一种三氮菌素或其类似物中脂肪链三氮烯的合成方法

1.本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种三氮菌素或其类似物中脂肪链三氮烯的合成方法。


背景技术：

2.三氮烯是一类独特的包含3个连续氮原子的多偶氮化合物。由于其结构的特殊性使其在各类领域都有广泛的应用。三氮菌素家族化合物是由链霉菌中分离得到的一类天然产物，他们的特征是脂肪链末端连接有自然界中非常罕见的羟基三氮烯结构，经生物活性测试证明，三氮菌素家族化合物具有抑制长链-酰基辅酶a合成酶从而阻断细胞内脂质体积累的活性，具有良好的应用前景。
3.而如今三氮菌素家族化合物都只能由发酵获得，其产量较低。目前尚未见有关三氮菌素家族化合物及类似物的化学合成报导，这类化合物的关键结构是三氮烯部分，传统化学法在合成三氮烯的过程中一般都要经历氨基重氮化及偶合的过程，而化学重氮化反应存在着一定的问题，例如：1.反应一般在酸性(ph2.0左右)条件下进行，反应不稳定，过程具有高污染高易爆的危险性；2.对设备和反应条件要求比较高，其工艺废水对环境污染严重。因此研究一种在中性条件下，安全、高效、无污染的三氮菌素或其类似物三氮烯合成反应是十分必要的。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中三氮菌素或其类似物中三氮烯合成反应不稳定，危险性高、对设备和反应条件要求比较高及工艺废水对环境污染严重等问题，本发明提供了一种三氮菌素或其类似物中脂肪链三氮烯的合成方法，所述合成方法包括化学合成和酶催化合成两个步骤，具体步骤如下：
5.步骤一、先将水合肼溶于无水乙醇中，在室温、氮气保护下，边搅拌边逐滴滴加十一烯醛，滴加完毕后继续反应一段时间，再加入水，依次经萃取，干燥，过滤，浓缩后得到十一碳腙；
6.步骤二、将步骤一获得的十一碳腙、长链脂肪酸乙酰辅酶a连接酶tri17、亚硝酸钠、氯化镁、氯化钠及三磷酸腺苷一起加入ph＝7的tris hcl缓冲液中，室温下孵化至少3小时，得到十一碳三氮烯。
7.在本发明的实施例中，步骤一中水合肼的浓度为28mmol/ml～32mmol/ml，用量为1ml～2ml；无水乙醇的用量为8ml～10ml。
8.进一步地限定，步骤一中水合肼的用量为十一烯醛的3倍当量。
9.进一步地限定，步骤一中十一烯醛的滴加速度为0.4ml/min～0.6ml/min。
10.进一步地限定，步骤一中反应时间为1.5～2.5h。
11.进一步地限定，步骤一中水的添加量为8ml～12ml。
12.进一步地限定，步骤一利用10～15ml二氯甲烷萃取2～3次。
13.进一步地限定，步骤一利用无水硫酸钠进行干燥。
14.在本发明的实施例中，步骤二将步骤一获得的0.45mg～0.55mg十一碳腙、0.1～0.3mg亚硝酸钠、0.2～0.3mg氯化镁、12～16mg氯化钠、1.3～1.5mg三磷酸腺苷和150～250μl长链脂肪酸乙酰辅酶a连接酶tri17一起加入15ml tris hcl缓冲液中。
15.进一步地限定，步骤二中tris hcl缓冲液的浓度为45～50mm。
16.有益效果
17.本发明所提供的一种三氮菌素或其类似物中脂肪链三氮烯的合成方法，该方法在中性条件下进行，具有稳定、安全、高效、无污染等特点，解决了传统化学法在合成三氮烯一般在酸性条件下进行，反应不稳定，反应过程具有高污染高易爆的危险性的问题，以及对设备和反应条件要求比较高，其工艺废水对环境污染严重的问题。
附图说明
18.图1：本发明所述的三氮菌素或其类似物中脂肪链三氮烯合成反应的示意图，其中，化合物ⅰ为十一烯醛；化合物ⅱ为十一碳腙；化合物ⅲ为十一碳三氮烯；r的结构为
19.图2：化学合成路线，其中，化合物ⅰ为十一烯醛；化合物ⅱ为十一碳腙；
20.图3：酶催化合成路线，其中，化合物ⅱ为十一碳腙；化合物ⅲ为十一碳三氮烯；
21.图4：质谱检测十一碳三氮烯。
具体实施方式
22.下面通过实施例详述本发明所述的合成方法，该方法的反应示意图如图1所示，具体步骤如下：
23.1)化学合成：将水合肼(1.5ml,30mmol/ml)溶于10ml无水乙醇中，氮气保护，逐滴加入十一烯醛2ml(10mmol/ml)，将此反应液于室温下搅拌2小时；反应完成后加入10ml水，后加入10ml二氯甲烷萃取三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得白色固体即为十一碳腙，进行lc分析，转化率约为90％。
24.2)酶催化合成：取0.5mg步骤1)获得的十一碳腙，加入0.2mg亚硝酸钠、0.25mg氯化镁，15mg氯化钠，1.4mg三磷酸腺苷(atp)，200μl长链脂肪酸乙酰辅酶a连接酶tri17溶于15ml 50mm的tris hcl缓冲液中，室温下孵化3小时，得到十一碳三氮烯，进行ms分析，转化率大于80％。
25.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种三氮菌素或其类似物中脂肪链三氮烯的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括化学合成和酶催化合成两个步骤，具体步骤如下：步骤一、先将水合肼溶于无水乙醇中，在室温、氮气保护下，边搅拌边逐滴滴加十一烯醛，滴加完毕后继续反应一段时间，再加入水，依次经萃取，干燥，过滤，浓缩后得到十一碳腙；步骤二、将步骤一获得的十一碳腙、长链脂肪酸乙酰辅酶a连接酶tri17、亚硝酸钠、氯化镁、氯化钠及三磷酸腺苷一起加入ph＝7的tris hcl缓冲液中，室温下孵化至少3小时，得到十一碳三氮烯。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤一中水合肼的浓度为28mmol/ml～32mmol/ml，用量为1ml～2ml；无水乙醇的用量为8ml～10ml。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤一中水合肼的用量为十一烯醛的3倍当量。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤一中十一烯醛的滴加速度为0.4ml/min～0.6ml/min。5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤一中反应时间为1.5～2.5h。6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤一中水的添加量为8ml～12ml。7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤一利用10～15ml二氯甲烷萃取2～3次。8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤一利用无水硫酸钠进行干燥。9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤二将步骤一获得的0.45mg～0.55mg十一碳腙、0.1～0.3mg亚硝酸钠、0.2～0.3mg氯化镁、12～16mg氯化钠、1.3～1.5mg三磷酸腺苷和150～250μl长链脂肪酸乙酰辅酶a连接酶tri17一起加入15mltris hcl缓冲液中。10.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤二中tris hcl缓冲液的浓度为45～50mm。

技术总结
一种三氮菌素或其类似物中脂肪链三氮烯的合成方法，属于化学合成技术领域。为了解决现有技术中三氮菌素或其类似物中三氮烯合成反应不稳定，危险性高、对设备和反应条件要求比较高及工艺废水对环境污染严重等问题，本发明利用脂肪链烯醛与水合肼在室温无水乙醇的体系中反应，生成十一碳腙，以长链脂肪酸乙酰辅酶A连接酶Tri17为催化剂，在腺嘌呤核苷三磷酸和氯化镁、氯化钠，亚硝酸盐等存在下，于中性条件将十一碳腙转化为十一碳三氮烯。本发明所述合成方法在常温常压中性条件下进行，反应条件温和，操作安全无污染。操作安全无污染。操作安全无污染。


技术研发人员：黄伟 咸漠
受保护的技术使用者：中国科学院青岛生物能源与过程研究所
技术研发日：2020.11.13
技术公布日：2022/5/16