高效、环保、经济的合成方法。Mannich反应是合成含氮化合物的重要反应,在药物合成中被广泛应用。虽然金属催化剂和有机小分子催化剂对Marmich反应具有很好的催化效果和对映选择性,但寻找一种具有高选择性、条件温和及潜在可再生性的生物催化剂更符合当今绿色化学的需求。目前,仅有少量文献报道了酶催化的Marmich反应,如米黑毛霉脂肪酶和皱褶念珠菌脂肪酶可以催化芳香醛、芳香胺和酮的Marmich反应,猪胰蛋白酶可以催化芳香醛、 芳香胺与丙酮的Marmich反应。但迄今为止,酶催化的芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称 Mannich反应尚未见国内外报道。
有鉴于此,本发明的目的之一在于研究哪种酶可以作为芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Marmich反应的催化剂应用,且催化活性好、对映选择性高。为达到此目的,本发明提供如下技术方案猪胰α -淀粉酶作为芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Marmich反应催化剂的应用。进一步,所述芳香醛为苯甲醛或取代苯甲醛;所述芳香胺为苯胺或取代苯胺。再进一步,所述取代苯甲醛为苯环被氟、氯、溴、三氟甲基、硝基、氰基和CfC4烷基中的任一种或多种取代的苯甲醛;所述取代苯胺为苯环被C1 C4烷基和C1 C4烷氧基中的任一种或多种取代的苯胺。更进一步,所述取代苯甲醛为4-硝基苯甲醛、3-硝基苯甲醛、4-三氟甲基苯甲醛、 3-三氟甲基苯甲醛、4-氰基苯甲醛、3-氰基苯甲醛、4-氟苯甲醛、3-氟苯甲醛、4-氯苯甲醛、3-氯苯甲醛、4-溴苯甲醛、3-溴苯甲醛、4-甲基苯甲醛或3-甲基苯甲醛;所述取代苯胺为4-甲氧基苯胺。进一步,所述酮为环烷酮或杂环酮。更进一步,所述酮为环己酮或四氢噻喃-4-酮。本发明的目的之二在于提供应用猪胰α -淀粉酶催化上述不对称Marmich反应CN 102533881 A的方法,产率高,ee值高。为达到上述目的,本发明提供如下技术方案应用猪胰α-淀粉酶催化上述不对称Marmich反应的方法将芳香醛、芳香胺和酮在猪胰α-淀粉酶催化下、含水有机溶剂中,控温1(T45°C搅拌反应,即生成不对称Marmich 反应产物;所述芳香醛、芳香胺和酮的投料摩尔比为1:广1.5:广35;所述有机溶剂为 1,4- 二氧六环、N, N- 二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃、乙腈、异丙醇、乙醇、甲醇、氯仿、 乙酸乙酯,甲基叔丁基醚、环己烷、正己烷和二氯甲烷中的一种或多种;所述含水有机溶剂中水与有机溶剂的体积比为(Γ0. 4。优选的,所述方法是将芳香醛、芳香胺和酮在猪胰α -淀粉酶催化下、含水有机溶剂中,控温25 35°C搅拌反应;所述芳香醛、芳香胺和酮的投料摩尔比为1:广1.5:1(Γ35;所述有机溶剂为1,4- 二氧六环、N,N- 二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃、乙腈或异丙醇中的一种或多种;所述含水有机溶剂中水与有机溶剂的体积比为0. 2^0. 3。更优选的,所述方法是将芳香醛、芳香胺和酮在猪胰α -淀粉酶催化下、含水有机溶剂中,控温25°C搅拌反应;所述芳香醛、芳香胺和酮的投料摩尔比为1:1. 1:30 ;所述有机溶剂为1,4- 二氧六环;所述含水有机溶剂中水与有机溶剂的体积比为0. 25。本发明的有益效果在于本发明首次发现猪胰α-淀粉酶能够作为芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Marmich反应的催化剂应用,具有催化活性好、对映选择性高、环保、 经济等优点,还提供了应用猪胰α-淀粉酶催化芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Marmich 反应的方法,产率高、ee值高,不仅拓宽了猪胰α -淀粉酶的应用范围,而且为不对称 Mannich反应提供了一种潜在的优良催化剂,在不对称合成领域具有广阔的应用前景。本实施例以对硝基苯甲醛、苯胺和环己酮的反应作为模板反应,对猪胰α-淀粉酶催化芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Marmich反应的活性进行了确认。实验方法为在反应瓶中加入对硝基苯甲醛(0. 5 mmol)、苯胺(0. 55 mmol)和环己酮(5 mmol,表1中标欢者为15 mmol),不加入催化剂或加入催化剂(100 mg),再加入水(0. 15 ml,表1中标*者为 0. 25 ml)和乙腈或1,4-二氧六环(1 ml),控温25°C搅拌反应。反应完毕后,过滤,滤饼用乙酸乙酯洗涤,合并滤液和洗液,用无水硫酸钠干燥,过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,再用快速柱色谱法纯化,即得目标产物。结果如表1所示。 表1对硝基苯甲醛、苯胺和环己酮在不同催化剂催化下的反应结果


本发明首次发现猪胰α-淀粉酶能够作为芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Mannich反应的催化剂应用,具有催化活性好、对映选择性高、环保、经济等优点,还提供了应用猪胰α-淀粉酶催化芳香醛、芳香胺和酮三组分不对称Mannich反应的方法,产率高、ee值高,不仅拓宽了猪胰α-淀粉酶的应用范围,而且为不对称Mannich反应提供了一种潜在的优良催化剂,在不对称合成领域具有广阔的应用前景。



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