摘 要

ABSTRACT V

第一章 文献综述 1

1.1 课题背景 1

1.1.1 脂肪酶简介 1

1.1.2 Knoevenagel 缩合反应简介 1

1.1.3 Michael 加成反应简介 2

1.2 芳香醛与1,3-环己二酮反应的研究 2

1.3 本文的研究目的及研究内容 5

2.1 引言 6

2.2 实验材料 7

2.2.1 主要实验试剂 7

2.2.2主要实验仪器 8

2.3 实验方法 8

2.3.1标准曲线的制备 8

2.3.2不同来源脂肪酶对反应的影响 9

2.3.3不同溶剂对反应的影响 9

2.3.4水含量对反应的影响 10

2.3.5 温度对反应的影响 10

2.3.6反应时间对反应的影响 10

2.3.7底物拓展 11

2.4.8 高效液相色谱条件 11

高效液相色谱条件 11

第三章 结果与讨论 13

3.1 标准曲线的制备 13

3.2 不同来源脂肪酶对反应的影响 13

3.3 不同溶剂对反应的影响 14

3.4水含量对反应的影响 15

3.5温度对反应的影响 16

3.6反应时间的影响 17

3.7 底物拓展 18

4.2展望 20

参考文献 21

致谢 24

脂肪酶催化芳香醛与1,3-环己二酮的反应

摘要

脂肪酶能够催化许多传统的反应，比如水解，氨解，酯交换和酯化等，它通常被发现于微生物体内，能够催化长链甘油三酯水解，同时在催化Michael加成、Knoevenagel缩合、Aldol缩合、Henry反应等多种C-C键形成反应方面也有成功应用。氧杂蒽类化合物在生物学和药理学方面，也发挥着很大的作用，比如它可以抵抗癌症、抵抗过敏、防止发育不良、抵抗高血压等等。传统的氧杂蒽类化合物大多要在酸或碱的催化下，在较高温度的反应条件下才能合成。

本文发现在来源于洋葱伯克霍尔德氏菌的脂肪酶（Amano Lipase PS, from Burkholderia cepacia）的催化下，二氯甲烷为溶剂，水30%（v/v)，35°C条件下反应16h，1，3-环己二酮和芳香醛可以发生反应，生成氧杂蒽二酮开环衍生物。

关键词：脂肪酶 1，3-环己二酮 芳香醛 氧杂蒽类化合物

Lipase catalyzed aromatic aldehydes with 1,3- cyclohexanediones reaction

ABSTRACT

Lipase is a kind of enzyme which can catalyze the hydrolysis of long chain glycerin trilaurate. It commonly exists in microorganisms. It is used to catalyze the hydrolysis, esterification, transesterification, ammonolysis and other traditional reactions.Also,It plays a great role in catalyzing C-C bond forming reactions,such as Michael addition, Knoevenagel condensation,Aldol condensation, Henry reaction and so on. Xanthene compounds is an important component in many natural products. It is an important intermediate of many other heterocyclic compounds in the synthesis process.It plays an important role in biology and pharmacology like anti-cancer, anti- allergy, anti-dysplasia, anti-hypertensive and so on. The traditional xanthene compounds can mostly be synthetized with the catalysis of acid or alkali under a high temperature. These synthesis methods will have a negative impact on the environment in some ways.

This paper found that 1,3- Cyclohexanedione and aromatic aldehydes can be made into two anthracene ketone or its open ring derivatives catalyzed by Amano Lipase PS, from Burkholderia cepacia when they are put in solvent(water/ dichloromethane=30%) for 16 hours under the temperature of 35 centigrade degrees.

Key words: lipase ;1,3- Cyclohexanedione ;aromatic aldehyde; xanthene compounds

第一章 文献综述

1.1 课题背景

1.1.1 脂肪酶简介

脂肪酶是一种非常重要的生物催化剂，它在生物技术方面有非常重要的应用，脂肪酶能够催化许多传统的反应，比如水解，氨解，酯交换和酯化等，它通常被发现于微生物体内，能够催化长链甘油三酯水解，微生物脂肪酶在工业方面的应用已经非常的广泛成熟，它已经被应用于食品的制造，许多手性药物的合成，除此之外，它在洗涤剂和香料工业、精细化工的制造方面也有应用，在农药生产、风味化合物生产、化妆品和香水生产等方面^[1~2]也扮演着很重要的角色。同时，固定化脂肪酶催化油脂酯交换反应是一种很有前途的生物柴油生产方法^[3]。除此之外，脂肪酶在催化Michael加成、Knoevenagel缩合、Aldol缩合、Henry反应等多种C-C键形成反应方面也有成功应用^[4~5]。

1.1.2 Knoevenagel 缩合反应简介

Knoevenagel 缩合反应是活性亚甲基化合物与羰基化合物间脱水缩合反应，生成α,β-不饱和羰基化合物及其类似物，在生物科学、工业、农业、药物合成等领域有广泛的应用^[6]。Knoevenagel缩合反应一般在高温条件下，在液相特别是有机溶剂中，通过在Lewis 酸或碱的催化下发生，Knoevenagel缩合反应也可以在均相或异相中发生反应，在这种条件下，一般需要催化剂的催化，比如，氨、胺及其盐、脯氨酸、氟型阴离子交换树脂、壳聚糖和酶类等等，但是这一类反应存在很多问题，比如需要的反应时间较长，有些反应需要极高温度等苛刻的反应条件，有些反应的反应收率较低，还有一些反应的底物适用范围窄^[7~8]。

Ding^[9]等报道了利用5种不同的脂肪酶催化芳香醛与活性亚甲基化合物的Knoevenagel缩合反应。以4-硝基苯甲醛和乙酰丙酮作为反应底物，DMSO作为溶剂，35℃条件下对5种酶的催化效率进行考察，得到LPL对此Knoevenagel缩合反应催化效率最高。同时也发现，BSA与已变性LPL的对此Knoevenagel缩合反应也有一定的催化作用，但总体催化效率较低，表明有LPL特定三级结构的脂肪酶对反应的催化是必要的。后又对酶量、溶剂、温度、反应时间、底物等对LPL的催化效率的影响进行了探讨，发现广泛范围的芳香醛能够高效参与LPL催化的Knoevenagel缩合反应并生成相应的产物，并在此反应条件下得到的只有Z型异构体。