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有效分离外消旋体制备纯手性物的方法

  • 专利名称
    有效分离外消旋体制备纯手性物的方法
  • 发明者
    史静, 唐颐, 张亚红
  • 公开日
    2012年3月28日
  • 申请日期
    2011年11月18日
  • 优先权日
    2011年11月18日
  • 申请人
    复旦大学
  • 文档编号
    C12P13/00GK102392066SQ20111036754
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种有效分离外消旋体制备纯手性物的方法,其特征在于具体步骤为将脂肪酶CALB,微囊催化剂,消旋苯乙胺以及酯化试剂加入甲苯溶液中,氢气气氛中反应;其中酯化试剂为辛酸乙烯酯,微囊催化剂的量与反应物的量的摩尔比为1/50 1/800,反应温度为20 150 °C,反应时间为10-70 h ;微囊催化剂为封装有贵金属Pt的空心silicalite-1沸石微囊结构,大小为1_2微米,记为PtOSl ;氢气压力范围为0. 1 MPa 2 MPa;反应结束,取出样品容器,冷却至室温,离心分离即得纯的手性物2.根据权利要求1所述的的方法,其特征在于所述微囊催化剂PtOSl的制备步骤为(1)将0.5-2 g氨基修饰的介孔氧化硅小球分散于5-20 ml 0. 2-0. 6 M的氯钼酸水溶液中,在室温下搅拌10-50分钟,离心分离,去离子水洗涤;然后用5-20 ml 0. 01-1 M的硼氢化钾的水溶液还原;固体物经干燥后于500-600 0C空气气氛下焙烧1-3小时,得到载有 Pt的介孔氧化硅小球Pt-MSS ;MSS为介孔氧化硅小球;(2)以Pt-MSS小球为模板,将正电性聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)以及负电性聚电解质聚苯乙烯磺酸钠(PSS)用层叠层方法交替吸附,形成Pt-MSS/PDDA/PSS/PDDA 正电荷吸附层;然后将吸附有聚电解质的氧化硅小球放入silicalite-1沸石胶体溶液中, 得到沸石晶种化的Pt-MSS ;然后将0. 05-0. 5 g晶种化MSS直接放入5_20 mL生长溶液中, 70-100 0C处理8-12小时,将固体产物离心分离,干燥,在空气气氛下500-600 0C焙烧4_6 小时,即得到封装有Pt的沸石空心微囊
  • 技术领域
    本发明属于手性化合物制备技术领域,具体涉及一种一步分离外消旋体,制备纯手性化合物的方法
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    下面通过实施例进一步描述本发明实施例1 反应条件将0.15 mmol苯乙胺,50 mg固定化酶CALB,100 mg微囊催化剂,0.35 mmol酯化试剂加入到2mL甲苯中在氢气气氛中,反应温度70°C,反应 30小时获得纯手性产物R-苯乙胺,产率为80%实施例2采用和实例1中的相同条件,改变催化剂用量为50mg,反应60小时,获得纯手性产物,产率为78%实施例3 采用和实例1中的相同条件,改变催化剂用量为150mg,反应20小时,
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:有效分离外消旋体制备纯手性物的方法纯的光学对映体在手性化学,农业化学,药物化学等领域有着很重要的应用。目前,有很多的方法可以得到纯的手性物对映体,诸如手性色谱分离技术,非对称合成方法, 动力学拆分方法等。其中胺的动态动力学拆分(DKR)是一个比较难的课题。这是由于胺本身可以作为配体与金属的活性位相结合,而C-N键也有可能在过渡金属的催化作用下断裂,导致胺的加氢脱氢消旋化较难进行[Eur. J. Org. Chem. 2010, 999 - 1015],且需要的条件相对苛刻。能够在温和的条件下,很有效的使用DKR方法得到纯的对映体的报道目前还很少。现在所用的催化剂主要集中在贵金属Pd催化剂,Reney催化剂以及1 催化剂。用这些催化剂催化外消旋化,之后one-pot酶催化与酰基的反应,达到动态拆分。但是这些催化剂的主要缺点是反应效率低,反应选择性低,反应条件苛刻等。同时,金属的存在也可能会导致与酶相互作用,影响金属以及酶的催化活性,进而不能有效高选择的得到纯的手性物。贵金属Pt催化剂具有很好的加氢脱氢催化活性,但是由于Pt会与酶中含硫含氮物质结合而使得酶与Pt同时失去活性,目前在苯乙胺消旋中很少应用,对它的报道也很少。如果可以应用封装有贵金属活性物种的沸石微囊反应器,保护Pt的活性位点,防止Pt 中毒以及流失,应用在胺的动态动力学拆分中,可以对以上反应方法进行改进,开发一种有效的分离制备纯手性物的新方法。
本发明的目的在于提供一种具有高选择性、高反应效率的分离外消旋体,制备纯的手性物的方法。本发明提供的分离外消旋体,制备纯手性物的方法,具体步骤为将脂肪酶CALB,微囊催化剂,消旋苯乙胺以及酯化试剂加入甲苯溶液中,氢气气氛中反应;其中酯化试剂为辛酸乙烯酯,微囊催化剂的量与反应物的量的摩尔比为1/50 1/800,较好的范围为1/100 1/500。反应温度为20 150。C,较好的范围在50 90。C。 反应时间为10-70 h。微囊催化剂为封装有催化活性位(贵金属Pt)的空心silicalite-1 沸石微囊结构,大小为1-2微米,记为Pt@Sl。氢气压力范围为0. 1 MI^a 2 MPa0反应结束后,取出样品容器,冷却至室温,离心分离即得纯的手性物(苯乙胺)。本发明中,所述微囊催化剂PtOSl的具体制备方法如下(1)将0.5-2 g氨基修饰的介孔氧化硅小球(MSS)分散于5-20 ml 0.2-0.6 M的氯钼酸水溶液中,在室温下搅拌10-50分钟,离心分离,去离子水洗涤;然后用5-20 ml 0. 01-1M的硼氢化钾的水溶液还原;固体物经干燥后于500-600 0C空气气氛下焙烧1-3小时,得到载有Pt的介孔氧化硅小球Pt-MSS ;(2)以Pt-MSS小球为模板,将正电性聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)以及负电性聚电解质聚苯乙烯磺酸钠(PSS)用层叠层方法交替吸附,形成Pt-MSS/PDDA/PSS/PDDA 正电荷吸附层;然后将吸附有聚电解质的氧化硅小球放入silicalite-1沸石胶体溶液中, 得到沸石晶种化的Pt-MSS ;然后将0. 05-0. 5 g晶种化MSS直接放入5_20 mL生长溶液中 (其组分为四丙基溴化胺(TPABr)水(压0)氢氧化钠(NaOH)摩尔比为18: 2000: 0. 2),70-100 °C处理8-12小时,将固体产物离心分离,干燥,在空气气氛下500-600 0C焙烧4-6小时,即得到封装有Pt的沸石空心微囊(记为Pt@Sl)。本发明主要使用封装有催化活性位(贵金属Pt)的silicalite-1沸石微囊为催化齐U,通过与脂肪酶(&/7必山antartica lipase B,CALB)协同催化,得到纯的手性物。该方法不仅可以有效的防止活性物种Pt及酶的相互影响以及中毒,还可以高效的实现动态动力学拆分的一步反应,提高反应效率,降低反应成本。同时,该方法中,沸石微囊的紧密保护作用可以有效的防止活性物种的流失损耗,催化剂在实际应用中可以循环多次使用,提高催化剂的使用寿命。另外由于使用的催化剂具有壳层厚度可调、催化活性位数目可调、分离方便、稳定等特点,使得该方法具有更好的实用性以及有效性。本发明方法可以实现多个活性位点的多功能一体化,一步法得到所需产物,缩短反应中间物从一个活性位点到另一个活性位点的扩散距离,降低反应成本,提高反应效率。本发明制备纯的手性物的方法具有高效、高选择性、多次循环使用性、易分离回收、便于操作等特点,可在许多领域有应用前景,如生物催化领域、制药领域、精细有机领域寸。
下面的实例将对本发明提供的有效分离制备纯手性物的方法作进一步说明。实例中的部分图片列于说明书附图中。图1是有效分离制备纯手性物方法的反应机理图。图2是微囊反应器对目标产物选择性提高机理图。图3是沸石微囊PtOSl的SEM照片。图4是沸石微囊PtOSl的TEM照片。

获得纯手性产物,产率为75%。
实施例4
产率下降为65%。实施例5 物,产率为75%。实施例6 产率为74%。实施例7 产率下降为35%。实施例8采用和实例1中的相同条件,采用经过机械处理碾压破碎的沸石微囊, 纯手性产物的产率下降为60%。实施例9 采用和实例1中的相同条件,采用普通负载型Pt/SiA催化剂,纯手性产物的产率下降为10%。
采用和实例1中的相同条件,提高氢气压力为2MPa,获得纯手性产物, 采用和实例1中的相同条件,降低氢气压力为0. IMPa,获得纯手性产采用和实例1中的相同条件,提高反应温度为90度,获得纯手性产物, 采用和实例1中的相同条件,降低反应温度为40度,获得纯手性产物,


本发明属于手性化合物制备技术领域,具体为一种分离外消旋体制备纯手性化合物的方法。本发明主要使用封装有催化活性位的silicalite-1沸石微囊(Pt@S1)为催化剂,通过与脂肪酶(CALB)协同催化,得到纯的手性物。该方法不仅可以有效的防止活性物种Pt及酶的相互影响以及中毒,还可以高效的实现动态动力学拆分的一步反应,提高反应效率,降低反应成本。同时,该方法中,沸石微囊的紧密保护作用可以有效的防止活性物种的流失损耗,催化剂在实际应用中可以循环多次使用,提高催化剂的使用寿命。另外由于使用的催化剂具有壳层厚度可调、催化活性位数目可调、分离方便、稳定等特点,使得该方法具有更好的实用性以及有效性。



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