[发明专利]猪胰脂肪酶作为杂环酮和芳香醛不对称aldol反应催化剂的应用

说明书

技术领域

本发明属于化学领域，涉及猪胰脂肪酶在有机合成中的新应用，特别涉及猪胰脂肪酶作为杂环酮和芳香醛不对称aldol反应催化剂的应用，以及应用猪胰脂肪酶催化杂环酮和芳香醛不对称aldol反应的方法。

背景技术

由于酶催化具有高选择性、条件温和及潜在的可再生性，因此是一类高效、绿色的有机合成工具。此外，酶催化还具有多功能性，主要表现为一种天然酶分子可以催化除天然反应之外的其它化学反应，而这种反应可以与天然反应毫无关联。近年来，酶的这种特性受到了很大关注，因为通过研究其非天然活性，不仅可以优化已知酶催化的方法，还可以提供一种新的有机合成途径。

碳-碳键的形成是有机合成中最基本的方法，而Aldol反应是形成碳-碳键最有效的方法之一，因此，控制aldol产物的绝对构型和相对构型对有机合成而言非常重要。目前，有机小分子和金属配体催化的不对称aldol反应已见大量文献报道，虽然aldol反应受体的范围很广，但是给体的底物范围较有限，尤其是以杂环酮作为给体的不对称aldol反应报道很少，反应中所用的催化剂也有一些本质的缺点，如对环境有害、不可再生、有毒等。2008年，余孝其课题组首次报道了脂肪酶催化的不对称aldol反应。近两年，本课题组也陆续报道了地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶催化的芳香醛或杂芳醛与烷酮或环烷酮之间的不对称Aldol反应，以及核酸酶P1催化的芳香醛与环烷酮的不对称Aldol反应。但迄今为止，酶催化的以杂环酮作为给体的不对称aldol反应还未见国内外报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于研究哪种酶可以作为杂环酮和芳香醛不对称aldol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：

猪胰脂肪酶作为杂环酮和芳香醛不对称aldol反应催化剂的应用，所述芳香醛为芳香环上连有吸电子取代基的芳香醛。

进一步，所述杂环酮为饱和杂环酮。

再进一步，所述杂环酮为含有1个氮、硫或氧原子的六元饱和杂环酮。

更进一步，所述杂环酮为1-Boc-4-哌啶酮、四氢吡喃酮或四氢噻喃-4-酮。

进一步，所述芳香醛为苯环上连有吸电子取代基的取代苯甲醛。

再进一步，所述吸电子取代基为氟、氯、溴、三氟甲基、硝基和氰基中的任一种或多种。

更进一步，所述吸电子取代基为4-氟、3-氟、2-氟、4-氯、3-氯、2-氯、4-溴、3-溴、2-溴、4-硝基、3-硝基、2-硝基、4-氰基、3-氰基或2-氰基。

本发明的目的之二在于提供应用猪胰脂肪酶催化杂环酮和芳香醛不对称aldol反应的方法，产率高，ee值高。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

应用猪胰脂肪酶催化杂环酮和芳香醛不对称aldol反应的方法：将杂环酮和芳香醛在猪胰脂肪酶催化下、含水有机溶剂中，控温15~40℃搅拌反应，即生成不对称aldol反应产物；所述杂环酮和芳香醛的投料摩尔比为1:1~5；所述有机溶剂为四氢呋喃、乙腈、甲基叔丁基醚、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、异丙醇或二甲苯；所述含水有机溶剂中水和有机溶剂的体积比为0~0.4。

优选的，所述方法是将杂环酮和芳香醛在猪胰脂肪酶催化下、含水有机溶剂中，控温25~32℃搅拌反应；所述杂环酮和芳香醛的投料摩尔比为1:1~3；所述有机溶剂为四氢呋喃、乙腈、甲基叔丁基醚或1,4-二氧六环；所述含水有机溶剂中水和有机溶剂的体积比为0.08~0.15。

更优选的，所述方法是将杂环酮和芳香醛在猪胰脂肪酶催化下、含水有机溶剂中，控温30℃搅拌反应；所述杂环酮和芳香醛的投料摩尔比为1:1；所述有机溶剂为乙腈；所述含水有机溶剂中水和有机溶剂的体积比为0.1。

本发明的有益效果在于：本发明首次发现猪胰脂肪酶能够作为杂环酮和芳香醛的不对称aldol反应催化剂应用，具有催化活性好、对映选择性高、环保、经济等优点，还提供了应用猪胰脂肪酶催化杂环酮和芳香醛的不对称aldol反应的方法，产率高、ee值高，不仅拓宽了猪胰脂肪酶的应用范围，而且为不对称aldol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。

附图说明

图1示出了含水量对猪胰脂肪酶催化杂环酮和芳香醛不对称aldol反应的影响。

图2示出了底物投料比对猪胰脂肪酶催化杂环酮和芳香醛不对称aldol反应的影响。