[发明专利]一种化学酶法合成氧氮环丙烷的方法

说明书

本发明公开了一种化学酶法合成氧氮环丙烷的方法，属于化学合成技术领域，以芳香醛和脂肪胺为反应底物，乙腈为溶剂，D‑扁桃酸乙酯为过氧酸前体。操作步骤包括将酶、氧化剂、反应底物、过氧酸前体、溶剂加入反应容器中，在室温条件下搅拌反应2小时即可。通过实验证明，脂肪酶对于所述反应具有显著的催化效果，并且可以达到90％以上的高顺反选择性，反应过程中无副产物生成。与传统化学合成方法相比，本发明所述方法具有无金属催化、绿色环保、低成本、高效率、高选择性等优点，为合成具有顺反选择性的氧氮环丙烷类化合物提供了新思路。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种化学酶法合成氧氮环丙烷的方法。

背景技术

氧氮环丙烷是一种含有氧、氮、碳的三元杂环有机分子，其衍生物通常作为不同反应的氧化剂，在化工合成领域具有重要的研究价值。氧氮环丙烷的传统合成方法为化学法，传统的化学方法常使用间氯过氧苯甲酸、乙酸酐、过渡态金属等催化氧化亚胺的方式制备氧氮环丙烷(L.Martiny and K.A. ,J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1 ,1995 ,699.)，使用的试剂对环境有害而且制作工艺繁琐、有副产物生成。

因为酶具备反应条件温和、催化活性高、环保等优点，酶催化已经成为酶工程领域备受关注的研究方向。工业催化对环境产生的严重污染以及反应条件难以达到等缺点，使得脂肪酶这样一种温和、高效、绿色的催化剂在生物催化反应中发挥了十分重要的作用。

发明内容

为了克服传统化学合成氧氮环丙烷的不足，本发明提供了一种绿色、高效、高顺反选择性的化学酶法合成氧氮环丙烷的方法。

本发明通过如下技术方案实现：

一种化学酶法合成高选择性氧氮环丙烷的方法，具体步骤如下：

(1)、将芳香醛与脂肪胺按一定比例在溶剂下充分混合；其中，芳香醛与脂肪胺的摩尔比例为1:1-1:2；

(2)、向步骤(1)的混合溶液中分别加入一定量的脂肪酶、氧化剂和过氧酸前体，在室温下搅拌，进行氧化反应，合成氧氮环丙烷，用TLC(薄层层析法)检测氧氮环丙烷生成，用乙酸乙酯萃取反应体系，有机层用无水Na2SO4进行干燥、浓缩，之后用硅胶柱层析(乙酸乙酯/己烷)纯化，获得目标产物；其中，脂肪酶用量为100U-200U(1U指在30℃条件下催化1μmol 4-硝基苯基乙酸酯水解所需脂肪酶用量)，氧化剂用量为芳香醛的摩尔量的2-5倍量，过氧酸前体用量为芳香醛的摩尔量的0 .2倍，反应时间为2-4小时。

进一步地，步骤(1)所述的芳香醛为苯甲醛或取代苯甲醛，取代方式为卤族元素取代；所述的脂肪胺为正丁胺、异丙胺等脂肪胺。

进一步地，步骤(1)所述的溶剂为乙醇、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷或二甲基亚砜。

更进一步地，步骤(1)所述的溶剂为乙腈。

进一步地，步骤(1)所述的芳香醛的浓度为0 .5mol/L；步骤(2)所述的氧化剂的浓度为2mol/L，脂肪酶浓度为75U/mL。

进一步地，步骤(2)所述的氧化剂为UHP(过氧化脲 ,Urea hydrogen peroxide)；所述的过氧酸前体为乙酸乙酯、DL-扁桃酸乙酯、D-扁桃酸乙酯、DL-扁桃酸、D-扁桃酸或苯甲酸异戊酯。

更进一步地，步骤(2)所述的过氧酸前体为D-扁桃酸乙酯。