有机相酶催化芳香胺的不对称酰胺化反应及动力学研究

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手性芳香胺是有机化学中的一类重要化合物,是医药、香料、有机合成工业的重要中间体,常被用于合成天然和非天然药物,并常用作手性助剂和手性拆分剂。手性芳香胺可以通过化学不对称合成、化学手性试剂拆分、酶催化拆分等方法制备。本文研究了用脂肪酶催化芳香胺的不对称酰胺化反应。反应方程式如下:(?)本文以芳香酮为原料合成了相应的芳香胺。以芳香胺和乙酸异丙烯酯为底物,通过脂肪酶在有机相中催化的不对称酰胺化反应来获得R构型的酰胺和S构型的芳香胺。首先以1-苯基乙胺为底物,对酶、有机溶剂、酰基供体进行了筛选,确定了Novozym 435、甲苯、乙酸异丙烯酯为较佳的反应体系。随后考察了胺酯比例、底物胺浓度、内扩散、外扩散、反应温度等对反应的影响。经实验得出较佳反应条件为:胺:酯=1:0.6、底物胺浓度200mmol/L、酶浓度4mg/ml、摇床转速200rpm、反应温度30℃。在此优化条件下反应的E值达到89。反应4小时后转化率为39%,eep为96%;反应10小时后转化率达到52.4%,ees为98%。然后在优化条件下对不同的芳香胺进行了拆分,初步探讨了底物结构和反应对映体选择性之间的关系。得出影响反应对映体选择性因素为芳香胺手性中心C原子上取代基大小、取代基的电子效应、与氨基相连的碳原子立体结构的差异等。最后根据实验结果分析,确立该反应的反应机制符合乒乓机制。由此推导出初速度方程,拟和得到了初速度方程的参数。实验曲线和拟和曲线能较好的吻合。
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