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3-棕榈酰莽草酸的非水相酶促合成

2020-12-03阅读(954)

3-棕榈酰莽草酸的非水相酶促合成

论文摘要

3-棕榈酰莽草酸（3-Palmityloxy Shikimic acid, 3-PSA）是一种化学新单体（Chemical New Entity）,属脂溶性莽草酸类衍生物。莽草酸（Shikimic acid, SA）是一种从中药木兰科植物八角茴香中提取的具有生理活性的天然产物,是抗H5N1型禽流感特效药“达菲”的合成原料,同时它本身有抗血栓和减轻局灶性脑缺血损伤的作用。这种3-位选择性酯化保护的SA在手性药物合成中具有重要意义,抗H5N1型禽流感药物的作用靶点神经酰胺酶,其天然底物唾液酸（2-脱氧-N-乙酰神经氨酸）的构型与3-位手性不变,4-和5-位构型翻转了的转氨化SA相吻合。以3-棕榈酰莽草酸或其他脂肪酸酰化莽草酸为合成中间体,可以合成一系列“达菲”结构类似物;在方法学上,选择性保护莽草酸3位羟基的一步法合成为以莽草酸为中间体继续合成其他药物提供一种简便方法。与SA相比,3-PSA在结构上完好保持了SA所具有的三个手性中心,且选择性的酯化保护了其中的3-位羟基,因而在体内可能具有与SA相类似的抗血栓和减轻局灶性脑缺血损伤等生理活性;单酰化修饰会使3-PSA的脂水分配特性与SA相比得到改善,脂溶性和血脑屏障的穿透能力得到增强。综上所述,3-位选择性保护的SA在手性药物的合成与改善SA本身的生理活性两个方面很重要。本文首先借助液质联用建立莽草酸及其单酰化产物的薄层分析法,包括展开系统及显色方法的选择。在合成方面,首先对莽草酸脂溶性衍生物的酶法合成进行初步研究,证实Novozym 435可以对莽草酸的羟基选择性的催化酰化,而对莽草酸的羧基无催化活性。相对化学催化剂浓硫酸,二氯亚砜,酶催化不会发生消旋,聚合等副反应。比较了两种酰化剂,乙酸酐和乙酸乙烯酯,它们酰化活性过强,不利于酶催化体现其优势。酶活研究表明酶催化莽草酸棕榈酰化时可以得到单一的单酰化物,而无酶催化时此反应不能进行。将合成产物经硅胶柱纯化并作进一步结构鉴定,发现Novozym 435可以选择性的催化莽草酸的3位羟基。由于这种合成方法反应生成的水不能及时除去,造成合成转化率不高,增加分离纯化的负担。为解决除水问题,利用溶剂叔戊醇可以与水形成最低共沸混合物这一性质,用减压蒸馏和流加叔戊醇的方法,在反应过程中除水。新的合成方法在莽草酸与棕榈酸比例为1:1.24时将莽草酸的转化率提高至95%。根据反应后混合物的组成,设计了新的分离纯化方法,避开了使用硅胶柱色谱这种限制分离量,污染又严重的分离方法,最终形成制备及分离纯化可达10g级的工艺。最后,将非水相酶促酰化方法的适用范围的推广,证实饱和脂肪酸-月桂酸、豆蔻酸、硬脂酸、花生酸;不饱和脂肪酸-油酸、亚油酸、棕榈油酸可以适用这种催化方法,棕榈酸甲酯也可以替换棕榈酸进行酰化反应。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 本课题的研究背景
  • 1.1.1 莽草酸及衍生物的研究进展
  • 1.1.2 非水相酶催化
  • 1.2 立题意义
  • 1.3 本课题研究的主要内容
  • 第二章 莽草酸脂溶性衍生物的酶法合成初探
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验材料与仪器
  • 2.3 分析方法的建立
  • 2.3.1 反应产物的薄层色谱分析方法的建立
  • 2.3.2 反应产物的HPLC-MS 分析
  • 2.3.3 反应产物的旋光度的测定
  • 2.4 合成方法及其结果讨论
  • 2.4.1 化学催化剂与酶的比较
  • 2.4.2 酰化剂的比较
  • 2.4.3 生物催化剂比较
  • 2.4.4 酶活研究
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 3-棕榈酰莽草酸的合成研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验材料与仪器
  • 3.3 分析方法的建立
  • 3.3.1 莽草酸及其长链脂肪酸单酰化物的薄层色谱显色法
  • 3.3.2 反应产物的HPLC-MS 分析
  • 3.4 合成方法及其结果讨论
  • 3.4.1 酶Novozym 435 催化莽草酸与棕榈酸的反应
  • 3.4.2 反应产物的HPLC-MS 分析
  • 3.4.3 合成方法的改进
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 3-棕榈酰莽草酸的分离纯化及结构鉴定
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验材料与仪器
  • 4.3 3-棕榈酰莽草酸的分离纯化
  • 4.3.1 反应产物的柱色谱纯化方法
  • 4.3.2 分离提取工艺的优化
  • 4.4 棕榈酰莽草酸的纯度检验、结构鉴定及其理化性质的测定
  • 4.4.1 纯度检验
  • 4.4.2 结构鉴定
  • 4.4.3 理化性质测定
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 酶催化莽草酸3-羟基选择性酰化方法适用范围的推广
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验材料和仪器
  • 5.3 不同碳链长度的脂肪酸为底物的非水相酶促合成研究
  • 5.3.1 不同脂肪酸与莽草酸催化酰化
  • 5.3.2 棕榈酸甲酯，莽草酸甲酯，及不饱和脂肪酸催化酰化
  • 5.4 莽草酸甲酯为底物的非水相酶促合成研究
  • 5.5 莽草酸及其甲酯酶催化乙酰化过程的推测
  • 5.6 本章小结
  • 总结及展望
  • 一.主要结论
  • 二.存在问题及展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • 附图

    • 相关论文文献

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