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酶催化合成方法已经越来越广泛的应用于有机合成研究和工业生产中,酶在有机溶液与水的两相介质中表现出的催化混乱性为有机合成提供了更多的途径。近年来酶的混乱性催化的研究新进展大大拓展了酶催化的应用范围,而酶催化多组分串联一锅法转化现象普遍存在于复杂生命体系的新陈代谢过程中,将酶催化多组分串联-锅法应用于有机合成中对于生命的起源有着重要意义。
一研究了有机介质中胰蛋白酶催化一锅三组分Mannich反应。主要研究了9种水解酶催化芳香醛、芳香胺和丙酮一锅法合成一系列曼尼希产物的反应活性,结果显示猪胰蛋白酶具有较高的Mannich加成催化活性。同时,考察了不同的底物、反应溶剂、溶剂含水量、反应温度、酶浓度、反应时间等因素对酶促曼尼希反应的影响,成功的合成了11个化合物,并研究推测了其可能的机理。
二研究了酶催化一锅法合成吲哚啉螺环衍生物,主要研究了2种蛋白酶,4种淀粉酶和6种脂肪酶催化靛红及其取代的靛红、含腈基的化合物和1,3-二羰基化合物加成反应合成螺吲哚衍生物,结果发现猪胰脂肪酶(lipase from Porcinepancreas)、Amano lipase M、Amano lipase A、和猪胰淀粉酶(α-Amylase from hogpancreas)这四种酶具有较好的催化活性,我们对此反应的机理进行了深入的研究发现,通过不加酶空白实验,失活酶催化实验,相关氨基酸催化实验验证是酶在起催化作用;还研究了不同溶剂、温度、水含量、酶浓度、反应时间、底物结构等因素对该酶促反应的影响。
三研究了单酶催化多组分串联一锅法合成四氢色烯衍生物,深入研究了猪胰脂肪酶催化芳香醛,腈基化合物和1,3-二羰基化合物的Knoevenagel反应-Michael加成-分子内亲核加成串联反应,合成了18种四氢色烯衍生物。考察了反应条件:酶源、反应溶剂、温度、含水量、酶浓度和底物结构对猪胰脂肪酶催化多步串联一锅法合成四氢色烯衍生物反应的影响,并提出了可能的反应机理。
共合成了49种化合物,产物经1H-NMR、13C-NMR、EI-MS、IR等表征和确证。