Page 77 - 精细化工2019年第8期

第 36 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.36, No.8
201 9 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2019

生物工程
α-糜蛋白酶催化合成 3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮

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李红霞，谢宗波 ，付磊涵，陈中胜，乐长高
（东华理工大学 应用化学系，江西 南昌 330013）

摘要：以 α-糜蛋白酶为生物催化剂，通过芳香醛、尿素和乙酰乙酸乙酯之间的 Biginelli 反应合成 3,4-二氢嘧啶-
2(1H)-酮类化合物，并对反应条件进行了优化。得到的最佳反应条件为：反应介质为乙醇，芳香醛、乙酰乙酸
乙酯和尿素的物质的量比为 1.0∶1.5∶1.0，α-糜蛋白酶用量为 33.3%（以尿素质量为基准，下同），反应温度为
60 ℃，反应时间为 96 h。在该条件下，合成 3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮衍生物，产率为 55%~63%。
关键词：Biginelli 反应；α-糜蛋白酶；3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮；生物催化；芳香醛；生物工程
中图分类号：O626 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 08-1565-06

Synthesis of 3,4-Dihydropyrimidin-2(1H)-one
Derivatives Catalyzed by α-Chymotrypsin

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LI Hong-xia, XIE Zong-bo , FU Lei-han, CHEN Zhong-sheng, LE Zhang-gao
（Department of Applied Chemistry, East China University of Technology, Nanchang 330013, Jiangxi, China）

Abstract: 3,4-Dihydropyrimidin-2(1H)-one derivatives were synthesized via α-chymotrypsin-catalyzed
Biginelli reaction between aromatic aldehyde, urea and ethyl acetoacetate.The reaction conditions for the
synthesis of model compound were optimized.The optimal reaction conditions were obtained as follows:
the reaction medium was ethanol, the molar ratio of aromatic aldehydes to ethyl acetoacetate and urea was
1.0∶1.5∶1.0, the amount of α-chymotrypsin was 33.3%(based on the mass of urea,the same below), the
reaction temperature was 60 ℃, and the reaction time was 96 h. Under these optimum reaction conditions,
a series of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)- one derivatives with yields ranging from 55% to 63% were
obtained.
Key words: Biginelli reaction; α-chymotrypsin; 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-one; biocatalysis; aromatic
aldehyde; biological engineering

二氢嘧啶酮类化合物是一类重要的含氮杂环化 离子液体 [14] 、有机小分子 [15] 和生物催化剂 [16-17] 也被
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合物，具有抗菌 、抗癌 、消炎 、抗疟疾 、钙 采用。
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拮抗 、降压 和抗乙型肝炎病毒 等优良的药理活 生物催化是指利用酶或者生物有机体作为催化
性。而 Biginelli 反应是合成 3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮 剂进行的化学转化过程 [18-19] 。生物催化通常在温度、
类化合物的主要方法，该方法通常使用 Lewis 酸或 压力和 pH 相对温和的条件下进行 [20] ；生物催化剂
有 机金属配 合物作催 化剂，如 ：醋酸钯 [8] 、 清洁环保且具有优异的化学、区域和立体选择性 [21] 。
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LaCl 3 ·7H 2 O 、NiCl 2 ·6H 2 O [10] 、高氯酸镁 [11] 、氯化 酶的非专一性，即一种酶具有催化有别于天然生理
铯 [12] 、对甲基苯磺酸铜 [13] 等。但是这些催化剂多数 反应外其他反应的能力 [22] 。它是近些年来才引起关
存在反应操作繁杂、反应条件严苛、且对环境不友 注的新兴研究领域，尤其是水解酶的催化非专一性
好等缺点。因此，近年来，较为绿色的催化剂，如 已引起人们的广泛关注，利用非传统生物催化反应

收稿日期：2018-10-12; 定用日期：2019-02-25; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180752
基金项目：国家自然科学基金(21462001，21465002）；江西省科技计划项目（20161BCB24006）；江西省教育厅科技项目（KJLD14050,
GJJ150584）
作者简介：李红霞（1996—），女，硕士生。联系人：谢宗波（1978—），男，博士，教授，E-mail：zbxie@ecit.cn；乐长高（1967—），
男，博士，教授，博士生导师，E-mail：zhgle@ecit.cn。