[发明专利]吡啶盐/1,4-二氢吡啶的衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吡啶盐/1,4-二氢吡啶的衍生物(NAD⁺/NADH类似物)及其制备方法。

背景技术

Y.-H.PercivalZhang等报道了高能量密度、绿色及安全的酶促燃料电池。此电池以糖类 化合物为能量来源，经过多级酶促反应，对糖类化合物进行氧化，此电池比传统锂电池的能 量密度高一个数量级(NatureCommunications.2014,5,3026)。

在酶促燃料电池中进行的氧化还原反应需要天然NAD⁺/NADH作为辅酶参与酶促反应。 由于天然的NAD⁺/NADH昂贵且易变质，导致酶促燃料电池的使用寿命短及成本高。因此， 研发廉价且稳定性高的合成的NAD⁺/NADH类似物(替代天然NAD⁺/NADH)成为本领域研 究热点。

CarolineE.Pauletal.(OrganicLetters.2013,15,180-183)报道了下列NAD⁺/NADH类似物， 但其催化活性不理想，尚有改进余地。

发明内容

本发明的发明人经研究发现：对现有合成的NAD⁺/NADH类似物进行选择性化学修饰， 可大大提高合成的NAD⁺/NADH类似物在化学体系和生物体系中催化活性，从而为降低酶促 燃料电池的成本及增加其使用寿命奠定坚实的基础。

本发明的一个目的在于，公开一种结构新颖的NAD⁺/NADH类似物。

所述的NAD⁺/NADH类似物，其为式ⅠA/ⅠB所示化合物：

式ⅠA/ⅠB中，Y为卤素(F、Cl、Br或I)或三氟甲磺酸阴离子(OTf)，R₁和R₃分别 独立选自：氢(H)或C₁～C₃烷基中一种，R₂为式Ⅱ所示基团，R₄为苯基或取代苯基，

其中，X为氧(O)或硫(S)，R₅为C₁～C₃的烷氧基或氨基(NH₂)，所述取代苯基的取代基选自：卤素(F、Cl、Br或I)或中一种；

或，

R₁为氢(H)或C₁～C₃烷基，R₂和R₃的组合(R₂+R₃)为二价有羰基取代的5元或6元的含氮(N)杂环基(所述杂环基与母环为“并”的关系)，R₄为苯基或有卤素(F、Cl、Br或I)或取代的苯基(曲线标注位为取代位，下同)。

本发明另一个目的在于，提供一种制备式ⅠA/ⅠB所示化合物的方法。

所述方法的主要步骤是：以吡啶衍生物(式Ⅲ所示化合物，市售品)为起始原料，依次 经与R₄CH₂Y反应和还原反应得到部分目标物。

或，

所述方法包括下列步骤：

(1)由式Ⅳ所示化合物制备式Ⅴ所示化合物的步骤；

(2)由式Ⅴ所示化合物制备式Ⅵ所示化合物的步骤；

(3)由式Ⅵ所示化合物制备式Ⅶa或/和式Ⅶb所示化合物的步骤；

(4)由式Ⅶa或/和式Ⅶb所示化合物制备式Ⅷ所示化合物的步骤；和

(5)式Ⅷ所示化合物依次经与R₄CH₂Y反应和还原反应得到另一部分目标物。

其中，R₁～R₄及Y的定义与前文所述相同。

附图说明

图1-1为在生物体系中评价化合物ⅠBb-1催化活性的荧光谱图；

图1-2为在生物体系中评价化合物ⅠBb-1催化活性的动力学曲线；