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手性亚砜类辅酶NADH模型化合物的合成与反应研究

谢昆  
【摘要】: 辅酶NADH在生物体内的氧化还原反应中起着重要的作用,它可在酶体系反应中立体专一性的还原前手性的羰基化合物和其它不饱和化合物。手性辅酶NADH模型物还原反应机理研究,一直是物理有机化学和生物化学中令人感兴趣的课题。本论文的研究工作主要是合成新的手性亚砜类辅酶NADH模型物,工作重点在手性R基-3-吡啶基亚砜的合成上。本论文分为文献综述和三部分工作: 第一部分:高效液相色谱手性固定相法分离R基-3-吡啶基亚砜对映体。合成了一系列消旋R基-3-吡啶基亚砜并将它们在手性固定相(OB-H柱)上分离其对映异构体,通过色谱条件的优化,确定了最佳分离条件,是流动相中含有30%的异丙醇,柱温为25℃,为合成手性R基-3-吡啶基亚砜工作作前期准备。 第二部分:手性亚砜类辅酶NADH模型物的合成。从不对称氧化法、包结拆分法、亲核试剂进攻光学活性亚磺酸酯的方法分别进行了研究,发现用不对称氧化法和包结拆分法只能得到乙基-3-吡啶基亚砜较好的结果(89%ee,73%ee),而无法得到其它高对映立体选择性的R基-3-吡啶基亚砜,而且这两种方法也存在产率不高,重复性差的缺点,不适合用于下一步辅酶模型物的合成。利用金鸡钠碱(-)-奎宁为手性助基,合成了手性叔丁基-3-吡啶基亚砜(>99%ee),产物绝对构型经过单晶X—射线衍射分析确定为R型,并进一步将它制成手性辅酶NADH模型物N-甲基-(R_S)-3-(叔丁基亚砜基)-1,4-二氢吡啶,通过与标准底物苯甲酰甲酸甲酯还原反应得到(S)-扁桃酸甲酯(>99%ee),表明它是一个高效的手性亚砜类辅酶NADH模型物。另外,用Ellman的手性叔丁基硫代亚磺酸酯为手性助基,合成了另外一种构型的辅酶模型物N-甲基-(S_S)-3-(叔丁基亚砜基)-1,4-二氢吡啶。 第三部分:亚砜类辅酶NAD~+模型物催化氢化α,β-环氧酮生成β-羟基酮的反应。利用两个亚砜类辅酶NAD~+模型物的催化反应,实现了α,β-环氧酮向β-羟基酮的高效转化。并将手性的亚砜类辅酶NAD~+模型物用于反应,没有得到立体选择性产物,验证了先前提出的自由基机理。


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