桃仁醇腈酶促不对称合成含硅(R)-酮氰醇.pdfVIP

第28卷第1期 深圳大学学报理工版 VoL28No．1 OFSHENZHENUNIVERSTTYSCIENCEANDENGINf=FRINC Jan．2010 2011年1月 JOURNAL 文章编号：1000-2618(2011)0l一0054—06 【化学与化工】 桃仁醇腈酶促不对称合成含硅(R)一酮氰醇 刘森林 (深圳大学生命科学学院，深圳518060) 摘要：采用气相色谱手性分析，研究桃仁(R)一醇腈酶催化2一三甲基硅一2一乙酮与丙酮氰醇，在 水和有机溶剂双相中不对称合成(R)一2一三甲基硅一2一羟基一丙腈．分析酶添加量、底物浓度、有机溶 剂、两相体积比、水相pH值、反应温度及底物结构对桃仁醇腈酶促反应的影响．结果表明，桃仁醇腈酶 催化2一三甲基硅一2一乙酮与丙酮氰醇不对称合成的优化反应条件为酶添加量0．6 g左右，底物2一三甲基 硅一2一乙酮浓度14 30℃．在优化反应条件下，反应转化率和产物的对映体过剩值均达99％以上．为探讨底物中硅原子对桃仁 醇腈酶促不对称合成的影响，对比研究了桃仁醇腈酶催化碳结构类似物3，3一二甲基一2一丁酮的不对称 转化．发现底物2一三甲基硅一2一乙酮中的硅原子对桃仁醇腈酶催化反应有重要影响，桃仁醇腈酶催化2 一三甲基硅一2一乙酮反应在底物转化率和产物光学纯度等方面均显著优于其碳结构类似物3，3一二甲基 一2一丁酮的相应值． 关键词：醛缩酶；生物催化；不对称合成；桃仁醇腈酶；(R)一酮氰醇；有机硅 643 中图分类号：Q557+．9；0 文献标识码：A 有机硅化合物是一类非天然化合物，在有机合 有机溶剂、两相体积比、水相pH值、反应温度及 成中占有重要地位．由于有机硅化合物在药物开发 底物结构对桃仁醇腈酶促反应的影响进行了研究． 等诸多领域的重要性及酶催化的优越性，酶催化光 簪H3)2C=o，cN O(CH3)2qOH)CN 学活性有机硅化合物的生物合成与转化，已成为近 年有机化学及生物工程学领域的研究热点之一¨引． R—c—cH3 桃仁醇腈酶 出H，—隶争州0．on＼…“ 而利用酶催化合成现有药物的含硅结构类似物是药 (R表示(CH3)3S卜或(CH3)3C一) 物设计、改造的有效途径一J．许多光学活性氰醇及 其衍生物是具有重大应用价值的手性药物中间 体H】．近年来，利用醇腈酶催化醛与HCN不对称 合成光学活性醛氰醇已有研究报道∞1．与此相比， 由于利用醇腈酶催化合成酮氰醇酶反应效率相对较 低，因此研究甚少．光学活性酮氰醇可转化为仪一 羟基酸，其在许多手性天然化合物的合成中具有重 1 材料与方法 要应用价值帕J．本研究在探索醇腈酶催化合成酮氰 醇可能性的过程中，首次发现来源于桃仁的(R)一 (R)一醇腈酶为市售桃仁粉碎后经乙酸乙酯脱 醇腈酶能高效催化2一三甲基硅一2一乙酮与丙酮氰 脂制得的粗制酶制剂．底物2一三甲基硅一2一乙酮 醇不对称合成(R)一2一三甲基硅一2一羟基一丙 和内标正十烷购自Sigma公司，丙酮氰醇购自To一 腈，化学反应式如图1；并对酶添加量、底物浓度、 收稿Et期：2010．04—27；修回日期：2010．06．22 基金项目：国家自然科学基金资助项日；广东省自然科学基会资助项目(o00444)