生物氧化还原法在不对称合成中的应用

生物氧化还原法在不对称合成中的应用

一、生物氧化还原方法在不对称合成中的应用(论文文献综述)

张涛[1](2021)在《Ni/P-手性配体催化的高对映选择性分子内还原环化反应》文中认为烯丙基醇结构是有机合成的重要组成部分,该结构片段广泛存在于具有生物活性的天然产物和药物中,也是各种合成转化的通用中间体。过渡金属催化的炔酮类化合物分子内还原环化反应是当前构建环烯丙醇片段的有效方法。最早的炔酮的还原偶联研究主要集中在价格昂贵,污染严重的钯、铑等贵金属上催化上,这些缺点限制了其在工业上的大规模应用,而镍、铜等过渡金属储量丰富,价格便宜,一直是理想的钯等贵金属的替代物。本工作中我们开发了Ni/P-手性配体催化的高对映选择性合成在生物和医药中有重要应用价值的具有手性三级烯丙醇(硅醚)结构的四氢呋喃和苯并二氢吡喃结构。第一部分工作报道了Ni/(S,S)-DI-BIDIME催化的高对映选择性O-炔酮类化合物的分子内还原环化反应,以高达99%的分离产率和>99:1 er优异的对映体选择性合成了多种含有手性烯丙基醇的四氢呋喃衍生物。通过机理研究表明,环加成阶段的二聚体Ni(II)环过渡态是决定对映选择性的关键步骤,配体(S,S)-DI-BIDIME在提供大π-共轭体系或空间相互作用中起着重要作用。同时在本研究所发现的新反应在该催化体系催化下也获得了中等的产率和较好的对映选择性(98:2 er)。第二部分工作首次报道了Ni/(R)-Ant Phos催化的高效高对映选择性合成具有手性三级烯丙醇硅醚结构的苯并二氢吡喃。该反应具有较好的普适性,对不同电性、不同位点、不同空间位阻、杂环取代基均有较好的耐受性,反应达到了98%的产率,>99:1 er。将反应扩大到克级规模和脱除三乙基硅基对映选择性均不受影响。最后尝试了不同类型的还原剂,发现使用Zn Et2作为还原剂反应没有活性,HBpin作为还原剂时得到了较好的产率和90:10 er,这说明不同的还原剂对反应的影响很大。总的来说我们从廉价易得的原料出发,发展了Ni/P-手性配体催化的高对映选择性分子内还原环化合成了具有手性三级烯丙醇(硅醚)结构的四氢呋喃和苯并二氢吡喃,该反应具有较好的底物兼容性,较高的反应活性,优异的对映选择性。该反应可以广泛应用在具有生物活性的天然产物和药物合成上,在医药和生物领域具有重要的研究意义。工作中我们也发现了新的反应,接下来我们将进一步深入研究。

何慕雪[2](2021)在《电化学介导C-C/C-N键偶联合成1-萘酚、多取代呋喃、N-烷基唑和偶氮化合物》文中认为C-C键和C-N键形成反应被广泛应用于合成医药分子、农用化学品以及具有重要价值的材料科学复杂分子中,因此,构建C-C键和C-N键如今已成为有机合成中的重要研究课题。近几十年来,有机合成化学家不断开发新的和更实用的催化剂,或者为构建C-C键和C-N键寻找环境更友好的合成技术。其中,有机电合成可通过电极表面上的电子转移,在无外源氧化剂和还原剂的温和条件下实现选择性氧化还原转化,无需使用危险的化学试剂,并且通常表现出良好的官能团耐受性,从而提供了构建C-C键和C-N键的理想策略。本论文主要研究了利用电化学阳极氧化和阴极还原代替传统的有机氧化还原反应,通过碳正离子中间体、碳自由基中间体或氮自由基中间体等构建了C-C和C-N键,从而简洁、高效地合成了各种抗肿瘤活性化合物。具体研究内容如下:(1)萘酚骨架在天然产物和生物活性化合物中普遍存在,其中,多取代的1-萘酚具有广泛的生物活性。我们发展了一种以1,3-二羰基化合物和炔烃为反应底物,在恒电压电解条件下,经过碳自由基中间体途径,继而发生分子间[4+2]环化构建C-C键合成1-萘酚化合物的方法。利用单晶确定了化合物的结构,并且通过控制实验、循环伏安法实验解析了反应机理。该电化学方法使用廉价的二茂铁(Cp2Fe)作为氧化还原催化剂,反应释放出氢气,避免了贵金属催化剂和氧化剂的使用。使用恒电压电解,通过改变反应电势,解决了反应产物过氧化问题;具有环境友好、底物范围广、区域选择性好等优点。(2)呋喃是许多生物活性天然产物、药物分子和有机功能材料中的核心骨架,其中,多取代呋喃衍生物是一类重要的杂环化合物,具有各种各样的生物活性。在此,我们以1,3-二羰基化合物和联烯为反应底物,价格低廉的二茂铁为催化剂,在电化学条件下构建C-C键,间接氧化分子间环化合成了新型的四取代呋喃化合物。利用单晶确定了化合物的结构,并且通过控制实验、循环伏安法实验解析了反应机理。该反应具有官能团耐受性好、原子经济性高、可控等优点,为开发新型的有价值的复杂呋喃衍生物提供了一种可持续的替代合成策略。(3)唑类化合物是药物和农药化学中存在的最大化学家族,其中五元氮杂环的N-烷基唑类是许多生物活性分子的重要组成部分和结构单元。在此,我们开发了一种电化学介导的苯甲硫醚C(sp3)-H唑化反应,通过构建C-N键以合成含硫N-烷基唑类化合物。并且通过控制实验、循环伏安法实验解析了反应机理。该方法具有操作简单、环境友好、原子经济性高和反应过程易控制等优点。(4)芳香族偶氮化合物作为一种重要的含氮化合物,不仅是染料工业中重要的合成着色剂,还可用作指示剂、自由基反应引发剂、材料和食品添加剂等。我们开发了一种以官能化的吡咯或吲哚与芳基重氮盐为反应底物成对电解条件下构建C-N键合成芳香族偶氮化合物的方法。利用单晶确定了化合物的结构,并且为了解析反应机理进行了控制实验和循环伏安法实验。成对电解同时使用阳极和阴极反应来合成目标化合物,从而避免了牺牲物质氧化/还原所需的电费,实现了高原子经济性并且使得能源效率达到最大化。(5)使用MTT法对合成化合物的抗肿瘤活性进行了筛选,大多数合成化合物对肿瘤细胞具有良好的抑制作用,其中一些化合物具有较好的抗肿瘤活性,例如:1-萘酚化合物1-3bl对T-24肿瘤细胞显示出良好的抑制活性,其IC50值为9.0±1.0μM;多取代呋喃化合物2-3da的IC50值为6.3±0.7μM,显示出其对T-24肿瘤细胞的良好抑制活性;芳香族偶氮化合物4-3ea的IC50值为1.5±1.3μM,也显示出其对T-24肿瘤细胞的良好抑制活性。进一步的抗肿瘤机制研究表明1-萘酚化合物1-3bl能够诱导T-24肿瘤细胞发生凋亡,并能抑制肿瘤细胞迁移。

何玲[3](2021)在《来源于Paraburkholderia phymatum STM815的酮还原酶基因的挖掘及其在(R)-2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙醇合成中的应用研究》文中认为近年来,随着手性药物市场的迅猛增长,手性醇作为手性药物的关键中间体,其合成方式受到越来越多的关注。与传统化学方法制备手性醇相比,生物催化不对称还原法催化效率高,立体选择性强,反应条件温和,环境友好,成为合成手性醇的更有效途径。(R)-2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙醇[(R)-CFPL]是合成替卡格雷(一种治疗急性冠状动脉综合征的小分子抗凝血药物)的重要手性中间体;若将其苯环上的氟取代变为氯取代,则可以用于合成治疗抑郁症和强迫症的手性药物舍曲林。本研究通过新型的酮还原酶基因的挖掘与筛选,结合共表达技术和反应过程工程最终实现了(R)-CFPL的高效不对称合成工艺开发,并将获得的酮还原酶用于一系列手性醇的高效合成。具体研究内容如下:(1)新型酮还原酶基因的挖掘及筛选。从课题组保存的Paraburkholderiaphymatum STM815中挖掘到52种潜在的酮还原酶基因,并成功对其进行了克隆和异源表达。利用来自枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis的葡萄糖脱氢酶构建辅酶循环系统,对底物2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙酮(CFPO)进行不对称还原。筛选得到一个在催化CFPO合成(R)-CFPL中表现出高活性、高立体选择性(ee>99.9%)的新酶PpKR8。多序列比对分析发现,PpKR8属于短链脱氢酶,且与已报导的对CFPO具有一定活性的短链脱氢酶的相似性较低(31-34%),具有潜在的研究价值。(2)PpKR8的酶学性质研究。结果显示:PpKR8的最适反应温度为40℃,但在35℃下热稳定性更好;最适反应pH为pH 6.0的磷酸盐缓冲液,且在中性偏酸的环境中更稳定;5%(v/v)DMSO的添加促使底物的转化效率提高了 1倍;PpKR8对CFPO具有较高的亲和力以及催化效率,Km值和kcat/Km值分别为0.85 mM和1.9×102 mM-1 s-1;PpKR8具有广泛的底物谱,对35种α/β-酮酸酯,芳族酮和杂环酮都表现出催化活性,尤其对4-氯乙酰乙酸乙酯,3’-氯苯乙酮和N-boc-3-哌啶酮的活性较高,分别为290 U mg-1,253 Umg-1,以及215 U mg-1(对照 CFPO 为 229 U mg-1)。(3)共表达系统的构建。为了减少传质阻碍,降低反应的复杂性和成本,构建了醇脱氢酶基因ppkr8和葡萄糖脱氢酶基因bsgdh的共表达菌株,实现了 PpKR8和BsGDH在大肠杆菌中的异源共表达。酶活测定结果表明,共表达PpKR8-BsGDH干菌具有216.9 U g-1的还原活性以及570.4 U g-1的氧化活性,分别是对应单表达干菌活性的92%和87%。与双菌耦合系统相比,共表达系统中的辅酶传递效率更高,反应时间仅为双菌耦合系统的一半(6h)。(4)生物催化不对称还原工艺的建立。为建立一条经济可行、高效制备(R)-CFPL的工艺路径,对CFPO不对称还原所需的底物浓度、生物催化剂负载量、和辅因子负载量进行了优化。最终达到,在干菌投量为15 g/L,NAD+为0.1 mM的条件下,1.57 M(300 g/L)CFPO在24 h内基本完全转化,ee值>99.9%,转换数高达15473,为目前生物催化转化法制备(R)-CFPL的最高值。(5)PpKR8在手性醇合成中的应用拓展。为了拓展PpKR8在手性醇合成中的工业应用范围,使用共表达PpKR8-BsGDH系统对生物催化不对称合成其他几种手性醇(重要药物中间体)(R)-4-氯-3羟基丁酸乙酯,(R)-2-氯-1-(2,4-二氯苯基)乙醇,以及(S)-3-羟基-1-boc-哌啶进行研究。在0.3 mMNAD+条件下,15 g/L共表达PpKR8-BsGDH冻干菌体可以在 10-18 h 内催化合成 333 g/L(2 M)(R)-CHBE,226 g/L(1 M)(R)-CPEO,以及151 g/L(0.75 M)(S)-NBHP,产物ee值均大于99.9%,表现出了较为广阔的应用前景。

王加旺[4](2021)在《镍氢催化不饱和烃不对称氢烷基化构建α-氮、硫手性碳中心》文中指出不对称性作为有机化合物非常重要的一种性质,广泛存在于各种天然产物及药物分子中。手性化合物的不同对映体对生物体的生理活性是不同的,往往只是其中一种对映体能够对生物体产生有益的生理作用。因此,获得手性专一的有机化合物是当代有机化学家们普遍追求的合成目标之一。近年来,过渡金属催化立体选择性构筑不对称碳-碳键的方法发展迅速,其中镍催化剂由于其独特的催化活性和选择性更是受到了化学家们的广泛关注。本篇论文第一章中以文献综述的形式介绍了过渡金属镍催化的不对称碳-碳键构筑研究进展,包括镍催化不对称交叉偶联、不对称还原偶联、烯烃不对称氢碳化及烯烃不对称双官能化,其中重点介绍了不饱和烃参与的不对称碳-碳键构筑反应。不饱和烃广泛存在于天然产物及药物分子中且易于制备,利用镍氢中间体对不饱和烃的迁移插入过程在原位产生催化量的有机镍中间体与亲电试剂偶联,能够有效避免化学计量的有机金属试剂的使用,为手性化合物的合成提供了一种易于操作、官能团兼容性好的模块化合成方式。光学纯的手性脂肪胺及其衍生物是许多天然产物及药物活性分子的重要骨架,化学家们长期致力于开发这类手性化合物的合成方法。本论文第二章中,我们通过镍氢催化实现了N-酰基烯胺与烷基卤化物的不对称氢烷基化反应,使用温和的反应条件即可从简单易得的反应原料获得单一对映体的手性脂肪胺。镍氢中间体对烯胺的立体选择性迁移插入是反应成功的关键。反应可应用于多种天然产物、药物分子的高效合成和修饰。通过烯胺与α-硼酸酯卤化物的不对称氢烷基化,反应还可制备具有两个手性中心的β-胺基硼酸酯,结合有机含硼化合物丰富的转化能力,此方法将有助于开发复杂结构的含杂原子手性分子。含硫化合物往往具有特殊的生理及药理活性,广泛被应用于药物分子中,磺胺类药物更是最早被应用的抗生素,然而,传统的合成方法很难合成α-硫原子手性化合物。本论文第三章中,我们将α位官能化的烷基卤化物α-硫原子烷基溴化物引入不对称氢烷基化反应策略,通过其与非活化烯烃的不对称氢烷基化反应,在硫原子α位构建了手性C(sp3)-C(sp3)键。此方法展示了基于易得的非活化烯烃直接合成α-烷基磺酰胺/砜手性化合物的直接路径,我们认为此反应将在含硫药物分子及精细化学品合成中具有广泛的应用前景。

秦绪隆[5](2021)在《环状二酮类化合物去对称化还原反应及其在Toxicodenane A全合成中的应用研究》文中认为环状1,3-二酮类化合物的去对称对映选择性还原反应在许多天然产物的全合成中有着重要的用途,是众多化学家在设计复杂化合物合成路线时,经常用来构建化合物关键手性中心的重要策略。通过此方法合成得到的手性3-羟基酮类化合物是合成化学中重要的合成砌块。已报道的去对称选择性还原方法有Corey-Bakshi-Shibata还原(CBS还原)、酶催化还原和过渡金属催化氢化等方法,然而,这些方法存在底物适用范围窄、非对映选择性不高、催化剂在水和空气中不稳定等一方面或几方面的弊端。因此,发展高效地去对称对映选择性还原新方法,并将其应用于天然产物或药物的合成中,具有十分重要的意义。本论文主要包括两部分内容:第一部分:P-手性化合物催化的去对称对映选择性还原反应设计并开发了环状1,3-二酮化合物的去对称对映选择性还原新方法,应用此方法成功得到了具有全碳手性季碳的3-羟基酮产物。该方法使用P-手性膦酰胺为有机小分子催化剂,儿茶酚硼烷为还原剂,经过细致的条件优化,以高对映选择性和非对映选择性得到目标产物。通过底物拓展发现,该方法广泛适用于1,3-环戊二酮和1,3-环己二酮类的底物,得到的目标产物收率最高可达71%,对映选择性最高可达98%,非对映选择性最高可达99:1。该反应可以放大到克级规模进行,所有反应物和试剂可以一锅加入,实验操作非常简便。催化剂可以回收重复使用而不影响其催化效果。通过对反应机理的细致研究,提出了P-手性膦酰胺与儿茶酚硼烷衍生的双官能化催化活性中间体的作用模型,为进一步拓展此类催化剂在不对称反应中的应用提供了重要理论参考。第二部分:倍半萜类天然产物Toxicodenane A的对映选择性全合成Toxicodenane A是一种含有独特的氧杂三环[7,2,1,0]十二烷骨架结构,且包括一个全碳季碳在内的四个手性中心的倍半萜类天然产物。至今未见其对映选择性全合成的报道。采用P-手性膦酰胺催化的环状1,3-环己二酮的去对称对映选择性还原反应得到关键的3-羟基酮手性砌块,再通过高度立体控制的格氏反应、仲羟基的选择性保护、路易斯酸介导的缩醛交换和Prins环化串联反应构建关键的氧桥双环骨架,最后,经过臭氧氧化、Wittig反应和羟基保护基脱除3步转化得到目标产物。由此,我们通过新颖的合成策略建立了一条快速高效的合成路线,以最长9步的线性步骤实现了 Toxicodenane A及其差向异构体8,11-epi-Toxicodenane A的对映选择性全合成。

郭全平[6](2021)在《光诱导下基于单电子转移策略的自由基氟烷基化反应研究》文中提出在有机小分子中引入含氟官能团通常能赋予化合物特殊的性质,特别是在药物分子中引入含氟官能团能极大的增强药物分子的脂溶性和代谢稳定性,提高药物分子的生物利用度。因此,利用廉价易得的原料,开发通用性的方法向有机小分子中引入含氟官能团是药物化学研究的重要内容之一,受到了科研工作者们的广泛关注。在过去几十年里,这一研究领域已经取得了较大的发展和研究成果,然而仍然缺乏行之有效的通用性方法在有机小分子中系统的引入含氟官能团。光能是自然界最清洁的能量来源,与传统过渡金属催化的热化学相比,光催化往往具有条件温和,底物兼容性好等优点,在含有敏感基团的功能有机化合物合成,特别是药物合成及后期修饰中具有独特的优势,因此,利用光催化自身的优势结合含氟药物分子的重要性,发展具有通用性、实用性和可预测性的光催化策略实现含氟有机化合物分子的高效构建可以为含氟药物分子的合成提供可靠的方法。本论文主要围绕光诱导的单电子转移策略实现自由基氟烷基化展开,发展了全新的方法利用廉价易得的氟烷基碘化物为氟烷基自由基来源,在光照条件下产生氟烷基自由基,实现了烯烃氟烷基氰化转化,并经过深入的研究实现了烯烃不对称氟烷基氰化转化,并成功的将该方法运用到了奎宁、雌酚酮等药物活性分子的氟烷基化修饰中。此外,我们发展了无金属、氧化剂及光敏剂参与β-萘酚氟烷基去芳构化方法,为构建氟烷基取代的环烯酮骨架提供新的可选方案。该论文主要包含以下五个部分:第一章对光诱导的自由基氟烷基化相关研究进展进行了简要的概述。第二章,我们从紫外光诱导的单电子转移策略出发,以铜作为单电子氧化还原催化剂参与光氧化还原循环中,将氟烷基碘化物还原为氟烷基自由基和碘负离子,避免了碘自由基的产生,实现了三组分烯烃氟烷基氰化双官能团化转化。第三章,在第二章研究基础上,我们将紫外光诱导的自由基氟烷基氰化反应成功扩展到以清洁丰富的可见光为反应光源,同时还进一步实现了不对称氟烷基氰化转化。更重要的是我们发展了一种新的双功能光氧化还原手性铜催化剂,为有机小分子及药物分子的手性构建提供了可供参考的方法。第四章,我们首次报道了可见光诱导下β-萘酚与氟烷基碘化物形成电子给受体(EDA)复合物,之后通过单电子转移途径形成氟烷基自由基,在不需要额外光敏剂、氧化剂及金属催化剂参与的条件下,实现了β-萘酚氟烷基去芳构化转化,该方法还可以实现克级规模的制备,显示了该策略在大规模工业合成中的巨大潜力和优势。第五章,我们对本论文及该领域相关研究进展进行了总结和展望。

张东旭[7](2020)在《用不对称催化反应合成活性天然产物及其生物活性的研究》文中指出手性是自然界和生命的基本属性之一,手性化合物广泛存在于自然界中。手性化合物合成现在已经成为学术研究和生物制药的热点问题,而不对称催化反应则是制备手性化合物最经济、高效和绿色的方法。本论文选取了三种可用于构建活性天然产物及手性药物分子中手性中心的不对称催化反应展开研究,它们分别是:不对称烯丙基烷基化反应、α-羟基-α,β-不饱和羧酸的不对称还原反应以及非环状芳基亚胺的不对称催化氢化反应。并将此类反应应用于活性天然产物及手性药物的合成,考察了部分化合物的抗氧化生物活性。α-羟基羧酸是自然界中常见的一种化学结构,存在于许多天然产物和药物之中,其中芳基乳酸类化合物是一类可用于合成活性天然产物和手性药物的重要中间体。我们首次成功开发了一种以Ru Cl(p-cymene)(Ts-DPEN)为催化剂,以甲醇为溶剂,以三乙胺和甲酸为氢源通过不对称氢转移反应合成芳基乳酸类化合物的化学催化体系。底物拓展发现通过该催化体系可高效(99%)、高对映选择性(最高94%ee)获得芳基乳酸类化合物,对于杂环取代的乳酸类化合物的制备也能够保持高效(99%)和高对映选择性(最高92%ee)。我们还将该不对称催化反应体系应用到了丹参素的合成中,建立了一种用不对称氢转移反应合成光学纯丹参素及其衍生物的新方法。利用该路线合成了3种丹参素的衍生物,以丹参素作为对照进行了抗氧化活性的研究。实验结果表明不同浓度下3种丹参素衍生物在t-BHP诱导的细胞损伤中都能减少细胞中ROS和MDA的含量,表现出抗氧化作用,并且该抗氧化作用具有浓度依赖性,其中化合物187q的抗氧化活性与丹参素最为接近。最后我们研究不对称氢转移反应的原理,确定了α-羟基-α,β-不饱和羧酸的不对称还原是底物分子通过在碱性条件下先发生烯醇式与酮式的互变异构,酮式分子再与催化剂相互作用发生不对称氢转移反应,从而完成还原过程生成α-羟基取代的羧酸化合物。手性胺类化合物普遍存在于在许多活性天然产物和手性药物中,是合成多种生理活性化合物的重要中间体,我们成功将一类新型的含有轴手性联萘砌块的手性P,P-配体用于铱催化的非环状N-芳基亚胺的不对称氢化反应中。通过与经典的同类型Josiphos配体进行对比,我们发现对映选择性与配体磷原子上连接的基团有关,联萘的轴手性在不对称诱导过程中发挥着关键的作用。在铱催化的非环状芳族N-芳基亚胺的不对称加氢反应中,经过筛选和条件优化,确定以L2作为优势配体,[Ir(COD)Cl]2为金属前体,在TFA和TBAI存在下,在50℃和50 atm H2的甲苯中的反应条件是最佳的反应条件。该催化体系可应用于多种非环状亚胺的不对称催化氢化,以获得相应的手性胺,具有优异的对映选择性(最高可达>99%ee)。我们将该催化体系应用于制备钙敏感受体调节剂的关键手性中间体的合成,实验结果表明,在上述催化体系下可以克级规模进行高效及高对映选择性的合成非环状手性芳基胺中间体。不对称烯丙基烷基化反应可用于构建多种活性天然产物及手性药物中的手性中心,我们通过设计合成了一类结构新颖的基于二茂铁骨架的新型的亚胺手性N,P-配体(共10种),结构经NMR和HRMS确认。探讨了它们的钯配合物催化剂在不对称烯丙基烷基化反应中的催化效果。确定了室温下,以2 mol%[Pd(C3H5)Cl]2与5 mol%手性配体配合物为催化剂,干燥甲苯为反应溶剂,以K2CO3为添加剂的最优反应条件。在该反应条件下,在多种实例中获得高达99%的收率和优秀的立体选择性(最高达98%ee)。通过反应机理研究,我们发现这类手性N,P-配体磷原子上的取代基和亚胺上的取代基之间的空间作用决定了配体的活性和立体选择性。其中配体L12、L14和L15具有优秀的立体选择性,有进一步研究的价值。在后续的工作中我们还会对这类配体进行进一步的研究,期望能够在活性天然产物及手性药物的合成中获得实际应用。通过发展三种可用于手性药物和天然产物合成的不对称催化体系,将优秀的不对称催化反应的研究结果应用于丹参素及衍生物,钙敏感受体调节剂的合成,并对获得的丹参素衍生物进行了抗氧化活性的研究,拓展了活性天然产物及手性药物获得途径,为活性天然产物及手性药物的进一步研究提供了支持。

魏冉[8](2020)在《酿酒酵母老黄酶OYE3的分子改造及其在不对称合成(R)-香茅醛中的应用》文中研究表明香茅醛是一种无环单萜醛。由于香茅醛分子里有一个不对称碳原子,故多以(R/S)-香茅醛混合物的形式出现,其中(R)-香茅醛可以合成天然维生素E、是药物合成中间体,也是世界三大香料之一L-薄荷醇合成的关键中间体。目前(R)-香茅醛合成主要有化学法和生物法。(R)-香茅醛工业合成主要应用日本高砂(Takasago)公司和德国巴斯夫(BASF)发明的化学合成法。但是化学法存在催化剂回收利用困难等困难。相比之下,生物法由于环境友好等特点正逐渐应用于(R)-香茅醛的生产。生物法中烯醇还原酶是应用最广泛,研究最多的生物催化剂。烯醇还原酶能在辅酶NAD(P)H的存在下对柠檬醛的碳碳双键进行反式加氢生成香茅醛。但野生烯醇还原酶对(R)-香茅醛的合成有立体选择性不高和活力不足的问题。因此在本研究中,我们选择以Sacchromyces.cerevisiae S288C老黄酶OYE3为研究对象,为了提高老黄酶OYE3在(R)-香茅醛合成中的应用,我们做了以下几方面工作:1.基于对老黄酶OYE3结构和其催化机理的了解,使用半理性设计对老黄酶OYE3进行了改造,得到了具有高立体选择性的突变酶;2.对该突变酶的催化条件进行优化,提高其在(R)-香茅醛合成中的产物得率;3.利用融合酶技术将老黄酶OYE3与GDH融合在一起促进辅酶循环,使融合酶能够催化高浓度(E)-柠檬醛。首先通过半理性设计改造老黄酶OYE3,实现对(R)-香茅醛的高选择性合成。选择老黄酶OYE3催化口袋周围loop区域氨基酸,以及同类型酶中的对映选择性位点进行定点突变。在所有的突变体中,S296F和W116A催化(E)-柠檬醛时具有高立体选择性(>99%),而催化(Z)-柠檬醛时产物构型出现了逆转(从(S)-到(R)-)。通过同源建模与分子对接发现,S296F和W116A与底物(Z)-柠檬醛的结合模式发生了“翻转”,与实验结果相符合。后通过替代氨基酸优化得到了S296F、W116G等具有高立体选择性的突变酶。最后经过组合突变,得到了选择性催化(E)-柠檬醛而不催化(Z)-柠檬醛的老黄酶OYE3的突变酶S296F/W116G。由于突变酶S296F/W116G在具备高立体选择性的同时催化活力较低,因此通过催化条件优化提高其在(R)-香茅醛合成中的催化效率。通过单一变量法探究温度、p H、辅酶NADP+浓度、辅底物D-葡萄糖浓度、GDH与S296F/W116G酶活添加比例等条件对(E)-柠檬醛催化结果的影响。然后向反应中分别添加20种氨基酸来偶联柠檬醛异构化反应,提高(Z)-柠檬醛利用效率,并探究氨基酸浓度对催化结果的影响。最终实验结果表明在30℃、p H 7.0、NADP+0.4 m M、D-葡萄糖60 m M、GDH:S296F/W116G=1:1,添加0.5 M丝氨酸条件下,突变酶S296F/W116G催化10 m M(E)-柠檬醛的产物得率从41.31%提高到了58.64%,催化10 m M(Z)-柠檬醛的产物得率从0提高到55.85%,而催化10 m M(E/Z)-柠檬醛时产物得率则从23.53%提高到48.74%。考虑到老黄酶OYE3及其突变酶可催化柠檬醛浓度较低,在(R)-香茅醛合成中的限制,我们将老黄酶OYE3与葡萄糖脱氢酶GDH通过连接肽连接到同一个载体上,构建双酶共表达系统以促进辅酶循环,提高底物转化率。在催化100m M(E)-柠檬醛的实验中,融合酶表达菌E.coli BL21(DE3)/p ET28b-GDH-(GSG)-OYE3和E.coli BL21(DE3)/p ET28b-GDH-(GSG)-S296F催化结果中产物得率分别达到>99%和93.98%,而产物e.e.值明显下降。E.coli BL21(DE3)/p ET28b-GDH-(GSG)-S296F/W116G融合酶表达菌催化产物e.e.值达到83.53%但产物得率只有36.96%。因此推断,酶融合表达会改变单酶与底物结合模式从而影响产物构型。此外,相比于单表达菌,融合表达菌的催化产物中几乎没有香茅醇等副产物生成。

赵传刚[9](2020)在《二级胺催化在合成螺[2,3]己烷类化合物及不对称光催化中的应用》文中进行了进一步梳理本论文对二级胺催化不对称合成螺[2,3]己烷骨架做了相关研究,同时对二级胺在可见光催化里的应用做了相应探索。包括以下四个部分:第一章:二级胺催化的发展和面临的挑战及其在可见光催化中的应用近十几年来二级胺催化发展相对来说比较完善,主要的催化模式分为烯胺催化、亚胺催化、SOMO催化以及和其他催化模式结合的共催化。但是二级胺催化在小环化合物(尤其是三元环和四元环)的合成方面一直存在很大的挑战,主要借助于在底物中引入卤素或其他易离去基团,因此发展和探索二级胺催化小环化合物合成过程中的规律是非常有研究价值的。另外,实现不对称可见光催化反应是近年来研究的热门课题。二级胺催化作为发展比较完善的手性控制策略在不对称可见光催化领域也有所发展。我们对目前发展的不对称可见光催化进行了简单介绍并对二级胺催化在可见光领域的应用进行了总结。第二章:二级胺催化的螺[2,3]己烷的合成螺环化合物由于其高的sp3/sp2比值以及紧凑的、多样的空间结构使得其在理化性质及药理学研究方面比普通环状化合物有明显的优势;鉴于螺环化合物在生物活性分子及医药行业的广泛应用,近几年来对螺环化合物,尤其对含有四元环的小环螺环化合物的研究逐渐得到化学家们的重视。但是小环螺环化合物的合成一直以来是一个很大的挑战。我们总结发现传统合成螺[2,3]己烷的方法局限于对预设的三元环底物或四元环底物进行衍生化,并且很难实现螺[2,3]己烷的合成。我们使用最近发展的缺电子二级胺催化剂实现了强张力螺[2,3]己烷的不对称合成。第三章:可见光促进的高对映选择性合成1,5二羰基化合物近几年来,由于可见光催化的反应具有条件温和,反应效率高、绿色环保等优势因此引起了化学家们的重视。然而可见光催化多数是自由基机理完成的,由于自由基反应的高活性使得对映选择性的合成目标产物变得非常困难。我们试图利用有机小分子催化的优势来实现可见光催化的1,5二羰基化合物的不对称合成。第四章:可见光促进的C-H官能团化高对映选择性构筑四氢喹啉衍生物碳和氢是组成有机化合物的主要元素,C-H键的活化一直以来都是化学家们关注的问题之一。能做到C-H键的官能团化,尤其是选择性的碳氢键的官能团化是公认的有挑战性的课题。本章主要介绍了可见光催化的C-H键官能团化反应的进展。鉴于对映选择性可见光催化反应以及有机小分子催化的了解,我们设计了分子内的C-H键断裂迁移从而实现C-H键活化的策略,用二级胺催化体系,在不使用额外光催化剂的情况下实现了四氢喹啉衍生物的对映选择性构筑。

储明明[10](2020)在《亚甲基苯醌的不对称催化反应研究》文中研究指明亚甲基苯醌是一类重要的活泼中间体,该类化合物结构具有很强的再芳构化趋势,在此驱动力下,其在有机合成中表现出非常高的反应活性和巨大合成潜力。尤其近年来,随着不对称催化合成技术的不断发展,亚甲基苯醌参与的不对称共轭加成反应、[4+n]环合反应在构建手性二芳基甲烷类及苯并氧杂环类骨架方面表现出独特的优势,并取得了非常瞩目的成就。本论文主要研究亚甲基苯醌的不对称催化反应及其在有机合成中的应用,包括以下包括以下五个部分:第一部分,首先简要阐述了亚甲基苯醌在不对称催化反应中的研究进展。第二部分,基于手性双功能叔胺-氮方酸催化,发展了原位生成的o-QMs中间体与4-取代吡唑酮的不对称共轭加成反应,反应取得了优异的收率(up to 96%yield)和立体选择性(up to 99:1 dr,99%ee)。该方法为构建结构多样的含相邻叔碳?季碳手性中心的吡唑酮重要骨架提供了一种高立体选择性不对称有机催化合成策略,同时拓展了原位生成的o-QMs在不对称有机催化合成中的应用。第三部分,基于手性双功能叔胺-氮方酸催化,发展了原位生成的o-QMs与4-卤代吡唑酮的不对称[4+1]环合反应。该反应是通过不对称共轭加成/亲核取代串联反应来实现的,合成了一系列含氧杂螺环手性中心的吡唑酮类衍生物。更为重要的是,只改变C1合成子的离去基团由溴原子到氯原子,可以实现不对称[4+1]环合反应的非对映选择性反转,即通过选择合适的C1合成子和手性胺-氮方酸催化剂,可以实现手性4-螺环吡唑酮的4个立体异构体任一合成。第四部分,基于手性双功能叔胺-氮方酸催化,发展了区域选择性、对映选择性吲哚苯环区的Friedel-Crafts二芳基甲基化反应。只需在1.5 mol%催化剂作用下,反应就能以优异的收率(up to 95%yield)和立体选择性(99%ee)合成一系列新型的手性二芳基吲哚甲烷类衍生物。该反应中,羟基存在导向活化作用,通过改变羟基在吲哚苯环上的位置,可以实现吲哚苯环C4、C5和C6位置的不对称官能团化。另外,该反应放大到克级规模仍然非常稳定。第五部分,基于手性双恶唑啉-三氟甲磺酸铜络合物催化,发展了原位生成的p-QMs与环状β-酮酸酯的不对称1,6-共轭加成反应,该反应取得了良好的收率和立体选择性,实现了含相邻手性叔碳-季碳手性中心的β-酮酸酯骨架的高效构建。原位生成p-QMs的策略可以克服预合成p-QMs需要大位阻供电子基团的局限性,但目前能够与之兼容的不对称催化体系仅限于手性磷酸及相转移催化剂。该工作是首例报道原位生成的p-QMs与1.3-二羰基化合物的不对称1,6-共轭加成反应,首次实现原位生成的p-QMs在过渡金属催化不对称合成中应用。

二、生物氧化还原方法在不对称合成中的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、生物氧化还原方法在不对称合成中的应用(论文提纲范文)

(1)Ni/P-手性配体催化的高对映选择性分子内还原环化反应(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 过渡金属镍的催化特性概述
    1.3 膦配体发展概述
    1.4 手性四氢呋喃和手性苯并二氢吡喃分子生物活性概述
    1.5 四氢呋喃和苯并二氢吡喃合成概述
        1.5.1 四氢呋喃合成概述
        1.5.2 苯并二氢吡喃合成概述
    1.6 镍催化炔羰基还原环化在天然产物全合成中应用
    1.7 镍催化的基于π电子体系的还原偶联概述
        1.7.1 镍催化的炔酮还原偶联
        1.7.2 镍催化的炔醛还原偶联
        1.7.3 镍催化的烯酮还原偶联
        1.7.4 镍催化的烯醛还原偶联
        1.7.5 镍催化的烯(炔)亚胺还原偶联
    1.8 课题设计思想
第二章 Ni/(S,S)-DI-BIDIME催化的高对映选择性分子内还原环化反应
    2.1 Ni/(S,S)-DI-BIDIME催化的高对映选择性分子内还原环化条件优化
    2.2 Ni/(S,S)-DI-BIDIME催化的高对映选择性分子内还原环化底物拓展
    2.3 Ni/(S,S)-DI-BIDIME催化的高对映选择性分子内还原环化机理
    2.4 Ni/(S,S)-DI-BIDIME催化的高对映选择性分子内还原环化原位生成Ni(0)催化反应尝试和新发现的不对称环化反应
    2.5 本章总结
第三章 Ni/(R)-AntPhos催化的高对映选择性分子内还原环化反应
    3.1 Ni/(R)-AntPhos催化的高对映选择性分子内还原环化条件优化
        3.1.1 Ni/(R)-AntPhos催化高对应选择性分子内还原环化配体对反应的影响
        3.1.2 Ni/(R)-AntPhos催化的高对映选择性分子内还原环化溶剂对反应的影响
        3.1.3 Ni/(R)-AntPhos催化的高对映选择性分子内还原环化硅还原剂对反应的影响
        3.1.4 Ni/(R)-AntPhos催化的高对映选择性分子内还原环化镍源和温度对反应的影响
    3.2 Ni/(R)-AntPhos催化的高对映选择性分子内还原环化反应底物普适性研究
    3.3 Ni/(R)-AntPhos催化的高对映选择性分子内还原环化反应可能的催化机理
    3.4 Ni/(R)-AntPhos催化的高对映选择性分子内还原环化反应合成应用及新的探索
    3.5 本章总结
第四章 实验部分
    4.1 实验部分(1)
    4.2 实验部分(2)
全文总结
参考文献
附录
    关键化合物核磁谱图
    关键化合物HPLC谱图
硕士期间研究成果
致谢

(2)电化学介导C-C/C-N键偶联合成1-萘酚、多取代呋喃、N-烷基唑和偶氮化合物(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 电化学构建C-C和C-N键的研究进展
    第一节 电化学构建C-C键的研究进展
    第二节 电化学构建C-N键的研究进展
    第三节 电化学构建C-X键的研究进展
    第四节 小结
    参考文献
第二章 1,3-二羰基化合物与炔烃电化学构建C-C键合成1-萘酚
    第一节 研究进展—1-萘酚的合成方法
        1.1 1-萘酚的药理活性
        1.2 金属催化合成1-萘酚的文献回顾
        1.3 非金属催化合成1-萘酚的文献回顾
        1.4 文献归纳总结
    第二节 1,3-二羰基化合物与炔烃电化学构建C-C键合成1-萘酚
        2.1 研究思路
        2.2 反应条件优化
        2.3 底物适用性研究
        2.4 反应机理研究
        2.4.1 控制实验
        2.4.2 循环伏安实验
        2.4.3 反应机理的提出
    第三节 小结
    第四节 实验部分
        4.1 试剂与仪器
        4.2 实验步骤及实验数据
        4.2.1 电化学条件下合成1-萘酚化合物的方法
        4.2.2 实验数据
    参考文献
第三章 1,3-二羰基化合物和联烯电化学构建C-C键合成多取代呋喃
    第一节 研究进展—多取代呋喃化合物的合成
        1.1 多取代呋喃化合物的药理活性
        1.2 金属催化联烯合成多取代呋喃化合物的文献回顾
        1.3 非金属催化联烯合成多取代呋喃化合物的文献回顾
        1.4 文献归纳总结
    第二节 1,3-二羰基化合物与联烯电化学构建C-C键合成多取代呋喃
        2.1 研究思路
        2.2 反应条件优化
        2.3 底物适用性研究
        2.4 反应机理研究
        2.4.1 控制实验
        2.4.2 循环伏安法实验
        2.4.3 反应机理的提出
    第三节 小结
    第四节 实验部分
        4.1 试剂与仪器
        4.2 实验步骤及实验数据
        4.2.1 电化学条件下合成多取代呋喃衍生物的方法
        4.2.2 实验数据
    参考文献
第四章 电化学介导的苯甲硫醚C(sp~3)-H唑化反应
    第一节 研究进展—含硫N-烷基唑类化合物的合成
        1.1 N-烷基唑类及苯甲硫醚化合物的药理活性
        1.2 含硫N-烷基唑类化合物的合成文献回顾
        1.3 苯甲硫醚的C(sp~3)-H官能团化反应文献回顾
        1.4 文献归纳总结
    第二节 电化学介导的苯甲硫醚C(sp~3)-H唑化反应
        2.1 研究思路
        2.2 反应条件优化
        2.3 底物适用性研究
        2.4 反应机理研究
        2.4.1 控制实验
        2.4.2 循环伏安实验
        2.4.3 实验机理提出
    第三节 小结
    第四节 实验部分
        4.1 试剂与仪器
        4.2 实验步骤及实验数据
        4.2.1 电化学条件下合成含硫N-烷基唑类化合物的方法
        4.2.2 实验数据
    参考文献
第五章 芳基重氮盐与含氮杂环电化学构建C-N键合成芳族偶氮化合物
    第一节 研究进展—芳香族偶氮化合物的合成方法
        1.1 芳香族偶氮化合物的药理活性
        1.2 金属催化合成芳香族偶氮化合物的文献回顾
        1.3 非金属催化合成芳香族偶氮化合物的文献回顾
        1.4 文献归纳总结
    第二节 芳基重氮盐与含氮杂环电化学构建C-C键合成芳香族偶氮化合物
        2.1 研究思路
        2.2 反应条件优化
        2.3 底物适用性研究
        2.4 反应机理研究
        2.4.1 控制实验
        2.4.2 循环伏安法实验
        2.4.3 反应机理的提出
    第三节 小结
    第四节 实验部分
        4.1 试剂与仪器
        4.2 实验步骤及实验数据
        4.2.1 电化学条件下合成芳香族偶氮化合物的方法
        4.2.2 实验数据
    参考文献
第六章 抗肿瘤活性研究
    第一节 实验部分
        1.1 实验仪器与试剂
        1.2 化合物对细胞的抑制活性筛选
    第二节 化合物体外抗肿瘤活性结果
        2.1 1-萘酚化合物体外抗肿瘤活性
        2.2 多取代呋喃化合物体外抗肿瘤活性
        2.3 含硫N-烷基唑类化合物体外抗肿瘤活性
        2.4 芳香族偶氮化合物体外抗肿瘤活性
        2.5 小结
    第三节 1-萘酚化合物1-3bl抗肿瘤机制研究
        3.1 Hoechst33342 核酸染色
        3.2 细胞内钙离子浓度的检测
        3.3 细胞内活性氧浓度的检测
        3.4 划痕实验
        3.5 小结
    参考文献
总结与展望
附录
    1.化合物1-4、1-5、1-6和1-7 的高分辨质谱图
    2.化合物2-4、2-5、2-6、2-7、2-8和2-9 的高分辨质谱图
    3.化合物4-4、4-5和4-6 的高分辨质谱图
    4.1-萘酚的核磁谱图
    5.多取代呋喃衍生物的核磁谱图
    6.含硫的N-烷基唑类化合物的核磁谱图
    7.芳香族偶氮化合物的核磁谱图
博士期间科研成果
致谢

(3)来源于Paraburkholderia phymatum STM815的酮还原酶基因的挖掘及其在(R)-2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙醇合成中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 手性药物与手性醇
        1.1.1 手性药物
        1.1.2 手性醇
    1.2 手性醇的合成方法
        1.2.1 化学合成法
        1.2.2 生物催化法
    1.3 醇脱氢酶
        1.3.1 醇脱氢酶的分类
        1.3.2 醇脱氢酶的催化机理
        1.3.3 醇脱氢酶在手性醇合成中的研究进展
        1.3.4 醇脱氢酶的来源
    1.4 辅因子再生
        1.4.1 基于酶法的辅因子再生
        1.4.2 全细胞作为生物催化剂
    1.5 反应过程工程
        1.5.1 溶剂工程
        1.5.2 连续还原反应
        1.5.3 级联反应
    1.6 课题研究目的、意义与内容
        1.6.1 课题研究目的与意义
        1.6.2 课题研究内容
第二章 新型酮还原酶基因的挖掘及筛选
    2.1 前言
    2.2 实验材料
        2.2.1 菌种与质粒
        2.2.2 生化试剂与试剂盒
        2.2.3 培养基与缓冲液的配制
        2.2.4 实验仪器与设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 酮还原酶基因的扩增
        2.3.2 PCR产物的电泳鉴定及胶回收
        2.3.3 质粒与目的基因的双酶切
        2.3.4 质粒与目的基因的连接
        2.3.5 感受态细胞的制备
        2.3.6 连接产物的转化
        2.3.7 菌落PCR及保种测序
        2.3.8 酮还原酶的异源表达
        2.3.9 酮还原酶的筛选
        2.3.10 分析方法的建立
    2.4 实验结果与讨论
        2.4.1 酮还原酶基因的挖掘
        2.4.2 目的基因的表达
        2.4.3 新酶筛选结果
        2.4.4 PpKR8的氨基酸序列分析
    2.5 本章小结
第三章 短链脱氢酶PpKR8的酶学性质研究
    3.1 前言
    3.2 实验材料
        3.2.1 主要试剂
        3.2.2 缓冲液配制方法
        3.2.3 实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 目的蛋白的纯化
        3.3.2 酶活测定
        3.3.3 辅酶依赖性检测
        3.3.4 最适反应温度与温度稳定性的探究
        3.3.5 最适反应pH与pH稳定性的探究
        3.3.6 最适助溶剂的探究
        3.3.7 动力学参数的测定
        3.3.8 底物谱的测定
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 短链脱氢酶PpKR8的纯化
        3.4.2 PpKR8的蛋白浓度测定
        3.4.3 辅酶依赖性检测
        3.4.4 最适反应温度和温度稳定性的探究
        3.4.5 最适反应pH和pH稳定性的探究
        3.4.6 最适助溶剂的探究
        3.4.7 PpKR8的动力学参数测定
        3.4.8 PpKR8的底物谱测定
    3.5 本章小结
第四章 PpKR8介导的生物催化不对称合成(R)-CFPL
    4.1 前言
    4.2 实验材料
        4.2.1 主要试剂
        4.2.2 主要仪器设备
    4.3 实验方法
        4.3.1 底物耐受性探究
        4.3.2 共表达菌株的构建
        4.3.3 共表达菌株的异源表达
        4.3.4 共表达菌株的酶活测定
        4.3.5 共表达与单表达菌体的制备
        4.3.6 两种系统催化制备(R)-CFPL的比较
        4.3.7 反应条件的优化
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 PpKR8的底物浓度耐受性
        4.4.2 共表达菌株的构建与表达
        4.4.3 两种系统催化制备(R)-CFPL的比较
        4.4.4 反应条件的优化
        4.4.5 现存酶法制备(R)-CFPL的工艺比较
    4.5 本章小结
第五章 PpKR8-BsGDH在其它手性醇合成中的应用
    5.1 前言
    5.2 实验材料
        5.2.1 主要试剂
        5.2.2 主要仪器设备
    5.3 实验方法
        5.3.1 PpKR8-BsGDH对4-氯乙酰乙酸乙酯的不对称还原
        5.3.2 PpKR8-BsGDH对2-氯-1-(2,4-二氯苯基)乙酮的不对称还原
        5.3.3 PpKR8-BsGDH对N-boc-3-哌啶酮的不对称还原
        5.3.4 分析方法的建立
    5.4 实验结果与讨论
        5.4.1 PpKR8-BsGDH对4-氯乙酰乙酸乙酯的不对称还原
        5.4.2 PpKR8-BsGDH对2-氯-1-(2,4-二氯苯基)乙酮的不对称还原
        5.4.3 PpKR8-BsGDH对N-boc-3-哌啶酮的不对称还原
        5.4.4 PpKR8-BsGDH对4种酮类底物的不对称还原情况总结
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间论文专利发表情况

(4)镍氢催化不饱和烃不对称氢烷基化构建α-氮、硫手性碳中心(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 镍催化不对称碳-碳键构筑
    1.1 引言
    1.2 镍催化金属试剂参与的不对称交叉偶联
    1.3 镍催化不对称还原偶联
    1.4 镍催化烯烃不对称氢碳化
    1.5 镍催化烯烃不对称双官能化
    1.6 本章小结
    参考文献
第二章 镍催化N-酰基烯胺与烷基卤化物的不对称氢烷基化
    2.1 引言
    2.2 N-酰基烯胺与烷基卤化物不对称氢烷基化条件优化
    2.3 N-酰基烯胺底物拓展
    2.4 烷基亲电试剂底物拓展
    2.5 复杂分子的不对称氢烷基化修饰及活性分子类似物合成
    2.6 α-硼酸酯烷基卤化物拓展
    2.7 手性β-胺基硼酸酯衍生化
    2.8 机理实验
    2.9 理论计算
    2.10 反应机理
    2.11 配体和烯胺的构型对偶联产率和产物对映选择性的影响
    2.12 产物绝对构型确认
    2.13 失败底物
    2.14 N-酰基烯胺原料合成
    2.15 实验部分
    2.16 本章小结
    参考文献
第三章 镍催化烯烃与α-硫原子烷基溴化物的不对称氢烷基化
    3.1 引言
    3.2 烯烃与α-硫原子烷基溴化物不对称氢烷基化反应最优条件
    3.3 底物拓展
    3.4 反应机理
    3.5 产物绝对构型确认
    3.6 实验部分
    3.7 本章小结
    参考文献
第四章 全文工作总结
附录1: 部分化合物谱图数据
附录2: 缩略语对照表
附录3: 化合物数据一览表
在读期间发表的学术论文
致谢

(5)环状二酮类化合物去对称化还原反应及其在Toxicodenane A全合成中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 环状1,3-二酮化合物去对称化还原反应的应用
    1.3 环状1,3-二酮类化合物去对称还原的方法
        1.3.1 CBS还原法
        1.3.2 酶催化还原法
        1.3.3 金属催化氢化法
    1.4 立题思想
第二章 P-手性化合物催化的去对称对映选择性还原反应
    2.1 前言
    2.2 实验结果与讨论
        2.2.1 催化剂的合成
        2.2.2 反应条件探索与优化
        2.2.3 反应底物的拓展
        2.2.4 反应机理的研究
    2.3 本章小结
    2.4 实验部分
        2.4.1 试剂与仪器
        2.4.2 实验及数据表征
第三章 萜类天然产物(+)-Toxicodenane A的全合成
    3.1 前言
        3.1.1 Toxicodenane A的背景介绍
        3.1.2 Toxicodenane A的合成研究现状
        3.1.3 (+)-Toxicodenane A的合成难点分析
        3.1.4 (+)-Toxicodenane A全合成的思路
    3.2 (+)-Toxicodenane A的逆合成分析
    3.3 (+)-Toxicodenane A的全合成
        3.3.1 Toxicodenane A外消旋体的全合成
        3.3.2 Toxicodenane A的对映选择性全合成
    3.4 本章小结
    3.5 实验部分
        3.5.1 仪器与试剂
        3.5.2 实验及数据表征
全文总结
参考文献
附录
致谢
个人简历
在读期间发表及待发表的学术论文

(6)光诱导下基于单电子转移策略的自由基氟烷基化反应研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 光诱导自由基氟烷基化反应概述及相关研究进展
    1.1 前言
    1.2 紫外光诱导的自由基氟烷基化反应概述
    1.3 氟烷基碘(溴)化物作为氟烷基自由基源
        1.3.2 Langlois试剂作为氟烷基自由基源
    1.4 可见光诱导的自由基氟烷基化反应概述
        1.4.1 金属络合物光敏剂诱导的自由基氟烷基化反应研究进展
        1.4.2 有机光敏剂诱导的自由基氟烷基化反应研究进展
        1.4.3 基于电子给受体复合物的自由基氟烷基化反应研究进展
    1.5 研究目的和意义
    1.6 参考文献
第二章 紫外光诱导铜催化的烯烃三组分氟烷基氰基化反应
    2.1 前言
    2.2 课题的设计
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 反应条件的优化
        2.3.2 底物适用性研究
        2.3.3 合成运用研究
        2.3.4 反应机理研究
    2.4 小结
    2.5 实验部分
        2.5.1 仪器和试剂
        2.5.2 标准反应操作步骤
        2.5.3 合成运用和产物转化
        2.5.4 产物6e单晶结构鉴定
        2.5.5 产物结构鉴定
    2.6 参考文献
第三章 可见光诱导铜催化的烯烃不对称氟烷基氰化反应
    3.1 前言
    3.2 课题的设计
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 反应尝试与配体筛选
        3.3.2 反应条件的优化
        3.3.3 底物适用性研究
        3.3.4 合成运用研究
        3.3.5 反应机理研究
    3.4 小结
    3.5 实验部分
        3.5.1 仪器和试剂
        3.5.2 标准反应操作步骤
        3.5.3 合成运用和产物转化
        3.5.4 机理实验
        3.5.5 产物3h单晶结构及绝对构型的鉴定
        3.5.6 产物结构鉴定
    3.6 参考文献
第四章 可见光诱导下基于电子给受体复合物单电子转移引发β-萘酚氟烷基去芳构化反应
    4.1 前言
    4.2 课题的设计
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 反应尝试与配体筛选
        4.3.2 底物适用性研究
        4.3.3 合成运用研究
        4.3.4 反应机理研究
    4.4 小结
    4.5 实验部分
        4.5.1 仪器和试剂
        4.5.2 反应底物β-萘酚的合成
        4.5.3 氟烷基去芳构化反应步骤
        4.5.4 合成运用和产物转化
        4.5.5 机理研究实验
        4.5.6 产物3m单晶结构
        4.5.7 产物结构鉴定
    4.6 参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
附录 Ⅰ:典型化合物核磁谱图
附录 Ⅱ:在学期间的研究成果
致谢

(7)用不对称催化反应合成活性天然产物及其生物活性的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略语表
第一章 文献综述
    1.1 手性药物合成方法的概述
        1.1.1 外消旋体拆分法
        1.1.2 化学计量不对称合成法
        1.1.3 催化不对称合成法
    1.2 不对称催化反应构建药物分子中的手性C-C键
        1.2.1 C=C双键的不对称催化氢化反应
        1.2.2 不对称氢甲酰化反应
        1.2.3 不对称迈克尔加成反应
        1.2.4 不对称烷基化/芳基化反应
    1.3 不对称催化反应构建药物分子中的手性C-O键
        1.3.1 C=O双键的不对称还原反应
        1.3.2 酮或醛的不对称加成反应
        1.3.3 不对称双羟基化反应
    1.4 不对称催化反应构建药物分子中的手性C-N键
        1.4.1 亚胺及烯胺的不对称催化氢化
        1.4.2 亚胺的不对称氢转移反应
        1.4.3 亚胺的不对称加成反应
第二章 α-羟基-α,β-不饱和羧酸的不对称氢转移反应及丹参素类药物合成
    2.1 背景介绍
    2.2 α-羟基-α,β-不饱和羧酸类化合物不对称还原催化体系的建立
        2.2.1 催化剂的选择
        2.2.2 α-羟基-α,β-不饱和羧酸底物的制备
        2.2.3 不对称催化氢转移反应催化条件的筛选
        2.2.4 α-羟基-α,β-不饱和羧酸底物的拓展
    2.3 合成丹参素及其衍生物的新方法
        2.3.1 文献回顾
        2.3.2 合成丹参素及其衍生物的新方法
    2.4 丹参素衍生物的抗氧化活性研究
        2.4.1 细胞培养及分组给药
        2.4.2 细胞内ROS含量检测
        2.4.3 细胞内MDA含量检测
    2.5 α-羟基-α,β-不饱和羧酸氢转移反应机理的研究
    2.6 本章小结
    2.7 实验方法
        2.7.1 仪器设备
        2.7.2 化学试剂
        2.7.3 溶剂处理
        2.7.4 α-羟基-α,β-不饱和羧酸底物的合成
        2.7.5 α-羟基-α,β-不饱和羧酸底物的不对称催化氢转移反应
第三章 非环状N-芳基亚胺的不对称氢化反应和手性钙敏感受体调节剂的合成
    3.1 背景介绍
    3.2 非环状N-芳基亚胺的不对称氢化体系的建立
        3.2.1 催化剂的选择
        3.2.2 手性配体的合成
        3.2.3 手性配体的筛选
        3.2.4 催化条件的筛选
        3.2.5 底物的拓展
    3.3 手性钙敏感受体调节剂的不对称合成
    3.4 本章小结
    3.5 实验方法
        3.5.1 仪器设备
        3.5.2 化学试剂
        3.5.3 溶剂处理
        3.5.4 手性配体的制备
        3.5.5 亚胺底物的制备
        3.5.6 亚胺底物的不对称催化氢化反应
第四章 不对称烯丙基烷基化反应
    4.1 研究背景
    4.2 手性配体的设计及合成
        4.2.1 手性配体的设计
        4.2.2 手性N,P配体L6-L11的合成
    4.3 不对称烯丙基烷基化反应
        4.3.1 手性配体的筛选
        4.3.2 过渡金属前体的筛选
        4.3.3 过渡金属前体与配体的比例的筛选
        4.3.4 反应溶剂的筛选
        4.3.5 添加剂的筛选
        4.3.6 反应温度的筛选
        4.3.7 反应底物的拓展
    4.4 催化反应机理
    4.5 阶段小结
    4.6 新型配体L12-L15催化烯丙基烷基化反应性能的考察
        4.6.1 配体L12-L15的设计与合成
        4.6.2 配体的筛选
        4.6.3 反应底物的拓展
    4.7 本章小结
    4.8 实验方法
        4.8.1 仪器设备
        4.8.2 化学试剂
        4.8.3 溶剂处理
        4.8.4 配体的合成
        4.8.5 不对称烯丙基烷基化反应
第五章 结论及创新性
    5.1 结论
    5.2 创新性
参考文献
附录
致谢
个人简历

(8)酿酒酵母老黄酶OYE3的分子改造及其在不对称合成(R)-香茅醛中的应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 香茅醛的用途与合成
        1.1.1 (R)-香茅醛的用途
        1.1.2 (R)-香茅醛的合成
    1.2 (R)-香茅醛的生物合成研究现状
    1.3 老黄酶(Old Yellow Enzyme)简介
        1.3.1 老黄酶的来源、类别和作用
        1.3.2 老黄酶的催化机理和底物范围
        1.3.3 老黄酶的改造
    1.4 研究背景,研究目的和研究方案
        1.4.1 研究背景
        1.4.2 研究目的
        1.4.3 研究方案
第二章 基于半理性设计改造老黄酶OYE3的对映体选择性与底物利用能力
    2.1 引言
    2.2 实验材料
        2.2.1 质粒和菌株重组质粒
        2.2.2 试剂
        2.2.3 培养基
        2.2.4 缓冲液
        2.2.5 主要仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 重组质粒转化
        2.3.2 目的蛋白表达纯化
        2.3.3 蛋白浓度检测
        2.3.4 (E)-柠檬醛和(Z)-柠檬醛的制备
        2.3.5 催化反应
        2.3.6 气相检测
        2.3.7 突变库构建
        2.3.8 感受态细胞BL21(DE3)和DH5α制备
        2.3.9 同源建模和分子对接
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 OYE3突变位点选择
        2.4.2 OYE3突变酶构建,表达纯化和催化
        2.4.3 OYE3S296和W116位点替代氨基酸优化
        2.4.4 OYE3S296位点和W116位点组合突变
        2.4.5 分子对接结果与分析
    2.5 本章讨论与小结
第三章 突变子OYE3 S296F/W116G催化不对称合成(R)-香茅醛的条件优化
    3.1 引言
    3.2 实验材料
        3.2.1 菌株
        3.2.2 试剂
        3.2.3 培养基
        3.2.4 缓冲液
        3.2.5 主要仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 菌种培养
        3.3.2 蛋白表达与纯化
        3.3.3 蛋白浓度检测
        3.3.4 酶活检测
        3.3.5 底物制备
        3.3.6 催化反应
        3.3.7 气相检测
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 S296F/W116G和 GDH酶的分离纯化
        3.4.2 温度对S296F/W116G的催化活力影响
        3.4.3 pH对 S296F/W116G的催化活力影响
        3.4.4 NADP~+浓度对产物得率的影响
        3.4.5 辅底物D-葡萄糖浓度对催化反应的影响
        3.4.6 GDH与 S296F/W116G酶量添加比例对产物得率的影响
        3.4.7 20种氨基酸对(Z)-柠檬醛产物得率的影响
        3.4.8 丝氨酸浓度对(Z)-柠檬醛产物得率的影响
        3.4.9 最佳催化条件下丝氨酸对三种底物产物得率的影响
    3.5 本章讨论与小结
第四章 突变子OYE3 S296F/W116G与葡萄糖脱氢酶GDH的融合表达与全细胞催化
    4.1 引言
    4.2 实验材料
        4.2.1 质粒与菌株
        4.2.2 试剂
        4.2.3 培养基
        4.2.4 缓冲液
        4.2.5 主要仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 老黄酶OYE3 与葡萄糖脱氢酶GDH融合表达质粒的构建
        4.3.2 老黄酶OYE3 与葡萄糖脱氢酶GDH融合表达菌体构建和融合酶表达
        4.3.3 S296F/W116G和 GDH融合表达菌体构建
        4.3.4 老黄酶OYE3(或S296F/W116G)和葡萄糖脱氢酶GDH单表达菌全细胞催化100mM(E)-柠檬醛
        4.3.5 融合表达菌体全细胞催化(E)-柠檬醛的实验
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 融合表达质粒构建
        4.4.2 融合表达菌构建和融合酶诱导
        4.4.3 单表达菌与融合表达菌全细胞催化100mM(E)-柠檬醛结果
    4.5 本章小结与讨论
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读博士/硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
    4 发明专利
学位论文数据集

(9)二级胺催化在合成螺[2,3]己烷类化合物及不对称光催化中的应用(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 二级胺催化在小环化合物中的应用及在不对称可见光催化领域的发展
    1.1 二级胺催化的发展
        1.1.1 烯胺催化
        1.1.2 亚胺离子催化
        1.1.3 二烯胺催化活化
        1.1.4 SOMO催化
    1.2 二级胺催化在合成小环化合物里的应用
        1.2.1 二级胺催化在不对称合成环丙烷衍生物中的应用
        1.2.2 二级胺催化的[2+2]环丁烷化反应
    1.3 光催化的对映选择性反应的发展
        1.3.1 一级胺催化的不对称可见光催化反应
        1.3.2 卡宾催化的光反应
        1.3.3 磷酸催化的不对称可见光催化
        1.3.4 离子对参与的可见光催化反应
        1.3.5 氢键参与的可见光催化反应
        1.3.6 亚胺离子催化实现的对映选择性光反应
        1.3.7 烯胺催化的不对称光反应
    1.4 本章小结
    参考文献
第二章 高对映选择性合成强张力螺[2,3]己烷骨架
    2.1 研究背景介绍
        2.1.1 基于四元环底物的三螺四骨架的构筑
        2.1.2 基于三元环底物的三螺四骨架的构筑
        2.1.3 螺浆烷合成螺[2,3]己烷
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 反应条件优化
        2.2.2 反应底物适用性探索
        2.2.3 螺环化合物3a的衍生化
        2.2.4 反应机理的探讨
        2.2.5 X-ray单晶衍射确定产物的绝对构型
    2.3 本章小结
    2.4 实验部分
        2.4.1 仪器和试剂
        2.4.2 催化剂的合成
        2.4.3 亚甲基环丙烷的合成
        2.4.4 产物3的合成
        2.4.5 衍生化产物的合成
    2.5 化合物表征数据
    参考文献
第三章 可见光催化的高对映选择性合成1,5二羰基化合物
    3.1 研究背景介绍
        3.1.1 Boc-L脯氨酸参与的脱羧反应
        3.1.2 基于α-酮酸或铜酸盐的脱羧反应
        3.1.3 芳基乙酸及普通羧酸脱羧
        3.1.4 邻苯二甲酰亚胺取代的酯参与的脱羧反应
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 反应条件优化
        3.2.2 底物适用性探讨
    3.3 机理的推测与验证
    3.4 本章小结
    3.5 实验部分
        3.5.1 试剂及仪器
        3.5.2 底物的合成
        3.5.3 二羰基化合物合成的一般步骤
    3.6 产物相关表征数据
    参考文献
第四章 可见光促进的C-H官能团化高对映选择性构筑四氢喹啉衍生物
    4.1 背景介绍
        4.1.1 可见光催化的苄位C-H键的官能团化
        4.1.2 氮杂原子α位碳氢官能团化
        4.1.3 可见光催化的远程C-H键官能团化
        4.1.4 可见光促进的饱和羰基化合物远程碳氢键活化
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 反应设计及条件优化
        4.2.2 反应可能机理推测
    4.3 总结和展望
    4.4 实验部分
        4.4.1 试剂与仪器
        4.4.2 底物及产物的合成步骤
    4.5 实验数据
    参考文献
全文总结
附录
在学期间的研究成果
致谢

(10)亚甲基苯醌的不对称催化反应研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 有机催化邻亚甲基苯醌的不对称反应
        1.2.1 相转移催化剂不对称催化
        1.2.2 氮杂卡宾不对称催化
        1.2.3 手性布朗斯特酸不对称催化
        1.2.4 手性布朗斯特碱不对称催化
        1.2.5 其他不对称催化体系
    1.3 金属催化邻亚甲基苯醌的不对称反应
    1.4 有机催化对亚甲基苯醌的不对称反应
    1.5 金属催化对亚甲基苯醌的不对称反应
    1.6 研究目的
    1.7 研究方案
    1.8 预期目标
第二章 手性叔胺-氮方酸催化o-QMs中间体与4-取代吡唑酮不对称共轭加成反应
    2.1 引言
    2.2 课题的引入
    2.3 实验药品与仪器
        2.3.1 实验药品
        2.3.2 实验仪器
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 反应条件优化
        2.4.2 底物普适性研究
        2.4.3 规模放大实验
        2.4.4 产物绝对构型及反应机理的探讨
    2.5 本章小结
    2.6 实验操作
        2.6.1 不对称共轭加成反应
        2.6.2 不对称共轭加成克级反应
    2.7 化合物结构表征
第三章 手性叔胺-氮方酸催化o-QMs不对称[4+1]环合反应构建手性螺环吡唑酮
    3.1 引言
    3.2 课题的引入
    3.3 实验药品与仪器
        3.3.1 实验药品
        3.3.2 实验仪器
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 反应条件优化
        3.4.2 底物普适性研究
        3.4.3 非对映发散式合成4-螺环吡唑酮
        3.4.4 规模放大实验及产物衍生实验
        3.4.5 产物绝对构型及反应机理的探讨
    3.5 本章小结
    3.6 实验操作
        3.6.1 不对称[4+1]环合反应
        3.6.2 不对称[4+1]环合克级反应
        3.6.3 LiAlH_4还原产物
    3.7 化合物结构表征
第四章 手性叔胺-氮方酸催化区域选择性、对映选择性吲哚苯环区Friedel-Crafts烷基化反应
    4.1 引言
    4.2 课题的引入
    4.3 实验药品与仪器
        4.3.1 实验药品
        4.3.2 实验仪器
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 反应条件优化
        4.4.2 底物普适性研究
        4.4.3 规模放大实验及产物衍生实验
        4.4.4 对照实验
        4.4.5 产物绝对构型及反应机理的探讨
    4.5 本章小结
    4.6 实验操作
        4.6.1 不对称Friedel-Crafts反应
        4.6.2 克级规模不对称Friedel-Crafts反应
        4.6.3 产物羟基保护
    4.7 化合物结构表征
第五章 手性双恶唑啉-三氟甲磺酸铜络合物催化原位生成的p-QMs的1,6-共轭加成反应
    5.1 引言
    5.2 课题的引入
    5.3 实验药品与仪器
        5.3.1 实验药品
        5.3.2 实验仪器
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 反应条件优化
        5.4.2 底物普适性研究
    5.5 本章小结
    5.6 实验操作
        5.6.1 原位生成的p-QMs的1,6-共轭加成反应
    5.7 化合物结构表征
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读博士/硕士学位期间发表的学术论文
    3 发明专利
学位论文数据集

四、生物氧化还原方法在不对称合成中的应用(论文参考文献)

  • [1]Ni/P-手性配体催化的高对映选择性分子内还原环化反应[D]. 张涛. 内蒙古大学, 2021(12)
  • [2]电化学介导C-C/C-N键偶联合成1-萘酚、多取代呋喃、N-烷基唑和偶氮化合物[D]. 何慕雪. 广西师范大学, 2021
  • [3]来源于Paraburkholderia phymatum STM815的酮还原酶基因的挖掘及其在(R)-2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙醇合成中的应用研究[D]. 何玲. 华东理工大学, 2021(08)
  • [4]镍氢催化不饱和烃不对称氢烷基化构建α-氮、硫手性碳中心[D]. 王加旺. 中国科学技术大学, 2021(09)
  • [5]环状二酮类化合物去对称化还原反应及其在Toxicodenane A全合成中的应用研究[D]. 秦绪隆. 中国科学技术大学, 2021(01)
  • [6]光诱导下基于单电子转移策略的自由基氟烷基化反应研究[D]. 郭全平. 兰州大学, 2021(09)
  • [7]用不对称催化反应合成活性天然产物及其生物活性的研究[D]. 张东旭. 西北农林科技大学, 2020(03)
  • [8]酿酒酵母老黄酶OYE3的分子改造及其在不对称合成(R)-香茅醛中的应用[D]. 魏冉. 浙江工业大学, 2020(02)
  • [9]二级胺催化在合成螺[2,3]己烷类化合物及不对称光催化中的应用[D]. 赵传刚. 兰州大学, 2020(01)
  • [10]亚甲基苯醌的不对称催化反应研究[D]. 储明明. 浙江工业大学, 2020(02)

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生物氧化还原法在不对称合成中的应用
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