:本发明涉及绿色化学合成,具体涉及一种新型手性羟基类化合物及其合成方法。
背景技术
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背景技术:
1、手性羟基类化合物是一类在手性碳上连有羟基的旋光性模块化合物,以此为基础,连接不同的取代基和官能团的手性羟基化合物是一类重要的中间体和多功能试剂。含有手性羟基的化合物以其独特的光、热和化学性质广泛应用于医学、农药、精细化工、功能材料等行业。而且,当前含有手性羟基化合物的医药中间体占总药类的20%以上,有着巨大的市场潜能。但是,目前合成此类化合物使用的催化剂主要是一些贵金属催化剂或化学性质不稳定的小分子催化剂,不仅不符合绿色化学合成的理念,同时也对于其大规模工业化开发造成阻碍。
2、酶,被认为是一种专一性催化特异性底物反应的绿色催化剂。近年来,酶催化的碳氢键、碳碳键、碳氮键的形成已经广泛的应用于有机合成中,如酶催化michael加成,mannich反应,henry反应,aldol反应,knoevenagel反应等。酶,作为一种生物催化剂,具有反应条件温和,催化效率高、立体选择性好、生物可降解等有点,是绿色高效的有机合成工具。酶催化剂广泛应用于化学反应中,但关于生物酶催化合成手性羟基类化合物的研究鲜有报道。
技术实现思路
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技术实现要素:
1、本发明解决了现有技术存在的问题,提供一种新型手性羟基类化合物及其合成方法,本发明开发了生物酶催化α-羟基苯乙酮和对苯醌合成新型手性羟基化合物中间体的重要反应,此方法从源头上防止污染,符合绿色合成化学的发展理念,具有大规模合成手性羟基化合物的潜能。
2、本发明的目的是提供一种新型手性羟基类化合物,其结构式如式i所示:
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4、本发明还保护所述的新型手性羟基类化合物的合成方法,包括以下步骤:生物酶作为不对称催化剂,在有机溶剂与水的混合相中催化α-羟基苯乙酮与对苯醌进行michael加成反应,合成新型手性羟基类化合物。
5、新型手性羟基类化合物的合成路线如下所示:
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7、优选地,上述合成方法,具体包括如下步骤:
8、(1)称取生物酶溶于磷酸缓冲液中,充分振荡混合,得到混合液;
9、(2)称取α-羟基苯乙酮和对苯醌在溶剂中混合得到α-羟基苯乙酮和对苯醌的混合溶液,再加入步骤(1)得到的混合液,搅拌反应后,减压抽去溶剂,除去溶剂的残留物进行柱层析分离提纯,得到目标化合物。
10、进一步优选,步骤(1)混合液中生物酶的质量体积浓度为2-20g/l,磷酸缓冲液的ph值为7-12。
11、进一步优选,所述的生物酶选自猪胰脂肪酶、碱性蛋白酶、角蛋白酶和胃蛋白酶中的一种以上。
12、进一步优选,步骤(2)中α-羟基苯乙酮和对苯醌的物质的量之比为1-2:1,溶剂选自乙腈、四氢呋喃、甲醇、二氯甲烷、氯仿和乙酸乙酯中的一种以上。α-羟基苯乙酮和对苯醌的混合溶液中α-羟基苯乙酮的摩尔浓度为0.06-0.3mol/l。
13、进一步优选,步骤(2)中柱层析分离采用体积比为1:4-10的乙酸乙酯和石油醚为淋洗剂。
14、进一步优选,步骤(2)中反应温度为25℃-60℃,反应时间为48-168h。再进一步优选,步骤(2)中反应温度为30℃,反应时间为120h。
15、本发明还保护生物酶作为不对称催化剂在合成新型手性羟基类化合物中的应用。
16、本发明还保护新型手性羟基类化合物的应用,所述的新型手性羟基类化合物作为制备天然抗癌药物taxol或治疗呼吸道感染的erythromycin药物中间体材料。
17、本发明与现有技术相比,具有如下优点:
18、1、本发明开发了一种新型手性羟基化合物,丰富了手性羟基类化合物作为药物中间体的结构,为后续开发多功能药物提供了基本骨架。
19、2、本发明采用生物酶作为不对称合成的催化剂,发挥了生物技术特有的高选择性和环境友好的优势,不仅突破了传统工艺路线的能耗壁垒,而且从源头上防治化学工程造成的污染,符合绿色化学的发展理念。
20、3、本发明的制备方法简单、反应条件温和,催化剂来源广泛、用量较少,有效地降低了生产成本,获得更具优势的化合物,商业化应用前景和价值广阔无限。
1.新型手性羟基类化合物,其特征在于,其结构式如式i所示:
2.权利要求1所述的新型手性羟基类化合物的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:生物酶作为不对称催化剂,在有机溶剂与水的混合相中催化α-羟基苯乙酮与对苯醌进行michael加成反应,合成新型手性羟基类化合物。
3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
4.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,步骤(1)混合液中生物酶的质量体积浓度为2-20g/l,磷酸缓冲液的ph值为7-12。
5.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,所述的生物酶选自猪胰脂肪酶、碱性蛋白酶、角蛋白酶和胃蛋白酶中的一种以上。
6.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中α-羟基苯乙酮和对苯醌的物质的量之比为1-2:1,溶剂选自乙腈、四氢呋喃、甲醇、二氯甲烷、氯仿和乙酸乙酯中的一种以上。
7.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中柱层析分离采用体积比为1:4-10的乙酸乙酯和石油醚为淋洗剂。
8.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,步骤(2)中反应温度为25℃-60℃,反应时间为48-168h。
9.生物酶作为不对称催化剂在合成权利要求1所述的新型手性羟基类化合物中的应用。
10.权利要求1所述的新型手性羟基类化合物的应用,其特征在于,所述的新型手性羟基类化合物作为制备天然抗癌药物taxol或治疗呼吸道感染的erythromycin药物中间体材料。