面包酵母还原α-烷基-β-芳基丙烯醛的研究

论文摘要

手性伯醇是一种非常重要的精细化学品和药物中间体,其不对称合成方法很少。最近,我们组利用面包酵母对2-烷基-2-己烯醛进行生物催化还原制备S-（+）-2-乙基己醇时,获得了91%的产率和大于99%的e.e.值。这一工作极大激起了我们研究面包酵母催化还原制备手性伯醇的兴趣。本文合成了一系列α-烷基-β-芳基丙烯醛,研究了其在面包酵母催化下的生物还原反应,重点考察了α-取代基和β-芳基对反应的影响。α-取代基从较小体积的氢依次替换为甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,反应30 min时,反应的转化率由99%逐渐下降到21%,但是,饱和醇/烯丙醇的比例分别为0.79,0.54,1.11,0.85,0.43,0.49,即以乙基时为最高。反应充分（24 h）时,转化率均在99%以上,饱和醇所占比例分别为98%,64%,71%,65%,37%,54%。当β-芳基由苯基替换为呋喃基时,反应30 min内,醛的转化速度均有所提高（甲基85%至94%,乙基67%至75%）,由于电子云密度的影响,呋喃醛较大比例地生成烯丙醇（90%以上）,β-呋喃基在面包酵母中较3-苯基烯丙醇易于氧化成烯醛再还原为饱和醇,反应24 h时,β-呋喃基丙烯醛较大比例地生成饱和醇,2-甲基-3-（2-呋喃基）丙醇的产率可达99%。结果表明,α-取代基和β-芳基对酵母还原α-烷基-β-芳基丙烯醛反应影响很大;面包酵母催化下,由2-乙基-β-（2-呋喃基）丙烯醛直接还原和相应烯丙醇转化还原得到的2-乙基-3-（2-呋喃基）正丙醇的e.e.值均在99%以上。本论文工作对于面包酵母还原含取代基的α,β-不饱和醛的反应具有指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 手性醇的应用
• 1.2 化学法合成手性醇
• 1.2.1 化学拆分法
• 1.2.2 不对称催化法
• 1.3 生物催化法
• 1.3.1 简单醛酮的还原
• 1.3.2 不饱和醛酮的还原
• 1.3.3 取代烯丙醇的还原
• 1.4 本论文的研究内容和意义
• 2 实验部分
• 2.1 主要实验试剂及仪器
• 2.2 PBS 缓冲溶液的配制
• 2.3 底物的合成
• 2.4 生物催化反应的一般步骤
• 2.5 烯醛的生物催化反应的实施
• 2.6 烯醇的生物催化反应的实施
• 3 结果与讨论
• 3.1 烯醛的生物催化反应的结果
• 3.1.1 反应时间对面包酵母还原的影响
• 3.1.2 α-取代基对反应的影响
• 3.1.3 β-芳基对反应的影响
• 3.1.4 底物浓度对反应的影响
• 3.1.5 酵母用量对反应的影响
• 3.2 烯醇的生物催化反应的结果
• 3.2.1 反应时间对面包酵母还原取代烯丙醇的影响
• 3.2.2 α-取代基对反应结果的影响
• 3.2.3 β-芳基对反应结果的影响
• 3.3 Α-烷基-Β-芳基丙烯醛机理探讨
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录