《含多个咪唑基双核铜酶模型物的合成及酚的邻位羟化反应研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《含多个咪唑基双核铜酶模型物的合成及酚的邻位羟化反应研究（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四川大学 硕士学位论文 含多个咪唑基双核铜酶模型物的合成及酚的邻位羟化反应研究 姓名：袁代蓉 申请学位级别：硕士 专业：有机化学 指导教师：谢如刚 20040510 含多个咪哩基双核铜酶模型物的合成 及酚的邻位轻化反应研究 研究生:袁代蓉指导教师:谢如刚 教授 ( 有机化学专业) 仿酶催化是生物有机化学领域的挑战性课题。近年来，仿酶催化研究进展 迅速。酪氨酸酶在温和条件下能高效、高选择性实现单酚的邻位轻化 ( 单酚酶 活性) 以及氧化邻二酚为邻二酮 ( 儿茶酚酶活性) 。 本文对一部分双、 三核铜酶 结构、功能及其反应机理和化学模拟工作的进展作了评述。 鉴于咪哇基是双核铜蛋白活性中心的配位基团
2、，以生物配体咪哇基为配位 基团的模型物应能更好的模拟双核铜蛋白。全以咪哇基为配位基团的双核铜配 合物在温和条件下催化邻经化外加基质还未见报道。本文以苯酚为原料，与二 澳代烷选择性偶联得到酚醚，经澳甲基化、咪啤季钱化和在碱存在下发生 H o f f m a n n型消去反 应合成了 酚醚桥联的 含多个咪哩基模型配体， 以 均三甲 苯为 原料 ，按照类似路线，获得 了多醚键桥联的多咪哇模型配体，随后与 比 u ( C H , C N ) , C 1 0 ; 反 应制得了一系列的双核铜酶模型物。 以2 , 4 一二叔丁基苯酚 ( D T B P ) 为底物考察了 模型物的单酚酶活性。 考察 发现该系
3、列模型物都显示具有酚酶活性， 其中用催化量的模型物5 b ， 在温和条 件下高产率、 高选择性的由2 , 4 一二叔丁基苯酚制备了3 , 5 一二叔丁基邻苯二 酚，其产率和选择性最高可达 8 1 . 6 % 和9 4 . 8 % ， 原料转化率达到8 7 . 2 % 。并讨论 了其可能的反应机理。 研究了溶剂， 催化剂用量， 底物浓度，反应时间等对邻轻化反应的影响， 找到了该反应的适宜条件。 本文所报道的双核铜酶模型物成功地模拟了酪氨酸酶的单酚酶活性. 关键词:酪氨酸酶， 仿酶催化，单酚酶活性，儿茶酚酶活性， 酚的邻轻化， 多眯吟配体，双核铜模型物 S y n t h e s i s o f
4、B i n u c l e a r C o p p e r ( I ) C o m p l e x e s C o n t a in i n g P o l y i m i d a z o l e s a n d T h e i r A p p l i c a t i o n i n O r t h o - H y d r o x y l a t i o n o f E x o g e n o u s P h e n o l G r a d u a t e : D a i - R o n g Y u a n ( S p e c i a l i t y : A d v i s o r : P r
5、 o f e s s o r R u - G a n g Me O r g a n i c C h e m i s t r y ) Mi m i c e n z y me c a t a l y s i s i s a n e w c h a l l e n g i n g p r o j e c t i n b i o o r g a n i c c h e m i s t r y . R e c e n t ly , m i m i c e n z y m e c a t a ly s i s i s p r e c e d e d r a p i d l y . T y r o s i
6、a n a s e c a n c a t a l y z e o r th o - h y d r o x y l a t i o n o f p h e n o l s t o c a t e c h o l s ( m o n o p h e n o l ase a c t i v i t y ) a n d t h e s u b s e q u e n t o x i d a t i o n o f c a t e c h o l s t o t h e c o r r e s p o n d in g o - q u i n o n e s ( c a t e c h o l as
7、 e a c t iv i t y ) w i t h h i g h e ff i c i e n c y a n d s e l e c t i v i t y u n d e r m i l d c o n d i t i o n s . I n t h i s p a p e r , a d e t a i l r e v i e w i s g i v e n o n t h e a d v a n c e o f t h e r e s e a r c h e s p e c i a l l y t h e m i m i c o f b in u c l e a r a n d
8、t i n u c l e a r c o p p e r p r o t e i n s . I n v i e w o f t h e a c t i v e c e n t e r s o f b i n u c l e a r c o p p e r p r o t e i n a r e c o o r d i n a t e d b y p o l y i m i d a z o l e s i n n a t u r a l e n z y m e , b in u c l e a r c o p p e r m o d e l w h i c h i s c o o r d i
9、 n a t e d b y i m i d a z o l e s c a n m i m i c n a t u r a l e n z y m e m o r e e f f i c i e n t l y . H o w e v e r , t o o u r k n o w l e d g e t h e b i n u c l e a r t h r e e - c o o r d in a t e d c o p p e r c o m p l e x e s d e r i v e d fr o m t h e p o l y i m i d a z o l e l ig a
10、n d s e x h i b i t i n g t y r o s i n a s e - l i k e o n e x o g e n o u s p h e n o l s u n d e r m i l d c o n d i t i o n s h a v e n o t b e e n r e p o r t e d . I n t h i s p a p e r , w e r e p o r t e d a n e ff i c i e n t s y n t h e t i c m e t h o d o f a s e r i e s o f m o d e l c o
11、 m p o u n d s . F ir s t l y , R e a c t i o n o f 2 - s u b s t i t u t e d p h e n o l s w i t h B r ( C H 2 ) n B r g a v e p h e n o l e t h e r s w h i c h w e r e b r o m o m e t h y l a t e d i n b r o m i n e h y d r i d e a n d f o r m a l d e h y d e t h e n r e a c t i o n w it h 3 - ( N
12、 - i m i d a z o l y l ) p r o p a n e n it r i l e f o l l o w e d b y H o f fi n a n n - t y p e e l i m i n a t i o n i n t h e p r e s e n c e o f N a O H , t h e m o d e l l i g a n d s c o n t a i n i n g p o l y i m i d a z o l e s w e r e o b t a i n e d . A c c o r d i n g t o t h e s i m i
13、 l a r r o u t e , w e o b t a i n e d a n o t h e r s e r i e s o f m o d e l l i g a n d s w h i c h w e r e b r i d g e d b y p o l y e t h e r , d e r i v e d f r o m 1 ,3 ,5 - t r i m e t h y l b e n z e n e . T h e n a s e r i e s o f b i n u c l e a r c o p p e r ( 1 ) c o m p l e x e s w e r
14、 e p r e p a r e d b y r e a c t i o n w it h C u ( C H 3 C N ) 4 1 C I O a . T h e m o d e l c o mp l e x e s w e r e a p p l i e d t o t h e c a t a l y t i c o r t h o - h y d r o x y l a t i o n o f e x o g e n o u s p h e n o l ( 2 ,4 - d i - t e r t - p h e n o l ( D T B P ) ) . A l l t h e b
15、i n u c l e a r c o p p e r ( I ) c o m p l e x e s s h o w e d d i ff e r e n t m o n o p h e n o l a s e a c t i v i t i e s . Wh e n u s i n g c a t a l y t i c a m o u n t o f c o m p l e x e s 5 b u n d e r m i l d c o n d i t i o n s , w e c o u l d g e t b e t t e r r e s u l t s : t h e y i
16、e l d a n d s e l e c t i v i t y o f 3 ,5 - d i - t e r t - c a t e c h o l u p t o 8 1 .6 % a n d 9 4 .8 % r e s p e c t i v e l y a t c o n v e r s i o n o f D T B P u p t o 8 7 .2 %. T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e m o d e l s u c c e s s f u l l y m i m i c k e d t h e a c t i v i t y o f p h e n o l a s e . W e s u p p o s e d t h e t r a n s i t i o n s t a t e m o d e l t o r a t i o n a l i z e t h e o r t h y - h y d r o x y l a t i o n p r o c e s s . A f t
