安息香辅酶合成
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弄清自然界在亿万年进化过程中巧妙设计的各 种酶的作用机理，不仅能揭开生物催化过程的 奥秒，也能为人类利用其中某些原理来研究开 发新型高效催化剂奠定科学基础，并带动催化 的边缘学科──光助催化、电催化和光电催化 的发展。
2019年12月30日
6
发现新酶、认识酶的组成及结构（特别是空间 结构）是酶研究的基础，利用酶来直接驱动化 学反应是重要的研究方面。
带控温装置
二、分离纯化工艺设计
重结晶1 g 产品约需6 mL 乙醇 下次实验：苦杏仁酸的相转移催化制备
芳香醛发生安息香反应的难易
碳负离子的产生难易取决于芳香醛的取代基 不同取代基的芳香醛之间也可反应
2019年12月30日
4
酶催化理论
1913年L.迈克 利斯和L.M.门 顿发展了酶的 作用和动力学 的一般理论。
活化能降低， 但自由能△G 不变，只改变 速度而不改变 平衡
2019年12月30日
5
酶的研究与应用
酶作为一种特殊的催化剂备受重视，其应用研 究已日趋广泛，从生物体系的酶到非生物体系 的酶催化，从酶的固定化到非水相酶反应，酶 的潜在能力正获得越来越多的开发和利用。
2019年12月30日
1
仿生化学 Biomimetic Chemistry
仿生 化学
酶的利用和 化学模拟
2019年12月30日
生物学 生物化
学
2
活性酶：主体（蛋白质、核酸）+辅酶（有机 小分子或无机离子）
2019年12月30日
3
酶催化enzymecatalysis的特点
高度专一性；高效性 催化条件温和、可调控；酶活性的不稳定性
2019年12月30日
9
（3）酶的化学模拟
主要指针对酶模型开展的研究工作。所谓酶模 型即人工合成的具有酶的某种属性的有机化合 物或配合物，虽然这些物质的分子比较小，结 构比较简单，但是含有酶所具有的主要活性基 团及与酶的活性中心相似的空间结构，能够模 拟酶的某些关键性功能。
2019年12月30日
10
（4）酶工程
化学酶工程：主要包括酶化学修饰及酶固定化 的研究和应用，所用的酶为天然活性酶。 生物酶工程：是以DNA重组为核心发展形成的 新的生物技术。主要包括两方面的研究，即克 隆酶及基因修饰酶。
酶的美好应用前景，使得人们投入 了空前的热情，关于酶的各个方面 研究，新思想、新技术、新产品也 层出不穷，令人目不暇接。
2019年12月30日
11
一、实验原理与制备工艺设计
功效：开窃清神，行气活血，止痛。
2019年12月30日
12
1、合成路线的设计
安息香缩合反应：芳香醛发生分子间缩合生 成α-羟酮的反应。
2019年12月30日
13
2、反应条件的设计
反应关键：碳负离子产生（受苯环影响受限制） 催化剂：氰化物，噻唑盐（含α-H醛也缩合） 反应介质：醇，用相转移催化剂（氯化四丁基铵 等）可在水中进行 其他条件：酸碱性、温度等
温度控制：维生素B1的稳定性—在酸性条件下 稳定，但易吸水，在水溶液中易被空气氧化失 效；遇光、强热和Cu、Fe、Mn等金属离子可 加速氧化。开始不必沸腾（即反应液的温度不 超过80℃），后期可适当升高温度至80~90℃。
3、反应装置与条件控制
10min内滴加完碱液，然后测定pH值在9-10之间，再加入 苯甲醛。
实验题目：安息香的辅酶合成
实验目的：
了解和学习仿生化学和生物有机合成的研究进 展和应用现状。
通过用维生素B1为催化剂合成安息香的实验， 学习并了解生物有机化学的合成方法和基本原 理。
进一步学习回流，重结晶、熔点测定、光谱分 析等基本实验技术在具体实验中的综合运用。
锻炼和培养学生的科研设计和研究能力、创新 能力。
进行一般的有机化合物合成
应用在高分子化合物的合成与分解
在环境保护中来处理一些特殊的污染物。例如 可以利用过氧化物酶转化除去污水中的酚类及 芳香胺类化合物，利用甲烷单加氧酶可以处理 土壤中残留的有机农药等。
2019年12月30日
8
（2）非水溶剂的酶促反应研究
非水酶学方法在多肽合成、聚合物合成、药物 合成以及立体异构体拆分等方面显示出广阔的 应用前景。如枯草杆菌蛋白酶可以在有机溶剂 中催化酯和胺发生氨解反应，形成手性酰胺类 化合物。
辅酶催化剂——维生素B1
2019年12月30日
15
TPP在丙酮酸脱羧过程的生化作用
2019年12月30日
16
VB1催化安息香反应的机理
叶立德（ylide） 内鎓盐
VB1催化安息香反应的机理
碱性条件的控制：碱性条件为必须，但是在氢 氧化钠等强碱溶液中噻唑环易开环失效。故需 反应前将维生素B1溶液、氢氧化钠溶液冰水浴 冷透。滴加氢氧化钠溶液入反应液的同时检测 其pH值在8~9之间，不可超过10；
但是人们不得不面对的现实是，酶只有在生物 体内这个特殊的环境下，才能充分发挥其催化 功能，如果将生物活性酶从生物体内分离出 来，其活性就会大大降低，甚至丧失活性。正 是基于认识酶并改造酶的原因，人们在寻找提 高酶的活性、利用酶的新途径的同时，开展了 酶的化学模拟研究。
2019年12月30日
7源自文库
（1）直接利用酶进行有机化学反应
2019年12月30日
6
发现新酶、认识酶的组成及结构（特别是空间 结构）是酶研究的基础，利用酶来直接驱动化 学反应是重要的研究方面。
带控温装置
二、分离纯化工艺设计
重结晶1 g 产品约需6 mL 乙醇 下次实验：苦杏仁酸的相转移催化制备
芳香醛发生安息香反应的难易
碳负离子的产生难易取决于芳香醛的取代基 不同取代基的芳香醛之间也可反应
2019年12月30日
4
酶催化理论
1913年L.迈克 利斯和L.M.门 顿发展了酶的 作用和动力学 的一般理论。
活化能降低， 但自由能△G 不变，只改变 速度而不改变 平衡
2019年12月30日
5
酶的研究与应用
酶作为一种特殊的催化剂备受重视，其应用研 究已日趋广泛，从生物体系的酶到非生物体系 的酶催化，从酶的固定化到非水相酶反应，酶 的潜在能力正获得越来越多的开发和利用。
2019年12月30日
1
仿生化学 Biomimetic Chemistry
仿生 化学
酶的利用和 化学模拟
2019年12月30日
生物学 生物化
学
2
活性酶：主体（蛋白质、核酸）+辅酶（有机 小分子或无机离子）
2019年12月30日
3
酶催化enzymecatalysis的特点
高度专一性；高效性 催化条件温和、可调控；酶活性的不稳定性
2019年12月30日
9
（3）酶的化学模拟
主要指针对酶模型开展的研究工作。所谓酶模 型即人工合成的具有酶的某种属性的有机化合 物或配合物，虽然这些物质的分子比较小，结 构比较简单，但是含有酶所具有的主要活性基 团及与酶的活性中心相似的空间结构，能够模 拟酶的某些关键性功能。
2019年12月30日
10
（4）酶工程
化学酶工程：主要包括酶化学修饰及酶固定化 的研究和应用，所用的酶为天然活性酶。 生物酶工程：是以DNA重组为核心发展形成的 新的生物技术。主要包括两方面的研究，即克 隆酶及基因修饰酶。
酶的美好应用前景，使得人们投入 了空前的热情，关于酶的各个方面 研究，新思想、新技术、新产品也 层出不穷，令人目不暇接。
2019年12月30日
11
一、实验原理与制备工艺设计
功效：开窃清神，行气活血，止痛。
2019年12月30日
12
1、合成路线的设计
安息香缩合反应：芳香醛发生分子间缩合生 成α-羟酮的反应。
2019年12月30日
13
2、反应条件的设计
反应关键：碳负离子产生（受苯环影响受限制） 催化剂：氰化物，噻唑盐（含α-H醛也缩合） 反应介质：醇，用相转移催化剂（氯化四丁基铵 等）可在水中进行 其他条件：酸碱性、温度等
温度控制：维生素B1的稳定性—在酸性条件下 稳定，但易吸水，在水溶液中易被空气氧化失 效；遇光、强热和Cu、Fe、Mn等金属离子可 加速氧化。开始不必沸腾（即反应液的温度不 超过80℃），后期可适当升高温度至80~90℃。
3、反应装置与条件控制
10min内滴加完碱液，然后测定pH值在9-10之间，再加入 苯甲醛。
实验题目：安息香的辅酶合成
实验目的：
了解和学习仿生化学和生物有机合成的研究进 展和应用现状。
通过用维生素B1为催化剂合成安息香的实验， 学习并了解生物有机化学的合成方法和基本原 理。
进一步学习回流，重结晶、熔点测定、光谱分 析等基本实验技术在具体实验中的综合运用。
锻炼和培养学生的科研设计和研究能力、创新 能力。
进行一般的有机化合物合成
应用在高分子化合物的合成与分解
在环境保护中来处理一些特殊的污染物。例如 可以利用过氧化物酶转化除去污水中的酚类及 芳香胺类化合物，利用甲烷单加氧酶可以处理 土壤中残留的有机农药等。
2019年12月30日
8
（2）非水溶剂的酶促反应研究
非水酶学方法在多肽合成、聚合物合成、药物 合成以及立体异构体拆分等方面显示出广阔的 应用前景。如枯草杆菌蛋白酶可以在有机溶剂 中催化酯和胺发生氨解反应，形成手性酰胺类 化合物。
辅酶催化剂——维生素B1
2019年12月30日
15
TPP在丙酮酸脱羧过程的生化作用
2019年12月30日
16
VB1催化安息香反应的机理
叶立德（ylide） 内鎓盐
VB1催化安息香反应的机理
碱性条件的控制：碱性条件为必须，但是在氢 氧化钠等强碱溶液中噻唑环易开环失效。故需 反应前将维生素B1溶液、氢氧化钠溶液冰水浴 冷透。滴加氢氧化钠溶液入反应液的同时检测 其pH值在8~9之间，不可超过10；
但是人们不得不面对的现实是，酶只有在生物 体内这个特殊的环境下，才能充分发挥其催化 功能，如果将生物活性酶从生物体内分离出 来，其活性就会大大降低，甚至丧失活性。正 是基于认识酶并改造酶的原因，人们在寻找提 高酶的活性、利用酶的新途径的同时，开展了 酶的化学模拟研究。
2019年12月30日
7源自文库
（1）直接利用酶进行有机化学反应