[发明专利]一种由生物催化氧化环化合成2-取代苯并噁唑化合物的绿色方法

说明书

本发明公开了一种由生物催化氧化环化合成2‑取代苯并噁唑化合物的绿色方法，属于生物催化合成技术领域，以醛和酚胺或苯并噁唑和环状仲胺为反应底物，二氯甲烷为溶剂，生物蛋白作为催化剂。操作步骤包括先将反应底物反应生成中间体，再将血红蛋白、氧化剂、溶剂加入反应容器中，在室温条件下搅拌反应2小时即可。通过实验证明，各类血红蛋白以及辣根过氧化物酶和血红素对所述反应均有催化效果，其中以透明颤菌血红蛋白的催化效果最好，产率达91％，优于传统化学合成方法。血红蛋白等催化剂的使用比传统化学合成方法更绿色环保，在于：无有害试剂使用，无难处理金属离子催化，降低氧化剂和催化剂用量。

技术领域

本发明属于生物催化合成技术领域，具体涉及一种由生物催化氧化环化合成 2-取代苯并噁唑化合物的绿色方法。

背景技术

2-取代苯并噁唑是一种重要的骨架分子，因为它们在广泛的生物活性天然产物和药物制剂中出现。因此，为2-取代苯并噁唑的合成找寻新方法是目前有机合成中研究的一个热点。2-取代苯并噁唑类化合物通常是由酚类西夫碱的氧化环化制备的，它是由强氧化剂与过渡金属催化剂结合而成的，如二氯化铜、三氯化铁、明矾、4-甲氧基-TEMPO和铜纳米粒子。然而，在以往的合成方法中，2- 取代苯并噁唑的合成都是用有害的金属催化剂、昂贵的养护剂、高催化剂负载和反应温度来制备。因此，开发一种绿色和温和的方法来制备此类化合物具有极强的应用前景。

生物催化是有机分子合成的一种重要的环境友好和可持续的方法。近年来，不同于其生理反应的蛋白质催化的新型有机化学反应引起了人们的广泛关注，这极大地扩大了有机化学中蛋白质的范围。含有血红素辅基的蛋白是一种有前途的生物催化剂，用于有机反应的合成，如羟基化、环氧化和磺化。其中，血红蛋白是一种廉价而丰富的蛋白质，在有机合成中很少应用。

发明内容

针对现有技术中合成2-取代苯并噁唑类化合物存在的不足，本发明提供了一种由生物催化氧化环化合成2-取代苯并噁唑化合物的绿色方法。

本发明通过如下技术方案实现：

一种由生物催化氧化环化合成2-取代苯并噁唑化合物的绿色方法，具体步骤为：将反应物溶于溶剂中，然后加入催化剂和氧化剂，室温下搅拌均匀，反应 2-4小时，然后干燥、浓缩、纯化得到2-取代苯并噁唑化合物；其中，所述的反应物为酚胺类化合物与醛类化合物的混合物或苯并噁唑与胺类化合物的混合物，所述的催化剂为血红素、辣根过氧化物酶、血红蛋白、肌红蛋白或透明颤菌血红蛋白。

反应式如下：

其中，X表示碳或氮，R₁表示苯并噁唑5号位为氯或溴或甲基取代。

进一步地，所述的酚胺类化合物与醛类化合物的混合物，其中，所述的酚胺类化合物为邻氨基酚，醛类化合物为苯甲醛或取代苯甲醛，取代方式为卤族元素取代，酚胺类化合物与醛类化合物的摩尔比范围为2：1～1：2，最优选为1：1。

进一步地，所述的苯并噁唑类化合物与胺类化合物的混合物，其中，苯并噁唑类化合物为5-取代苯并噁唑，所述的胺类化合物为环状仲胺，苯并噁唑类化合物与胺类化合物的的摩尔比范围为2:1～1:2，最优选为1：1。

进一步地，所述的溶剂为乙醇、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷或二甲基亚砜。

进一步地，所述的氧化剂为叔丁基过氧化氢，浓度范围为0.1～1.5mol/L，最优选为1.0mol/L。

进一步地，所述的氧化剂的用量为反应物的1-2倍量，较优选为1倍量。

进一步地，所述的催化剂的用量为0.01-0.10％mol，最优选为0.05％mol。

与现有技术相比，本发明的优点如下：