Page 79 - 精细化工2019年第8期

第 8 期 李红霞，等: α-糜蛋白酶催化合成 3, 4-二氢嘧啶-2(1H)-酮 ·1567·

2.3 温度对酶促反应的影响 条件：0.1360 g（1 mmol）4-甲氧基苯甲醛，0.1950 g
温度不仅影响化学反应速率，还会影响酶的结 （1.5 mmol）乙酰乙酸乙酯，0.0600 g（1 mmol）尿
构和活性。进一步考察了温度对模板反应的影响， 素，20 mg α-糜蛋白酶，2 mL EtOH，60 ℃下进行
结果如图 1 所示。反应条件：0.1360 g（1 mmol）4- 反应。
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-糜蛋白酶，2 mL
EtOH，反应 96 h。

图 2 反应时间对反应产率的影响
Fig. 2 Effect of reaction time on the reaction yield

图 1 温度对酶促反应的影响 由图 2 可见，随着反应时间增加，产率逐渐提
Fig. 1 Effect of temperature on the enzymatic reaction 高。当反应时间为 96 h 时，反应产率最高，进一步

增加反应时间，产率没有明显提升，可能与反应平
由图 1 可见，随着温度升高，反应产率也逐渐
衡及酶的活性降低有关。因此，选择 96 h 为最佳反
提高，当温度为 60 ℃时产率达到最大值。进一步
应时间。
升高温度，产率反而下降。这是因为温度过高，蛋
2.6 催化剂用量对酶促反应的影响
白质会发生结构变化而导致酶失活，从而影响催化
以 α-糜蛋白酶为催化剂，考察了催化剂用量对反
效果。因此，选择 60 ℃为最适反应温度。
应效果的影响，结果如图 3 所示。反应条件：0.1360 g
2.4 底物物质的量比对酶促反应的影响
（1 mmol）4-甲氧基苯甲醛，0.1950 g（1.5 mmol）
考察了底物物质的量比对反应效果的影响，结
乙酰乙酸乙酯，0.0600 g（1 mmol）尿素，2 mL EtOH，
果如表 3 所示。反应条件：0.1360~0.2720 g（1~
60 ℃反应 96 h。
2 mmol）4-甲氧基苯甲醛，0.1300~0.2600 g（1~

2 mmol ）乙酰乙 酸乙酯， 0.0600~0.1200 g （ 1~
2 mmol）尿素，20 mg α-糜蛋白酶，2 mL EtOH，60 ℃
反应 96 h。

表 3 底物物质的量比对反应产率的影响
Table 3 Effect of molar ratio of reactants on the reaction
yield
n(4-Methoxybenzaldehyde)∶n(Ethyl acetoacetate)∶n(Urea)

1.0∶1.0∶1.0 2.0∶1.0∶1.0 1.0∶1.5∶1.0 2.0∶2.0∶1.0 1.0∶2.0∶2.0 1.0∶2.0∶1.0
Yield 31 12 62 23 43 54
/% 图 3 催化剂用量对反应产率的影响
Fig.3 Effect of enzyme loading on the reaction yield
由表 3 可知，反应物物质的量比对产率影响较
为显著。当 4-甲氧基苯甲醛过量时反应效果较差， 由图 3 可见，随着酶用量的增加，产率逐渐提
而乙酰乙酸乙酯用量增加时，产率有所提升。当 n(4- 高，当酶用量增加至 20 mg 时，产率为 62%。进一
甲氧基苯甲醛)∶n(乙酰乙酸乙酯) ∶n(尿素)=1.0∶ 步增加酶量，产率并没有明显提升。综合考虑反应
1.5∶1.0 时，产率达到 62%。因此，选择底物物质 的效率和绿色化学的原则，最终选择 20 mg（用量
的量比为 1.0∶1.5∶1.0。 33.3%）为最佳催化剂用量。
2.5 反应时间对酶促反应的影响 综上，α-糜蛋白酶催化合成 3,4-二氢嘧啶-2-
对反应时间进行优化，结果如图 2 所示。反应 （1H）-酮类化合物 a 的最适条件为：0.1360 g