【正文】 se and imidazole was also proposed.A single enzyme can cocatalyze the cascade Aldol condensationelimination Michaelintromolecular Aldol condensationelimination for synthesis of conjugate cyclohexanone2ene reaction with imidazole in octane. By investigating enzyme sources, solvent, additive, the ratio of imidazole and acylase, we found Daminoacylase and imidazole can cocatalyze this tandem reaction. After the stepwise process was optimized, 15 conjugate cyclohexanone2enes were prepared. Some control experiments were designed to prove that the enzyme can cocatalyze this cascade reaction with imidazole in octane. The mechanism for the tandem reaction catalyzed by Daminoacylase and imidazole was also proposed.In this thesis, 74 pounds were synthesized and these pounds were characterized by IR, 1H NMR, 13C NMR, GCMS and HRMS.Keywords: lipase。Kita、Hult和余孝其課題組又發(fā)現(xiàn)水解酶除催化酯鍵或者酰胺鍵的合成與水解外，還可以催化胺解反應(yīng)[4]、羥醛縮合反應(yīng)[5ab]、DielsAlder[6]和Mannich [7]等；我們課題組也發(fā)現(xiàn)碳氮鍵Michael[8ab]加成反應(yīng)可以被蛋白酶、D氨基酸酰化酶等水解酶催化、碳碳Michael[9]加成反應(yīng)也可以被D氨基酸?；复呋?、氮雜環(huán)與乙烯酯的Markovnikov[10ac]加成反應(yīng)可以被酰化酶PGA、D氨基酸?；负虯mano Acylase催化、醛與硝基烷烴的Henry[11]反應(yīng)也可以由D氨基酸酰化酶催化等一系列新現(xiàn)象。Klaas[18]課題組報(bào)道了水解酶CAL B可以催化脫保護(hù)，?；铜h(huán)氧化的多步串聯(lián)反應(yīng)。利用添加劑調(diào)控酶促反應(yīng)，是基因工程之外新途徑，為推動(dòng)酶催化合成的應(yīng)用提供更加可行辦法。通過控制實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證酶與添加劑共同起到催化作用，提出了反應(yīng)的機(jī)理。 (b) Qian C, Xu J M, Wu Q, Lv D S, Lin X F. Tetrahedron Lett. 2007, 48, 6100. [9]. J M. Xu, F Zhang, B K. Liu, Q Wu, X F. Lin. Chem. Commun. 2007, 2078. [10]. (a) W B. Wu, N Wang, J M. Xu, Q Wu, X F. Lin. Chem. Commun. 2005, 2348。它具有選擇性高、條件溫和、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，因而吸引了化學(xué)、化工、制藥、材料等眾多領(lǐng)域研究學(xué)者的興趣。本章主要針對酶的催化多功能性研究、小分子調(diào)控酶促混亂性的研究以及單酶參與的串聯(lián)反應(yīng)在有機(jī)合成中的應(yīng)用及化學(xué)/酶促法催化串聯(lián)反應(yīng)。圖21 CALB突變酶催化的1,3二羰基化合物與α,β不飽和羰基化合物的Michael加成反應(yīng)我們課題組研究發(fā)現(xiàn)CALB也可以催化CS鍵的生成的新功能[5]。根據(jù)這一理論，他們采取突變的方法來提高酶的催化效率。實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，用丙氨酸代替絲氨酸后羥醛縮合反應(yīng)活性大約增加了2倍。Gotor[12ab]課題組發(fā)現(xiàn)仲胺與丙烯腈反應(yīng)可以用CAL B在甲苯中催化進(jìn)行，結(jié)果顯示CAL B具有很好的Michael加成活性。接著通過考察空白、失活酶、牛血清蛋白等催化對照實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證青霉素 G 酰化酶的活性中心起到催化作用。圖 211 D氨基?；复呋?Markovnikov 加成反應(yīng)的推測機(jī)理 我們還針對D氨基?；刚归_了進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)了D氨基?；敢材艽呋继兼I的Henry反應(yīng)[17]。 轉(zhuǎn)氨酶的催化多功能性西南大學(xué)的He課題組針對轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶可以催化硝基烷烴與醛的Henry反應(yīng)[21]，得到了Henry反應(yīng)產(chǎn)物（圖 215），利用該酶能夠高效地催化硝基烷烴和一系列不同結(jié)構(gòu)的芳香醛發(fā)生Henry反應(yīng)， 且研究了醛的結(jié)構(gòu)對酶促Henry反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn) Br, Cl, I, CN, NO2, N3, OCN, SCN和 HCOO等9個(gè)負(fù)離子都可以作為親核試劑，而含硫化合物、二價(jià)的負(fù)離子和非離子的伯醇和氨類則不能反應(yīng)，這表明酶只能接受線型的一價(jià)負(fù)離子作為底物（圖 218）圖 218 鹵代醇脫鹵酶催化的環(huán)氧開環(huán)反應(yīng) Griengl 課題組報(bào)道了第一個(gè)生物催化的不對稱Henry反應(yīng)[26]，他們發(fā)現(xiàn)硝基甲烷和苯甲醛的不對稱Henry反應(yīng)可以被醇腈裂合酶(來源于 Hevea brasiliensis)催化，在室溫條件下及PBS 緩沖液和TBME 混合溶液中反應(yīng) 48 小時(shí)，產(chǎn)率可以達(dá)到 63%，ee值為 92%（圖 219）圖219 HbHNL催化硝基甲烷與醛的加成反應(yīng)許多課題組在研究中發(fā)現(xiàn)9硫代和10硫代硬脂酸酯類化合物的磺化氧化反應(yīng) [27]和9氟代硬脂酸酯類化合物的羥基化反應(yīng)[28]可以通過去飽和酶催化得到。首先，是由酪氨酸酶催化苯酚羥基化生成鄰苯二酚。機(jī)理如下：圖 222 漆酶催化串聯(lián)反應(yīng)的可能機(jī)理 Hahn課題組[34]在研究漆酶的性質(zhì)時(shí)也發(fā)現(xiàn)它可以催化二羥基苯甲酸衍生物與芳香胺的雙組分多鍵形成反應(yīng)，合成了一系列的六圓環(huán)到八圓環(huán)的藥物中間體（圖 223）。圖 225 水解酶MML在水相中催化Mannich反應(yīng)同樣是余孝其課題組[37]在研究中還發(fā)現(xiàn)水解酶可以催化鄰苯二胺和脂類反應(yīng)生成2烷基苯并咪唑（圖 226）。即一個(gè)酶催化醇的氧化反應(yīng)，另一個(gè)酶催化酮的還原反應(yīng)。這種方法能夠制備光學(xué)純的苯甘氨酸（圖 229）。在異丙醚中，脂肪酶Pseudomonas sp能夠催化扁桃酸的酰化拆分[42]。在糖類化合物的合成中，Garc237?；瘜W(xué)法又可以與酶催化串聯(lián)來解決酶促拆分時(shí)只有一半的底物轉(zhuǎn)化的問題。首先是化學(xué)法得到外消旋化的氰醇。金屬催化劑具有較好的消旋化作用，酶促反應(yīng)又具有非常高的立體選擇性，如若二者結(jié)合，就可以得到理想的效果。Alcantara 課題組發(fā)現(xiàn)安息香的動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分可以利用Pseudomonas stutzeri脂肪酶和釕催化劑的組合[61]來完成，底物的轉(zhuǎn)化率可以提高到90%，產(chǎn)物的 ee 值仍舊保持不變（圖 241）。接著他們又組合鈀和酶催化的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)與還原反應(yīng)相結(jié)合，來一鍋法制備高光學(xué)純的聯(lián)芳基手性醇（圖 242）圖242 Wittig反應(yīng)與酶促還原串聯(lián)合成烯丙醇 Leitner課題組首先利用Pd在超臨界CO2中催化H2與O2生成H2O2。圖245 Heck反應(yīng)與酶促還原串聯(lián)合成烯丙醇 Schoevaart等人發(fā)現(xiàn)在水相中組合Pd/C和D甘露糖氧化酶來一鍋法合成甲基4脫氧6醛基D葡萄糖苷[66ab]。圖 247 兒茶酚與 1,3二羰基化合物的串聯(lián)反應(yīng) 酶促反應(yīng)具有條件溫和性，未來將代替現(xiàn)有的化學(xué)法來減少對環(huán)境的污染。圖 248 水解酶催化脫羰基的aldol反應(yīng)和脫羰基的Knoevenagel反應(yīng)底物在酶催化中心的取向能夠決定酶促反應(yīng)的區(qū)域選擇性。圖 249 脂肪酶催化氟尿苷的區(qū)域選擇性?；磻?yīng)我們課題組利用溶劑來調(diào)控脂肪酶催化硫醇與羧酸乙烯酯的區(qū)域選擇性加成反應(yīng)，完成了antiMarkovnikov加成與Markovnikov加成反應(yīng)[73]。對于lipase MY[76]的動(dòng)力學(xué)研究表明，R型的初始速率明顯加快，由于受到了LiCl 的抑制作用，S型的對映體的初始速率減慢（圖 252）。Kim課題組在研究酶促立體選擇性水解外消旋的酮洛芬乙酯時(shí)[79]，發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)體系中加入手性的環(huán)糊精，對映體過量值和轉(zhuǎn)化率大大提高了。 Klibanov等人發(fā)現(xiàn)，Pseudomonas cepacia脂肪酶在多種溶劑中催化苯丙氨酸甲酯和正丙醇的酯交換反應(yīng)[82]?？赡婷附j(luò)合物的形成也能夠影響酶的反應(yīng)活性。當(dāng)加入SDS時(shí)。 (c) R Kourist, S Bartch, L Fransson, K Hult and U. T Bornscheuer, ChemBioChem., 2008, 9, 67.[3]. (a) K Hult, P Berglund. Trends Biotechnol., 2007, 25, 231。 (b) W B. Wu, J M. Xu, Q Wu, D S. Lv, X F. Lin. Synlett, 2005, 2433. [17]. J. L Wang, X Li, H. Y Xie, B. K Liu, X. F Lin, Journal of Biotechnolgy., 2010, 145, 240.[18]. J. M Xu, F Zhang, B. K Liu, Q Wu and X. F Lin, Chem. Commun., 2007, 2078.[19]. I Pelletier, J Altenbuchner. J. Biochem., 1995, 141, 459. [20]. M Kataoka, K Honda, S Shimizu. Eur. J. Biochem., 2000, 267, 3.[21]. R. C Tang, Z Guan, Y. H He, W Zhu, J. Mol. Catal. B: Enzym., 2010, 63, 62. [22]. (a) O P. Ward, A Singh. Curr. Opin. Biotechnol. 2000, 11, 520。 (c) D H G. Crout, H Dalton, D W. Hutchinson, M Miyagoshi. Chem. Soc. Perkin Trans. 1991, 1329. [23]. Y Terao, K Miyamoto, H Ohta. Chem. Lett. 2007, 36, 420.[24]. (a) D R J. Palmer, J B. Garrett, V Sharma, R Meganathan, P C. Babbitt, J A. Gerlt. Biochemistry, 1999, 38, 4252。 (c) O Khersonsky, C Roodveldt, D S. Tawfik. Curr. Opin. Chem. Biol., 2006, 10, 498.[4]. 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Soc. 2003, 125, 874。研究結(jié)果表明加入Tween80可以提高脂肪酶的立體選擇性。異羥肟酸與血紅素輔酶結(jié)合，能夠抑制酶得活性。用堿與托品酸形成鹽也能夠得到了類似的結(jié)果。當(dāng)加入堿和已知pKa的固相緩沖劑時(shí)，Candida antarctica 脂肪酶和Mucor miehei 脂肪酶催化oxazalone醇解反應(yīng)的立體選擇性明顯的提高。冠醚的加入盡管可以提高反應(yīng)的速率，立體選擇性改善卻與冠醚本身的性質(zhì)有關(guān)。圖250 脂肪酶催化硫醇與乙烯酯的反應(yīng)酶的立體選擇性在不對稱合成和手性拆分中體現(xiàn)出非常強(qiáng)的優(yōu)勢，它是酶固有的屬性。酶催化的區(qū)域選擇性可以通過離子液體的引入來改善。隨著深入的研究，人們發(fā)現(xiàn)酶催化具有多功能性。最后由鈀還原來實(shí)現(xiàn)。作者發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)的產(chǎn)率與PH值及H2與O2的分壓有關(guān)（圖 243）。ger 等人光學(xué)純的烯丙醇可以通過兩步一鍋法來合成 [62]。ckvall 兩個(gè)課題組分別報(bào)道了烯丙基醇的動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分可以通過組合酶和釕金屬催化劑來實(shí)現(xiàn)[58ab]，該反應(yīng)能夠得到光學(xué)純的產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn)率大于 80%。該反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率可以達(dá)到 97%，ee 值為 98%。Ramstr246。Yu[48]等人則利用三酶催化合成了唾液酸三糖及四糖的衍生物。圖 231 脂肪酶外消旋化酶雙酶系統(tǒng)對扁桃酸的去外消旋化 Griengl[43] 等通過利用蘇氨酸醛縮酶與酪氨酸脫羧酶的雙酶體系克服了動(dòng)力學(xué)與動(dòng)態(tài)過程的限制，順利地完成了β手性氨基醇的合成（圖 232）。苯乙烯經(jīng)過苯乙烯衍生物單氧化酶立體選擇性的氧化為苯基環(huán)氧乙烷的衍生