酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)制備光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)制備光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物的方法，將外消旋4-羥基四氫吡喃衍生物與酰基供體摩爾比為1∶1～1∶4的混合物加入有機(jī)溶劑中，再加入磁性固定化脂肪酶，控制磁性固定化脂肪酶與外消旋4-羥基四氫吡喃衍生物的相對(duì)用量為1mg∶1ml～100mg∶1ml，反應(yīng)溫度10℃～60℃，攪拌下反應(yīng)2-36h，磁場(chǎng)中分離出固定化酶停止反應(yīng)；經(jīng)柱層析分離得到光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物和其乙酸酯；本發(fā)明專利技術(shù)利用磁性固定化酶的高活性、高選擇性和高穩(wěn)定性來(lái)實(shí)現(xiàn)，固定化酶在磁場(chǎng)作用下快速分離，無(wú)機(jī)械損失并高效循環(huán)使用，催化效率高，成本低，工藝簡(jiǎn)捷。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物的方法，特別是涉及一種以磁性無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合物固定化酶作催化劑的制備方法。
技術(shù)介紹
四氫吡喃是多醚抗生素的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元，作為手性砌塊，4-羥基四氫吡喃類化合物是許多藥物合成的重要中間體。在藥物合成中，若以4-羥基四氫吡喃類化合物的單一對(duì)映體體為原料，將省去了外消旋藥物分子經(jīng)手性試劑后拆分過(guò)程，又提高了原料利用率和產(chǎn)品質(zhì)量，因此，開發(fā)4-羥基四氫吡喃衍生物單一對(duì)映體的制備技術(shù)具有重要意義。合成四氫吡喃類化合物的方法主要有:雜原子D-A反應(yīng)，分子內(nèi)Micheal加成反應(yīng)和Prins環(huán)化反應(yīng)。EP1493737A1描述了一種由相應(yīng)的醛與異戊烯醇反應(yīng)制備4-羥基吡喃的方法，方法中醛過(guò)量使用，催化劑是無(wú)機(jī)酸，如氫氯酸、硫酸，優(yōu)選甲磺酸或?qū)Ρ交撬幔捎谑褂靡后w酸操作難度大環(huán)境污染嚴(yán)重。CN102428077A公開了一種在在強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換劑的存在下異戊烯醇與異戊醛反應(yīng)制備外消旋2-取代的四氫吡喃的方法。CN102603690A公開了外消旋四氫吡喃類化合物一種一鍋法制備方法，以丙二酸二乙酯為原料，與取代二鹵代醚經(jīng)合環(huán)、水解、脫羧制備四氫吡喃-4-甲酸及其衍生物，方法原料廉價(jià)易得，工藝條件穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，收率為75.6% 82.2%，是較理想化的工業(yè)化生產(chǎn)路線，而光學(xué)活性的4-羥基四氫吡喃衍生物的制備可以借助酶的高度立體選擇性進(jìn)行拆分獲得。文獻(xiàn)中利用游離的皺裙假絲酵母脂肪酶(Candida rugose lipase)動(dòng)力學(xué)拆分4_輕基四氫卩比喃衍生物的外消旋體,得到其光學(xué)活性對(duì)映體。但是，游離脂肪酶在有機(jī)溶劑中易成簇失活，穩(wěn)定性差，分離困難，重復(fù)使用中機(jī)械損失嚴(yán)重，這些問(wèn)題限制了酶催化法在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種磁性固定化脂肪酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物的方法。光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物的制備方法，包括以下步驟:I)利用磁性固定化脂肪酶催化外消旋4-羥基四氫吡喃衍生物與酰基供體作用，在的有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化拆分；2)將外消旋4-羥基四氫吡喃衍生物與酰基供體摩爾比為1:1 1: 4的混合物加入有機(jī)溶劑中，再加入磁性固定化脂肪酶，控制磁性固定化脂肪酶與外消旋4-羥基四氫批喃衍生物的相對(duì)用量為Img:1ml IOOmg:1ml,反應(yīng)溫度10°C 60°C,攪拌下反應(yīng)2-36h，磁場(chǎng)中分離出固定化酶停止反應(yīng)；經(jīng)柱層析分離得到光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物和其乙酸酯；反應(yīng)溫度優(yōu)選20°C 40°C。3)所 述的外消旋4-羥基四氫吡喃衍生物可以是但不限于芳基、烷基、烷氧基及其齒取代等衍生物；4)所述的酰基供體可以是乙酸乙烯酯、乙酸異丙烯酯和乙酸酐的一種；5)所述的有機(jī)溶劑有甲苯、苯、環(huán)己烷、正己烷、正庚烷、異辛烷、二氯甲烷、三氯甲烷、1，2_ 二氯乙烷、異丙醚等中的一種或上述溶劑的相互混合獲得的混合溶劑，只要所用的有機(jī)溶劑對(duì)于反應(yīng)是惰性的，包括芳烴、取代芳烴、烷烴、鹵代烷烴或者醚；6)所述的脂肪酶可選市售的柱狀假絲酵母脂肪酶(Candida Cylindracealipase,CCL)和皺裙假絲酵母脂肪酶(Candida Rugosa lipase,CRL)、豬胰脂肪酶(PorcinePancreatic lipase,PPL)、假單胞菌脂肪酶(Pseudomonas sp lipase,PSL)、南極假絲酵母脂肪酶(Candida Antarctica lipase, CAL)中的一種；7)所述的磁性固定化酶的磁性載體可以是但不限于MFe204@Si02-(CH2)3-NH2(M =Fe,Mn,Co 和 Zn)，其中-(CH2)3-NH2 基團(tuán)含量為 0.5-1.5mmol/g，粒徑為 50_300nm，飽和磁化率為10 60emu/g，載酶量在100_200mg/g范圍；8)反應(yīng)體系中，外消旋4-羥基四氫吡喃濃度為10mmol/L 2500mmol/L，酰基供體濃度10mmol/L 2500mmol/L,磁性固定化脂肪酶用量為2mg/ml 30mg/ml。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:是通過(guò)將4-羥基四氫吡喃衍生物和酰化劑溶解于有機(jī)溶劑中，在磁性固定化脂肪酶的催化作用下，4-羥基四氫吡喃衍生物和酰化劑發(fā)生不對(duì)稱轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，獲得具有ee值高于75 %的光學(xué)活性4_羥基四氫吡喃衍生物和其乙酸酯，反應(yīng)對(duì)映選擇性高，獲得的手性對(duì)映體光學(xué)純度高。磁性固定化酶作催化劑，反應(yīng)可在常溫下進(jìn)行，條件溫和，操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單。該技術(shù)是利用磁性固定化酶的高活性、高選擇性和高穩(wěn)定性來(lái)實(shí)現(xiàn)，固定化酶在磁場(chǎng)作用下快速分離，無(wú)機(jī)械損失并高效循環(huán)使用，催化效率高，成本低，工藝簡(jiǎn)捷，適合于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。附圖說(shuō)明圖1本專利技術(shù)所用的MnFe2O4OSiO2-(CH2)3-NH2固定化PSL酶的SEM照片；圖2實(shí)施例1中2-苯基-4-羥基四氫吡喃轉(zhuǎn)酯化拆分對(duì)映體的高效液相色譜圖；1:(2R，4S)-2-苯基四氫吡喃-4醇乙酸酯；2:(2S，4R)-2-苯基四氫吡喃-4醇乙酸酯；3:(2R，4S) -2-苯基-4-羥基四氫吡喃；4: (2S，4R) -2-苯基-4-羥基四氫吡喃；具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。采用本專利技術(shù)生產(chǎn)光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物，是利用脂肪酶在有機(jī)溶劑中高度的對(duì)映選擇性，將外消4-羥基四氫吡喃衍生物中的一種手性對(duì)映酰基化為乙酸酯，從而實(shí)現(xiàn)拆分，以衍生物2-芳基-4-羥基四氫吡喃與酰化劑乙酸乙烯酯反應(yīng)為例，轉(zhuǎn)酯化拆分如下:權(quán)利要求1.一種，其特征在于，將外消旋4-羥基四氫吡喃衍生物與酰基供體摩爾比為1:1 1: 4的混合物加入有機(jī)溶劑中，再加入磁性固定化脂肪酶，控制磁性固定化脂肪酶與外消旋4-羥基四氫吡喃衍生物的相對(duì)用量為Img: Iml IOOmg: 1ml，反應(yīng)溫度10°C 60°C，攪拌下反應(yīng)2_36h，磁場(chǎng)中分離出固定化酶停止反應(yīng)；經(jīng)柱層析分離得到光學(xué)活性4-羥基四氫吡喃衍生物和其乙酸酯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反應(yīng)溫度為20°C 40°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的外消旋4-羥基四氫吡喃衍生物包括芳基、燒基、燒氧基及其齒取代衍生物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酰基供體為乙酸乙烯酯、乙酸異丙烯酯和乙酸酐中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑是甲苯、苯、環(huán)己烷、正己烷、正庚烷、異辛烷、二氯甲烷、三氯甲烷、1，2_ 二氯乙烷、異丙醚等中的一種或上述溶劑的相互混合獲得的混合溶劑，或者是芳烴、取代芳烴、烷烴、齒代烷烴或者醚。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的脂肪酶選自市售的柱狀假絲酵母脂肪酶(Candida Cylindracea lipase, CCL)和皺裙假絲酵母脂肪酶(CandidaRugosa lipase, CRL)、豬胰脂肪酶(Porcine Pancreatic lipase, PPL)、假單胞菌脂肪酶(Pseudomonas sp lipase,PSL)、南極假絲酵母脂肪酶(Candida Antarctica lipase,CAL)中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)制備光學(xué)活性4?羥基四氫吡喃衍生物的方法，其特征在于，將外消旋4?羥基四氫吡喃衍生物與酰基供體摩爾比為1∶1～1∶4的混合物加入有機(jī)溶劑中，再加入磁性固定化脂肪酶，控制磁性固定化脂肪酶與外消旋4?羥基四氫吡喃衍生物的相對(duì)用量為1mg∶1ml～100mg∶1ml，反應(yīng)溫度10℃～60℃，攪拌下反應(yīng)2?36h，磁場(chǎng)中分離出固定化酶停止反應(yīng)；經(jīng)柱層析分離得到光學(xué)活性4?羥基四氫吡喃衍生物和其乙酸酯。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛屏，康珍珍，屈冠群，李銳，楊金會(huì)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：寧夏大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：