脂肪酶催化合成3-取代-2-吲哚酮類化合物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物催化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種脂肪酶催化的芳香醛與吲哚-2-酮的Knoevenagel縮合反應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 3-取代-2-吲哚酮類化合物是合成吲哚類生物堿的重要中間體，同時(shí)也具有廣 泛的藥理和生理活性，例如抗菌活性、抗腫瘤活性、抗炎活性等。這類化合物一般是由吲 噪-2-酮和芳香醛在哌啶、哌嘆等有機(jī)堿或它們的鹽催化下，發(fā)生Knoevenage縮合反應(yīng)而 得。但這些催化工藝往往需要使用大量有機(jī)溶劑，造成環(huán)境污染，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)率也不 是很高。但是，近年來出現(xiàn)了微波法、超聲波法、研磨法等新方法，還是用了多種催化劑，包 括固體催化劑、離子液體、固載催化劑等。但以上很大一部分催化反應(yīng)體系存在著反應(yīng)條件 苛刻、成本高和難以獲得等缺點(diǎn)。
[0003] 酶作為一種生物催化劑，具有高催化效率、高專一性以及對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng) 藥、香精香料、醫(yī)藥及其中間體等高附加值的化合物合成中得到了越來越多的應(yīng)用。脂肪酶 (lipase，E.C. 3. 1. 1. 3)是指一類能夠催化甘油三酯水解生成脂肪酸、甘油和甘油單酯或 二酯的酶，廣泛存在于動(dòng)植物和微生物體中，是工業(yè)生產(chǎn)中常見的一種水解酶，常用來催化 水解、酯化、酯交換、氨解等反應(yīng)。然而一種酶有特定的天然底物，因此研宄生物酶除天然屬 性以外的其他催化特性顯的特別重要。近年來，酶的催化多功能性已經(jīng)引起了有機(jī)化學(xué)家 的興趣。多功能性酶已成功應(yīng)用于Aldol縮合、Knoevenagel縮合、Michael加成、Henry反 應(yīng)等多種C-C鍵形成反應(yīng)中。文獻(xiàn)已報(bào)道多種脂肪酶能有效催化芳香醛與鏈狀活性亞甲基 發(fā)生Knoevenage反應(yīng)，但是與雜環(huán)類活性亞甲基化合物的縮合反應(yīng)至今未見文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中Knoevenagel縮合反應(yīng)基本都以化學(xué)催化的方法進(jìn)行，本發(fā)明以脂肪 酶為催化劑，以芳香醛，與吲哚-2-酮為底物經(jīng)過縮合反應(yīng)制得了 3-取代-2-吲哚酮類化 合物，因此提供了脂肪酶催化反應(yīng)的新用途。
[0005] 具體的，本發(fā)明的技術(shù)方案為： 以吲噪-2-酮為底物，利用脂肪酶催化進(jìn)行Knoevenagel縮合反應(yīng)生成3-取代-2-吲 哚酮類化合物。對(duì)于脂肪酶作為催化劑的理解，應(yīng)該理解為進(jìn)行Knoevenagel縮合反應(yīng)的 新用途，特別是其以吲哚-2-酮作為底物的縮合反應(yīng)中。
[0006] 脂肪酶催化合成3-取代-2-吲哚酮類化合物的方法，其中，以芳香醛和吲 哚-2-酮為底物，在含有有機(jī)溶劑和水的體系中，將底物與脂肪酶接觸，進(jìn)行Knoevenagel 縮合反應(yīng)形成3-取代-2-吲哚酮類化合物。
[0007] 本發(fā)明提供的方法中，縮合反應(yīng)反應(yīng)方程式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 脂肪酶催化進(jìn)行Knoevenagel縮合反應(yīng)的新用途，其特征在于，催化反應(yīng)體系的底 物為吲哚-2-酮。
2. 脂肪酶催化合成3-取代-2-吲哚酮類化合物的方法，其特征在于，以芳香醛和吲 哚-2-酮為底物，在含有有機(jī)溶劑和水的體系中，將底物與脂肪酶接觸，進(jìn)行Knoevenagel 縮合反應(yīng)形成3-取代-2-吲哚酮類化合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)反應(yīng)方程式為：
其中 Ar 為 p-N02C6H4、〇-N02C6H 4、m-N02C6H4、p-CNC6H 5、2, 4-C1, ClC6H3' 2, 6-C1, C1C6H3、 P-ClC6H4' p-fcC6H4、C6H5、p-MeOC 6H5、2-furaryl、P-OHC6H4、C 6H5CH=CH' P-FC6H4, p-MeC6H5、 o- MeC6H5、o- MeOC6H5中的一種；Ar 優(yōu)選為 p-NO 2C6H4、〇-N02C6H 4、m-N02C6H4、p-CNC6H 5、 2, 4-C1, ClC6H3' 2, 6-C1, ClC6H3、p-ClC6H4、p-fcC 6H4、C6H5、p-Me0C6H 5、2-furaryl、p-OHC6H4* 的一種。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶選自南極假絲酵母脂肪酶B (lipase from 豬膜脂肪（Porcine pancreas lipase)，酶裙皺假絲 酵母脂肪酶lipase)，洋蔥伯克霍爾德脂肪酶（ifcrAAo/oferia cepacia lipase)，黑曲霉月旨肪酶（Lipase lipoprotein fromAspergillusniger),Novozym 435 月旨肪酶（lipase B fromCandidaantarctica,immobilized on a macroporous acrylic resin)中的一種，優(yōu)選豬胰脂肪（Porcine pancreas lipase)。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為甲基叔丁基醚、甲苯、二氯 甲烷、四氫呋喃、乙醇、乙腈、正己烷和二甲基亞砜中的一種，優(yōu)選二甲基亞砜。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)體系中，水份體積占水和有機(jī)溶劑 總體積的比例為10-20%。
7. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)體系中，芳香醛和吲哚-2-酮的摩 爾濃度比為芳香醛：吲哚-2-酮為1:1-2。
8. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)體系中，酶占總體積的濃度為5-30 mg/ml〇
9. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度， 15-55° C ;反應(yīng)時(shí)間 5-25h。
10. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)的具體步驟為： (a) 將芳香醛與吲哚-2-酮混合 (b) 在底物中以此加入水和有機(jī)溶劑 (c) 加入脂肪酶并與底物接觸，催化生成3-取代-2-吲哚酮類化合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以芳香醛與吲哚-2-酮為底物，以脂肪酶為催化劑，進(jìn)行的Knoevenagel縮合反應(yīng)生成3-取代-2-吲哚酮類化合物的方法。其中，3-取代-2-吲哚酮類化合物是合成吲哚類生物堿的重要中間體，同時(shí)也具有廣泛的藥理和生理活性。本發(fā)明提供的方法，產(chǎn)物收率為87.8-94.2%，反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)率高，底物譜寬，對(duì)環(huán)境污染小。
【IPC分類】C12P17-10
【公開號(hào)】CN104818305
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510234869
【發(fā)明人】胡燚, 黃和, 丁雁, 顧夢(mèng)婕, 李浩然, 倪瀟
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日