本发明专利技术涉及一种酶促反应制备2,3-环氧蒎烷的方法，包括以下步骤：取降冰片烯、双氧水和氯过氧化物酶溶液加入磷酸缓冲溶液，混合形成反应体系进行反应，在反应体系中，降冰片烯、H2O2、氯过氧化物酶和磷酸缓冲溶液的摩尔比为(0.005～0.015)umol：(10～20)umol：(12～30)×10-6umol：(2～3)mL。本发明专利技术通过CPO作为催化剂，双氧水作为氧化剂，催化高级烯烃——降冰片烯进行环氧化反应合成2,3-环氧蒎烷，操作简单、快速高效、酶及氧化剂用量极少、反应温度较低、产率较高、选择性高，本发明专利技术采用酶促反应制备2,3-环氧蒎烷，克服了现有方法在有机溶剂中进行的问题，绿色环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于绿色合成领域，具体涉及一种酶促反应制备2,3-环氧蒎烷的方法。
技术介绍
2,3-环氧蒎烷是一种重要的有机合成中间体，用于合成一系列香料如香芹醇、龙脑烯醛及生物活性物质如保幼激素类似物、昆虫驱避剂等。其作为重要的精细化工品的中间体，被人们广泛的研究，目前针对2,3-环氧蒎烷的合成方法主要是通过烯烃环氧化方法制备，以α-蒎烯为反应物，分子筛或介孔分子作催化剂，过氧化氢或过氧乙酸作氧化剂的化学方法进行合成，但这些方法存在手性识别能力差，导致选择性不够高，环境污染问题等，近年来使用过渡金属配合物催化体系研究较多，虽然合成方法开始向绿色化学转化，但是，这些反应仍然在有机溶剂体系中进行，使用的催化剂制备过程很复杂，且有些使用的是有机物作为氧化剂，会对环境造成污染，不符合绿色化学的要求。从绿色发展的角度来看，模拟生物酶催化是一个高效的方法，氯过氧化物酶(CPO)是从海洋真菌Caldariomycesfumago中提取出来的一种血红素过氧化物酶(42kDa)。CPO具有极为广泛的氧化活性，兼具血红素过氧化物酶(单电子及两电子过氧化、有机卤化)、过氧化氢酶(过氧化氢歧化、一元醇氧化)以及细胞色素P450(脱烷基化、烯键环氧化、磺化氧化等)等多种酶的催化特征，目前被认为是过氧化物酶家族中应用最广泛的酶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种酶促反应制备2,3-环氧蒎烷的方法，该方法选择性高，无污染。本专利技术的技术方案是：包括以下步骤：取降冰片烯、双氧水和氯过氧化物酶溶液加入磷酸缓冲溶液，混合形成反应体系进行反应，在反应体系中，降冰片烯、H2O2、氯过氧化物酶和磷酸缓冲溶液的摩尔比为(0.005～0.015)umol：(10～20)umol：(12～30)×10-6umol：(2～3)mL。进一步地，所述双氧水的浓度为0.1mol/L。进一步地，所述氯过氧化物酶溶液的浓度为0.6～1.5umol/L。进一步地，磷酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L。进一步地，磷酸缓冲溶液的pH值为3.5～6。进一步地，在反应体系中还添加有浓度为0.8g/mL的离子液体共溶剂，其中，离子液体共溶剂的体积占磷酸缓冲溶液体积的0.1～3％。进一步地，离子液体采用咪唑类离子液体或季铵盐类离子液体。进一步地，双氧水是间歇式加入，间歇时间是30min。进一步地，反应温度为0～60℃。进一步地，反应时间为1～6h。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术通过CPO作为催化剂，双氧水作为氧化剂，催化高级烯烃——降冰片烯进行环氧化反应合成2,3-环氧蒎烷，CPO用量极少，反应时间为3h时，降冰片烯的转化率可达100％，2,3-环氧蒎烷产率可达到86.46％。该方法操作简单、快速高效、酶及氧化剂用量极少、反应温度较低、产率较高、选择性高、绿色环保。本专利技术采用酶促反应制备2,3-环氧蒎烷，克服了现有方法在有机溶剂中进行的问题。进一步地，本专利技术中还引入离子液体作为共溶剂，与有机溶剂作为共溶剂相比，本专利技术有效增加底物的溶解度，从而提高底物转化率，产率及选择性；而且离子液体绿色环保。【附图说明】图1是本专利技术不同离子液体对降冰片烯环氧化的影响；图2是本专利技术离子液体浓度对降冰片烯环氧化的影响。【具体实施方式】本专利技术制备方法的技术方案包括以下步骤：纯缓冲液体系及添加少量离子液体、季铵盐与有机溶剂体系。1)缓冲溶液的配制0.1mol·L-1磷酸盐缓冲液：称量6.8046gKH2PO4定容于500mL的容量瓶，配成0.1mol·L-1KH2PO4溶液；称量11.4110gK2HPO4定容于500mL的容量瓶，配成0.1mol·L-1K2HPO4溶液，用K2HPO4对KH2PO4溶液调节成pH＝5.8的缓冲液，再用0.1mol·L-1盐酸将其调节成所需的不同pH的缓冲液。2)酶催化反应(1)将2mmol/L的底物2.5～7.5uL(降冰片烯)，0.1mol/L的H2O2100～200uL，0.6～1.5umol/L的CPO20uL，加入2～3mL的0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH＝3.5～6)混合得到反应体系，通过计算，降冰片烯、H2O2、氯过氧化物酶和磷酸缓冲溶液的比例为(0.005～0.015)umol：(10～20)umol：(12～30)×10-6umol：(2～3)mL；反应温度为0～60℃，反应1～6h。反应以加入双氧水引发，加入方式采用每隔30min分批加入上述反应体系，反应过程使用气相色谱监测，在一定的时间间隔内取出反应液，用乙酸乙酯稀释，一定量的MgSO4干燥水分，加入内标物正辛烷，用滤膜过滤后进行色谱分析，底物的转化率与产物的产率利用实验前做好的标准曲线分析。(2)本专利技术还可以在配制(1)的反应体系过程中，先加入浓度为0.8g/mL的离子液体共溶剂(0.8g的离子液体溶于10mL水配制的共溶剂)，其中离子液体共溶剂的体积与磷酸缓冲溶液体积比V共溶剂/VPBS＝0.1～3％；通过添加有机溶剂来与添加离子液体进行对比，其中有机溶剂可以采用正己烷、甲醇、1,4-二氧六环、乙腈，且其与氯过氧化物酶的体积摩尔比为(40～60)uL：12×10-6umol；然后再加入0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH＝3.5～6)混合，其它底物、双氧水和CPO等用量及步骤同上述(1)。3)酶促反应动力学参数测定降冰片烯的CPO催化环氧化反应符合Michaelis-Menten动力学特征，选择不同的底物浓度[S](底物浓度范围：0.050-0.50mol·L-1)在一定时间内进行反应，根据lineweaver-burk双倒数法求出米氏常数Km和最大速率Vmax：以及转化数，添加离子液体的情况也一样，离子液体浓度为其最佳浓度。v-1={KmVmax本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种酶促反应制备2,3‑环氧蒎烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：取降冰片烯、双氧水和氯过氧化物酶溶液加入磷酸缓冲溶液，混合形成反应体系进行反应，在反应体系中，降冰片烯、H2O2、氯过氧化物酶和磷酸缓冲溶液的摩尔比为(0.005～0.015)umol：(10～20)umol：(12～30)×10‑6umol：(2～3)mL。
【技术特征摘要】
1.一种酶促反应制备2,3-环氧蒎烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：取降冰片烯、
双氧水和氯过氧化物酶溶液加入磷酸缓冲溶液，混合形成反应体系进行反应，在反应体系中，
降冰片烯、H2O2、氯过氧化物酶和磷酸缓冲溶液的摩尔比为(0.005～0.015)umol：(10～20)
umol：(12～30)×10-6umol：(2～3)mL。
2.根据权利要求1所述的一种酶促反应制备2,3-环氧蒎烷的方法，其特征在于，所述双
氧水的浓度为0.1mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种酶促反应制备2,3-环氧蒎烷的方法，其特征在于，所述氯
过氧化物酶溶液的浓度为0.6～1.5umol/L。
4.根据权利要求1所述的一种酶促反应制备2,3-环氧蒎烷的方法，其特征在于，磷酸缓
冲溶液的浓度为0.1mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种酶促反应制备2...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋育澄，王凤娇，胡满成，李淑妮，翟全国，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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