取代环戊烯酮的酶催化动力学拆分(2)
1.4 动力学拆分的几种方法 3
1.4.1 机械分离法 3
1.4.2 晶体接种法 3
1.4.3 手性助剂法 3
1.4.4 化学法 4
1.4.5 膜分离法 4
1.4.6 色谱法 4
1.4.7 生物酶法 4
1.5 动力学拆分工具 5
1.6 2-环戊烯酮衍生物的合成研究现状 6
1.7 本课题研究内容 9
1.7.1 主要研究内容 9
1.7.2 合成路线的改进与优化 9
1.7.3 合成路线的确定 10
2 实验部分 13
2.1 实验仪器 13
2.1.1 主要仪器 13
2.1.2 其他玻璃仪器 13
2.2 实验试剂 14
2.2.1 主要试剂 14
2.2.1 试剂的物理常数 14
2.3 主要反应原理 15
2.3.1 Piancatelli重排反应机理 15
2.3.2 酶催化动力学拆分原理 15
2.4 实验步骤 16
2.4.1 1'-烷基-2-羟甲基呋喃的制备 16
2.4.2 Piancatelli重排反应 17
2.4.3 5-烷基-4-羟基-2-环戊烯酮的酶催化动力学拆分 19
2.4.4 5-烷基-4-羟基-2-环戊烯酮的上保护基反应 21
2.4.5 Michael加成反应 22
2.4.6 消除反应 22
3 结果与讨论 23
3.1 各底物酶催化拆分结果 23
3.2 各底物酶催化拆分总收率统计 23
3.3 酶催化拆分的影响因素 24
3.3.1 底物的影响 24
3.3.2 反应温度的影响 24
3.3.3 反应时间的影响 25
3.3.4 酶介质的影响 25
3.4 产物结构确认 26
4 总结与展望 28
致谢 29
参考文献 31
附录 32
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
不同光学活性的环戊烯酮衍生物是一类重要的有机合成中间体，在手性药物和天然产物合成中具有广泛的应用价值，特别是合成像前列腺素这类的天然产物，如化合物1、2。前列腺素(prostaglandin，PG)是一类具有多种生理活性作用的物质。它对内分泌、消化、心血管、生殖、泌尿及神经系统均有一定的临床治疗作用。由于PG能对子宫引起强烈的收缩作用，故在足月妊娠的引产、人工流产以及避孕等方面的应用，均取得了一定的医用效果[1,2]。它对治疗哮喘、胃溃疡、糖尿病、高血压及心血管疾病也有一定疗效，因而引起人们广泛的重视。而PG和环戊烯酮衍生物则有着相似的化学结构，鉴于其应用价值之大，这恰巧也启发了科学家们对以环戊烯酮衍生物为底物进而合成PG的研究兴趣。
不仅如此，在农药方面，环戊烯酮衍生物也有突出贡献。如化合物3，2-炔丙基-3-甲基-4-羟基-2-环戊烯酮，俗称炔丙菊醇[3]，是合成拟除虫菊酯类农药炔丙菊酯(商品名为Etoc)的主要中间体。炔丙菊酯主要用于驱除苍蝇以及防治蚊虫、蟑螂等卫生害虫，是继丙烯菊酯以后，日本住友公司于20世纪80年代所发明的又一种新型的绿色高效用拟除虫菊酯，杀灭蚊虫能力比丙烯菊酯大约4~10倍，而且毒性又低，对人体、动物所能造成的伤害相对较小，故广泛应用于可燃型蚊香、电热蚊香片、喷雾剂等居家用品制造工业。此外，在生物学研究方面，环戊烯酮衍生物还可用来合成抗菌活性物质phomapentenone A[4]（化合物4）；在食品添加剂方面，新型凉剂5-甲基-2-（1-吡咯烷基）-2-环戊烯酮[5]（化合物5）和具有焦糖芳香的增香剂甲基环戊烯醇酮[6]在速溶咖啡、糕点制品方面的应用也倍受业界青睐。
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