[发明专利]地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶作为不对称直接Aldol反应催化剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶的新应用，特别涉及地衣芽孢杆菌碱 性蛋白酶作为不对称直接Aldol反应催化剂的应用。

背景技术

C-C键的立体选择性形成是有机合成化学的重要方面。醇醛缩合反应 (aldol反应)是最有效的C-C键形成反应之一。以前，大多数不对称aldol反应 是采用经修饰的底物，即将底物酮衍生为烯醇的形式来进行，这样一方面可 以活化底物酮，另一方面可以有效地抑制同种分子间发生反应。虽然在这方 面许多手性催化剂均取得了很好的不对称催化效果，但从操作简捷性和原子 经济性考虑，这类反应不如未修饰的酮与醛之间的直接aldol反应。因此，寻 求能够高效、高选择性地催化不对称直接aldol反应的催化体系逐渐成为有 机化学的一项新课题。

由于生物催化剂具有高效性和高选择性等优点，近年来在医药化学品、精 细化学品和传统化学品等领域备受关注。它们易于催化得到相对较纯的产品， 因此可减少废物排放，还可以完成传统化学催化所不能胜任的位点专一性、 化学专一性和立体专一性催化。现阶段应用的生物催化剂主要有酶类和微生 物。

由于生物体内广泛存在的醛缩酶可以催化不对称直接aldol反应，因而 酶催化的不对称直接aldol反应引起了有机化学家们的兴趣。近年来已有文 献报道，脱氧核糖-5-磷酸醛缩酶(DERA)、脱羧酶、突变的南极假丝酵母脂肪 酶B(CAL-B)等均可以催化aldol反应。但地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶(BLAP)催 化的aldol反应，尤其是不对称直接aldol反应尚未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶作为不对 称直接Aldol反应催化剂的应用；目的之二在于提供应用所述地衣芽孢杆菌碱 性蛋白酶催化不对称直接Aldol反应的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

1、地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶作为不对称直接Aldol反应催化剂的应用。

2、应用所述地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶催化不对称直接Aldol反应的方法， 是在含水有机溶剂中加入地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶以及反应底物醛和酮，搅拌 反应，即生成醛和酮的不对称Aldol反应产物。

进一步，所述醛为芳香醛或杂芳香醛；

进一步，所述酮为丙酮、环戊酮或环己酮；

进一步，所述有机溶剂为二甲亚砜；

进一步，所述水与有机溶剂的体积比为0.15；

进一步，所述反应温度为35℃。

本发明的有益效果在于：本发明首次发现地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶为不对 称直接Aldol反应的高效、高选择性催化剂。研究结果显示，地衣芽孢杆菌碱性 蛋白酶在含水有机溶剂中可以催化芳香醛或杂芳香醛与丙酮或环酮之间的不对 称直接aldol反应，生成具有手性的β-羟基醛酮化合物，达到较高的产率和对映 体过量值；并且，地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶作为催化剂在不对称直接aldol反应 中可以重复利用四次；因此，地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶作为不对称直接Aldol反 应的催化剂具有高效、高选择性、可重复利用、经济、环境友好等特点，应用前 景好。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 作进一步的详细描述，其中：

图1显示了有机溶剂含水量对地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶催化不对称直接aldol 反应的影响；

图2显示了反应温度对地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶催化不对称直接aldol反应 的影响。

具体实施方式

下面将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

优选实施例中使用的地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶(EC 3.4.21.14)来源于地衣芽 孢杆菌(Bacillus licheniformis)2709，购自无锡市雪梅酶制剂科技有限公司，酶活 力为200U/mg。

1、地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶催化不对称直接Aldol反应的条件优化

(1)有机溶剂的优化

本发明以丙酮和对氰基苯甲醛的反应作为模型反应，对地衣芽孢杆菌碱性 蛋白酶催化不对称直接Aldol反应的有机溶剂进行了考察。