[发明专利]一种脂肪酶催化合成双香豆素类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种脂肪酶催化合成双香豆素类化合物的方法，包括：以4‑羟基香豆素为底物，利用脂肪酶催化进行Knoevenagel‑Michael级联反应与式II化合物生成双香豆素类化合物。双香豆素类化合物可以用于治疗血栓，抗HIV，治疗哮喘、皮肤癌和蛇毒，还可以用于对某些金黄色葡萄球菌及表皮葡萄球菌的抗菌治疗和用于制作分析试剂。本发明提供的方法，反应条件温和，后处理简单，底物谱广，催化剂可循环使用，是一种经济环保的合成双香豆素类化合物的新方法。

技术领域

本发明属于生物催化技术领域，具体涉及一种脂肪酶在纯水相中催化芳香醛与4-羟基香豆素进行Knoevenagel-Michael级联反应合成双香豆素类化合物的方法。

背景技术

双香豆素类化合物因其活跃的药理和生物活性而被广泛应用。它可用作维生素K拮抗剂，可以抗凝血，用于治疗血栓；它对某些金黄色葡萄球菌及表皮葡萄球菌具有抗菌活性，可以用作消炎药和退热药；它可以用于治疗HIV、哮喘、皮肤癌和蛇毒，还可以用于制作分析试剂。双香豆素类化合物一般由4-羟基香豆素和芳香醛通过Knoevenagel缩合-Michael加成得到。目前，合成双香豆素类化合物的方法多种多样。比如采用磁性纳米粒子催化剂TrBr/[Fe₃O₄@SiO₂@(CH₂)₃-ImSO₃H]Cl(来自J IRAN CHEM SOC，2017，14:2187–2198)，固体酸催化剂RHA-SO₃H(来自RSC Advances，2013，3(46)：24046)和KF-蒙脱土(来自JOURNAL OF CHEMICAL RESEARCH，2007，2007：585-586)，相转移催化剂TBAB(来自Tetrahedron Letters，2009，50：4125–4127)，胆碱类离子液体催化剂(来自中国专利CN104311521A)等。这些合成方法使用难以回收的DMF或易挥发的有机溶剂，需要较高的反应温度，催化剂制备困难或难以回收使用，底物谱较窄，有时只能得到中等收率的产物。

酶作为一种特殊的生物催化剂，具有专一性、高效性、反应条件温和、环境友好、催化活性可调控等特点，已在化工、医药、食品、和环境治理等众多领域得到广泛应用。近年来，酶在有机合成中发挥了越来越重要的作用，在Aldol缩合，Mannich反应，Henry反应，Knoevenagel缩合，Michael加成，Baylis-Hillman反应等重要的C-C键形成的反应中的应用被相继报道。2015年，脂肪酶LPL被用于在35℃无水DMSO中催化芳香醛和活性亚甲基化合物的Knoevenagel缩合反应，反应24-72h后，生成Z构型的目标产物；2016年，脂肪酶PPL被用于45℃的DMSO(含水20％)中催化芳香醛和杂环活性亚甲基化合物-吲哚-2-酮的Knoevenagel缩合反应，反应10-20h后，生成E构型和Z构型的目标产物；目前，酶法催化Knoevenagel缩合和Michael加成反应大都在含水有机溶剂或绝对无水的有机溶剂中进行。

发明内容

现有技术中Knoevenagel缩合和Michael加成反应基本都以化学催化的方法进行，本发明提供一种以脂肪酶为催化剂，以芳香醛与4-羟基香豆素为底物经过Knoevenagel-Michael级联反应制备双香豆素类化合物的方法，该方法可在水相中进行，反应条件温和，收率高，催化剂可回收。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种脂肪酶催化合成双香豆素类化合物的方法，包括：以4-羟基香豆素(式I化合物)为底物，利用脂肪酶催化进行Knoevenagel-Michael级联反应与式II化合物生成双香豆素类化合物(式III)，反应方程式为：