[发明专利]一种红外光驱动碳量子点基光酶催化剂催化合成R-3,5-BTPE的方法

说明书

本发明提供了一种红外光驱动碳量子点基光酶催化剂催化合成R‑3,5‑BTPE的方法，利用人工光合作用，即一种再生NADPH用于光酶催化合成(R)‑1‑[3,5‑二(三氟甲基)]苯乙醇的方法，不额外借用其他材料作为氢转移和电子转移媒介，利用红外光驱动光酶催化剂(r‑GQDs/AKR‑CLEs)催化合成(R)‑1‑[3,5‑二(三氟甲基)]苯乙醇。本发明可以大幅降低成本，绿色环保，催化效率高，反应条件温和，操作简单，易回收和循环使用，适合于工业上的大规模生产应用。

技术领域

本发明属于NADPH再生技术领域以及抗肿瘤中的镇吐药物合成技术领域，具体地说是涉及一种红外光驱动碳量子点基光酶催化剂催化合成R-3,5-BTPE的方法。

背景技术

阿瑞吡坦(结构式如A所示)是第一个神经激肽-1(NK-1)受体阻滞剂,主要用于治疗化疗后引起的恶心、呕吐。美国FDA于2003年批准上市,阿瑞匹坦现已在北美,欧洲,韩国和中国香港等多个国家和地区上市,销售额逐年快速增长。(R)-1-[3,5-二(三氟甲基)]苯乙醇((R)-3,5-BTPE)(结构式如B所示)，是阿瑞匹坦合成的关键前体的重要手性中间体，可以通过3,5-双(三氟甲基)苯乙酮(3,5-BTAP)直接还原所得。其中，光学活性仲醇是制药工业中许多生物活性化合物的重要组成部分。而在工业生产中，前手性酮的不对称氢化(AH,Asymmetric hydrogenation)是获得对映体纯的仲醇的实用且简单的方法。尽管通过AH制备光学醇的方法引起了学术和工业研究的广泛兴趣，但是由于催化剂复杂或条件恶劣，而且化学催化法不对称合成手性醇通常具有条件苛刻，催化剂昂贵，手性醇的对映体过剩量低的问题，多数研究仍处于小规模生产或难以大规模生产的情况。

近年来，酶催化的异军突起也使得生物催化逐渐成为不可忽视的一部分。酶催化反应简单、容易控制、催化效率高，反应条件温和，适合工业化应用。而且产物容易分离纯化，立体和化学选择性高，在最近几十年间已产生了指数式的增长。前期研究发现，醛酮还原酶(AKR，Aldehyde ketone reductase)因其可靠的化学选择性和立体选择性，可以用于还原3,5-BTAP合成(R)-3,5-BTPE。

然而，在使用醛酮还原酶进行催化反应的过程中需要NAD(P)H作为辅助因子才能得以进行。NAD(P)H作为辅因子不仅昂贵而且不可或缺，并且用量往往较大，用量基本上等同于底物酮，这表明了该生物催化过程的经济缺陷。酶催化的NADH的再生(如醇脱氢酶和甲酸脱氢酶(FDH))在工业生物催化中已经建立，但是，此过程通常需要酶和相应底物的再生，这会受限于酶有限的稳定性以及高昂的分离费用。另外，目前关于 NADPH再生的研究基本上都必须要用诸如[Cp*Rh(bpy)(H₂O)]²⁺之类的贵金属配体作为氢转移和电子转移媒介，才可以达到NADPH再生的目的，但这必然会增加高昂的成本，极大地限制了其工业化应用。

因此，开发一种简单高效和低成本的NAD(P)H再生以及(R)-3,5-BTPE合成的方案，已成为业内前沿学者亟待开拓的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供光驱动碳量子点基光酶催化合成 R-3,5-BTPE的方法。

本发明一种光驱动碳量子点基光酶催化合成R-3,5-BTPE的方法，是利用(近)红外光作为驱动光源，利用人工光合作用驱动光酶催化剂(r-GQDs/AKR-CLEs)用于催化合成(R)-1-[3,5-二(三氟甲基)]苯乙醇。具体是：

步骤(1)、光酶催化剂r-GQDs/AKR-CLEs(CLEs，cross-linked enzymes)的制备：

将石墨烯量子点和醛酮还原酶聚集体按照一定比例，通过机械搅拌法制得复合杂化体；