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文献综述
生物催化是绿色合成化学的重要研究内容,利用化学反应构建C-C键在有机合成中占据重要地位,而催化剂作为反应的加速剂,在传统的反应中总是以金属、有机催化剂或者酸碱催化剂进行催化反应,但因其要求的催化条件比较严格,且易造成环境污染,所以需要寻找环境友好、可循环使用的催化剂。
酶,作为一种生物催化剂,具有反应条件温和、高效、专一及绿色经济等优点,在医药行业的应用也很多,如苯并吡喃类化合物和色烯类化合物可作黄嘌呤氧化酶的抑制剂[1],可用于改善高尿酸血症;色烯化合物及其衍生物用于利尿药、抗凝血药、抗癌药[2]、抗菌活性[3]、抗HIV活性[4]等。
一锅法多组分缩合反应在杂环化合物合成中具有重要的研究价值和实际应用,苯并吡喃类化合物因其具有广泛的生理和药理活性,受到了广大研究者的关注。
目前,合成苯并吡喃衍生物的方法多种多样,比如有机碱催化,沸石催化,离子液体催化,纳米粒子催化,微波辐射等。
以下文献即是文献中报道的一些催化方法。
Mara Lopez-Iglesias 等研究人员[5]通过研究并论述了(1)来自米曲霉的酰基转移酶催化脂肪醛、氰乙酰胺和二酮生成吡啶-2-酮化合物,以乙二醇为溶剂,在60℃下反应24h后产率为37%-93%,该反应过程是Knoevenagel condensation、Michael addition、intramolecular cyclization(分子内环化)和氧化oxidation的一锅反应;(2)用米根霉脂肪酶催化生成二氢嘧啶-2-酮衍生物,以氯化胆碱和尿素摩尔比为1:2混合后作为溶剂,通过研究反应物之间的摩尔比、溶剂、数量关系、催化剂的重复使用率等,最终发现在55℃时可以较短的反应时间获得73-95%的产率,若以乙醇作为溶剂,则产率会高于80%(89-95%),并且在反应达到5个循环之后才会有酶活的较少损失。
Scheme1Yufeng Miao等研究人员[6]阐述了BLAP(骨型碱性磷酸酶)催化水杨醛和1,3-二羰基化合物反应生成二氢苯并吡喃二酮化合物,总产率高达75%;催化肉桂醛及其衍生物和1,3-二羰基化合物产物产率高达80%,且E/Z比例为25:75;脂肪酶PPL(猪胰脂肪酶)催化苯甲醛及其衍生物和氰基乙酸甲酯生成加合物获得较好的收率;BLAP和脂肪酶PPL结合使用可使产率高达85%。
Scheme2M.E. Sedaghat等研究人员[7]从表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵有机膨润土出发,以其作为固体多相催化剂,快速合成二氢吡喃色烯类化合物。
以羟基香豆素、芳香醛和丙二腈为反应物,在乙醇水溶液中进行反应,控制催化剂种类、反应时间、反应温度等变量后,最终得到结论在70℃时,以CTMAB-bentonite作催化剂产率可达98%。
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