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手性5-异丙基-2-噁唑烷酮的酶催化立体选择性互补合成

2020-09-21田嘉伟陈永正万南微

合成化学 2020年9期

徐 秦, 田嘉伟, 陈永正, 万南微*

(1. 遵义医科大学 a. 药学院; b. 贵州省生物催化与手性药物合成重点实验室; c. 贵州省绿色制药工程研究中心,贵州 遵义 563000)

手性噁唑烷酮不仅是许多药物和天然产物的核心骨架,而且是有机不对称合成中的重要手性辅基[1]。手性噁唑烷酮的化学合成往往需要使用有毒试剂或危险气体,反应条件苛刻,操作过程复杂[2-4]。生物催化反应因其条件温和,具有较高的化学、区域和立体选择性,在有机合成中的应用越来越重要,尤其是手性化合物的制备[5]。

Scheme 1

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 400 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);Agilent 7890A型气相色谱仪。

氰酸钠和2-异丙基环氧乙烷,Alfa Aesar公司;其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

5-异丙基-2-噁唑烷酮消旋体2: 白色固体,产率43%;1H NMR(400 MHz, CDCl3)δ: 6.21(s, 1H), 4.42~4.26(m, 1H), 3.58(t,J=8.6 Hz, 1H), 3.39~3.22(m, 1H), 1.89(d,J=13.4, 1H), 1.01(d,J=6.7 Hz, 3H), 0.92(d,J=6.8 Hz, 3H);13C NMR(100 MHz, CDCl3)δ: 160.6, 81.9, 44.0, 32.5, 17.7, 17.1。

1.3 生物转化

重组卤醇脱卤酶的表达和粗酶液的制备参考文献执行[11-12]。卤醇脱卤酶的初步筛选,用粗酶液作催化剂,反应条件如下:向10 mL反应器中加入含1和NaOCN的PB溶液2 mL,卤醇脱卤酶粗酶液3 mL, 30 ℃和250 rpm条件下反应6 h;反应结束后,加入3 mL乙酸乙酯萃取,分离有机相,经无水硫酸钠干燥后进行手性气相色谱分析。

卤醇脱卤酶HheA10和HheG整细胞反应条件如下:在10 mL反应器中,用5 mL缓冲溶液将收集的重组表达卤醇脱卤酶的大肠杆菌细胞重悬至一定细胞浓度;用DMSO作助溶剂,向体系中加入1母液后加入一定量的NaOCN,一定温度下,250 rpm下反应,反应结束后,加入3 mL乙酸乙酯萃取,分离有机相,经无水硫酸钠干燥后进行手性气相色谱分析。

2 结果与讨论

2.1 卤醇脱卤酶的筛选

以1为底物,NaOCN为亲核试剂,对11种卤醇脱卤酶催化剂进行筛选,反应结果如表1所示。……

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