[发明专利]酶催化水解制备1-氧-4,5-二氮杂环庚烷的方法

说明书

本发明公开了一种酶催化水解制备1‑氧‑4,5‑二氮杂环庚烷的方法，属于有机合成技术领域。本发明为解决现有技术中产率低，需要使用强酸或强碱等问题，提供了一种酶催化水解制备1‑氧‑4,5‑二氮杂环庚烷的方法：使式I化合物在水解酶的催化下进行水解反应，分离纯化，得到1‑氧‑4,5‑二氮杂环庚烷。本发明采用水解酶催化，反应选择性好、副反应少，产品收率可达90％以上，萃取液可直接作为后续反应的原料合成唑啉草酯；反应条件温和、易于控制，整个工艺操作简单，易于工业化。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种酶催化水解制备1-氧-4,5-二氮杂环庚烷的方法。

背景技术

1-氧-4,5-二氮杂环庚烷是制备四氢吡唑烷二酮类除草剂中的中间体，如唑啉草酯(WO99047525)。

目前合成1-氧-4,5-二氮杂环庚烷的方法主要有：

CN1604896A报道了上述反应式的方法，其以式I为原料，采用氢卤酸在极性溶剂中进行水解得到式II相应的盐式III，该方法需要采用大于2个当量的酸，产物为盐，容易吸潮，不易保存；且使用该中间体时还需要中和游离，操作繁琐，已经失去市场竞争力，不仅产生大量三废同时使得操作环境恶劣，属于淘汰的陈旧工艺。

CN101039926B报道了上述反应式的方法，其以式I为原料，采用大于2当量的氢氧化钠或氢氧化钾在水中进行水解得到式II，该工艺虽然优越于CN1604896A，由于氢氧化钠或氢氧化钾碱过强导致收率不高(49～69％)，最终导致原材料成本增加，故不能应用于放大生产。

因此，需要一种反应条件温和，收率高，易后处理的1-氧-4,5-二氮杂环庚烷制备方法。

发明内容

针对现有技术中的问题，发明人通过大量试验，惊奇的发现式I化合物在水解酶催化下，在温和反应条件下，即可高效的水解得到式II化合物，既能解决1-氧-4,5-二氮杂环庚烷氢卤酸盐容易吸潮，又能解决收率低、设备腐蚀严重的问题。

基于此，本发明提供了一种酶催化水解制备1-氧-4,5-二氮杂环庚烷的方法，其包括以下步骤：使式I化合物在水解酶的催化下进行水解反应，分离纯化，得到1-氧-4,5-二氮杂环庚烷；

其中，R₁和R₂各自独立地表示C₁-C₅的烷基、C₁-C₅卤代烷基、C₂-C₅链烯基、C₂-C₅炔基、苯基、C₁-C₅烷基苯基、卤代苯基、C₁-C₅烷氧基苯基、苄基、C₁-C₅烷基苄基、卤代苄基、C₁-C₅烷氧基苄基、C₁-C₅烷氧基-C₁-C₅烷基或C₃-C₆环烷基，或R₁和R₂共同为C₁-C₄亚烷基、1，2-亚苯基或1，8-亚萘基。

优选的，上述方法中，R₁和R₂各自独立地选自甲基或乙基，特别是甲基，以利于式II化合物的分离纯化。

本发明对多种水解酶进行了试验，试验得出，上述方法中，所述水解酶选自α-糜蛋白酶、木瓜蛋白酶、诺维信435、猪胰脂肪酶、米曲霉脂肪酶、中性蛋白酶、猪胃蛋白酶、牛胰蛋白酶、脲酶、碱性蛋白酶、Lipozyme TL 100或牛胰脂肪酶中的至少一种。