一种双核席夫碱钴配合物及其制备方法、杂化酶及其制备方法和应用、硫醚不对称氧化的方法

本发明涉及钴配合物，具体涉及一种双核席夫碱钴配合物及其制备方法、杂化酶及其制备方法和应用、硫醚不对称氧化的方法。

背景技术：

1、硫醚类化合物选择性氧化为手性亚砜是合成化学领域的重要反应，手性亚砜不仅是多种药物活性分子的关键结构单元（如质子泵抑制剂奥美拉唑、埃索美拉唑等），也是不对称合成中广泛应用的手性配体与助剂。然而，硫醚氧化过程中存在多种竞争性反应途径，且氧化中间体多为热力学不稳定的活性物种，导致产物手性亚砜的选择性差。

2、传统硫醚不对称氧化的催化方式包括化学催化和生物催化。其中，化学催化依赖于手性金属配合物催化剂实现催化，通过手性配体来诱导产物的立体选择性。然而，传统手性金属配合物催化剂依赖贵金属（如ru、rh和pd等）的使用，成本高昂，且配合物主要为单核（即一个配合物中仅有一个金属原子）体系，催化活性仍较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双核席夫碱钴配合物及其制备方法、杂化酶及其制备方法和应用、硫醚不对称氧化的方法。本发明提供的双核席夫碱钴配合物的催化活性高且成本低。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种双核席夫碱钴配合物，具有式i所示的结构：

4、式i。

5、本发明提供了上述技术方案所述的双核席夫碱钴配合物的制备方法，包括以下步骤：

6、将乙酸钴、n,n'-双水杨醛缩乙二胺、三乙胺和无水乙醇混合，进行配位反应，得到双核席夫碱钴配合物；

7、所述乙酸钴和三乙胺的质量比为1.5~2.5：1；

8、所述乙酸钴和无水乙醇的质量比为1：80~200；

9、所述配位反应的温度为80℃，时间为72h。

10、优选的，所述乙酸钴和n,n'-双水杨醛缩乙二胺的摩尔比为2~4：1。

11、优选的，所述n,n'-双水杨醛缩乙二胺的制备方法包括以下步骤：

12、将水杨醛、乙二胺和溶剂混合，进行席夫碱反应，得到所述n,n'-双水杨醛缩乙二胺。

13、优选的，所述水杨醛和乙二胺的摩尔比为1.5~3：1；

14、所述席夫碱反应的温度为60℃，时间为5h。

15、本发明提供了一种杂化酶，组成包括血清蛋白和金属有机配合物，所述金属有机配合物与血清蛋白的结合方式为配位结合和非共价结合；

16、所述金属有机配合物为上述技术方案所述的双核席夫碱钴配合物或上述技术方案所述的双核席夫碱钴配合物；

17、所述血清蛋白包括牛血清蛋白和/或人血清蛋白。

18、优选的，所述血清蛋白和金属有机配合物的摩尔比为1：1~100。

19、本发明提供了上述技术方案所述杂化酶的制备方法，包括以下步骤：

20、将血清蛋白和缓冲溶液混合，得到血清蛋白缓冲液；

21、将所述血清蛋白缓冲液、金属有机配合物和溶剂混合，进行杂化反应，得到杂化酶。

22、本发明提供了上述技术方案所述的杂化酶或上述技术方案所述制备方法制得的杂化酶在催化硫醚的不对称氧化为手性亚砜中的应用。

23、本发明提供了一种硫醚不对称氧化的方法，包括以下步骤：

24、将硫醚、氧化催化剂、缓冲溶液和氧化剂混合，进行氧化反应，得到手性亚砜；

25、所述氧化催化剂为上述技术方案所述的杂化酶或上述技术方案所述制备方法制得的杂化酶；

26、所述硫醚包括甲基苯基硫醚、甲基苄基硫醚、甲基甲苯基硫醚、4-甲氧基茴香硫醚、2-氯茴香硫醚、3-氯茴香硫醚、4-氯茴香硫醚和3-溴茴香硫醚中的一种或几种。

27、本发明提供了一种双核席夫碱钴配合物，具有式i所示的结构。本发明提供的双核席夫碱钴配合物具有双核钴中心（即一个配合物中具有两个钴金属原子中心）结构，晶体属单斜晶系

c2/

c空间群，两个钴中心通过桥联形成稳定的双核构型，有利于两个金属钴中心的协同作用，双金属钴中心可通过协同作用降低反应能垒、改变底物结合模式，提高氧化剂活化能力和电子传递效率，在催化氧化中展现单核体系难以实现的催化活性，使双核席夫碱钴配合物的本征催化活性及硫醚不对称氧化反应的催化性能高。而且，本发明以资源丰富的钴代替贵金属作为双核席夫碱钴配合物的金属中心，成本低。

28、本发明提供了上述技术方案所述的双核席夫碱钴配合物的制备方法，包括以下步骤：将乙酸钴、n,n'-双水杨醛缩乙二胺、三乙胺和无水乙醇混合，进行配位反应，得到双核席夫碱钴配合物；所述乙酸钴和三乙胺的质量比为1.5~2.5：1；所述乙酸钴和无水乙醇的质量比为1：80~200；所述配位反应的温度为80℃，时间为72h。本发明通过控制溶剂无水乙醇和配位催化剂三乙胺的用量，以及配位反应的温度和时间，通过桥联配体（如乙酸根、羟基等）促进两个钴中心发生桥联，从而形成了稳定的双核配合物，制备方法操作简单，适宜工业化生产。

29、本发明还提供了一种杂化酶，组成包括血清蛋白和金属有机配合物，所述金属有机配合物与血清蛋白的结合方式为配位结合和非共价结合；所述金属有机配合物为上述技术方案所述的双核席夫碱钴配合物或上述技术方案所述的双核席夫碱钴配合物；所述血清蛋白包括牛血清蛋白（bsa）和/或人血清蛋白（hsa）。人工金属酶是一种新型的硫醚不对称氧化的催化剂，通过在生物大分子支架（如蛋白质、dna等）中引入金属配合物，结合化学催化剂的高反应活性与生物催化剂的手性微环境优势实现硫醚不对称氧化。现有的人工金属酶对底物结构敏感、普适性差，当硫醚底物的取代基位置或电子效应发生改变时，催化活性和对映选择性往往出现显著波动；而且，传统人工金属酶体系多采用链霉亲和素、肌红蛋白等需要复杂基因工程表达和纯化流程的蛋白作为蛋白支架，成本高，而本发明提供的杂化酶以血清蛋白作为蛋白支架，其具有手性空腔，能够为催化硫醚的不对称氧化反应提供手性微环境，避免了复杂的手性配体设计，且血清蛋白来源广泛、成本低廉；而且，本发明提供的杂化酶以双核席夫碱钴配合物作为催化活性中心，与血清蛋白通过配位作用和非共价作用结合，血清蛋白结构不发生剧烈改变，保持了血清蛋白的天然构象，使双核席夫碱钴配合物在血清蛋白的手性空腔中能保持高效的催化氧化活性，为硫醚底物提供了手性反应环境，能够催化多种硫醚不对称氧化为手性亚砜，催化活性、底物转化率和产物的对映选择性高，几乎无过度氧化产物（砜）生成，且硫醚底物适用范围广。

1.一种双核席夫碱钴配合物，其特征在于，具有式i所示的结构：

2.权利要求1所述的双核席夫碱钴配合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述乙酸钴和n,n'-双水杨醛缩乙二胺的摩尔比为2~4：1。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述n,n'-双水杨醛缩乙二胺的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水杨醛和乙二胺的摩尔比为1.5~3：1；

6.一种杂化酶，组成包括血清蛋白和金属有机配合物，所述金属有机配合物与血清蛋白的结合方式为配位结合和非共价结合；

7.根据权利要求6所述的杂化酶，其特征在于，所述血清蛋白和金属有机配合物的摩尔比为1：1~100。

8.权利要求6或7所述杂化酶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.权利要求6~7任一项所述的杂化酶或权利要求8所述制备方法制得的杂化酶在催化硫醚的不对称氧化为手性亚砜中的应用。

10.一种硫醚不对称氧化的方法，其特征在于，包括以下步骤：