Page 78 - 精细化工2019年第8期

·1566· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

已经合成了大量极具吸引力的化合物。例如，酶催 相：V(乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶2〕。
化的 Aldol 反应 [23] 、Michael 反应 [24] 和 Mannich 反应
[25] 等都利用了酶的非专一性。然而，酶的催化效率 2 结果与讨论
及立体选择性与实际应用还存在较大差距，对酶的
2.1 不同酶对模板反应的催化效果
活性位点及催化机理的研究还比较肤浅，这些都是
以 4-甲氧基苯甲醛、尿素和乙酰乙酸乙酯为模
该领域需要进一步深入研究的理由。
板反应底物，探索了不同酶的催化活性，结果如表
基于此，本研究利用酶的非专一性，以芳香醛、
1 所示。反应条件：0.1360 g（1 mmol）4-甲氧基苯
乙酰乙酸乙酯和尿素为原料，通过 α-糜蛋白酶催化
甲醛，0.1950 g（1.5 mmol）乙酰乙酸乙酯，0.0600 g
合成一系列 3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮衍生物，反应路
（1 mmol）尿素，20 mg 酶（占尿素质量的 33.3%），
线如下所示。 2 mL EtOH，37 ℃反应 96 h。

如表 1 所示，在给定的实验条件下，α-糜蛋白
酶的催化效果最好，得到了 44%的产率（产物 a，
下同）；猪胰脂肪酶和胰蛋白酶的催化效果则较差，
得到了 23%和 21%的产率；而其他几种酶则无催化

效果。因此，选择 α-糜蛋白酶为最佳催化剂。

1 实验部分
表 1 不同酶对模板反应的催化效果
Table 1 Catalytic effect ofvarious enzymes for the model
1.1 试剂与仪器 reaction
芳香醛（AR，质量分数 98%），乙酰乙酸乙酯 Entry Enzyme Yield/%
（AR，质量分数 98%），尿素（AR，质量分数 99%）， 1 胰蛋白酶(2500 U/mg) 21
氘代 DMSO（氘代率 99.9% +体积分数 0.03% TMS）， 2 猪胰腺脂肪酶(100 U/mg) 23
α-糜蛋白酶（800 U/mg，来源于猪胰脏），上海阿 3 α-糜蛋白酶(800 U/mg) 44
拉丁生化科技股份有限公司；其他试剂均为国产 4 猪胃黏膜胃蛋白酶(601 U/mg) None
AR。所有试剂使用前未经任何处理。 5 蜂蜜曲霉蛋白酶(3.3 U/mg) None
WRS-1B 数字熔点仪，上海精密科学仪器有限 6 木瓜乳木瓜蛋白酶(800 U/mg) None
公司；Bruker AVⅢ-500 型核磁共振波谱仪，瑞士 7 黑曲霉脂肪酶(300 U/mg) None
Bruker 公司。 8 洋葱假单胞菌脂肪酶(30 U/mg) None
1.2 3, 4-二氢嘧啶-2(1H)-酮的合成 9 氨基酰化酶(30 U/mg) None
10 荧光假单胞菌脂肪酶(20 U/mg) None
在 10 mL 具塞锥形瓶中分别加入 0.1360 g
11 Blank control None
（1 mmol）4-甲氧基苯甲醛，0.1950 g（1.5 mmol）

乙酰乙酸乙酯，0.0600 g（1 mmol）尿素，20 mg α- 2.2 溶剂种类对酶促反应的影响
糜蛋白酶，2 mL 无水乙醇，于 60 ℃恒温培养振荡 在生物催化中，反应介质也是影响反应效果的
器（200 r/min）中反应 96 h，用薄层色谱〔展开剂 重要因素，探索了溶剂对反应效果的影响，结果如
为 V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶1〕跟踪反应。反应 表 2 所示。反应条件：0.1360 g（1 mmol）4-甲氧基
结束后，向反应混合物中加少许柱层析硅胶，于旋 苯甲醛，0.1950 g（1.5 mmol）乙酰乙酸乙酯，0.0600 g
转蒸发仪上旋干，而后干法上样进行柱层析分离得 （1 mmol）尿素，20 mg α-糜蛋白酶（占尿素质量
目标产物〔固定相：200~300 目柱层析硅胶，流动 的 33.3%），2 mL 溶剂，37 ℃反应 96 h。

表 2 溶剂种类对酶促反应的影响
Table 2 Effect of solvent type on the enzymatic reaction
Solvent

MeOH EtOH H 2O THF PhCH 3 CH 3COCH 3 CCl 4 CHCl 3
Yield/% 45 44 0 38 0 24 27 0

由表 2 可知，以醇为溶剂时产率较高，可 不同溶剂中底物的溶解性及酶的活性有关。考虑
达 45%；在四氢呋喃、四氯化碳和丙酮中，产率稍 到乙醇毒性较小，廉价易得，最终选择乙醇为反应
低；在水、甲苯和氯仿中则无产物生成；这可能与 介质。