本发明专利技术公开了α‑胰凝乳蛋白酶催化的傅克反应在合成3‑羟基氧化吲哚衍生物中的应用及方法，在α‑胰凝乳蛋白酶的催化下能将通式1和通式2生成3‑羟基氧化吲哚衍生物，该方法的催化过程简单易操作，收率最高可达99％，表现出极佳的底物适应性，不但丰富了酶的多功能性的研究，也为3‑羟基氧化吲哚衍生物的合成提供了一条高效的合成途径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学领域，涉及α-胰凝乳蛋白酶催化的傅克反应在合成3-羟基氧化吲哚衍生物中的应用，还涉及制备3-羟基氧化吲哚衍生物的方法。
技术介绍
吲哚因为其特殊的结构特征自1866年被发现以来，已经成为包括医药，香料，农业化学品，颜料和材料科学等诸多领域的研究热点，这些工作清楚地显示了吲哚在有机合成中所占有的重要地位。其中3-羟基氧化吲哚是许多天然产物以及药物研究中具有生物活性物质的重要片段。而其含有的杂环结构更是成为了天然产物合成中非常吸引人的一个重要因素。正是因为这类结构表现出来的药理活性和特殊的生物活性，引起了很多科学家的研究兴趣。许多用来合成3-羟基氧化吲哚的优秀方法相继被报道。α-胰凝乳蛋白酶(α-Chymotrypsin from bovine pancreas)也被称作糜蛋白酶，是从牛的新鲜胰腺中提取分离出的肽链内切酶，是一种丝氨酸蛋白酶，能将与芳香烃或其他大型疏水性侧链(Tyr、Trp、Phe、Met、Leu)结合的肽从键的羧基端水解。作为一种被研究的很清楚的水解酶，α-胰凝乳蛋白酶的立体结构已被阐明，是由241个氨基酸残基组成的单一肽链，分子中包含5对二硫键。α-胰凝乳蛋白酶的分子量约为25KDa，最适pH为8-9，其活性位点为第57位的组氨酸、第102位的天冬氨酸和第195位的丝氨酸，由这三个活性位点组成的催化三联体结构起着催化中心的作用。在合成具有天然产物类似结构的方法研究中，用简捷高效的方法合成目标产物一直以来是科学家们研究的兴趣所在。因此，为3-羟基氧化吲哚的合成提供一条高效的合成途径，也为丰富酶的多功能性的研究是非常必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供α-胰凝乳蛋白酶在催化通式1和通式2的傅克反应生成3-羟基氧化吲哚衍生物中的应用；本专利技术的目的之二在于提供制备3-羟基氧化吲哚衍生物的方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：2、1、α-胰凝乳蛋白酶在有机溶液中催化通式1和通式2的单取代傅克反应生成3-羟基氧化吲哚衍生物中的应用：R1任选为H或甲基；R2任选为H、F、Cl、Br、硝基、甲基或甲氧基；R3任选为H、Br或甲氧基；所述有机溶液任选为正己烷溶液、甲苯溶液、氯仿溶液、四氢呋喃溶液、甲基叔丁基醚溶液、二氯甲烷溶液或1,2-二氯乙烷溶液。优选的，R1任选为H或甲基；R2任选为H、F、Cl或硝基；R3任选为H或Br。优选的，R1为H；R2任选为Cl或硝基；R3任选为H或Br。更优选的，所述有机溶液为含水量为10～30％体积分数的有机溶液或含10～30％(v/v)磷酸缓冲液的有机溶液，所述磷酸缓冲液的pH为7.0～10.2。2、制备3-羟基氧化吲哚衍生物的方法，其特征在于，包括如下步骤：以通式1、通式2为底物，α-胰凝乳蛋白酶为催化剂，在有机溶液中，在25～40℃下搅拌反应，制得3-羟基氧化吲哚衍生物；R1任选为H或甲基，R2任选为H、F、Cl、Br、硝基、甲基或甲氧基；R3任选为H、Br或甲氧基；所述有机溶液任选为正己烷溶液、甲苯溶液、氯仿溶液、四氢呋喃溶液、甲基叔丁基醚溶液、二氯甲烷溶液或1,2-二氯乙烷溶液。优选的，R1任选为H或甲基；R2任选为H、F、Cl或硝基；R3任选为H或Br。优选的，R1为H；R2任选为Cl或硝基；R3任选为H或Br。优选的，所述有机溶剂任选为二氯甲烷或1,2-二氯乙烷。优选的，所述有机溶液为含水量为10～30％体积分数的有机溶液或含10～30％(v/v)磷酸缓冲液的有机溶液，所述磷酸缓冲液的pH为7.0～10.2。优选的，所述通式1和通式2的摩尔比为1:2.5～1:4。优选的，α-胰凝乳蛋白酶的酶量为0.93～1.87kU。本专利技术的有益效果在于：α-胰凝乳蛋白酶作为一种绿色环保的生物催化剂，可催化靛红(及其衍生物)和吲哚(及其衍生物)之间的反应，在有机溶液中通过傅克反应合成3-羟基氧化吲哚衍生物，得到了很高的收率(收率最高可达99％)，并且表现出极佳的底物适应性。该方法扩大了α-胰凝乳蛋白酶在催化化学转化中的应用，不但丰富了酶的多功能性的研究，也为3-羟基氧化吲哚衍生物的合成提供了一条高效的合成途径。该方法的催化过程简单易操作，是有机合成3-羟基氧化吲哚衍生物的一种实用方法。附图说明图1为α-胰凝乳蛋白酶催化的傅克反应的时间进程(反应条件:靛红(0.30mmol),吲哚(0.90mmol)，磷酸缓冲液(NaH2PO4-Na2HPO4，0.067M，pH 9.6，0.25mL)，1,2-二氯乙烷(0.75mL)，α-胰凝乳蛋白酶(0.93kU，固体粉末)在30℃条件下搅拌反应；收率通过硅胶柱层析分离后得到)。图2为甲基靛红与2-甲基吲哚的傅克反应(反应条件：1-甲基靛红(0.30mmol)，2-甲基吲哚(0.90mmol)，磷酸缓冲液(NaH2PO4-Na2HPO4，0.067M，pH 9.6，0.25mL)，1,2-二氯乙烷(0.75mL)，α-胰凝乳蛋白酶(0.93kU，固体粉末)在30℃条件下搅拌反应60小时，收率通过硅胶柱层析分离后得到)。图3为α-胰凝乳蛋白酶催化通式1与通式2反应生成3-羟基氧化吲哚衍生物反应式。具体实施方式下面将结合优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。一、α-胰凝乳蛋白酶催化的傅克反应合成3-羟基氧化吲哚的溶剂的筛选采用化合物1a(靛红)和化合物2a(吲哚)在不同溶剂中的反应作为模型反应进行α-胰凝乳蛋白酶在不同溶剂中催化效果的探究，对17种不同的溶剂进行了比较，实验结果见表1。当选择溶剂如二甲基亚砜，N,N-二甲基甲酰胺这类极性非质子性溶剂(表1，序号1，2)
的时候，并没有观察到反应的发生。而在二氯甲烷，1,2-二氯乙烷中(表1，序号14，15)反应的活性明显提高，均得到了73％的收率。在极性质子性溶剂甲醇与乙醇中(表1，序号16，17)反应选择性地生成了双吲哚取代的产物。基于此发现，对此溶剂控制产物生成的反应分别进行了研究。综上所述，选择1,2-二氯乙烷作为傅克反应合成3-羟基氧化吲哚衍生物的溶剂，而用甲醇和乙醇为双取代傅克反应的溶剂。实验结果见表1。表1溶剂的筛选aa反应条件:靛红(0.30mmol),吲哚(0.45mmol),去离子水(0.1mL),溶剂(0.9mL),α-胰凝乳蛋白酶(0.93kU，固体粉末)在25℃条件下搅拌反应。b收率通过硅胶柱层析分离后得到。二、含水量对α-胰凝乳蛋白酶催化的傅克反应的影响接下来，首先对发生在1,2-二氯乙烷中的傅克反应进行了一系列反应条件的探究(表2)。在之前大量的酶催化非专一性实验中发现，有机溶剂中适量水的加入能很大程度地影响酶催化反应的效果，因此，也研究了在1,2-二氯乙烷中不同水的含量对α-胰凝乳蛋白酶催化靛红和吲哚之间的单取代傅克反应的影响(表2)。当有机溶剂中的含水量从0增加到25％时(表2，序号1-6)，目标产物的收率有一个明显的提升，从39％提升到了80％。继续逐渐增大含水量到60％的时候(表2，序号7-10)，收率开始下降，推测可能是水量的增加影响了底物在反应体系中的溶解性从而造成收率的下降。因此，选择外加含水量为25％的1,2本文档来自技高网...
【技术保护点】
α‑胰凝乳蛋白酶在有机溶液中催化通式1和通式2的单取代傅克反应生成3‑羟基氧化吲哚衍生物中的应用：R1任选为H或甲基；R2任选为H、F、Cl、Br、硝基、甲基或甲氧基；R3任选为H、Br或甲氧基；所述有机溶液任选为正己烷溶液、甲苯溶液、氯仿溶液、四氢呋喃溶液、甲基叔丁基醚溶液、二氯甲烷溶液或1,2‑二氯乙烷溶液。
【技术特征摘要】
1.α-胰凝乳蛋白酶在有机溶液中催化通式1和通式2的单取代傅克反应生成3-羟基氧化吲哚衍生物中的应用：R1任选为H或甲基；R2任选为H、F、Cl、Br、硝基、甲基或甲氧基；R3任选为H、Br或甲氧基；所述有机溶液任选为正己烷溶液、甲苯溶液、氯仿溶液、四氢呋喃溶液、甲基叔丁基醚溶液、二氯甲烷溶液或1,2-二氯乙烷溶液。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述R1任选为H或甲基；R2任选为H、F、Cl或硝基；R3任选为H或Br。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述R1为H；R2任选为Cl或硝基；R3任选为H或Br。4.制备3-羟基氧化吲哚衍生物的方法，其特征在于，包括如下步骤：以通式1、通式2为底物，α-胰凝乳蛋白酶为催化剂，在有机溶液中，在25～40℃下搅拌反应，制得3-羟基氧化吲哚衍生物；R1任选为H或甲基，R2任选为H、F、Cl、Br、硝基、甲基或甲氧基；R3任选为H、Br或甲氧基；...
【专利技术属性】
技术研发人员：官智，薛靖文，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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