[发明专利]1,4-萘醌类化合物的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化合物合成领域，更具体的说是一种酶催化合成1，4-萘醌类化合物的方法。

背景技术

吩噁嗪酮合成酶(Phenoxazinone synthase，PHS)，是一种由抗生素链霉菌(Streptomyces antibioticus)产生的催化放线菌素D生物合成最后一步的一种多铜氧化酶，按催化特性分隶属于细菌漆酶。同其他漆酶一样，它能催化芳香族化合物发生氧化还原反应，在食品、造纸、医药、环境保护等方面具有广泛的应用价值。

1，4-萘醌类化合物是一类重要的精细化工中间体，它被广泛地应用在医药、燃料等行业。目前1，4-萘醌类化合物的合成一般采用化学氧化法，但是多数存在试剂难得；催化剂难以制备；产物难以分离；以冰醋酸作为介质，腐蚀性强，对设备材质要求高；产生大量的含铬废水，处理繁杂困难，对环境污染大等缺点。Wakamatsu Takesi曾用Salcomine作催化剂由1，5-萘二酚氧化制得了5-羟基-1，4-萘醌(胡桃醌)，产率71％(TAKESHI W，TAKAHIDE N，TAKESHI O，et al.A convenient synthesis of juglone via neutral salcomine oxidation[J].Synth.Commun，1984，14(12)：1167-1173.)，也有使用CF₃(CF₃)₅I(O₂CCF₃)₂作催化剂(BARRET R，DAUDON M.An efficient synthesis of juglone[J].Synth.Commun，1990，20(18)：2907-2912.)，虽然产率较高，但是催化剂的合成困难影响了工业化生产。俄罗斯学者以钒-钛为催化剂，在360～390℃下，对β-甲基萘进行了气相氧化，制得了2-甲基-1，4-萘醌，产率为29％。但同时有副产物邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、CO和CO₂生成(SHAPOVALOVA A.Synthesis of 2-methyl-1，4-naphthaquinone by vapor-phase oxidati on of2-methylnaphthalene[J].Izv.Akad.Naukkaz.SSR，Ser，Khim.1989，(4)：17-21.)。

发明内容

本发明的任务是提供一种工艺简单、操作平稳、条件温和、选择性高且环境友好的1，4-萘醌类化合物的合成方法。

本发明的目的是通过下列技术措施实现的：

一种合成1，4-萘醌类化合物的方法，对苯二酚类化合物I与1-乙酰氧基-1，3-丁二烯II在吩噁嗪酮合成酶的催化下，反应生成1，4-萘醌类化合物III，反应方程式如下所示，

R＝H、CH₃、OCH₃、X。

反应原理如下：

具体包括如下步骤：

(1)将对苯二酚类化合物I溶解于DMSO中，加入缓冲液，混匀，通氧气；

(2)将1-乙酰氧基-1，3-丁二烯II加入到步骤(1)的溶液中，混匀，1-乙酰氧基-1，3-丁二烯II与对苯二酚类化合物I的摩尔比为1～5∶1；

(3)加入吩噁嗪酮合成酶粗酶液，在30～55℃水浴中进行反应，反应时间12～24h；

(4)反应结束后经萃取、干燥、减压蒸馏、硅胶层析柱分离得到化合物III。

所述步骤(1)中缓冲液为pH4～6的乙酸-乙酸钠缓冲液。

所述步骤(1)中每1g对苯二酚类化合物溶解于1～20mL DMSO中，DMSO目的在于增大反应物在水相中的溶解度，加入量没有严格要求，一般不超过总体积的10％。

所述步骤(3)中吩噁嗪酮合成酶粗酶液的用量按照每克对苯二酚类化合物II加入100～3000U，粗酶液可以一次性加入，也可以分多次加入，分次加入可以使酶催化反应进行地更彻底。

所述步骤(3)中吩噁嗪酮合成酶粗酶液分成4等份，在反应开始的前4个小时，每隔一小时加入四分之一的酶量，分次加入可使酶催化反应进行地更彻底。所述步骤(4)中萃取采用10～20倍反应液体积的乙酸乙酯，萃取完成后加入适量无水CaCl₂或无水MgSO₄干燥，然后减压蒸馏得粗产物粉末。