学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

化学酶法催化仲醇的动态动力学拆分

作　者: 程咏梅
导　师: 杨立荣；徐刚
学　校: 浙江大学
专　业: 生物化工
关键词: 动态动力学拆分 消旋 DKR 酰基供体 1-苯乙醇
分类号: O643.32
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
下　载: 75次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文对仲醇的动态动力学拆分（DKR）进行了研究,重点研究了固体酸催化剂的消旋催化性能及其与脂肪酶耦合在1-苯乙醇及其衍生物的DKR反应体系的应用,取得了以下成果：通过对树脂的筛选,获得了两种催化消旋性能良好的酸性树脂CD550和CD8604,于40℃下能将（S）-1-苯乙醇完全消旋。进一步研究发现,两种树脂均具有强酸性功能基团和丰富的孔道结构,强酸性功能基团保证了其催化消旋的能力,丰富的孔道结构大大的增加了催化剂比表面积,保证了其高效的催化效率。构建了一个高效的1-苯乙醇的DKR反应体系,采用一系列芳香酚（或醇）的乙酸酯取代简单的乙酸乙烯酯和乙酸异丙烯酯作为酰基供体,有效地抑制了树脂催化的转酯化副反应,大大提高了1-苯乙醇DKR反应的结果,获得了高产率和高ee值的产物。在这些酰基供体中,尤以邻苯二酚二乙酸酯、间苯二酚二乙酸酯以及3,5-二甲基苯酚乙酸酯这三种表现最为突出。CD550树脂（底物浓度100mmol/L）:以邻苯二酚二乙酸酯为酰基供体时,反应10h,转化率大于99%,eep为90.5%；以间苯二酚二乙酸酯为酰基供体时,反应24h,转化率大于99%,eep为91.9%；以3,5-二甲基苯酚乙酸酯为酰基供体时,反应24h,转化率95.3%,eeP为87.3%。CD8604树脂（底物浓度100mmol/L）:以邻苯二酚二乙酸酯为酰基供体时,反应3h,转化率96.2%,eeP,达93.2%；以间苯二酚二乙酸酯为酰基供体时,反应24h,转化率为>99%,eeP,为95.8%；以3,5-二甲基苯酚乙酸酯为酰基供体时,反应8h,转化率>99%,eeP达91.5%。进一步对反应底物的范围进行了拓展,均取得不错的结果,发现带有给电子基团的结构优于带有吸电子基团,邻位带有取代基的反应速度稍慢。以3,5-二甲基苯乙醇的DKR为例（底物浓度100mmol/L）,该DKR的最适酰基供体为4-氯苯酚乙酸酯,以CD550为消旋催化剂时,反应24h,底物转化完全,产物ee值为97.4%；以CD8604为消旋催化剂时,反应3h,底物转化完全,产物ee值为96.5%。鉴于树脂优异的消旋化催化性能,进一步制备了具有类似功能基团的固体超强酸Fe2O3/SO42-催化剂,该催化剂具备良好的催化消旋能力,同时完全不溶于有机溶剂,可以耦合脂肪酶催化仲醇的DKR反应。成功构建了固体超强酸Fe2O3/SO42-耦合脂肪酶催化1-苯乙醇的DKR反应体系。当采用乙酸4-氯乙酸苯酯为酰基供体参与反应时（底物浓度100mmol/L）,反应3h,底物转化率>99%,产物ee值为95.4%；采用乙酸3,5-二甲基苯酯为酰基供体参与反应时,反应12h,转化率达到90.5%,产物ee值为95.1%。以固体超强酸Fe2O3/SO42-作为消旋催化剂的DKR反应体系具有一定的适用范围,应用于多种芳香仲醇均取得不错的结果。以3,5-二甲基苯乙醇的DKR为例（底物浓度100mmol/L）,该DKR的最适酰基供体仍为4-氯苯酚乙酸酯,反应3h,底物转化率>99%,产物ee值为93.7%。利用酶促选择性醇解反应拆分消旋（RS）-炔丙醇酮乙酸酯制备获得高光学纯度的（R）-炔丙醇酮和（S）-炔丙醇酮乙酸酯,奠定了（RS）-炔丙醇酮的动态动力学拆分的酶学基础,同时对产物（R）-炔丙醇酮的消旋进行了研究。

全文目录


致谢  5-6
目录  6-9
摘要  9-11
Abstract  11-13
第一章 文献综述  13-32
  1.1 引言  13-14
  1.2 DKR的基本要求  14-15
  1.3 消旋方法概述  15-17
  1.4 动态动力学拆分进展(DKR)  17-26
    1.4.1 使用非金属消旋方法的化学-酶法DKR  17-18
    1.4.2 过渡金属催化消旋的化学-酶法DKR  18-26
      1.4.2.1 仲醇及其衍生物的DKR  18-24
      1.4.2.2 其它手性化合物的DKR  24-26
    1.4.3 多酶催化的DKR  26
  1.5 消旋催化剂催化消旋机理研究  26-30
    1.5.1 主要消旋催化剂催化仲醇消旋机理研究  26-29
    1.5.2 主要消旋催化剂催化胺消旋机理研究  29-30
  1.6 本文研究思路  30-32
第二章 消旋催化剂的选择及其对单一构型仲醇消旋的初步探索  32-46
  2.1 引言  32
  2.2 实验材料与方法  32-34
    2.2.1 (S)-1-苯乙醇的消旋反应  33
    2.2.2 1-苯乙醇的DKR反应  33
    2.2.3 其它底物的DKR反应  33
    2.2.4 分析条件  33-34
  2.3 消旋催化剂的初步筛选  34-36
  2.4 酸性树脂作为消旋催化剂的探索  36-45
    2.4.1 树脂的预处理  36
    2.4.2 消旋催化剂的筛选  36-38
    2.4.3 消旋催化剂的性能考察  38-45
      2.4.3.1 溶剂对树脂催化消旋的影响  39-40
      2.4.3.2 底物浓度对树脂催化消旋的影响  40
      2.4.3.3 催化剂量对树脂催化消旋的影响  40-41
      2.4.3.4 温度对树脂催化消旋的影响  41-44
      2.4.3.5 酸性树脂催化消旋的机理  44-45
  2.5 本章小结  45-46
第三章 脂肪酶-酸性树脂耦合催化1-苯乙醇DKR的研究  46-67
  3.1 引言  46
  3.2 脂肪酶Novozym435催化的1-苯乙醇的动力学拆分  46-51
    3.2.1 无溶剂体系1-苯乙醇的动力学拆分  46-47
    3.2.2 溶剂对酶催化1-苯乙醇动力学拆分的影响  47-49
    3.2.3 底物浓度对酶催化1-苯乙醇动力学拆分的影响  49
    3.2.4 酶浓度对酶催化1-苯乙醇动力学拆分的影响  49-50
    3.2.5 温度对酶催化1-苯乙醇动力学拆分的影响  50-51
  3.3 脂肪酶Novozym435-酸性树脂耦合催化1-苯乙醇的DKR的初步研究  51-65
    3.3.1 1-苯乙醇的DKR的初步探索  51-52
    3.3.2 酸性树脂催化的底物无选择性酯化  52-54
    3.3.3 1-苯乙醇的DKR反应的改善  54-65
      3.3.3.1 酰基供体的用量改变对1-苯乙醇DKR反应的改善  54-55
      3.3.3.2 酰基供体的种类改变对1-苯乙醇DKR反应的改善  55-65
  3.4 本章小结  65-67
第四章 脂肪酶-酸性树脂耦合催化不同芳香仲醇的DKR反应  67-80
  4.1 引言  67
  4.2 底物分析方法的建立  67-68
  4.3 不同底物的酶催化动力学拆分  68-69
  4.4 酶-树脂耦合催化不同底物的动态动力学拆分  69-79
    4.4.1 酶-树脂耦合催化4-甲基苯乙醇的DKR反应  69-70
    4.4.2 酶-树脂耦合催化3,5-二甲基苯乙醇的DKR反应  70-71
    4.4.3 酶-树脂耦合催化2,5-二甲基苯乙醇的DKR反应  71-72
    4.4.4 酶-树脂耦合催化2-氯苯乙醇的DKR反应  72-73
    4.4.5 酶-树脂耦合催化3-氯苯乙醇的DKR反应  73-74
    4.4.6 酶-树脂耦合催化4-氯苯乙醇的DKR反应  74-75
    4.4.7 酶-树脂耦合催化4-氟苯乙醇的DKR反应  75-76
    4.4.8 酶-树脂耦合催化不同底物DKR反应总结  76-77
    4.4.9 酶-树脂耦合反应体系操作稳定性的考察  77
    4.4.10 产物的表征  77-79
  4.5 本章小结  79-80
第五章 固体超强酸在仲醇的DKR反应中的应用  80-90
  5.1 引言  80
  5.2 固体超强酸Fe_2O_3/SO_4~(2-)的制备、性能考察及表征  80-86
    5.2.1 消旋催化剂Fe_2O_3/SO_4~(2-)的制备  80-83
      5.2.1.1 硫酸浓度对催化剂的影响  81
      5.2.1.2 酸处理时间对催化剂的影响  81-82
      5.2.1.3 催化剂焙烧时间对催化剂的影响  82
      5.2.1.4 不同催化剂焙烧温度对催化剂的影响  82-83
    5.2.2 不同反应溶剂对催化剂催化消旋的影响  83-84
    5.2.3 反应温度对催化剂催化消旋的影响  84-85
    5.2.4 Fe_2O_3/SO_4~(2-)催化剂表征  85-86
  5.3 脂肪酶-固体超强酸Fe_2O_3/SO_4~(2-)耦合催化1-苯乙醇的DKR反应  86-87
  5.4 脂肪酶-固体超强酸Fe_2O_3/SO_4~(2-)耦合催化不同芳香仲醇的DKR反应  87-89
  5.5 本章小结  89-90
第六章 脂肪酶催化炔丙醇酮乙酸酯的醇解动力学拆分及反应产物的消旋研究  90-99
  6.1 引言  90
  6.2 实验方法  90-91
    6.2.1 醇解反应  90-91
    6.2.2 产物分析  91
  6.3 溶剂和碱添加剂对反应的影响  91-93
  6.4 不同醇(酰基受体)对反应的影响  93-94
  6.5 内扩散对反应的影响  94-95
  6.6 反应温度对反应的影响  95-96
  6.7 底物浓度对反应的影响  96-97
  6.8 对反应产物消旋的尝试  97-98
  6.9 本章小结  98-99
第七章 结论与建议  99-101
  7.1 结论  99-100
  7.2 建议  100-101
参考文献  101-110
附录  110-118
作者简介及研究成果  118

相似论文

  1. 恶臭假单胞杆菌YZ-26中丙氨酸消旋酶结构与功能的研究,Q936
  2. 盐生肉苁蓉苯乙醇苷的制备及其抗氧化活性研究,R284.2
  3. 光学纯的1，2，3，4-四氢-1-萘胺及其胺醇衍生物的制备,O625.63
  4. 以α-位含有取代基团的手性仲醇为关键中间体立体选择性合成抗抑郁症药物的研究,TQ463
  5. 消旋山莨菪碱对豚鼠形觉剥夺性近视的影响及机制研究,R778.11
  6. 酶法合成蔗糖-6-酯的研究,TS202.3
  7. 消旋卡多曲代谢物（Tiorphan）血药浓度测定及应用,R96
  8. 肉苁蓉细胞培养与次生代谢物形成的研究,S567.239
  9. 外消旋聚乳酸/多壁碳纳米管复合材料的制备及表征,TB332
  10. 手性樟脑磺酸及其钇盐的合成研究,O621.3
  11. 化学酶法催化仲醇的动态动力学拆分,O625.34
  12. 手性有机小分子催化剂的设计合成及其在不对称Michael加成反应中的应用,O643.36
  13. 氨基丁醇非目标对映体的转化及衍生物的合成,O623.4
  14. 青少年近视调节刺激反应及M-受体阻断剂对调节影响的研究,R778.1
  15. 盐酸度洛西汀的合成研究,R914
  16. 过渡金属催化氨基酸消旋的研究,TQ460.1
  17. 图像制导弹药的弹载滚转稳定平台设计,TJ410
  18. 不对称有机催化反应研究,O643.3
  19. 不对称氢转移反应诱导动态动力学拆分,O643.1
  20. β-羰基砜的不对称直接Aldol反应动态动力学拆分——手性β-羟基砜的合成,O643.3
  21. 高孔隙率、高连通性n-HAP/PDLLA复合支架材料研究,R318.08

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化反应
© 2012 www.xueweilunwen.com