_氰醇立体选择性合成新进展_耿晓红
乙醇与氨脱氢法合成乙腈

乙醇与氨脱氢法合成乙腈专题与评述乙醇与氨脱氢法合成乙腈张海松(山东滕州兖矿鲁南化肥厂,山东滕州,277527)摘要介绍了乙腈的制造方法和国内主要厂家的产能情况及工业开发情况;重点介绍了乙醇与氨脱氢法合成乙腈的工艺过程、催化剂选择,并进行简单的经济性分析。
关键词:乙腈乙醇氨合成乙腈是性能优良的有机溶剂,大量用于烃类的分离及从植物油、鱼肝油等中分离脂肪酸等;同时也是高聚物的优良溶剂;还可以用作分光光度测定和电化学的溶剂。
由于纯乙腈不吸收紫外线,所以用乙腈作流动相的高压液相色谱分析灵敏度可高达pp b级。
超净高纯试剂是超大规模集成电路制造过程中的关键性基础配套化工新材料之一,主要用于芯片的清洗。
在制药工业中,乙腈用作合成维生素A、可的松、磺胺药物、甾醇及其中间体的溶剂;是制造维生素B2、β2氨基丙酸的活性介质溶剂;用作合成三甲基原乙酸酯、乙脒盐酸盐、拟除虫菊酯、丙二腈、均三嗪氮肥增效剂及其它高分子量的单腈与二腈等,也可用作其他一些药物的原料,同时还是酒精的变性剂。
乙腈是氯化溶剂的替代物,用于乙烯基涂料。
在织物、照明工业、香料生产中有广泛用途。
它还可用作催化剂、过渡金属络合催化剂的组成部分等。
近几年,乙腈作为萃取剂的用量逐年减少,在制药和分析方面对乙腈的需求量增长较快。
在国内,乙腈主要用作抽提碳四烃中丁二烯的萃取剂,以及合成医药、农药中间体。
1 乙腈制造工艺简介及国内产能情况1.1 乙腈制造工艺简介乙腈的生产方法较多,其中工业生产主要是丙烯氨氧化副产法。
(1)醋酸氨化法以醋酸、氨为原料,在三氧化二铝催化剂作用下,在360-420℃温度下,进行反应,一步合成乙腈,反应液经脱水和精馏即得成品。
原料消耗定额:乙酸(98%)1763kg/t、液氨(99.5%) 691kg/t。
(2)乙炔氨化法以乙炔、氨为原料,以三氧化二铝催化剂,在500-600℃温度下,一步反应合成乙腈。
原料消耗定额:乙炔10231m3、液氨(99.4%) 1007kg/t。
氰醇合成催化剂研究获突破

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据报道 , 给传统玻璃“ 穿上” 一层薄膜“ 衣服”就能使房间实现夏 , 天降温 , 冬天升温的效果 。 在最近举办的上海纳米科技与产业发展研 E +C( M P 设计管理 一 采购 一 施工总 讨会 上 , 这种具 有 自动调 温功能 的智 能 隔热涂 膜显 示 了奇 特 的效果 。 承包 ) 方式 , 短短 7个 月 的时 间 内 在 据复旦 大学 材料科 学 系系 主任武 利 民教授介 绍 ,这种 智 能隔热 组织完成 M B T E装置扩能改造项 目 玻璃 涂膜是 一种 透 明的节能 涂膜 ,夏 天利 用纳米 半 导体材 料 对室外 设计 、 采购和施工建设 , 并达到中交 太阳光谱中红外线光区有明显的阻隔效应 ,可以在不降低透明度的 标准 , 并于 2 1 年 9 2日完成反 前提 下实 现节 能降温 ; 00 月 冬天 则能 阻止室 内远 红外 线 向外发 射 , 保持 室 应器进 料 。2 1 0 0年 9月 4日上 午广 温 , 降低取 暖负荷 。 这种 通过 无机 掺杂技 术研 究开发 出来 的具 有 自调 石化宣布扩 建后 的 M B T E装置生产 温功能的智能隔热涂膜 , 可使夏天降温 39 冬天升温 2 ~ ℃。 ~ ℃, .5 5 出的产 品经分析完全符合标 准 , 且 该 产 品 由 复旦 大 学 教育 部 先 进 涂料 工 程 研 究 中心 研 究 开 发 成 装置运行平稳正常,广石化 M B 功 , TE 目前 已在复旦 大学 教学 楼 、 业部 办公 大楼 、 农 上海科 技 馆 、 长海 医 装 置 扩 能 改 造 项 目取 得 了 圆 满 成 院 、 上海五矿大厦等重要建筑场馆 以及大 巴、 轿车中进行 了试应用 , 功 。这 是惠 生工程 为广石 化 承包 建 取 得 了显著 的隔热 节能 效果 。 成 的第二套 M B T E装置 ,0 8 7 20 年 月惠生工程以总承包方式与齐鲁石
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2008年第28卷有机化学V ol. 28, 2008第7期, 1157~1168 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 7, 1157~1168* E-mail: prchen@Received July 2, 2007; revised September 24, 2007; accepted December 28, 2008.Scheme 1. TMS保护基可用酸处理脱落, 生成α-氰醇其它类1158有 机 化 学 V ol. 28, 2008型的氰供体还有丙酮氰醇和酰基氰等.Scheme 2醛: R 1=烷基或芳基, R 2=H; X =H(或碱金属), TMS 等; 酮: R 1, R 2=烷基或芳基对映纯α-氰醇由手性催化剂诱导氰基对潜手性醛或酮的不对称加成反应获得[3]. 手性催化剂包括金属配合物催化剂, 有机小分子催化剂和生物催化剂. 以下分别加以叙述.2 金属配合物催化的立体选择性氢氰化和硅氰化反应2.1 用于醛的立体选择性氢氰化反应和硅氰化反应的金属配合物2.1.1 钛配合物催化剂在用金属配合物催化立体选择性氢氰化和硅氰化反应的研究中, 迄今研究得最为广泛的是钛配合物催化剂.20世纪80年代末Narasaka [4]报道了钛-Taddol 催化的醛的对映选择性硅氰化反应. 这是第一个用于立体选择性制备α-氰醇的催化剂, 从而揭开了金属配合物催化对映选择性氢氰化和硅氰化反应研究的序幕. 2.1.1.1 酒石酸酯配体第一个应用于立体选择性硅氰化的催化量的钛催化体系是Oguni [5]建立的L -(+)-酒石酸二异丙酯-钛(IV)催化体系(Eq. 2). 在这个反应中, 必须使用添加剂(相对于钛的2倍物质的量的异丙醇)才能获得对映选择性好的产物.对含较复杂取代基的底物, 这个催化体系不能得到好的结果, 但它清楚证明了在硅氰化反应中运用Lewis酸催化剂能够得到高产率和高ee 值.2.1.1.2 C 1-对称的Schiff 碱和相应的配体:这类催化剂首先是由Inoue 和Oguni 小组[6~8]分别报道的.Inune [6]制备了一系列氨基酸衍生的肽类Schiff 碱的钛配合物. 当使用HCN 与芳香醛或脂肪醛反应时, 这些配合物显示出高催化活性. 但在用TMSCN 的反应中,立体选择性就很差(Eq. 3).在上述的肽类催化剂中, 各官能团对产物的影响如下: 氮端残基的性质影响产物的绝对构型; 碳端残基则影响对映选择性的程度; 酰胺的存在决定了催化剂的高效 性[7].Oguni [8]筛选了一系列用于催化醛与TMSCN 的不对称硅氰化的β-氨基醇的钛配合物(Eq. 4). 机理研究揭示反应的立体化学是由于氨基醇上的取代基遮蔽了活化的底物醛的一侧而导致的[9].其他小组[10]发展了与钛形成配合物催化剂的β-氨基醇衍生的Schiff 碱. 这些配体催化的反应的ee 值最高达到85%.根据Chio [11]报道, 运用Ti(OPr-i )4和手性2-氨基醇的磺酰胺生成的配合物(例如配体6)催化以TMSCN 为氰供体的醛的硅氰化反应, 得到了很好的结果(Eq. 5).No. 7 周辉等:α-氰醇立体选择性合成新进展11592.1.1.3 C2对称的Schiff碱和相应的配体1996年, Jiang等[12]研究了1,2-二苯基亚乙基二胺衍生的C2对称的Schiff碱7, 将其用于TMSCN对醛的加成(Eq. 6).几乎同时, Belokon和North[13]也研究了由对映纯1,2-二氨基环己烷和取代的水杨醛反应后得到的一系列配体, 发现3-叔丁基取代的配体具有最好的效果.在此基础上, 1997年, 他们[14]得到了高效配体8, 发现它的TiCl4配合物9是一个易于分离的晶体, 其结构能通过X-ray明确确定(Scheme 3). 这对于反应机理研究是极其重要的.机理研究[15]表明, 真正有效的催化剂是9与等物质的量的水反应所得的配合物10 (Scheme 4). 使用配合物10可实现硅氰化反应的低催化剂量(0.1 mol%)、室温和Scheme 3高速(反应时间少于1 h).Scheme 4在对配合物9的机理研究所揭示的催化循环体系中, 反应物醛与氰供体(TMSCN)被同时活化[16](Scheme 5).通过使用10作催化剂, Belokon和North[17]还建立了使用非挥发性氰供体(如KCN)的反应体系, 产物ee值高达93%. 这是在将反应体系工业化的研究中迈进的一大步.其它的由C2对称的Schiff碱衍生的钛配合物也在醛的硅氰化反应中表现出高催化活性, 例如Che[10b], Chen[18]和Uang [19]等小组的研究结果.大多数C2对称的Schiff碱体系需要低反应温度, 长反应时间和用TMSCN作为氰源. 与此相比, Belokon和North的工作是一个振奋人心的特例, 这使得他们的反应有可能成为大规模制备的一个选择. 但遗憾的是, 他们的体系不适用于缺电子芳香醛和脂肪醛.1160有 机 化 学 V ol. 28, 2008Scheme 52.1.1.4 BINOL 衍生的配合物Reetz 等[20]首先报道此类配合物的催化系统, 但催化剂的绝对构型未能确定.Nakai [21]报道的BINOL 衍生的配合物11催化的硅氰化反应在室温下进行(Eq. 7).近来, Seebach [22]通过运用聚合物联结的BINOL 类似物对这个反应进行了改进, 提高了产物ee 值, 并使得催化剂易于分离和重复使用.Belokon 和North [23]对BINOL 的结构进行了修饰, 将配体12的Ti 配合物用于硅氰化反应(Eq. 8).对一系列脂肪醛底物, BINOL 衍生的配合物系统能在相对较高的反应温度下可得到高ee 值产物. 2.1.1.5 双官能团Lewis 酸/Lewis 碱催化剂1999年初Buono [25]报道了双官能团Lewis 酸/Lewis碱催化剂13. 此类配体的钛配合物催化的硅氰化反应在室温下得到高达98%的ee 值(Eq. 9).No. 7 周辉等:α-氰醇立体选择性合成新进展1161Tang小组[26]发展的配体14在0 ℃下得到高ee值(Eq. 10).Feng[27]报道的新型的N,N'-二氧化Ti配合物15在使用对甲基苯甲酸做添加剂的条件下, 可得到相当好的结果(Eq. 11).此外还有Rowland[28]发展了含亚砜基团的配体的钛配合物, 对一系列底物的硅氰化反应得到了中等的对映选择性.2.1.2 其它金属配合物2.1.2.1 钒配合物Belokon和North[29]发展了用于芳香醛和脂肪醛底物的硅氰化反应的钒配合物催化剂16, 在室温下可得到ee值高达95%的产物(Eq. 12). 在钒配合物反应体系中, 可以使用KCN, 在氰供体的改进方面是很大的成功.Khan[30]成功地制备了聚合物固定化的salen型配体的钒配合物催化剂17, 取得了很好的反应结果, 且催化剂易于回收和再利用(Eq. 13).2.1.2.2 铝配合物Iovel[31]用pybox 18和AlCl3作催化剂, 在0~10 ℃下对醛进行硅氰化反应, 得到高ee值的产物(Eq. 14).通过使用BINOL衍生物双官能团配体的铝配合物19, Shibasaki[32]开辟了铝催化剂的新领域(Eq. 15). 在最佳反应条件下芳香醛和脂肪醛都能得到高ee值的产物.1162有机化学V ol. 28, 2008Shibasaki[33]还发展了铝配合物20催化的反应, 产物ee值高达98%, 而且不需要添加剂(Eq. 16).以Shibasaki的成果为基础, Saa等[34]设计了使用配体21的, 易于循环使用的铝催化剂, 其特点是可将氰基甲酸甲酯高对映选择性加成到醛上(Eq. 17).由于上述的这些发展, 铝成为钛之后第二种被广泛研究的用于醛的氢氰化和硅氰化反应的Lewis酸催化剂.除了上述的金属配合物, 其它金属催化剂, 如Kobayashi[35]研究的Sn(II)催化剂; Corey[36]研究的镁催化剂及其添加剂; Abiko和Wang[37]研究的Y催化剂以及Qian小组和Greeves小组[38]研究的La催化剂, Vale小组[39]研究的Eu催化剂和添加剂, Aspinall小组[40]的Yb 催化剂等也能得到很好的反应结果.2.2 用于酮的立体选择性氢氰化和硅氰化反应的催化剂相对于醛, 酮的立体选择性氢氰化和硅氰化反映的研究起步较晚, 难度也较高. 第一种用于酮的对映选择性硅氰化反应的催化剂是Chio[41] 1997年发展的钛催化剂. 2000年, Shibasaki[42]得到了第一种用于酮类底物的对映选择性硅氰化反应的真正广谱的催化体系: 22+Ti(OPr-i)4 (Eq. 18).Feng[43]研制了用商业上易得的配体23制备的Lewis酸与手性路易斯碱24添加剂相结合的催化体系, 得到了较高的ee值(Eq. 19).另一个由Feng[44]报道的配体25的Ti配合物与添加剂26共用, 对一系列甲基酮底物取得相当好的催化效果(Eq. 20).通过研究镧系催化剂, Feng和Jiang[45]发现无论是芳香酮或脂肪酮, 27和钆的配合物都能得到很好的结果. 值得注意的是, 运用钆催化体系, 所得到的立体化学结果与钛刚好相反(Eq. 21).Corey[46]设计的手性氧氮硼杂环类催化剂28, 对甲No. 7 周辉等:α-氰醇立体选择性合成新进展1163基酮类底物的对映选择性硅氰化反应取得了很好的反应结果(Eq. 22).还有许多Lewis酸类催化剂也被用于酮类底物的对映选择性硅氰化反应, 并取得了很好的结果. 如Kim的salen类配体Mn配合物[47]和Al配合物[48]等.Snapper[49]发展了一种肽络合的铝配合物29, 对芳香酮和脂肪酮底物都有效(Eq. 23).3 不含金属的有机小分子催化剂除了金属配体催化剂以外, 近来报道的不含金属的有机小分子催化剂催化的立体选择性氢氰化和硅氰化反应异军突起, 有很大的发展空间, 为本领域开辟了新Piarulli[50]设计了硫脲类催化剂30, 31, 将其应用于醛的不对称硅氰化反应(Eq. 24).Jacobson[51]尝试了使用硫脲类催化剂32, 33, 对苯乙酮进行不对称硅氰化反应, 取得了相当高的ee值(Eq.25).Feng[52]报道了手性氨基酸碱金属盐34~39催化的苯乙酮的不对称硅氰化反应, ee值可高达94%, 这类催化剂可以说是迄今为止最易得的不对称硅氰化反应的催化剂了(Eq. 26).Deng和Tian[53]报道了用不同的金鸡纳生物碱(40, 41)对酮的氰基甲酸乙酯的加成反应进行催化, 得到出色的效果. 此体系适用于脂肪酮, 环酮和空间位阻大的酮, 最大特点是用其他的氰供体代替了通常使用的TMSCN (Eq. 27).4 生物催化的立体选择性氢氰化反应某些天然产物中存在手性α-氰醇单元, 它们以糖苷的形式[54]广泛存在于高等植物如木薯、高粱和蔷薇科植物中, 此外在蕨类植物、细菌、真菌和昆虫中也有发现.1164有机化学V ol. 28, 2008氰苷在生物体内酶催化作用下的产氰代谢途径[55] 为: 首先, 氰苷在β-糖苷酶催化下水解产生碳水化合物和α-氰醇, 然后, α-氰醇在体内的羟腈裂解酶(Hydroxynitrile lyase, 简称HNL, 又名Oxynitrilase)催化下进一步分解为羰基化合物和HCN. 这是一个可逆的催化过程. 因此利用最后一步反应的逆反应, 可以合成手性α-氰醇.底物醛或酮与酶的氨基酸残基相结合, 其某一侧被遮蔽, 使HCN只可从另一侧进攻羰基, 从而立体选择性地得到某一种手性产物.从不同酶源分离纯化得到的各种羟腈裂解酶(HNL)可分为两大类: FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)依赖型HNL 和FAD非依赖型HNL, 其中FAD起到辅酶的作用. 实际上, 只有蔷薇科植物含有此种辅酶. 这种辅酶不直接参与催化, 但起着稳定结构的作用. 羟腈裂解酶的催化机理还没有完全阐明, 但以下解释最为可能: 醛或酮形成半缩醛或半缩酮, 然后羰基氧被酶Ser和Thr残基催化活化, 接着被由His残基催化脱质子的HCN进攻, 从而实现反应[56].设想的酶催化不对称合成α-氰醇的反应过程如Scheme 6.Scheme 64.1 醛的酶催化对映选择性氢氰化反应早在1908年, Rosenthaler[57]就发现了用苦杏仁HNL 催化HCN和苯甲醛加成制备扁桃腈的反应, 这是酶控制的不对称合成α-氰醇的最早例子. 五十多年后, Pfeil[58]重拾了这个思想, 他从苦杏仁中分离纯化并鉴定了(R)-HNL, 把该反应发展为一个更普遍的方法. 除了接受天然的底物苯甲醛外, 也能用于其它芳香醛, 以及各种饱和的和不饱和的脂肪醛、杂芳醛等, 生成相应的(R)-氰醇. 对苯甲醛, 获得了当时很难获得的高达86%的ee值. 遗憾的是, 因为反应是在水相缓冲液中进行的, 对大多数醛, 光学产率很低.在以后的二十多年中, 提高产物对映纯度的努力均未获成功. 这主要是因为HCN对醛的自发的非酶促化学加成与酶催化反应竞争, 导致外消旋产物的生成, 因此产物的ee值下降(Scheme 7).Scheme 71987年, Effenberger[59]受Klibanov 非水相中进行酶反应的结果所启发, 重新在有机溶剂中对该反应进行研究, 取得了突破性进展. 他用含纯化(R)-HNL固定化酶的水缓冲相与含底物的有机溶液组成了两相反应体系, 通过pH值的控制(pH 5.5以下), 使得HCN 对醛的自发的非酶加成被抑制, 对大多数底物醛, 即使反应活性较低的醛, 也取得了很高ee值的α-氰醇.Effenberger的两相反应体系的优点是可通过较短时间的反应获得较高ee值的产物; 缺点是必须使用纯化的HNL及特定的固定化载体, 酶成本高, 稳定性下降, 易损失或失活; 同时需要调控两相混合和水相的pH值, 操作不便.No. 7 周辉等:α-氰醇立体选择性合成新进展11651997年, Lin[60]发现在4~30 ℃下, 在水饱和的异丙醚溶液中, 水含量约9%的杏仁粉(微水相酶反应体系)有很好的催化活性. 这是由于微水相酶反应体系维持了酶催化反应所必需的水分, 酶分子处在与植物体内类似的微环境中, 催化分散于有机溶剂中的底物的氢氰化反应, 产生的α-氰醇从催化剂表面返回有机溶剂中.在微水相酶反应体系中, 有机相只作为底物和反应物的存储仓库, 酶源粉相当于精致的高性能转化器, 反应体系中不存在宏观水相, 底物很容易被酶源粉吸附, 经酶转化为产物. 其催化反应性能与介质中的水分含量没有多大关系, 而仅依赖于酶源粉的自然保湿性. 这一体系的建立为酶法合成手性α-氰醇的研究提供了一条新的思路和方法; 为工业规模酶源粉的制备, 高稳定性高活性酶粉的回收与重复利用奠定了基础.运用此体系, Lin[61]首次立体选择性合成了(R)-氟代扁桃腈(Eq. 28).Entry F n Time/ht/℃Yield/%ee/%1 4-Fluoro 24 20 90 94.22 2-Fluoro 24 20 96 843 3,4-Difluoro 24 28 71 84.34 2,3-Difluoro 24 20 92 46.15 2,6-Difluoro 24 12 70 41.06 3,4,5-Trifluoro 48 12 37 07 Pentafluoro 24 12 90 0从上述反应结果可以看出, 苯环上氟原子的数目和取代位置对产物ee值有直接影响, 氟原子数目的增加导致产率和ee值的明显下降. 另外, 邻位取代相对于其它位置会引起ee值更显著的降低. 这是由于作为一种强吸电子基, 氟令底物羰基碳的亲电性增强, 这使得与酶催化反应竞争的非酶反应变得容易; 而且, 氟的取代也使产物氰醇的α氢原子的酸性增强, 这使酶促产物的消旋化变得容易. 以上两个原因使得反应的立体选择性降低.杂环类α-氰醇因为可用作许多生物活性物质的合成砌块, 从而具有相当的重要性. 对以下的对映选择性氢氰化产物, 微水相酶反应体系给出了与传统方法相似或更好的结果(Scheme 8)[62].杂芳基甲醛的对映选择性氢氰化反应中, 含氮杂环的反应效果通常较差; 由于空间位阻的原因, 取代基的导入通常会使反应的产率和ee值下降; 给电子基团会Scheme 8降低羰基的活性, 使得产率降低; 强吸电子基团如硝基的存在, 使得产物活性加强, 在微水相酶反应体系的弱酸性条件下很快分解, 得到焦炭状物质; 较弱的吸电子基团, 如乙酰基和氰基, 由于适当降低了杂环上的电荷密度, 对醛C=O的反应性起了一定的活化作用, 从而使反应得到中等的产率和ee值.在微水相酶反应体系的基础上, Lin[62]还设计了杏仁酶微水相酶反应体系的柱流动相反应装置, 以15 g脱脂杏仁粉将2 mol苯甲醛高立体选择性高产率地转化为(R)-扁桃腈. 经过几次反应循环, 产率和对映选择性都未降低, 该反应体系也适用于其它底物, 这为光学纯α-氰醇的规模化制备提供了一条新路.4.2 酮的酶催化对映选择性氢氰化反应在酮类底物方面, 运用(R)-HNL, 在柠檬酸缓冲液中, Effenberg和Heid[63a]以95%~98%的ee值和40%~94%的产率对四个甲基酮进行了对映选择性氢氰化; 在异丙醚中, 用相同的(R)-HNL对乙基酮底物的反应得到了7%~33%的产率和66%~90%的ee值. Kiljun和Kanerva[63]也得到类似的结果. 此结果体现了(R)-HNL 有限的底物容耐性. 迄今为止唯一一个成功运用的复杂酮底物是二环[3.2.0]庚-2-烯-6-酮, 在(R)-HNL催化下, 它与丙酮氰醇反应5 d, 以26%的产率得到相应的对映纯氰醇(Eq. 29).除了杏仁羟腈裂解酶, 人们还研究了其他的植物酶源. 亚麻子中的(R)-HNL对取代基较小的酮类底物, 如2-丁酮和2-戊酮有很好的催化活性, 能以高产率和90%以上的ee值得到相应的产物. Kiljun和Kanerva测试了1166有机化学V ol. 28, 2008由苹果、杏、樱桃和棕榈中得到的(R)-HNL, 发现相对杏仁(R)-HNL, 苹果中的(R)-HNL对空间位阻大的底物有着更高的活性. 而且, 它对甲基酮底物的反应结果也比杏仁(R)-HNL高出3%~5%的ee值. 另外, 桃的(R)-HNL表现出与杏仁(R)-HNL类似的催化特性, 而枇杷的(R)-HNL的底物容耐性, 反应活性都不如杏仁(R)-HNL.4.3 (S)-羟腈裂解酶催化对映选择性氢氰化反应(S)-氰醇裂解酶不如(R)-羟腈裂解酶那样广泛存在于自然界. 但在最近十几年中, 对它催化的对映选择性氢氰化反应的研究也取得了一些进展.Kiljun和Kanerva[64]从S. bicolour中提取了(S)-羟腈裂解酶, 以苯甲醛为底物, 丙酮氰醇为氰供体, 反应10 d后以91%的产率和90%的ee值得到(S)-扁桃腈. 此(S)-HNL对一系列芳香醛底物都取得了高转化率和高ee 值(90%), 但芳环上的对位的大取代基会使反应结果变差.第二种(S)-氰醇裂解酶是Effenberg[65]从木薯中得到的. 用它催化了15种醛类底物(芳醛、脂肪醛、α,β-不饱和醛), 除丙烯醛产物的ee值较低(56%)外, 其它产物的ee值都高于85%. 最佳反应条件是将木薯(S)-HNL固定于硝基纤维素, 以HCN为氰供体, 异丙醚为溶剂. 对甲基酮类底物, 这种固定化的(S)-HNL表现出较狭的底物谱, 只有4-甲基-戊-2-酮得到了较好的反应结果(61%产率, 91% ee值).第三种(S)-氰醇裂解酶来自橡胶树. Griengl[66]以丙酮氰醇为氰供体, 脂肪醛底物的反应产物的ee值为67%~85%. α,β-不饱和脂肪醛为底物时, ee值达到80%~95%. 当在0 ℃下, 以pH=4的柠檬酸盐缓冲液为反应介质, KCN为氰供体时, 肉桂醛、芳香醛和杂芳香醛底物都得到很好的反应结果, ee值高于90%.Roberge[67]从亚麻中得到了(S)-HNL, 以pH=4的柠檬酸盐缓冲液为反应介质, TMSCN为氰供体, 在20 ℃下尝试对一系列的芳酮和含芳基取代基的脂肪酮进行硅氰化反应, 发现其对1-芳基-1-丙酮类底物和含芳基取代基的脂肪酮类底物有着较好的催化活性(前者ee值可高达90%, 后者ee值可高达95%).5 小结近几十年来, 对映选择性氢氰化和硅氰化反应的研究有了很大的进展. 其发展主要集中于金属配合物催化和生物催化两个领域. 金属配合物催化的硅氰化反应由于发展了一大批高效的手性催化剂, 已经成为制备对映纯α-氰醇的主要方法. 最为成熟. 研究最为详尽的是Ti 配合物催化体系. 其中经过Belokon和North的研究, Ti 与C2对称的Schiff碱的配合物的催化体系不仅取得了很好的催化结果, 而且催化剂的结构和催化机理都被确定, 为以后的研究打下了很好的基础. 其它的各类催化剂, 特别是近来发展的双官能团配体催化体系, 在各类底物上都取得了令人感兴趣的结果. 另外, 近几年来异军突起的不含金属的有机小分子催化剂取得了很大进展. 其中Feng的研究发现了迄今为止最易得的高效不对称硅氰化反应的催化剂, 为此类反应今后的大规模应用创造了很好的条件.近几年生物催化的研究随着传统的杏仁(R)-HNL的应用方法上的发展, 各种新酶源, 特别是(S)-氰醇裂解酶源的开发, 也取得了可观的成就, 可以与化学催化方法互为补充. 介于金属配合物催化剂和生物催化剂之间的有机小分子催化剂是最近受到重视的新领域, 在不对称氢氰化和硅氰化反应中已经有了良好的开端, 具有很大的发展空间.但是, α-氰醇的对映选择性合成还存在一些问题需要解决: (1)反应使用的氰供体都是高毒性的化合物, 而且其挥发性越高, 操作的安全问题就越大. 今后应开发使用低挥发性氰供体如KCN或NaCN的反应体系. 在工业规模制备中, 这一点尤其重要. (2)目前使用的催化剂, 尤其是生物催化剂, 对底物的适用范围尚有局限性. 为了合成结构复杂的对映纯α-氰醇, 还需要发展新的催化剂或制备途径.References1 (a) Zandbergen, P.; Brussee, J.; van der Gen, A.; Kruse, C.G. Tetrahedron: Asymmetry 1992, 3, 769.(b) Hayashi, M.; Yoshiga, T.; Nakatani, K.; Ono, K.; Oguni,N. Tetrahedron1994, 50, 2821.(c) Effenberger, F.; Gutterer, B.; Syed, J. Tetrahedron:Asymmetry 1995, 6, 2933.(d) Effenberger, F.; Gutterer, B.; Jager, J. Tetrahedron:Asymmetry 1997, 8, 459.(e) Hulsbos, E.; Marcus, J.; Brussee, J.; van der Gen, A.Tetrahedron: Asymmetry 1997, 8, 1061.(f) Syed, J.; Forster, S.; Effenberger, F. Tetrahedron: Asym-metry 1998, 9, 805.2 (a) Yabu, K.; Masumoto, S.; Yamasaki, S.; Hamashima, Y.;Kanai, M.; Du, W.; Curran, D. P.; Shibasaki, M. J. Am.Chem. Soc. 2001, 123, 9908.(b) Lin, G..-Q.; Lu, W.-Y.; Chen, P.-R. CN 1743309,2006[Chem. Abstr.2006, 145, 103431I].(c) Masumoto, S.; Suzuki, M.; Kanai, M.; Shibasaki, M.Tetrahedron Lett. 2002, 43, 8647.(d) Arlt, D.; Jautelat, M.; Lantzsch, R. Angew. 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V.; Maleev, V.;Moscalenko, M. A.; Yashkina, L. V.; Ikonnikov, N. S.;V oskoboev, N. V.; Khrustalev, V. N.; North, M. Helv. Chim.Acta2002, 85, 3301.18 Chen, C.; Lee, P.-T. Tetrahedron: Asymmetry 2005, 16,2704.19 (a) Hwang, C.-D.; Hwang, D.-R.; Uang, B.-J. J. Org. Chem.1998, 63, 6762.(b) Chang, C.-W.; Yang, C.-T.; Huang, C.-D.; Uang, B.-J.Chem. Commun. 2002, 54.20 Reetz, M. T.; Kyung, S.-H.; Bolm, C.; Zierke, T. Chem. Ind.1986, 824.21 Mori, M.; Imma, H.; Nakai, T. Tetrahedron Lett. 1997, 38,6229.22 Sellner, H.; Faber, C.; Rheiner, P. B.; Seebach, D. Chem.Eur. J. 2000, 6, 3692.23 Belokon, Y. N.; Chusov, D.; Borkin, D. A.; Yashkina, B. L.;Dmitriev, A. V.; Katayev, D.; North, M. Tetrahedron: Asymmetry 2006, 17, 2328.24 (a) Bolm, C.; Muller, P. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 1625.(b) Bolm, C.; Muller, P.; Harms, K. Acta Chem. Scand.1996, 50, 305.25 Brunel, J.-M.; Legrand, O.; Buono, G. 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TetrahedronLett. 2006, 47, 4011.45 Shen, Y.; Feng, X.; Zhang, G.; Jiang, Y. Synlett2002, 1353.46 Ryu, D. H.; Corey, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5384.47 Kim, S. S.; Lee, S. H.; Kwak, J. M. Tetrahedron: Asymmetry2006, 17, 1165.48 Kim, S. S.; Kwak, J. M. Tetrahedron 2006, 62, 49.49 Deng, H.; Isler, M. P.; Snapper, M. L.; Hoveyda, A. H.Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 1009.50 Steele, R. M.; Monti, C.; Gennari, C.; Piarulli, U.; Andreoli,F.; Vanthuyne, N.; Roussel, C. Tetrahedron: Asymmetry2006, 17, 999.51 Fuerst, D. E.; Jacobson, E. N. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127,8964.52 Liu, X.; Qin, B.; Zhou, X.; He, B.; Feng, X. J. Am. Chem.Soc. 2005, 127, 1222453 (a) Tian, S.-K.; Deng, L. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123,6195.(b) Tian, S.-K.; Hong, R.; Deng, L. J. Am. Chem. Soc. 2003,125, 9900.54 Wajant, H.; Effenberger, F. Biol. Chem. 1996, 377, 611.55 Kuroki, G. W.; Poulton, J. E. Arch. Biochem. 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氰醇合成催化剂研究获得重大突破

用 于人造 板材类 的生 产 。
光 学活性 氰醇被 广泛应 用 于合成 重要 生 理 活 性化合 物 , 如化学制药和农药合成 。 合成 中所用 的催 化剂种类数以百计 。 但都存 在效率和选择性较低 、 催
氰 醇 合 成催 化 剂 研 究 获 得 重 大 突破
中 国科 学 院上 海有 机化学 研究所 金 属有 机 化 学 国家 重点 实验室 的研究 人员 。基 于双 金属 协 同
云 峰新材 与 中 国林 科 院木材 工业 研 究所 共 同
创建 了联 合实 验室 .与 南京林 业 大学 联 合建 立 了
应精馏 隔壁塔流 程 中 , 与常规 反应 精馏 流程 相 比 ,
省去 了两个 隔壁 塔 、 一个 冷凝 器 与两个再 沸 器 , 因 此可有 效 降低能 耗和设 备投 资 。产 品中碳 酸二 乙 酯质量 分数 达到 9 . 95%.碳 酸二 甲酯转化 率达 到 9 9%, 择 性达 到 9 选 9%, 能 耗则 比常 规 反 应 精 而
技术 中心也 在上 海建 成 。
巴斯夫 的 目标 是 在 2 0 0 9到 2 2 0 0年期 间 , 每 年 以平 均 高 于 市 场 两 个 百 分 点 的速 度 增 长 , 到 22 0 0年 实现 亚太 区销售 额 翻番 , 实 现 7 并 0%的销 售额来 自于本地 化生产 。
住 承接 东部发 达地 区产 业转 移 的契 机 , 2 1 在 0 0年 建设 硝基 产业 园项 目。园 区的整 体 规划 工作 目前
全 球 化 工 巨头 巴斯 夫 拟 在 沪
建成 亚 太 区研 发 集 聚 地
近 1 3.全 球化工 巨头 巴斯 夫集 团发 布 大 中华 区 20 0 9年年度 简报 。 简报称 , 司计划 于 2 0 公 0 9年
微波促进立体选择性合成烯丙酸酯类高碳糖衍生物

De —l r is d 反应 、 t 反应 、 lA e Wi g t i 醇醛缩合反应以及糖基碳正离子和碳负离子反应等, 都已成功用于高碳 糖衍生物的合成 “ . J 在高碳糖衍生物的合成 中, 立体选择性地构建 c —c键是有效控制高碳糖立体 构型 的关键 , tg Wii反应 因具有 双键 位置专 一 、构型可 控等 特点 而得到广 泛应 用 J 用这 一反 应 , t .利
王 玮 , 李小六 , 李 锐 张平竹 陈 华 , ,
( .河北省化学生物学重点实验室 , 1 河北大学化学与环境科学学院, 定ห้องสมุดไป่ตู้0 10 ; 保 7 02
2 北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室 , . 北京 10 9 ) 0 1 1
摘要 在微波促进下 , 利用酮糖 ( ) 1 及糖酸 内酯 ( ) 4 与叶立德 ( , hP= C C O t 的 Wii 2 P = H O E) = tg反应 ,立体选 t
收稿 日期 : 0 10 -8 2 1-80 . 基金项 目:国家 自然科学基金( 批准号 : 0 70 7 2 9 2 3 ) 2 6 22 , 0 7 09 、国家“ 九七三 ” 计划前期专 项( 准号 : 00 B 39 3 和北 京大学 批 2 1 C 54 1 ) 天然药物及仿生药物国家重点 实验室开放课题基金 ( 批准号 : 08 2 5 资助. 20 0 0 ) 联 系人简介 :李小六 ,男 , 博士 , 教授 , 博士生导师 , 主要从事糖类衍生物的设计 、 合成及生物活性研究 .Em i:i@h u eu Cl —al ll b .d .l x r
Vo _ 3 l3 21 02年 5月
高 等 学 校 化 学 学 报
CHEMI CAL J OURNAL OF CHI NES UNI RS 耵ES E VE I
乙腈合成工艺研究进展
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乙腈合成工艺研究进展左满宏;张礼树;高超;刘恩莉;徐敏燕【摘要】乙腈不但是优良的溶剂,还是非常重要的精细化工有机中间体,并广泛用于极性非质子溶剂.乙腈主要是通过丙烯氨氧化来获得粗乙腈,再对粗乙腈进行分离、提纯精制而成.从现有合成乙腈工艺进行综述,分析各种工艺特点和不足之处,认为乙醇氨化脱氢工艺最有可能实现工业化,并建设独立商业运行的精细化工装置.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】5页(P26-30)【关键词】有机化学工程;乙腈;合成工艺;乙醇【作者】左满宏;张礼树;高超;刘恩莉;徐敏燕【作者单位】西安元创化工科技有限公司,陕西西安710061;四川天一科技股份有限公司,四川成都610225;西安元创化工科技有限公司,陕西西安710061;西安元创化工科技有限公司,陕西西安710061;西安元创化工科技有限公司,陕西西安710061【正文语种】中文【中图分类】TQ226.61;O623.76乙腈是一种有机腈,最明显的功用就是做溶剂,包括合成纤维的溶剂、一些特殊涂料的溶剂、除去焦油和酚等物质的溶剂、抽提丁二烯的溶剂、从动植物油中抽提脂肪酸的溶剂、制造维生素B1溶剂、氨基酸的活性介质溶剂、可代替氯化溶剂、丙烯腈合成纤维的溶剂。
在合成橡胶工业中做C4馏分的抽提剂、丁二烯和脂肪酸的萃取剂、酒精变性剂。
在纺织染色、乙烯基涂料、亮化工程、香料制造和感光材料制造中也有许多用途。
乙腈是制备乙胺、乙酸和原乙酸酯的原料,是生产二氯菊酸甲酯和2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯基-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯的中间体,并可用于磺酰脲类除草剂中间体嘧啶衍生物的原料,在医药工业可用于制造维生素B1和合成维生素A。
用作色谱分析标准物质、溶剂及气相色谱固定液,尤其是高端色谱纯乙腈具有很好的应用前景。
乙腈主要是通过丙烯氨氧化来获得粗乙腈,再对粗乙腈进行分离、提纯精制而成,国内主要由中国石油和中国石化下属的企业生产。
丙酮氰醇生产过程中对催化剂的选择

丙酮氰醇生产过程中对催化剂的选择【摘要】丙酮氰醇生产过程中对催化剂的选择,是决定产量纯度的关键,也影响生产对环境的影响,因此,从丙酮氰醇装置工艺要求,依据丙酮氰醇装置反应原理和反应方程,对丙酮氰醇装置的催化剂进行了选择,生产证明,采用有机碱催化剂生产丙酮氰醇的技术流程,对产率的提高和环境保护都有优势。
【关键词】丙酮氰醇;催化剂选择;工艺要求根据国际纯粹化学和应用化学联合会(IUPAC)1981年的定义:催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。
催化剂在化学反应中引起的作用叫催化作用。
催化剂在工业上也称为触媒。
催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化;它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样,具有高度的选择性(或专一性)。
一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用,例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用,加快化学反应速率,但对其他的化学反应就不一定有催化作用。
某些化学反应并非只有唯一的催化剂,例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等。
在大庆炼化公司丙酮氰醇的生产过程中,其装置主要由反应部分是利用丙烯腈车间的副产品氢氰酸和外购丙酮为原料,在碱性催化剂氢氧化钠的作用下进行缩合反应制取纯度为93%的粗丙酮氰醇,再经精制塔提纯后可得到98%的精丙酮氰醇。
显然,碱性催化剂氢氧化钠对丙酮氰醇的反应过程有重要的意义。
1.丙酮氰醇装置工艺要求1.1丙酮氰醇装置反应原理和反应方程式丙酮氰醇为热敏性物质,在碱性、高温,或者停留时间过长的条件下都易产生分解,尤其是高纯度丙酮氰醇分解速度更快。
因此在丙酮氰醇提纯技术上,采用真空精馏的方法,目的是降低精制塔釜温度,减少丙酮氰醇在高温下的分解,同时还采用了一次通过式再沸器加热方法,缩短丙酮氰醇在高温区的停留时间。
丙酮、氢氰酸和少量H2O从精制塔塔顶蒸出,在塔底得到纯度大于97%的精丙酮氰醇产品。
羰基的加成反应是典型的亲核加成反应,并在有机合成上得到广泛应用。
211083997_微生物转化植物甾醇产9-羟基-雄烯二酮无油工艺研究
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学研究创新微生物转化植物甾醇产9-羟基-雄烯二酮无油工艺研究于欢李悦江胜(河北达瑞生物科技股份有限公司(河北省甾类医药中间体技术创新中心)河北保定071000)摘 要:9-羟基-雄烯二酮(9a-OH-AD)是一种重要的甾体药物中间体,能够合成多种皮质类甾体激素药物。
本文以公司保藏的分枝杆菌Mycobacterium sp.DR01为出发菌株,通过紫外和亚硝基胍复合诱变,筛选得到一株突变菌株Mycobacterium sp.DR11,然后以植物甾醇为底物,以9a-OH-AD产量为衡量指标,通过对培养基、转化条件等参数进行优化,以及15L发酵罐小试和100L发酵罐中试放大试验,实现了20t发酵罐在植物甾醇投料量6%情况下转化96h,底物转化率达95%以上的无油化工业生产水平。
关键词:微生物转化植物甾醇9-羟基-雄烯二酮无油工艺中图分类号:Q938文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)09(b)-0050-04 Study on Oil-Free Technology of Microbial Transformation ofPlant Sterols to Produce 9a-OH-ADYU Huan LI Yue JIANG Sheng(Hebei Darui Biotechnology Co., Ltd (Hebei Zailei Pharmaceutical Intermediate Technology InnovationCenter), Baoding, Hebei Province, 071000 China)Abstract: 9a-OH-AD is an important steroid drug intermediate, which can synthesize a variety of corticosteroid drugs. In this study, Mycobacterium sp.DR01 preserved by the company was taken as the original strain, through UV and nitrosoguanidine compound mutagenesis, a mutant strain Mycobacterium sp.DR11 was screened, then plant sterols are used as substrates, taking the output of 9a-OH-AD as the measurement index, through the optimizationof culture medium, transformation conditions and other parameters, as well as the small-scale test of 15L fermentor and the pilot scale test of 100L fermentor, the 20t fermentation tank is realized under the condition that the feeding amount of phytosterol is 6%, conversion 96h, the production level of oil-free chemical industry with substrate con-version rate of more than 95%.Key Words: Microbial transformation; Phytosterol; 9a-OH-AD; Oil-free process随着临床对甾体药物需求的不断增加,促进了甾体药物工业化生产的发展,取得了显著的经济效益和社会效益。
【有机】JACS:无氰参与的烯烃立体选择性氢氰化反应

【有机】JACS:⽆氰参与的烯烃⽴体选择性氢氰化反应氰基化合物⼴泛存在于药物、⼆级代谢产物及聚合物中,同时,氰基还可以转化为其他官能团(氮杂环、羰基化合物、胺等),是⼀种重要的官能团前体。
现已开发出很多⽅法来合成此类化合物,其中通过过渡⾦属催化的烯烃氢氰化反应来合成烷基腈⽆疑是⼀种更加直接的⽅法。
在⼯业上,⼈们采⽤百万吨级的烯烃氢氰化反应来制备氰基化合物来作为聚合物的前体,但是这些⽅法均采⽤氢氰酸作为氰基的来源,⽽且⼤多产⽣消旋的氢氰化产物。
虽然后期研究针对反应条件有⼀些改进,但是此类反应的不对称版本却进展缓慢。
在传统⽅法中,不对称烯烃氢氰化反应是通过过渡⾦属/⼿性配体催化氢氰酸与烯烃反应,这些⽅法不仅有安全性问题,⽽且底物仅限于有芳基取代的烯烃,配体也不是商业可得的配体。
2019年,Zhang和Lv课题组报道了Rh催化的不对称级联烯烃氢氰化反应。
其他获得⼿性氰基的⽅法包括:C-H氰化、氰基化合物的α-芳基化反应、硅烯酮亚胺的对映选择性质⼦化等。
最近,美国⿇省理⼯学院的Stephen L. Buchwald课题组在实验室前期氢官能团化反应研究的基础上,采⽤Pd/CuH催化过程,以恶唑杂环为氰基替代前体,经后续[4+2]/逆[4+2]过程合成了⼀系列⼿性氰基化合物。
相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.上(DOI: 10.1021/jacs.9b10875)。
(来源:J. Am. Chem. Soc.)作者设想的反应过程如下(Figure 1):⾸先Cu(I) 在膦配体及硅烷存在下,产⽣CuH活性物种,其随后与烯烃发⽣氢铜化过程产⽣烷基铜中间体Ⅱ;另⼀⽅⾯,Pd对2-卤代恶唑杂环进⾏氧化加成,⽣成氧化加成中间体Ⅳ;然后烷基铜中间体Ⅱ对中间体Ⅳ发⽣⽴体保持的转⾦属化反应,⽣成烷基Pd中间体Ⅴ;最后Ⅴ经还原消除得到杂环产物4。
其随后经[4+2]/逆[4+2]过程得到最终产物3。
⾸先作者采⽤苯⼄烯1a及恶唑环2为模板底物进⾏条件优化(Table 1)。
醇腈酶催化合成手性氰醇的研究进展
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近 年来 . 于手性 氰醇 的 H 关 NL催 化合 成研 究 呈 上 升趋 势 。 文着 重从 HN 本 L催 化合 成 手性氰 醇 的立
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收 稿 日期 :0 7 1 — 9 修 回 日期 :0 7 l- 8 20 — 0 1 ; 2 0 一 l0
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性 药物 合 成 中的 应 用作 了介 绍 。 关键 词 醇 腈酶 ; 性 氰 醇 ; 对 称 合 成 手 不 中 图 分 类 号 T 2 66 Q2. 2 文献标识码 A 文章 编 号 1 0 —8 92 0 )60 5 -5 0 6 6 2 ( 0 70 —0 50
酶催化合成手性氰醇的研究进展
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酶催化合成手性氰醇的研究进展杜刚【摘要】Chiral cyanohydrins for the synthesis of optically active compounds which are versatile bifunctional building blocks for agro-and pharmaceutical intermediates,are proving increasingly interesting.In this review,the utilities of different kinds of processes in the field of pharmaceutical chemistry have been reported.The hydroxyni-trile lyases source,the reaction conditions and the application of chiral cyanohydrins were described.%手性氰醇是一类重要的手性药物与农药中间体,并能够转化成具有不同官能团的光学活性中间体,在手性药物的合成中具有极其重要的地位。
本文从氰醇醛缩酶的来源、酶催化合成手性氰醇的条件因素等几个方面系统介绍了手性氰醇的酶催化合成研究进展以及手性氰醇的应用。
【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】3页(P41-43)【关键词】醇腈酶;氰醇;药物中间体【作者】杜刚【作者单位】陕西国防工业职业技术学院化学化工学院,陕西西安 710302【正文语种】中文【中图分类】TQ612.9手性化合物由于其独特的性能,在医药、农药、化工等领域具有巨大的经济价值,引起了化学家和生物学家的极大关注。
但是手性化合物的制备技术还不尽成熟,手性中间体的研究与开发是急待解决的重大课题。
手性氰醇是一类重要的手性药物中间体,同时由于其很容易转化为氨基醇、羟基酸、羟基酮等具有光学活性产物,进而能够得到更多的有价值的光学活性化台物,例如合成抗癌药喜树碱、抗菌药甲砜霉素、杀虫剂溴氰菊酯等手性药物与农药等。
氰醇的制备
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氰醇的制备一、氰醇的简介氰醇啊,这可是个挺有趣的东西呢。
它在化学领域里可是有自己独特的地位哦。
氰醇的分子结构就像是一个小小的化学世界,有着氰基和羟基这两个重要的部分。
它的存在形式和性质就取决于这两个基团的相互作用。
比如说,不同的氰醇可能在溶解性上就有很大的差别,有些可能比较容易溶解在有机溶剂里,有些就不是那么容易啦。
而且啊,氰醇在一些化学反应里还能起到很关键的作用,就像是一个小小的化学钥匙,能开启某些反应的大门呢。
二、氰醇的制备原料要制备氰醇,那可得先准备好原料。
首先就是醛或者酮啦,这就像是盖房子的砖头一样重要呢。
不同的醛或者酮会影响最后得到的氰醇的种类和性质哦。
然后就是氰化剂啦,常见的有氢氰酸或者氰化钠之类的。
不过呢,氢氰酸可是很危险的东西,使用的时候一定要特别小心,就像对待一个随时可能爆炸的小炸弹一样。
氰化钠也不是好惹的,也要严格按照安全规定来操作。
三、氰醇的制备方法1. 直接加成法这个方法就是让醛或者酮和氰化剂直接发生反应。
就像是把两种化学物质放在一个小盒子里,然后让它们自己结合起来一样。
不过呢,这个过程可不是那么简单的。
反应的条件很重要,比如温度啊,反应的容器啊之类的。
如果温度不合适,可能反应就进行得很慢,甚至根本不反应。
而且反应容器也要选择合适的材质,要是材质不对,可能会和反应物或者生成物发生反应,那就糟糕啦。
在这个反应里,还可以加入一些催化剂来加快反应的速度。
比如说一些碱类物质就可以作为催化剂。
就像是给这个反应加了一个小马达,让它跑得更快啦。
但是催化剂的用量也要控制好,要是加得太多了,可能会引起一些副反应,得到一些我们不想要的东西。
2. 间接加成法这种方法就稍微复杂一点啦。
它可能会先把醛或者酮进行一些预处理,然后再和氰化剂反应。
比如说先把醛或者酮和一些试剂反应,形成一个中间产物,然后这个中间产物再和氰化剂反应得到氰醇。
这个过程就像是走了一条弯路,但是有时候走弯路是为了更好地达到目的呢。
醇腈酶在不对称催化合成氰醇中的应用
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醇腈酶在不对称催化合成氰醇中的应用郭帅;黄龙江;滕大为【摘要】醇腈酶在化学合成中催化碳碳键的形成,其产物氰醇可以转化成多种重要的手性医药和农药中间体.从天然产物中可以提取能产生R和S两种构型氰醇的醇腈酶.通过基因重组和在微生物宿主体内过量表达,实现了醇腈酶的工业化生产.对醇腈酶作为催化剂用于不对称催化氢氰酸和羰基化合物反应生成氰醇类手性化合物的工业化应用进行了介绍.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2009(026)009【总页数】4页(P69-72)【关键词】醇腈酶;氰醇;生物催化剂【作者】郭帅;黄龙江;滕大为【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东,青岛,266042;青岛科技大学化工学院,山东,青岛,266042;青岛科技大学化工学院,山东,青岛,266042【正文语种】中文【中图分类】TQ920.1手性是自然界的普遍特征。
手性药物中间体在医药、农药等精细化工领域具有广阔的应用前景。
手性药物的研制和开发,是现代农药和制药业的发展趋势,也是农药、药物研究和开发中亟待解决的重大课题。
在不对称合成手性化合物的方法中,通过手性催化剂催化制备具有光学活性的产物,是国内外生物催化研究的热点[1,2]。
生物催化剂作为手性催化剂进行生物催化反应,具有反应条件温和、副反应少、光学纯度高及环境友好等优点。
醇腈酶作为一类重要的生物催化剂,具有良好的化学和区域选择性,依靠酶优良的立体专一性和选择性,可以合成具有光学活性的化合物[3],可用于催化氰醇化反应。
由于生物酶催化反应通常在温和的条件下进行,可以避免诸如消除反应、消旋化或异构化等副反应的发生[4]。
同时,酶催化反应的高度选择性也避免了许多必要的化学官能团保护,减少了合成步骤。
酶在不对称催化领域广泛应用的同时,也推动了微生物学的发展。
作者在此对醇腈酶在不对称催化合成氰醇中的应用进行综述。
1 醇腈酶的来源醇腈酶又称羟基腈裂解酶(HNLs, E.C.4.1.2.x),在有机体内用于分解氰醇,在有机体外用于催化氢氰酸和醛(酮)类化合物反应生成手性氰醇化合物。
合成芳腈化合物的工艺进展
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合成芳腈化合物的工艺进展
韩建荣;甄小丽;康汝洪
【期刊名称】《河北师范大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2000(24)4
【摘要】芳腈是有机合成中重要的化工原料 ,常用的合成方法有氧化还原法、消除法、取代法和加成法 .综述了合成芳腈化合物的各种方法近 1 0年来的最新进展及发展趋势 .采用新的合成工艺 ,反应时间短、操作简便 ,反应条件温和 ,产物易于分离 ,收率高 ,能够明显提高经济效益 .
【总页数】5页(P513-517)
【关键词】芳腈化合物;合成方法;合成工艺;氧化还原法;消除法;取代法;加成法;催化剂
【作者】韩建荣;甄小丽;康汝洪
【作者单位】河北师范大学化学系;河北科技大学基础部
【正文语种】中文
【中图分类】TQ246.7
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2008年第28卷有机化学V ol. 28, 2008第7期, 1157~1168 Chinese Journal of Organic Chemistry No. 7, 1157~1168* E-mail: prchen@Received July 2, 2007; revised September 24, 2007; accepted December 28, 2008.Scheme 1. TMS保护基可用酸处理脱落, 生成α-氰醇其它类1158有 机 化 学 V ol. 28, 2008型的氰供体还有丙酮氰醇和酰基氰等.Scheme 2醛: R 1=烷基或芳基, R 2=H; X =H(或碱金属), TMS 等; 酮: R 1, R 2=烷基或芳基对映纯α-氰醇由手性催化剂诱导氰基对潜手性醛或酮的不对称加成反应获得[3]. 手性催化剂包括金属配合物催化剂, 有机小分子催化剂和生物催化剂. 以下分别加以叙述.2 金属配合物催化的立体选择性氢氰化和硅氰化反应2.1 用于醛的立体选择性氢氰化反应和硅氰化反应的金属配合物2.1.1 钛配合物催化剂在用金属配合物催化立体选择性氢氰化和硅氰化反应的研究中, 迄今研究得最为广泛的是钛配合物催化剂.20世纪80年代末Narasaka [4]报道了钛-Taddol 催化的醛的对映选择性硅氰化反应. 这是第一个用于立体选择性制备α-氰醇的催化剂, 从而揭开了金属配合物催化对映选择性氢氰化和硅氰化反应研究的序幕. 2.1.1.1 酒石酸酯配体第一个应用于立体选择性硅氰化的催化量的钛催化体系是Oguni [5]建立的L -(+)-酒石酸二异丙酯-钛(IV)催化体系(Eq. 2). 在这个反应中, 必须使用添加剂(相对于钛的2倍物质的量的异丙醇)才能获得对映选择性好的产物.对含较复杂取代基的底物, 这个催化体系不能得到好的结果, 但它清楚证明了在硅氰化反应中运用Lewis酸催化剂能够得到高产率和高ee 值.2.1.1.2 C 1-对称的Schiff 碱和相应的配体:这类催化剂首先是由Inoue 和Oguni 小组[6~8]分别报道的.Inune [6]制备了一系列氨基酸衍生的肽类Schiff 碱的钛配合物. 当使用HCN 与芳香醛或脂肪醛反应时, 这些配合物显示出高催化活性. 但在用TMSCN 的反应中,立体选择性就很差(Eq. 3).在上述的肽类催化剂中, 各官能团对产物的影响如下: 氮端残基的性质影响产物的绝对构型; 碳端残基则影响对映选择性的程度; 酰胺的存在决定了催化剂的高效 性[7].Oguni [8]筛选了一系列用于催化醛与TMSCN 的不对称硅氰化的β-氨基醇的钛配合物(Eq. 4). 机理研究揭示反应的立体化学是由于氨基醇上的取代基遮蔽了活化的底物醛的一侧而导致的[9].其他小组[10]发展了与钛形成配合物催化剂的β-氨基醇衍生的Schiff 碱. 这些配体催化的反应的ee 值最高达到85%.根据Chio [11]报道, 运用Ti(OPr-i )4和手性2-氨基醇的磺酰胺生成的配合物(例如配体6)催化以TMSCN 为氰供体的醛的硅氰化反应, 得到了很好的结果(Eq. 5).No. 7 周辉等:α-氰醇立体选择性合成新进展11592.1.1.3 C2对称的Schiff碱和相应的配体1996年, Jiang等[12]研究了1,2-二苯基亚乙基二胺衍生的C2对称的Schiff碱7, 将其用于TMSCN对醛的加成(Eq. 6).几乎同时, Belokon和North[13]也研究了由对映纯1,2-二氨基环己烷和取代的水杨醛反应后得到的一系列配体, 发现3-叔丁基取代的配体具有最好的效果.在此基础上, 1997年, 他们[14]得到了高效配体8, 发现它的TiCl4配合物9是一个易于分离的晶体, 其结构能通过X-ray明确确定(Scheme 3). 这对于反应机理研究是极其重要的.机理研究[15]表明, 真正有效的催化剂是9与等物质的量的水反应所得的配合物10 (Scheme 4). 使用配合物10可实现硅氰化反应的低催化剂量(0.1 mol%)、室温和Scheme 3高速(反应时间少于1 h).Scheme 4在对配合物9的机理研究所揭示的催化循环体系中, 反应物醛与氰供体(TMSCN)被同时活化[16](Scheme 5).通过使用10作催化剂, Belokon和North[17]还建立了使用非挥发性氰供体(如KCN)的反应体系, 产物ee值高达93%. 这是在将反应体系工业化的研究中迈进的一大步.其它的由C2对称的Schiff碱衍生的钛配合物也在醛的硅氰化反应中表现出高催化活性, 例如Che[10b], Chen[18]和Uang [19]等小组的研究结果.大多数C2对称的Schiff碱体系需要低反应温度, 长反应时间和用TMSCN作为氰源. 与此相比, Belokon和North的工作是一个振奋人心的特例, 这使得他们的反应有可能成为大规模制备的一个选择. 但遗憾的是, 他们的体系不适用于缺电子芳香醛和脂肪醛.1160有 机 化 学 V ol. 28, 2008Scheme 52.1.1.4 BINOL 衍生的配合物Reetz 等[20]首先报道此类配合物的催化系统, 但催化剂的绝对构型未能确定.Nakai [21]报道的BINOL 衍生的配合物11催化的硅氰化反应在室温下进行(Eq. 7).近来, Seebach [22]通过运用聚合物联结的BINOL 类似物对这个反应进行了改进, 提高了产物ee 值, 并使得催化剂易于分离和重复使用.Belokon 和North [23]对BINOL 的结构进行了修饰, 将配体12的Ti 配合物用于硅氰化反应(Eq. 8).对一系列脂肪醛底物, BINOL 衍生的配合物系统能在相对较高的反应温度下可得到高ee 值产物. 2.1.1.5 双官能团Lewis 酸/Lewis 碱催化剂1999年初Buono [25]报道了双官能团Lewis 酸/Lewis碱催化剂13. 此类配体的钛配合物催化的硅氰化反应在室温下得到高达98%的ee 值(Eq. 9).No. 7 周辉等:α-氰醇立体选择性合成新进展1161Tang小组[26]发展的配体14在0 ℃下得到高ee值(Eq. 10).Feng[27]报道的新型的N,N'-二氧化Ti配合物15在使用对甲基苯甲酸做添加剂的条件下, 可得到相当好的结果(Eq. 11).此外还有Rowland[28]发展了含亚砜基团的配体的钛配合物, 对一系列底物的硅氰化反应得到了中等的对映选择性.2.1.2 其它金属配合物2.1.2.1 钒配合物Belokon和North[29]发展了用于芳香醛和脂肪醛底物的硅氰化反应的钒配合物催化剂16, 在室温下可得到ee值高达95%的产物(Eq. 12). 在钒配合物反应体系中, 可以使用KCN, 在氰供体的改进方面是很大的成功.Khan[30]成功地制备了聚合物固定化的salen型配体的钒配合物催化剂17, 取得了很好的反应结果, 且催化剂易于回收和再利用(Eq. 13).2.1.2.2 铝配合物Iovel[31]用pybox 18和AlCl3作催化剂, 在0~10 ℃下对醛进行硅氰化反应, 得到高ee值的产物(Eq. 14).通过使用BINOL衍生物双官能团配体的铝配合物19, Shibasaki[32]开辟了铝催化剂的新领域(Eq. 15). 在最佳反应条件下芳香醛和脂肪醛都能得到高ee值的产物.1162有机化学V ol. 28, 2008Shibasaki[33]还发展了铝配合物20催化的反应, 产物ee值高达98%, 而且不需要添加剂(Eq. 16).以Shibasaki的成果为基础, Saa等[34]设计了使用配体21的, 易于循环使用的铝催化剂, 其特点是可将氰基甲酸甲酯高对映选择性加成到醛上(Eq. 17).由于上述的这些发展, 铝成为钛之后第二种被广泛研究的用于醛的氢氰化和硅氰化反应的Lewis酸催化剂.除了上述的金属配合物, 其它金属催化剂, 如Kobayashi[35]研究的Sn(II)催化剂; Corey[36]研究的镁催化剂及其添加剂; Abiko和Wang[37]研究的Y催化剂以及Qian小组和Greeves小组[38]研究的La催化剂, Vale小组[39]研究的Eu催化剂和添加剂, Aspinall小组[40]的Yb 催化剂等也能得到很好的反应结果.2.2 用于酮的立体选择性氢氰化和硅氰化反应的催化剂相对于醛, 酮的立体选择性氢氰化和硅氰化反映的研究起步较晚, 难度也较高. 第一种用于酮的对映选择性硅氰化反应的催化剂是Chio[41] 1997年发展的钛催化剂. 2000年, Shibasaki[42]得到了第一种用于酮类底物的对映选择性硅氰化反应的真正广谱的催化体系: 22+Ti(OPr-i)4 (Eq. 18).Feng[43]研制了用商业上易得的配体23制备的Lewis酸与手性路易斯碱24添加剂相结合的催化体系, 得到了较高的ee值(Eq. 19).另一个由Feng[44]报道的配体25的Ti配合物与添加剂26共用, 对一系列甲基酮底物取得相当好的催化效果(Eq. 20).通过研究镧系催化剂, Feng和Jiang[45]发现无论是芳香酮或脂肪酮, 27和钆的配合物都能得到很好的结果. 值得注意的是, 运用钆催化体系, 所得到的立体化学结果与钛刚好相反(Eq. 21).Corey[46]设计的手性氧氮硼杂环类催化剂28, 对甲No. 7 周辉等:α-氰醇立体选择性合成新进展1163基酮类底物的对映选择性硅氰化反应取得了很好的反应结果(Eq. 22).还有许多Lewis酸类催化剂也被用于酮类底物的对映选择性硅氰化反应, 并取得了很好的结果. 如Kim的salen类配体Mn配合物[47]和Al配合物[48]等.Snapper[49]发展了一种肽络合的铝配合物29, 对芳香酮和脂肪酮底物都有效(Eq. 23).3 不含金属的有机小分子催化剂除了金属配体催化剂以外, 近来报道的不含金属的有机小分子催化剂催化的立体选择性氢氰化和硅氰化反应异军突起, 有很大的发展空间, 为本领域开辟了新Piarulli[50]设计了硫脲类催化剂30, 31, 将其应用于醛的不对称硅氰化反应(Eq. 24).Jacobson[51]尝试了使用硫脲类催化剂32, 33, 对苯乙酮进行不对称硅氰化反应, 取得了相当高的ee值(Eq.25).Feng[52]报道了手性氨基酸碱金属盐34~39催化的苯乙酮的不对称硅氰化反应, ee值可高达94%, 这类催化剂可以说是迄今为止最易得的不对称硅氰化反应的催化剂了(Eq. 26).Deng和Tian[53]报道了用不同的金鸡纳生物碱(40, 41)对酮的氰基甲酸乙酯的加成反应进行催化, 得到出色的效果. 此体系适用于脂肪酮, 环酮和空间位阻大的酮, 最大特点是用其他的氰供体代替了通常使用的TMSCN (Eq. 27).4 生物催化的立体选择性氢氰化反应某些天然产物中存在手性α-氰醇单元, 它们以糖苷的形式[54]广泛存在于高等植物如木薯、高粱和蔷薇科植物中, 此外在蕨类植物、细菌、真菌和昆虫中也有发现.1164有机化学V ol. 28, 2008氰苷在生物体内酶催化作用下的产氰代谢途径[55] 为: 首先, 氰苷在β-糖苷酶催化下水解产生碳水化合物和α-氰醇, 然后, α-氰醇在体内的羟腈裂解酶(Hydroxynitrile lyase, 简称HNL, 又名Oxynitrilase)催化下进一步分解为羰基化合物和HCN. 这是一个可逆的催化过程. 因此利用最后一步反应的逆反应, 可以合成手性α-氰醇.底物醛或酮与酶的氨基酸残基相结合, 其某一侧被遮蔽, 使HCN只可从另一侧进攻羰基, 从而立体选择性地得到某一种手性产物.从不同酶源分离纯化得到的各种羟腈裂解酶(HNL)可分为两大类: FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)依赖型HNL 和FAD非依赖型HNL, 其中FAD起到辅酶的作用. 实际上, 只有蔷薇科植物含有此种辅酶. 这种辅酶不直接参与催化, 但起着稳定结构的作用. 羟腈裂解酶的催化机理还没有完全阐明, 但以下解释最为可能: 醛或酮形成半缩醛或半缩酮, 然后羰基氧被酶Ser和Thr残基催化活化, 接着被由His残基催化脱质子的HCN进攻, 从而实现反应[56].设想的酶催化不对称合成α-氰醇的反应过程如Scheme 6.Scheme 64.1 醛的酶催化对映选择性氢氰化反应早在1908年, Rosenthaler[57]就发现了用苦杏仁HNL 催化HCN和苯甲醛加成制备扁桃腈的反应, 这是酶控制的不对称合成α-氰醇的最早例子. 五十多年后, Pfeil[58]重拾了这个思想, 他从苦杏仁中分离纯化并鉴定了(R)-HNL, 把该反应发展为一个更普遍的方法. 除了接受天然的底物苯甲醛外, 也能用于其它芳香醛, 以及各种饱和的和不饱和的脂肪醛、杂芳醛等, 生成相应的(R)-氰醇. 对苯甲醛, 获得了当时很难获得的高达86%的ee值. 遗憾的是, 因为反应是在水相缓冲液中进行的, 对大多数醛, 光学产率很低.在以后的二十多年中, 提高产物对映纯度的努力均未获成功. 这主要是因为HCN对醛的自发的非酶促化学加成与酶催化反应竞争, 导致外消旋产物的生成, 因此产物的ee值下降(Scheme 7).Scheme 71987年, Effenberger[59]受Klibanov 非水相中进行酶反应的结果所启发, 重新在有机溶剂中对该反应进行研究, 取得了突破性进展. 他用含纯化(R)-HNL固定化酶的水缓冲相与含底物的有机溶液组成了两相反应体系, 通过pH值的控制(pH 5.5以下), 使得HCN 对醛的自发的非酶加成被抑制, 对大多数底物醛, 即使反应活性较低的醛, 也取得了很高ee值的α-氰醇.Effenberger的两相反应体系的优点是可通过较短时间的反应获得较高ee值的产物; 缺点是必须使用纯化的HNL及特定的固定化载体, 酶成本高, 稳定性下降, 易损失或失活; 同时需要调控两相混合和水相的pH值, 操作不便.No. 7 周辉等:α-氰醇立体选择性合成新进展11651997年, Lin[60]发现在4~30 ℃下, 在水饱和的异丙醚溶液中, 水含量约9%的杏仁粉(微水相酶反应体系)有很好的催化活性. 这是由于微水相酶反应体系维持了酶催化反应所必需的水分, 酶分子处在与植物体内类似的微环境中, 催化分散于有机溶剂中的底物的氢氰化反应, 产生的α-氰醇从催化剂表面返回有机溶剂中.在微水相酶反应体系中, 有机相只作为底物和反应物的存储仓库, 酶源粉相当于精致的高性能转化器, 反应体系中不存在宏观水相, 底物很容易被酶源粉吸附, 经酶转化为产物. 其催化反应性能与介质中的水分含量没有多大关系, 而仅依赖于酶源粉的自然保湿性. 这一体系的建立为酶法合成手性α-氰醇的研究提供了一条新的思路和方法; 为工业规模酶源粉的制备, 高稳定性高活性酶粉的回收与重复利用奠定了基础.运用此体系, Lin[61]首次立体选择性合成了(R)-氟代扁桃腈(Eq. 28).Entry F n Time/ht/℃Yield/%ee/%1 4-Fluoro 24 20 90 94.22 2-Fluoro 24 20 96 843 3,4-Difluoro 24 28 71 84.34 2,3-Difluoro 24 20 92 46.15 2,6-Difluoro 24 12 70 41.06 3,4,5-Trifluoro 48 12 37 07 Pentafluoro 24 12 90 0从上述反应结果可以看出, 苯环上氟原子的数目和取代位置对产物ee值有直接影响, 氟原子数目的增加导致产率和ee值的明显下降. 另外, 邻位取代相对于其它位置会引起ee值更显著的降低. 这是由于作为一种强吸电子基, 氟令底物羰基碳的亲电性增强, 这使得与酶催化反应竞争的非酶反应变得容易; 而且, 氟的取代也使产物氰醇的α氢原子的酸性增强, 这使酶促产物的消旋化变得容易. 以上两个原因使得反应的立体选择性降低.杂环类α-氰醇因为可用作许多生物活性物质的合成砌块, 从而具有相当的重要性. 对以下的对映选择性氢氰化产物, 微水相酶反应体系给出了与传统方法相似或更好的结果(Scheme 8)[62].杂芳基甲醛的对映选择性氢氰化反应中, 含氮杂环的反应效果通常较差; 由于空间位阻的原因, 取代基的导入通常会使反应的产率和ee值下降; 给电子基团会Scheme 8降低羰基的活性, 使得产率降低; 强吸电子基团如硝基的存在, 使得产物活性加强, 在微水相酶反应体系的弱酸性条件下很快分解, 得到焦炭状物质; 较弱的吸电子基团, 如乙酰基和氰基, 由于适当降低了杂环上的电荷密度, 对醛C=O的反应性起了一定的活化作用, 从而使反应得到中等的产率和ee值.在微水相酶反应体系的基础上, Lin[62]还设计了杏仁酶微水相酶反应体系的柱流动相反应装置, 以15 g脱脂杏仁粉将2 mol苯甲醛高立体选择性高产率地转化为(R)-扁桃腈. 经过几次反应循环, 产率和对映选择性都未降低, 该反应体系也适用于其它底物, 这为光学纯α-氰醇的规模化制备提供了一条新路.4.2 酮的酶催化对映选择性氢氰化反应在酮类底物方面, 运用(R)-HNL, 在柠檬酸缓冲液中, Effenberg和Heid[63a]以95%~98%的ee值和40%~94%的产率对四个甲基酮进行了对映选择性氢氰化; 在异丙醚中, 用相同的(R)-HNL对乙基酮底物的反应得到了7%~33%的产率和66%~90%的ee值. Kiljun和Kanerva[63]也得到类似的结果. 此结果体现了(R)-HNL 有限的底物容耐性. 迄今为止唯一一个成功运用的复杂酮底物是二环[3.2.0]庚-2-烯-6-酮, 在(R)-HNL催化下, 它与丙酮氰醇反应5 d, 以26%的产率得到相应的对映纯氰醇(Eq. 29).除了杏仁羟腈裂解酶, 人们还研究了其他的植物酶源. 亚麻子中的(R)-HNL对取代基较小的酮类底物, 如2-丁酮和2-戊酮有很好的催化活性, 能以高产率和90%以上的ee值得到相应的产物. Kiljun和Kanerva测试了1166有机化学V ol. 28, 2008由苹果、杏、樱桃和棕榈中得到的(R)-HNL, 发现相对杏仁(R)-HNL, 苹果中的(R)-HNL对空间位阻大的底物有着更高的活性. 而且, 它对甲基酮底物的反应结果也比杏仁(R)-HNL高出3%~5%的ee值. 另外, 桃的(R)-HNL表现出与杏仁(R)-HNL类似的催化特性, 而枇杷的(R)-HNL的底物容耐性, 反应活性都不如杏仁(R)-HNL.4.3 (S)-羟腈裂解酶催化对映选择性氢氰化反应(S)-氰醇裂解酶不如(R)-羟腈裂解酶那样广泛存在于自然界. 但在最近十几年中, 对它催化的对映选择性氢氰化反应的研究也取得了一些进展.Kiljun和Kanerva[64]从S. bicolour中提取了(S)-羟腈裂解酶, 以苯甲醛为底物, 丙酮氰醇为氰供体, 反应10 d后以91%的产率和90%的ee值得到(S)-扁桃腈. 此(S)-HNL对一系列芳香醛底物都取得了高转化率和高ee 值(90%), 但芳环上的对位的大取代基会使反应结果变差.第二种(S)-氰醇裂解酶是Effenberg[65]从木薯中得到的. 用它催化了15种醛类底物(芳醛、脂肪醛、α,β-不饱和醛), 除丙烯醛产物的ee值较低(56%)外, 其它产物的ee值都高于85%. 最佳反应条件是将木薯(S)-HNL固定于硝基纤维素, 以HCN为氰供体, 异丙醚为溶剂. 对甲基酮类底物, 这种固定化的(S)-HNL表现出较狭的底物谱, 只有4-甲基-戊-2-酮得到了较好的反应结果(61%产率, 91% ee值).第三种(S)-氰醇裂解酶来自橡胶树. Griengl[66]以丙酮氰醇为氰供体, 脂肪醛底物的反应产物的ee值为67%~85%. α,β-不饱和脂肪醛为底物时, ee值达到80%~95%. 当在0 ℃下, 以pH=4的柠檬酸盐缓冲液为反应介质, KCN为氰供体时, 肉桂醛、芳香醛和杂芳香醛底物都得到很好的反应结果, ee值高于90%.Roberge[67]从亚麻中得到了(S)-HNL, 以pH=4的柠檬酸盐缓冲液为反应介质, TMSCN为氰供体, 在20 ℃下尝试对一系列的芳酮和含芳基取代基的脂肪酮进行硅氰化反应, 发现其对1-芳基-1-丙酮类底物和含芳基取代基的脂肪酮类底物有着较好的催化活性(前者ee值可高达90%, 后者ee值可高达95%).5 小结近几十年来, 对映选择性氢氰化和硅氰化反应的研究有了很大的进展. 其发展主要集中于金属配合物催化和生物催化两个领域. 金属配合物催化的硅氰化反应由于发展了一大批高效的手性催化剂, 已经成为制备对映纯α-氰醇的主要方法. 最为成熟. 研究最为详尽的是Ti 配合物催化体系. 其中经过Belokon和North的研究, Ti 与C2对称的Schiff碱的配合物的催化体系不仅取得了很好的催化结果, 而且催化剂的结构和催化机理都被确定, 为以后的研究打下了很好的基础. 其它的各类催化剂, 特别是近来发展的双官能团配体催化体系, 在各类底物上都取得了令人感兴趣的结果. 另外, 近几年来异军突起的不含金属的有机小分子催化剂取得了很大进展. 其中Feng的研究发现了迄今为止最易得的高效不对称硅氰化反应的催化剂, 为此类反应今后的大规模应用创造了很好的条件.近几年生物催化的研究随着传统的杏仁(R)-HNL的应用方法上的发展, 各种新酶源, 特别是(S)-氰醇裂解酶源的开发, 也取得了可观的成就, 可以与化学催化方法互为补充. 介于金属配合物催化剂和生物催化剂之间的有机小分子催化剂是最近受到重视的新领域, 在不对称氢氰化和硅氰化反应中已经有了良好的开端, 具有很大的发展空间.但是, α-氰醇的对映选择性合成还存在一些问题需要解决: (1)反应使用的氰供体都是高毒性的化合物, 而且其挥发性越高, 操作的安全问题就越大. 今后应开发使用低挥发性氰供体如KCN或NaCN的反应体系. 在工业规模制备中, 这一点尤其重要. (2)目前使用的催化剂, 尤其是生物催化剂, 对底物的适用范围尚有局限性. 为了合成结构复杂的对映纯α-氰醇, 还需要发展新的催化剂或制备途径.References1 (a) Zandbergen, P.; Brussee, J.; van der Gen, A.; Kruse, C.G. Tetrahedron: Asymmetry 1992, 3, 769.(b) Hayashi, M.; Yoshiga, T.; Nakatani, K.; Ono, K.; Oguni,N. Tetrahedron1994, 50, 2821.(c) Effenberger, F.; Gutterer, B.; Syed, J. Tetrahedron:Asymmetry 1995, 6, 2933.(d) Effenberger, F.; Gutterer, B.; Jager, J. Tetrahedron:Asymmetry 1997, 8, 459.(e) Hulsbos, E.; Marcus, J.; Brussee, J.; van der Gen, A.Tetrahedron: Asymmetry 1997, 8, 1061.(f) Syed, J.; Forster, S.; Effenberger, F. Tetrahedron: Asym-metry 1998, 9, 805.2 (a) Yabu, K.; Masumoto, S.; Yamasaki, S.; Hamashima, Y.;Kanai, M.; Du, W.; Curran, D. P.; Shibasaki, M. J. Am.Chem. Soc. 2001, 123, 9908.(b) Lin, G..-Q.; Lu, W.-Y.; Chen, P.-R. CN 1743309,2006[Chem. Abstr.2006, 145, 103431I].(c) Masumoto, S.; Suzuki, M.; Kanai, M.; Shibasaki, M.Tetrahedron Lett. 2002, 43, 8647.(d) Arlt, D.; Jautelat, M.; Lantzsch, R. Angew. 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