專利名稱：有效分離外消旋體制備純手性物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于手性化合物制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一步分離外消旋體，制備純手性化合物的方法。
背景技術(shù)：
純的光學(xué)對(duì)映體在手性化學(xué)，農(nóng)業(yè)化學(xué)，藥物化學(xué)等領(lǐng)域有著很重要的應(yīng)用。目前，有很多的方法可以得到純的手性物對(duì)映體，諸如手性色譜分離技術(shù)，非對(duì)稱合成方法， 動(dòng)力學(xué)拆分方法等。其中胺的動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分(DKR)是一個(gè)比較難的課題。這是由于胺本身可以作為配體與金屬的活性位相結(jié)合，而C-N鍵也有可能在過(guò)渡金屬的催化作用下斷裂，導(dǎo)致胺的加氫脫氫消旋化較難進(jìn)行[Eur. J. Org. Chem. 2010, 999 - 1015]，且需要的條件相對(duì)苛刻。能夠在溫和的條件下，很有效的使用DKR方法得到純的對(duì)映體的報(bào)道目前還很少?，F(xiàn)在所用的催化劑主要集中在貴金屬Pd催化劑，Reney催化劑以及1 催化劑。用這些催化劑催化外消旋化，之后one-pot酶催化與?；姆磻?yīng)，達(dá)到動(dòng)態(tài)拆分。但是這些催化劑的主要缺點(diǎn)是反應(yīng)效率低，反應(yīng)選擇性低，反應(yīng)條件苛刻等。同時(shí)，金屬的存在也可能會(huì)導(dǎo)致與酶相互作用，影響金屬以及酶的催化活性，進(jìn)而不能有效高選擇的得到純的手性物。貴金屬Pt催化劑具有很好的加氫脫氫催化活性，但是由于Pt會(huì)與酶中含硫含氮物質(zhì)結(jié)合而使得酶與Pt同時(shí)失去活性，目前在苯乙胺消旋中很少應(yīng)用，對(duì)它的報(bào)道也很少。如果可以應(yīng)用封裝有貴金屬活性物種的沸石微囊反應(yīng)器，保護(hù)Pt的活性位點(diǎn)，防止Pt 中毒以及流失，應(yīng)用在胺的動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分中，可以對(duì)以上反應(yīng)方法進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)一種有效的分離制備純手性物的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高選擇性、高反應(yīng)效率的分離外消旋體，制備純的手性物的方法。本發(fā)明提供的分離外消旋體，制備純手性物的方法，具體步驟為
將脂肪酶CALB，微囊催化劑，消旋苯乙胺以及酯化試劑加入甲苯溶液中，氫氣氣氛中反應(yīng)；其中酯化試劑為辛酸乙烯酯，微囊催化劑的量與反應(yīng)物的量的摩爾比為1/50 1/800，較好的范圍為1/100 1/500。反應(yīng)溫度為20 150。C，較好的范圍在50 90。C。 反應(yīng)時(shí)間為10-70 h。微囊催化劑為封裝有催化活性位(貴金屬Pt)的空心silicalite-1 沸石微囊結(jié)構(gòu)，大小為1-2微米，記為Pt@Sl。氫氣壓力范圍為0. 1 MI^a 2 MPa0反應(yīng)結(jié)束后，取出樣品容器，冷卻至室溫，離心分離即得純的手性物(苯乙胺)。本發(fā)明中，所述微囊催化劑PtOSl的具體制備方法如下
(1)將0.5-2 g氨基修飾的介孔氧化硅小球(MSS)分散于5-20 ml 0.2-0.6 M的氯鉬酸水溶液中，在室溫下攪拌10-50分鐘，離心分離，去離子水洗滌；然后用5-20 ml 0. 01-1M的硼氫化鉀的水溶液還原；固體物經(jīng)干燥后于500-600 0C空氣氣氛下焙燒1-3小時(shí)，得到載有Pt的介孔氧化硅小球Pt-MSS ；
(2)以Pt-MSS小球?yàn)槟０?，將正電性聚電解質(zhì)聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)以及負(fù)電性聚電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)用層疊層方法交替吸附，形成Pt-MSS/PDDA/PSS/PDDA 正電荷吸附層；然后將吸附有聚電解質(zhì)的氧化硅小球放入silicalite-1沸石膠體溶液中， 得到沸石晶種化的Pt-MSS ；然后將0. 05-0. 5 g晶種化MSS直接放入5_20 mL生長(zhǎng)溶液中 (其組分為四丙基溴化胺(TPABr)水(壓0)氫氧化鈉(NaOH)摩爾比為18: 2000: 0. 2)，70-100 °C處理8-12小時(shí)，將固體產(chǎn)物離心分離，干燥，在空氣氣氛下500-600 0C焙燒4-6小時(shí)，即得到封裝有Pt的沸石空心微囊(記為Pt@Sl)。本發(fā)明主要使用封裝有催化活性位(貴金屬Pt)的silicalite-1沸石微囊為催化齊U，通過(guò)與脂肪酶(&/7必山antartica lipase B，CALB)協(xié)同催化，得到純的手性物。該方法不僅可以有效的防止活性物種Pt及酶的相互影響以及中毒，還可以高效的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分的一步反應(yīng)，提高反應(yīng)效率，降低反應(yīng)成本。同時(shí)，該方法中，沸石微囊的緊密保護(hù)作用可以有效的防止活性物種的流失損耗，催化劑在實(shí)際應(yīng)用中可以循環(huán)多次使用，提高催化劑的使用壽命。另外由于使用的催化劑具有殼層厚度可調(diào)、催化活性位數(shù)目可調(diào)、分離方便、穩(wěn)定等特點(diǎn)，使得該方法具有更好的實(shí)用性以及有效性。本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)活性位點(diǎn)的多功能一體化，一步法得到所需產(chǎn)物，縮短反應(yīng)中間物從一個(gè)活性位點(diǎn)到另一個(gè)活性位點(diǎn)的擴(kuò)散距離，降低反應(yīng)成本，提高反應(yīng)效率。本發(fā)明制備純的手性物的方法具有高效、高選擇性、多次循環(huán)使用性、易分離回收、便于操作等特點(diǎn)，可在許多領(lǐng)域有應(yīng)用前景，如生物催化領(lǐng)域、制藥領(lǐng)域、精細(xì)有機(jī)領(lǐng)域寸。


下面的實(shí)例將對(duì)本發(fā)明提供的有效分離制備純手性物的方法作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)例中的部分圖片列于說(shuō)明書(shū)附圖中。圖1是有效分離制備純手性物方法的反應(yīng)機(jī)理圖。圖2是微囊反應(yīng)器對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物選擇性提高機(jī)理圖。圖3是沸石微囊PtOSl的SEM照片。圖4是沸石微囊PtOSl的TEM照片。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。實(shí)施例1 反應(yīng)條件將0.15 mmol苯乙胺，50 mg固定化酶CALB，100 mg微囊催化劑，0.35 mmol酯化試劑加入到2mL甲苯中。在氫氣氣氛中，反應(yīng)溫度70°C，反應(yīng) 30小時(shí)。獲得純手性產(chǎn)物R-苯乙胺，產(chǎn)率為80%。實(shí)施例2采用和實(shí)例1中的相同條件，改變催化劑用量為50mg，反應(yīng)60小時(shí)，獲得純手性產(chǎn)物，產(chǎn)率為78%。實(shí)施例3 采用和實(shí)例1中的相同條件，改變催化劑用量為150mg，反應(yīng)20小時(shí)，
獲得純手性產(chǎn)物，產(chǎn)率為75%。
實(shí)施例4
產(chǎn)率下降為65%。實(shí)施例5 物，產(chǎn)率為75%。實(shí)施例6 產(chǎn)率為74%。實(shí)施例7 產(chǎn)率下降為35%。實(shí)施例8采用和實(shí)例1中的相同條件，采用經(jīng)過(guò)機(jī)械處理碾壓破碎的沸石微囊， 純手性產(chǎn)物的產(chǎn)率下降為60%。實(shí)施例9 采用和實(shí)例1中的相同條件，采用普通負(fù)載型Pt/SiA催化劑，純手性產(chǎn)物的產(chǎn)率下降為10%。
采用和實(shí)例1中的相同條件，提高氫氣壓力為2MPa，獲得純手性產(chǎn)物， 采用和實(shí)例1中的相同條件，降低氫氣壓力為0. IMPa，獲得純手性產(chǎn)采用和實(shí)例1中的相同條件，提高反應(yīng)溫度為90度，獲得純手性產(chǎn)物， 采用和實(shí)例1中的相同條件，降低反應(yīng)溫度為40度，獲得純手性產(chǎn)物，
權(quán)利要求
1.一種有效分離外消旋體制備純手性物的方法，其特征在于具體步驟為將脂肪酶CALB，微囊催化劑，消旋苯乙胺以及酯化試劑加入甲苯溶液中，氫氣氣氛中反應(yīng)；其中酯化試劑為辛酸乙烯酯，微囊催化劑的量與反應(yīng)物的量的摩爾比為1/50 1/800，反應(yīng)溫度為20 150 °C，反應(yīng)時(shí)間為10-70 h ；微囊催化劑為封裝有貴金屬Pt的空心silicalite-1沸石微囊結(jié)構(gòu)，大小為1_2微米，記為PtOSl ；氫氣壓力范圍為0. 1 MPa 2 MPa；反應(yīng)結(jié)束，取出樣品容器，冷卻至室溫，離心分離即得純的手性物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的方法，其特征在于所述微囊催化劑PtOSl的制備步驟為(1)將0.5-2 g氨基修飾的介孔氧化硅小球分散于5-20 ml 0. 2-0. 6 M的氯鉬酸水溶液中，在室溫下攪拌10-50分鐘，離心分離，去離子水洗滌；然后用5-20 ml 0. 01-1 M的硼氫化鉀的水溶液還原；固體物經(jīng)干燥后于500-600 0C空氣氣氛下焙燒1-3小時(shí)，得到載有 Pt的介孔氧化硅小球Pt-MSS ；MSS為介孔氧化硅小球；(2)以Pt-MSS小球?yàn)槟０?，將正電性聚電解質(zhì)聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)以及負(fù)電性聚電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)用層疊層方法交替吸附，形成Pt-MSS/PDDA/PSS/PDDA 正電荷吸附層；然后將吸附有聚電解質(zhì)的氧化硅小球放入silicalite-1沸石膠體溶液中， 得到沸石晶種化的Pt-MSS ；然后將0. 05-0. 5 g晶種化MSS直接放入5_20 mL生長(zhǎng)溶液中， 70-100 0C處理8-12小時(shí)，將固體產(chǎn)物離心分離，干燥，在空氣氣氛下500-600 0C焙燒4_6 小時(shí)，即得到封裝有Pt的沸石空心微囊。
全文摘要
本發(fā)明屬于手性化合物制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種分離外消旋體制備純手性化合物的方法。本發(fā)明主要使用封裝有催化活性位的silicalite-1沸石微囊(Pt@S1)為催化劑，通過(guò)與脂肪酶(CALB)協(xié)同催化，得到純的手性物。該方法不僅可以有效的防止活性物種Pt及酶的相互影響以及中毒，還可以高效的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分的一步反應(yīng)，提高反應(yīng)效率，降低反應(yīng)成本。同時(shí)，該方法中，沸石微囊的緊密保護(hù)作用可以有效的防止活性物種的流失損耗，催化劑在實(shí)際應(yīng)用中可以循環(huán)多次使用，提高催化劑的使用壽命。另外由于使用的催化劑具有殼層厚度可調(diào)、催化活性位數(shù)目可調(diào)、分離方便、穩(wěn)定等特點(diǎn)，使得該方法具有更好的實(shí)用性以及有效性。
文檔編號(hào)C12P13/00GK102392066SQ20111036754
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者史靜, 唐頤, 張亞紅 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)