水解酶催化多组分多米诺反应合成螺环化合物方法及其催化机理
批准号:
21272208
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
林贤福
依托单位:
学科分类:
仿生与绿色合成
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈志春、许凡、陈晓阳、向自伟、钱学启、徐芳丽
中文摘要
开展结构复杂、具有重要应用功能的螺环化合物的新合成方法学研究具有重要科学意义和应用前景。本项目利用一种酶能催化多种反应的性质,设计脂肪酶催化的多组分反应体系,实现了螺恶嗪类化合物的一锅法合成;我们对该新方法中酶催化剂的类别、反应介质、酰胺种类、温度、底物结构等反应参数对反应的影响规律加以研究,通过底物结构的设计来实现具有不同骨架结构、取代结构的螺环化合物的构筑;进一步探讨该酶促多组分反应的内在本质和酶的催化作用,提出相应机理模型,并设计实验加以验证;在此基础上,通过考察这类含氮、氧杂螺环化合物的荧光、光致变色等光学性质,认识这类螺环化合物的结构与其光学性质间的关系,探讨其在光学材料方面可能的应用价值。本项目将有助于推动生物催化多组分反应的发展,认识酶催化多功能性的本质,建立的脂肪酶催化一锅法合成螺恶嗪类化合物的新方法能在螺环类光学材料合成中得到重要应用。
英文摘要
It is very important to develop new synthesis methodologies for spirocompounds with complicated structures and wide applications. This project designed lipase-catalyzed multicomponents reaction based on enzymatic promiscuity, successfully achieved one-pot synthesis of Spirooxazino derivatives. We investigated the effect of enzyme sources, reaction media, temperature, and substrate structures etc. on the lipase-catalyzed MCRs. A series of spirocompounds with different skeleton and substitutions can be efficiently prepared. The mechanism and pathway for the lipase-catalyzed MCRs will be discussed and confirmed by some designed experiments. Furthermore, the project will investigate the photo-physical property of synthesized spirocompounds and demonstrate the potent application. Results of this project will be helpful for the development of biocatalytic MCRs, and expand the wide application of spirocompounds into organic optoelectronics materials.
开展结构复杂、具有重要应用功能的螺环化合物的新合成方法学研究具有重要科学意义和应用前景。本项目以多功能性的酶作为催化剂,选择合适的起始底物,通过一锅法实现了螺噁嗪、螺[5.5]十一烷衍生物、螺吲哚、以及含有靛红的螺环化合物等四大类螺环化合物的合成,建立水解酶催化多组分反应一锅法合成多种螺环化合物的新方法,具体为(1)CAL-B催化四组分反应合成新型螺噁嗪化合物;(2)CAL-B催化以aldol中间产物为原料的反应合成螺噁嗪化合物,并考察产物在荧光方面的性质;(3)PPL/CALB双酶催化串联合成手性螺噁嗪化合物;(4)D-氨基酰化酶催化双Michael加成合成螺[5.5]十一烷衍生物;(5)氨基酰化酶催化一锅法合成螺吲哚反应的研究;(6)PPL催化三组分合成螺环反应。我们不仅对酶源、温度、溶剂、底物结构等因素进行详细优化,还通过一系列设计实验证明确实是水解酶的活性中心对螺环化合物的形成起到主要的催化作用,并提出了相应的催化反应机理。这些研究进一步加深了人们对酶催化多功能性的认识,有助于推动非水酶学特别是酶催化多功能性研究领域的发展。本项目的研究也取得了较好的成果,发表SCI论文17篇, 专著1章,为国内化学生物学领域培养了多名硕博士生。
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DOI:
10.1016/j.molcatb.2014.03.018
发表时间:
2014-07
期刊:
Journal of Molecular Catalysis B-enzymatic
影响因子:
--
作者:
[Fangli Xu;Ming Zhang;Qi Wu;Xianfu Lin]
通讯作者:
Fangli Xu;Ming Zhang;Qi Wu;Xianfu Lin
Enzymatic multicomponent reaction for simultaneous synthesis of two important scaffolds, pyridin-2-ones and alpha-alkylated nitriles
用于同时合成两种重要支架:吡啶-2-酮和α-烷基化腈的酶促多组分反应
DOI:
--
发表时间:
2015
期刊:
Tetrahedron
影响因子:
2.1
作者:
[Hu, Yu-Jing, Chen, Xiao-Yang, Wu, Qi, Lin, Xian-Fu]
通讯作者:
Lin, Xian-Fu
Biocatalysts for cascade reaction: porcine pancreas lipase (PPL)-catalyzed synthesis of bis(indolyl)alkanes
级联反应生物催化剂:猪胰腺脂肪酶(PPL)催化双(吲哚基)烷烃的合成
DOI:
10.1007/s00726-013-1547-4
发表时间:
2013-07
期刊:
Amino Acids
影响因子:
3.5
作者:
[Liu, Zhiqiang, Chen, Xiang, Wu, Qi, Lin, XianFu]
通讯作者:
Lin, XianFu
Effect of Additives on the Selectivity and Reactivity of Enzymes
添加剂对酶选择性和反应性的影响
DOI:
10.1002/tcr.201600016
发表时间:
2017
期刊:
Chemical Record
影响因子:
6.6
作者:
[Liang Yi-Ru, Wu Qi, Lin Xian-Fu]
通讯作者:
Lin Xian-Fu
Diastereoselective synthesis of spirooxindole derivatives via biocatalytic domino reaction
通过生物催化多米诺反应非对映选择性合成螺吲哚衍生物
DOI:
10.1016/j.tet.2014.12.027
发表时间:
2015-01
期刊:
Tetrahedron
影响因子:
2.1
作者:
[Liang, Yi-Ru, Chen, Xiao-Yang, Wu, Qi, Lin, Xian-Fu]
通讯作者:
Lin, Xian-Fu
共 17 条
酶促立体可调控一步合成双手性中心化合物方法及其调控机理
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批准号:21472169
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2014
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负责人:林贤福
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依托单位:
酰化酶催化的醛酮缩合/加成/缩合环化多步串联方法及其催化机理
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批准号:21072172
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项目类别:面上项目
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资助金额:36.0万元
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批准年份:2010
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负责人:林贤福
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依托单位:
水解酶催化不对称Henry反应及其手性产物的调控研究
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批准号:20872130
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2008
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负责人:林贤福
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依托单位:
单酶催化麦克尔/酰化串联反应及其一锅法合成
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批准号:20572099
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项目类别:面上项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2005
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负责人:林贤福
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依托单位:
光学活性含糖靶向高分子药物酶催化选择性合成
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批准号:20474056
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项目类别:面上项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:2004
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负责人:林贤福
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依托单位:
国内基金
海外基金