公开/公告号CN103288674A
专利类型发明专利
公开/公告日2013-09-11
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申请/专利权人 中国科学院化学研究所;
申请/专利号CN201310053582.5
申请日2013-02-19
分类号C07C237/16;C07C237/20;C07C237/06;C07C229/30;C07C229/22;C07C215/24;A61P35/00;C12P13/04;C12P13/02;C12P13/00;C12R1/01;
代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司;
代理人关畅
地址 100080 北京市海淀区中关村北一街2号
入库时间 2024-02-19 19:59:10
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2023-01-31
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C07C 237/16 专利号:ZL2013100535825 申请日:20130219 授权公告日:20150408
专利权的终止
2015-04-08
授权
授权
2013-10-16
实质审查的生效 IPC(主分类):C07C237/16 申请日:20130219
实质审查的生效
2013-09-11
公开
公开
技术领域
本发明涉及官能化的带有季碳中心的非天然氨基酸及其生物催化去对称化制备方法。
背景技术
氨基酸类化合物，是生命体最广泛存在的一类化合物，是生命体的重要组成物质，其在生命过程中起着非常重要的作用。而非天然氨基酸由于其结构与天然氨基酸类似，往往可以作为天然氨基酸的替代物，研究不同氨基酸在生命过程中的作用，非天然氨基酸作为某些生长因子受体蛋白的合成原料已经显示出一定的药物活性。目前已经商品化的非天然氨基酸有2-Amino-2-methyl-3-phenylpropanoic acid (美国Pure Chemistry Scientific Inc公司出售)以及2-Amino-2-methyl-4-pentenoic acid(美国hexagon labs公司出售)。
生物催化是迄今为止最高效、高选择性和环境友好的过程，利用生物催化的方法合成一些具有高附加值的化学品，特别是手性化学品具有重要的应用前景和意义。酰胺是一类重要的有机合成中间体，酰胺的化学转化要求条件苛刻且选择性很差，而酰胺的生物转化反应具有条件温和、高选择性等优点，目前工业上已经能够实现从腈出发制备相应的羧酸和酰胺衍生物，而从酰胺出发制备羧酸，尤其是采用生物转化去对称化方法制备带有季碳中心的手性酰胺羧酸类化合物及其氨基酸类衍生物的报道还很少
发明内容
本发明的目的是提供一种官能化的带有季碳中心的非天然手性氨基酸及其生物催化去对称化制备方法。
本发明提供的式I所示化合物，
(式I)
所述式I中，*代表手性，为R或S；
R1选自-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH2CH＝CH2、-CH2C≡CH、-CH2CH2C≡CH、-CH2CH2CH2C≡CH、-CH2C≡CCH3、-CH2C≡CCH2CH3、-CH2C≡CCH2CH2CH3、-CH2C6H5、-CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-(CH2)nCH＝CHCH3、-(CH2)nC(CH3)＝CH2和-(CH2)nCH＝CHC6H5中的任意一种，
R2选自-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHCH2CH3、-N(CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH＝CH2、 -N(CH2CH＝CH2)2、NH-CH2CH＝CHCH3、N(-CH2CH＝CHCH3)2、-NHCH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2CH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2C≡CH、-N(CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2C≡CCH3、-N(CH2C≡CCH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH2CH3)2、-NHCH2C6H5、-N(CH2C6H5)2、-NHCH2CH2C6H5、-N(CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NH(CH2)nCH＝CHCH3、-N((CH2)nCH＝CHCH3)2、-NH(CH2)nC(CH3)＝C和-N((CH2)nC(CH3)＝C)2中的任意一种，n为1-3的整数；
X1和X2选自-CONH2、-CH2NH2、-CO2H、CH2OH或者-CO2R3中的任意一种。R3为-CH3或-CH2C6H5(也即-Bn)。
上述式I所示化合物，根据其X1和X2基团不同，可为手性酰胺羧酸、手性酰胺羧酸酯、手性酰胺醇、手性羧酸醇或手性氨基醇类化合物，分别为式I-1至式I-5所示化合物。
本发明提供的制备上述式I中X1为-CONH2、X2为-CO2H的式I所示化合物(也即式I-1所示化合物)的方法，包括如下步骤：
用红球菌(Rhodococcus erythropolis AJ270)催化体系与式VI所示化合物进行催化水解反应，反应完毕得到所述X1为-CONH2、X2为-CO2H的式I所示化合物(也即式I-1所示化合物)；
(式VI)
R1选自-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH2CH＝CH2、-CH2C≡CH、-CH2CH2C≡CH、-CH2CH2CH2C≡CH、-CH2C≡CCH3、-CH2C≡CCH2CH3、-CH2C≡CCH2CH2CH3、-CH2C6H5、-CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-(CH2)nCH＝CHCH3、 -(CH2)nC(CH3)＝CH2和-(CH2)nCH＝CHC6H5中的任意一种，
R2选自-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHCH2CH3、-N(CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH＝CH2、-N(CH2CH＝CH2)2、NH-CH2CH＝CHCH3、N(-CH2CH＝CHCH3)2、-NHCH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2CH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2C≡CH、-N(CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2C≡CCH3、-N(CH2C≡CCH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH2CH3)2、-NHCH2C6H5、-N(CH2C6H5)2、-NHCH2CH2C6H5、-N(CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NH(CH2)nCH＝CHCH3、-N((CH2)nCH＝CHCH3)2、-NH(CH2)nC(CH3)＝C和-N((CH2)nC(CH3)＝C)2中的任意一种，n为1-3的整数；
上述方法中，所述红球菌(Rhodococcus erythropolis AJ270)催化体系由红球菌和pH值为6.0-8.0的缓冲溶液组成，该催化体系具体为将所述红球菌接于所述pH值为6.0-8.0的缓冲溶液中30℃活化30分钟而得；所述缓冲溶液为Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液、K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液、Tris缓冲溶液、Hanks’缓冲溶液或PB S缓冲溶液，优选K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液；所述红球菌与式VI所示化合物的用量比为2g∶1mmol-10mol，优选2g∶2mmol；所述红球菌催化体系中，红球菌与所述缓冲溶液的用量比为2g∶50mL-1L，优选2g∶50mL；所述催化水解反应步骤中，温度为20-37℃，优选30℃，时间为0.1-240小时，具体可为0.5-25小时、0.7-8小时、1-8或1.3-5小时，优选0.5-10小时。不同底物与用量优选不同时间，使得反应产物对映选择性在90-99.5％之间；
本发明提供的制备X1为-CONH2、X2为-CO2R3的式I所示化合物(也即式I-2所示化合物)的方法，为下述方法a和b
其中，方法a包括如下步骤：
将式I中X1为-CONH2、X2为-CO2H的式I所示化合物(也即式I-1所示化合物)与CH2N2的乙醚溶液在甲醇中进行反应，反应完毕得到所述X1为-CONH2、X2为-CO2CH3的式I所示化合物(也即式I-2所示化合物)；
所述方法b包括如下步骤：
将式I中X1为-CONH2、X2为-CO2H的式I所示化合物(也即式I-1所示化合物)与碘甲烷或苄溴于有机溶剂中进行反应，反应完毕得到所述X1为-CONH2、X2为-CO2CH2C6H5的式I所示化合物(也即式I-2所示化合物)。
R1选自-CH3、-CH2CH、、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCH、、 -CH2CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH2CH＝CH2、-CH2C≡CH、-CH2CH2C≡CH、-CH2CH2CH2C≡CH、-CH2C≡CCH3、-CH2C≡CCH2CH3、-CH2C≡CCH2CH2CH3、-CH2C6H5、-CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-(CH2)nCH＝CHCH3、-(CH2)nC(CH3)＝CH2和-(CH2)nCH＝CHC6H5中的任意一种，
R2选自-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHCH2CH3、-N(CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH＝CH2、-N(CH2CH＝CH2)2、NH-CH2CH＝CHCH3、N(-CH2CH＝CHCH3)2、-NHCH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2CH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2C≡CH、-N(CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2C≡CCH3、-N(CH2C≡CCH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH2CH3)2、-NHCH2C6H5、-N(CH2C6H5)2、-NHCH2CH2C6H5、-N(CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NH(CH2)nCH＝CHCH3、-N((CH2)nCH＝CHCH3)2、-NH(CH2)nC(CH3)＝C和-N((CH2)nC(CH3)＝C)2中的任意一种，n为1-3的整数；
所述方法a中，X1为-CONH2、X2为-CO2H的式I所示化合物(也即式I-1所示化合物)、CH2N2的乙醚溶液与甲醇的用量比为0.1-10mmol∶0.5-50ml∶5-50mL，优选1mmol∶5mL∶10mL；所述CH2N2的乙醚溶液的浓度为0.1-5mol/L，优选2mol/L；所述反应步骤中，温度为-20℃-30℃，优选0℃，时间为4-48小时，优选12小时；
所述方法b中，所述碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠或碳酸铯，优选碳酸钾；所述有机溶剂选自乙醚、四氢呋喃、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种，优选N，N-二甲基甲酰胺；所述X1为-CONH2、X2为-CO2H的式I所示化合物(也即式I-1所示化合物)、碘甲烷或苄溴、碱、有机溶剂的用量比为0.1-10mmol∶0.13-15mL∶0.14-14g∶1-100mL，优选1mmol∶0.13-1mL∶0.27-1.38g∶2-5mL；所述反应步骤中，温度为-20℃-50℃，优选25℃，时间为6-48小时，优选12小时。
本发明提供的制备X1为-CONH2、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-3所示化合物)的方法，为下述方法：
使式I中X1为-CONH2、X2为-CO2R3的式I所示化合物(也即式I-2所示化合物)被还原剂在一定量的有机溶剂中还原，反应完毕得到所述X1为-CONH2、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-3所示化合物)；
R1选自-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH2CH＝CH2、-CH2C≡CH、-CH2CH2C≡CH、-CH2CH2CH2C≡CH、 -CH2C≡CCH3、-CH2C≡CCH2CH3、-CH2C≡CCH2CH2CH3、-CH2C6H5、-CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-(CH2)nCH＝CHCH3、-(CH2)nC(CH3)＝CH2和-(CH2)nCH＝CHC6H5中的任意一种，
R2选自-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHCH2CH3、-N(CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH＝CH2、-N(CH2CH＝CH2)2、NH-CH2CH＝CHCH3、N(-CH2CH＝CHCH3)2、-NHCH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2CH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2C≡CH、-N(CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2C≡CCH3、-N(CH2C≡CCH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH2CH3)2、-NHCH2C6H5、-N(CH2C6H5)2、-NHCH2CH2C6H5、-N(CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NH(CH2)nCH＝CHCH3、-N((CH2)nCH＝CHCH3)2、-NH(CH2)nC(CH3)＝C和-N((CH2)nC(CH3)＝C)2中的任意一种，n为1-3的整数；
所述方法中，还原剂为氢化铝锂、硼氢化钠、腈基硼氢化钠、醋酸硼氢化钠或硼烷，优选硼氢化钠；所述有机溶剂选自乙醚、四氢呋喃、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种，优选四氢呋喃；所述X1为-CONH2、X2为-CO2R3的式I所示化合物(也即式I-2所示化合物)：还原剂∶有机溶剂的用量比为0.1-10mmol∶0.04-14g∶1-100mL，优选1mmol∶0.08-1.38g∶2-50mL；所述反应步骤中，温度为-20℃-50℃，优选25℃，时间为6-48小时，优选12小时。
本发明提供的制备X1为-COOH、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-4所示化合物)的方法，为下述方法a、b或c。
其中，方法a包括如下步骤：
将式I中X1为-CONH2、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-3所示化合物)在强酸或强碱条件下反应，反应完毕得到所述X1为-COOH、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-4所示化合物)。
R1选自-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH2CH＝CH2、-CH2C≡CH、-CH2CH2C≡CH、-CH2CH2CH2C≡CH、-CH2C≡CCH3、-CH2C≡CCH2CH3、-CH2C≡CCH2CH2CH3、-CH2C6H5、-CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-(CH2)nCH＝CHCH3、-(CH2)nC(CH3)＝CH2和-(CH2)nCH＝CHC6H5中的任意一种，
R2选自-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHCH2CH3、-N(CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH＝CH2、 -N(CH2CH＝CH2)2、NH-CH2CH＝CHCH3、N(-CH2CH＝CHCH3)2、-NHCH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2CH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2C≡CH、-N(CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2C≡CCH3、-N(CH2C≡CCH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH2CH3)2、-NHCH2C6H5、-N(CH2C6H5)2、-NHCH2CH2C6H5、-N(CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NH(CH2)nCH＝CHCH3、-N((CH2)nCH＝CHCH3)2、-NH(CH2)nC(CH3)＝C和-N((CH2)nC(CH3)＝C)2中的任意一种，n为1-3的整数；
所述方法b包括如下步骤：
在Pd-C催化剂的作用下，将所述X1为-CONH2、X2为-CH2OH、R1为-CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH2CH＝CH2、-CH2C≡CH、-CH2CH2C≡CH、-CH2CH2CH2C≡CH或-CH2C≡CCH3、R2为-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHCH2C6H5或-N(CH2C6H5)2的式I所示化合物于H2气氛中在有机溶剂中进行反应，反应完毕后再与强酸或强碱反应，反应完毕得到所述X1为-COOH、X2为-CH2OH、R1为-CH2CH2CH2、-CH2CH2CH2CH2、-CH2CH2CH2CH2CH2、-CH2CH2CH、-CH2CH2CH2CH、-CH2CH2CH2CH2CH或-CH2CH2CCH3、R2为-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2或-NH2的式I所示化合物；
所述方法c包括如下步骤：
将所述式I中X1为-CONH2、X2为-CO2R3的式I所示化合物(也即式I-2所示化合物)与还原剂于有机溶剂中混匀进行还原反应，反应完毕后再与强酸或强碱的水溶液进行反应，反应完毕得到所述X1为-CONH2、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-3所示化合物)
R1选自-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH2CH＝CH2、-CH2C≡CH、-CH2CH2C≡CH、-CH2CH2CH2C≡CH、-CH2C≡CCH3、-CH2C≡CCH2CH3、-CH2C≡CCH2CH2CH3、-CH2C6H5、-CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-(CH2)nCH＝CHCH3、-(CH2)nC(CH3)＝CH2和-(CH2)nCH＝CHC6H5中的任意一种，
R2选自-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHCH2CH3、-N(CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH＝CH2、-N(CH2CH＝CH2)2、NH-CH2CH＝CHCH3、N(-CH2CH＝CHCH3)2、-NHCH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2CH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2C≡CH、-N(CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2C≡CCH3、-N(CH2C≡CCH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH3、 -N(CH2C≡CCH2CH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH2CH3)2、-NHCH2C6H5、-N(CH2C6H5)2、-NHCH2CH2C6H5、-N(CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NH(CH2)nCH＝CHCH3、-N((CH2)nCH＝CHCH3)2、-NH(CH2)nC(CH3)＝C和-N((CH2)nC(CH3)＝C)2中的任意一种，n为1-3的整数；
所述方法a中，强酸或强碱水溶液中H+或OH-的浓度为1-5M，优选2M；所述式I-3所示化合物与强酸或强碱水溶液的用量比为0.1-10mmol∶3-30mL，优选1mmol∶2mL；所述反应步骤中，温度为-20℃-100℃，优选40℃-90℃；时间为1-24小时，优选5-10小时。
所述方法b中，Pd-C催化剂中，Pd的质量百分比为10％；所述有机溶剂均选自乙醇、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、三氯甲烷、四氯化碳、苯和甲苯中的至少一种，优选甲醇或N，N-二甲基甲酰胺；强酸或强碱水溶液中H+或OH-的浓度为1-5M，优选2M；所述式I-3所示化合物与强酸或强碱水溶液的用量比为0.1-10mmol∶3-30mL，优选1mmol∶2mL；所述与强酸或强碱的水溶液混匀进行反应步骤中，温度为-20℃-100℃，优选40℃-90℃；时间为1-24小时，优选5-10小时。
所述方法c中，所述还原剂为氢化铝锂、硼氢化钠、腈基硼氢化钠、醋酸硼氢化钠或硼烷，优选硼氢化钠；所述有机溶剂选自乙醚、四氢呋喃、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种，优选四氢呋喃；所述X1为-CONH2、X2为-CO2R3的式I所示化合物(也即式I-2所示化合物)：还原剂∶有机溶剂的用量比为0.1-10mmol∶0.04-14g∶1-100mL，优选1mmol∶0.08-1.38g∶2-5mL；所述反应步骤中，温度为-20℃-50℃，优选25℃，时间为6-48小时，优选12小时；强酸或强碱水溶液中H+或OH-的浓度为1-5M，优选2M；所述式I-2所示化合物与强酸或强碱水溶液的用量比为0.1-10mmol∶3-30mL，优选1mmol∶2mL；所述与强酸或强碱的水溶液混匀进行反应步骤中，温度为-20℃-100℃，优选20℃-90℃；时间为1-24小时，优选5-10小时。
本发明提供的制备X1为-CH2NH2、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-5所示化合物)的方法，包括如下步骤：
将式I中X1为-CONH2、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-3所示化合物)与还原剂于有机溶剂中进行还原反应，反应完毕得到所述X1为-CH2NH2、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-5所示化合物)。
R1选自-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3、-CH2CH＝CH2、-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH2CH＝CH2、-CH2CH2CH2CH＝CH2、-CH2C≡CH、-CH2CH2C≡CH、-CH2CH2CH2C≡CH、-CH2C≡CCH3、-CH2C≡CCH2CH3、-CH2C≡CCH2CH2CH3、-CH2C6H5、-CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2C6H5、-CH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-(CH2)nCH＝CHCH3、 -(CH2)nC(CH3)＝CH2和-(CH2)nCH＝CHC6H5中的任意一种，
R2选自-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHCH2CH3、-N(CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH2CH2CH3、-N(CH2CH2CH2CH3)2、-NHCH2CH＝CH2、-N(CH2CH＝CH2)2、NH-CH2CH＝CHCH3、N(-CH2CH＝CHCH3)2、-NHCH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2CH2CH2CH＝CH2、-N(CH2CH2CH2CH＝CH2)2、-NHCH2C≡CH、-N(CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2CH2CH2C≡CH、-N(CH2CH2CH2C≡CH)2、-NHCH2C≡CCH3、-N(CH2C≡CCH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH3)2、-NHCH2C≡CCH2CH2CH3、-N(CH2C≡CCH2CH2CH3)2、-NHCH2C6H5、-N(CH2C6H5)2、-NHCH2CH2C6H5、-N(CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NHCH2CH2CH2CH2CH2C6H5、-N(CH2CH2CH2CH2CH2C6H5)2、-NH(CH2)nCH＝CHCH3、-N((CH2)nCH＝CHCH3)2、-NH(CH2)nC(CH3)＝C和-N((CH2)nC(CH3)＝C)2中的任意一种，n为1-3的整数；
所述方法中，所述还原剂为氢化铝锂、硼氢化钠、腈基硼氢化钠、醋酸硼氢化钠或硼烷，优选氢化铝锂；所述有机溶剂选自乙醚、四氢呋喃、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种，优选四氢呋喃；所述X1为-CONH2、X2为-CH2OH的式I所示化合物(也即式I-3所示化合物)：还原剂：有机溶剂的用量比为0.1-10mmol∶0.04-14g∶1-100mL，优选1mmol∶0.08-1.38g∶2-5mL；所述反应步骤中，温度为-20℃-50℃，优选25℃，时间为6-96小时，优选48小时。
另外，上述本发明提供的式I所示化合物在制备抑制肿瘤细胞产品中的应用，也属于本发明的保护范围。其中，所述肿瘤细胞具体为结肠癌细胞，更具体为结肠癌细胞HCT-116。
红球菌Rhodococcus erythropolos AJ270样品最初是使用Anderson生物粒子采样器中从含有25mM的乙腈琼脂培养基上分离得到的，样品源最初则采集于英国泰恩河畔废弃的工业厂区附近的干燥的土壤中。对AJ270菌其细胞壁的枝菌酸和二氨基庚二酸化学分类学研究确认了其属于Rhodococcus菌种。直到2005年，通过对其16SrRNA基因序列的研究，确认了Rhodococcus AJ270属于Rhodococcus erythropolis菌系。具体参考下述两篇文献：
a.Blakey A.J.；Colby J.；Williams E.；O’Reilly C.，FEMS Microbiol.Lett.1995，729，57-61.
b.O’Mahony R.；Doran J.；Coffey L.；Cahill O.J.；Black G.W.；O’Reilly C.；Antonie van Leeuwenhoek 2005，87，221-232.
Rhodococcus AJ270是一种源自土壤的微生物，并被证明是一种高活性的含腈水合酶/酰胺水解酶体系的整细胞催化剂。已有研究表明，与其他菌株相比，红球菌Rhodococcus erythropolis AJ270具有很好的底物广谱性，可以高效地催化脂肪腈、芳香腈和芳杂环腈类化合物的水解。(Wang M.-X.Enantioselective biotransformations of nitrile in organic synthesis.Top. Catal.2005，35，117-130)。
本发明使用红球菌Rhodococcus erythropolis AJ270微生物体系催化水解带有不同取代基的前手性丙二酰胺类化合物得到相应的带有酰胺基的非天然氨基酸。所用红球菌菌体用量可根据底物的用量来进行调节。反应溶剂为pH值6.0-8.0的常用缓冲溶液，温度为20-37℃，反应时间为0.1-120小时。该红球菌微生物催化体系具有可发酵培养和保存方便的特点。运用此生物转化制备手性单酰胺羧酸、二羧酸的方法，具有操作简便，反应高效，反应条件温和，对映选择性高，产物易分离，产物纯度高的特点，具有重要的应用价值。
图1为方法a的反应过程；
图2为方法b的反应过程；
图3为方法c的反应过程；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述反应物如无特别说明均能从公开商业途径而得。
上述微生物催化过程中所述式VI所示生物催化底物制备方法，为下述方法a、b或c。
其中，方法a包括如图1所示反应过程：
方法a的具体步骤如下：
将EtONa(10mmol)加入到放置于冰水浴的EtOH(30ml)中，之后将原料A(1.05g，5mmol)加入到体系中，缓慢滴加RBr(6mmol)乙醇(3ml)溶液，反应约3h后，反应体系缓慢加水(100ml)，EA萃取(3×50ml)，MgSO4干燥，旋去溶剂，快速柱层析(填料硅胶：100-200目；展开剂：PE/EA＝8/1～4/1)，得产物B。将底物B(2mmol)加入到MeOH和NH3/H2O(4ml/4ml)的混合体系中，冰水浴下搅拌，待底物消失，加1N HCl调体系ph＝7，旋去大部分溶剂，快速柱层析，(填料硅胶：100-200目；展开剂：EA)，得白色固体产物VI。
上述方法可以制备式R基团是烯丙基、E-丁-2-烯基、2-甲基烯丙基、炔丙基等式VI所示化合物。
其中，方法b包括如图2所示反应过程：
方法b的具体步骤如下：
将底物A(5mmol)、二苯甲酮(5mmol)和对甲苯磺酸(0.5mmol)放入三口瓶，加入甲苯后加热回流，用分水器分水，反应过夜后，旋去溶剂，快速柱层析，(填料硅胶：100-200目；展开剂：PE∶EA＝15∶1～10∶1)，得白色固体产物C(53％)。将底物C(25mmol)溶于THF(125ml)和DMF(15ml)混合溶剂，加NaH(26mmol)，缓慢滴加RBr(30mmol)，室温下反应过夜后，加水(300ml)，EA萃取(3×150ml)，MgSO4干燥，旋去溶剂，快速柱层析(填料硅胶：100-200目；展开剂：PE/EA＝30/1～20/1)，得白色固体D。将底物D(1mmol)溶于乙醚(5ml)，加入1N HCl(1ml)室温下搅拌过夜，用NaOH水溶液调至ph＝8，加水(10ml)，EA萃取(3×20ml)，MgSO4干燥，旋去溶剂，快速柱层析(填料硅胶：100-200目；展开剂：PE/EA＝30/1～20/1)，得白色固体B。将底物B(2mmol)加入到MeOH和NH3/H2O(4ml/4ml)的混合体系中，冰水浴下搅拌，待底物消失，加1N HCl调体系ph＝7，旋去大部分溶剂，快速柱层析，(填料硅胶：100-200目；展开剂：EA)，得白色固体产物VI。
上述方法可以制备式R基团是苄基、2-苯丙烯基、高烯丙基、2-炔丁基等式VI所示化合物。
其中，方法c包括如图3所示反应过程：
方法c的具体步骤如下：
称B-1(2.15g，10mmol)于单口瓶中加甲醇(50ml)室温下搅拌溶解后加入钯碳(10％，200mg)，暂停搅拌，将空气用氢气置换(用氢气球)后搅拌，底物消失后，抽滤，旋去溶剂，得产物B-2(2.15g，99％)。将底物B-2(217mg，1mmol)置于MeOH(1ml)和NH3/H2O(1ml)的混合体系中，冰水浴下搅拌，待底物消失，加1N HCl调体系ph＝7，旋去大部分溶剂，快速柱层析，(填料硅胶：100-200目；展开剂：EA)，得白色固体产物VI-9(74mg，34％)。
实施例1：制备化合物1
具体实施方法：
取2克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(314mg)的式VI-1所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应40分钟后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式1所示化合物(R1为-CH2CH＝CH2，R2为-NH2)，的产物275mg，产率为87％。
化合物1 solid，mp145-146℃；[α]25D：-22.4°(c1.70，H2O)；IR(KBr)v3397cm-1，1668cm-1，1516cm-1；1H NMR(300MHz，D2O)5.67-5.53(m，1H)，5.25-5.19(m，2H)，2.84-2.69(m，2H)；13C NMR(75MHz，D2O)170.9，170.5，129.2，122.1，67.0，40.3；MS(ESI)m/z(％)157[M-1]+(100).Anal.Calcd.for C6H10N2O3：159.0765[M+1]+.Found：157.0764[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为1所示化合物。
实施例2：制备化合物2
具体实施方法：
将化合物1(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式I-2所述化合物(R1为-CH2CH＝CH2，R2为-NH2，R3为-Bn)196mg，产率：91％，ee97.0％。
化合物2solid，mp145-146℃；[α]25D：+17.9°(c1.90，CHCl3)；ee＝97.0％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3437cm-1，1742cm-1，1689cm-1，1202cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.32-7.19(m，10H)，7.08(s，1H)，5.80-5.66(m，2H)，5.29-5.13(m，4H)，3.61(dd，J＝26.7，12.0Hz，2H)，2.97-2.84(m，2H)2.31(s，1H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)172.2，170.7，135.4，131.5，128.63，128.58，128.51，128.47，128.2，128.1，127.5，119.7，70.5，67.5，47.6，36.7；MS(ESI)m/z(％)339[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C20H22N2O3：C，70.99；H，6.55；N，8.28.Found：C，70.81；H，6.57；N，8.25.
由上可知，上述化合物结构正确，为2所示化合物。
实施例3：制备化合物3
1)取两克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入150毫升带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(342mg)的式VI-2所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应50min后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式3所示化合物(R1为-CH2CH＝CHCH3，R2为-NH2)320mg，产率为93％。
化合物3solid，mp148-149℃；[α]25D：-18.7°(c1.50，H2O)；IR(KBr)v3326cm-1，1685cm-1，1508cm-1；1H NMR(300MHz，D2O)5.78-5.66(m，1H)，5.32-5.22(m，1H)，2.87-2.66(m，2H)，1.61(d，J＝6.3Hz，3H)；13C NMR(75MHz，D2O)170.9，170.6，134.1，121.2，67.3，39.4，17.3；MS(ESI)m/z(％)195[M+Na]+(33)，173[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C7H12N2O3：173.0921[M+1]+.Found：173.0922[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为3所示化合物。
实施例4：制备化合物4
具体实施方法：
将化合物3(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式4所述化合物(R1为-CH2CH＝CH2CH3，R2为-NHBn，R3为-Bn)127mg，产率：62％，ee97.0％。
化合物4solid，mp88-89℃；[α]25D：+17.5°(c1.60CHCl3)；ee＝97.4％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3433cm-1，1745cm-1，1683cm-1，1202cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.36-7.20(m，10H)，7.11(s，1H)，5.75(s，1H)，5.60-5.52(m，1H)，5.34-5.15(m，3H)，3.60(dd，J＝20.7，12.3Hz，2H)，2.86-2.80(m，2H)，2.31(s，1H)，1.63(d，J＝6，Hz，3H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)172.3，170.8，139.0，135.4，130.5，128.6，128.55，128.47，128.2，127.4，123.7，70.6，67.4，47.6，35.6，18.1；MS(ESI)m/z(％)375[M+Na]+(17)，353[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C21H24N2O3：C，71.57；H，6.86；N，7.95.Found：C，71.50；H，6.87；N，8.02.
由上可知，上述化合物结构正确，为4所示化合物。
实施例5：制备化合物5
取两克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入150毫升带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(342mg)的式VI-3所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进 行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应40min后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式5所示化合物(R1为-CH2C(CH3)＝CH2，R2为-NH2)337mg，产率为98％。
化合物5solid，mp148-149℃；[α]25D：-18.7°(c1.50，H2O)；IR(KBr)v3326cm-1，1685cm-1，1508cm-1；1H NMR(300MHz，D2O)5.78-5.66(m，1H)，5.32-5.22(m，1H)，2.87-2.66(m，2H)，1.61(d，J＝6.3Hz，3H)；13C NMR(75MHz，D2O)170.9，170.6，134.1，121.2，67.3，39.4，17.3；MS(ESI)m/z(％)195[M+Na]+(33)，173[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C7H12N2O3：173.0921[M+1]+.Found：173.0922[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为5所示化合物。
实施例6：制备化合物6
具体实施方法：
将化合物5(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式6所述化合物(R1为-CH2C(CH3)＝CH2，R2为-NHBn，R3为-Bn)137mg，产率：67％，ee98.6％。
化合物5solid，mp139-140℃；[α]25D：+7.62°(c1.45，CHCl3)；ee＝98.6％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3382cm-1，1740cm-1，1680cm-1，1213cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.35-7.21(m，11H)，5.67(s，1H)，5.21(dd，J＝31.2，12.3Hz，2H)，4.88(d，J＝17.4，Hz，2H)，3.64(dd，J＝19.1，12Hz，2H)，2.93(dd，J＝18.6，15.0Hz，2H)，2.34(s，1H)，1.76(s，3H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)172.3，170.9，140.3，139.0，135.2，128.60，128.55，128.5，128.4，128.2，127.4，115.6，70.6，67.5，47.9，39.7，23.7；MS(ESI)m/z(％)375[M+Na]+(17)，353[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C21H24N2O3：C，71.57；H，6.86；N，7.95.Found：C，71.59；H，6.78；N，7.81.
由上可知，上述化合物结构正确，为6所示化合物。
实施例7：制备化合物7
取两克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入150毫升带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(466mg)的式VI-4所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应330min后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式7所示化合物(R1为-CH2CH＝CHC6H5，R2为-NH2)346mg，产率为74％。
化合物7solid，mp162-163℃；[α]25D：+11.8°(c0.85，DMF)；IR(KBr)v3140cm-1，1682cm-1，1507cm-1；1H NMR(300MHz，d6-DMSO)7.36-7.19(m，5H)，6.50(d，J＝15.6Hz，1H)，6.20-6.10(m，1H)，2.88(d，J＝6Hz，2H)；13C NMR(75MHz，MeOD/d6-DMSO)170.7，168.8，137.3，134.2，128.7，127.6，126.5，123.4，66.8，40.6；MS(ESI)m/z(％)232[M-1]+(100).Anal.Calcd.for C12H14N2O3：235.1077[M+1]+.Found：235.1079[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为7所示化合物。
实施例8：制备化合物8
具体实施方法：
将化合物7(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式8所述化合物(R1为-CH2CH＝CHC6H5，R2为-NHBn，R3为-Bn)131mg，产率：74％，ee94.0％。
化合物8solid，mp125-126℃；[α]25D：+16.9°(c1.30，CHCl3)；ee＝94.0％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3423cm-1，1727cm-1，1696cm-1，1190cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.37-7.22(m，15H)，7.10(s，1H)，6.48(d，J＝15.9，Hz，1H)，6.11-6.00(m，1H)，5.76(s，1H)，5.23(dd，J＝23.1，12Hz，2H)，3.67(dd，J＝25.8，12.3Hz，2H)，3.13-2.97(m，2H)，2.36(s，1H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)172.1，170.7，138.9，137.0，135.4，134.5，128.7，128.60，128.58，128.5，128.2，127.52，127.49，126.3，122.9，70.9，67.6，47.8，36.0；MS(ESI)m/z(％)415[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C26H26N2O3：C，75.34；H，6.32；N，6.76.Found：C，75.14；H，6.29；N，6.83.
由上可知，上述化合物结构正确，为8所示化合物。
实施例9：制备化合物9
取两克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入150毫升带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(342mg)的式VI-5所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应25min后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式9所示化合物(R1为-CH2CH2CH＝CH2，R2为-NH2)330mg，产率为96％。
化合物8solid，mp158-159℃；[α]25D：-28.1°(c1.85，H2O)；IR(KBr)v3332cm-1，1682cm-1，1508cm-1；1HNMR(300MHz，D2O)5.86-5.72(m，1H)，5.09-4.98(m，2H)，2.15(d，J＝8.4Hz，2H)，2.07(t，J＝5.4Hz，2H)；13C NMR(75MHz，D2O)171.2，170.7，136.3，116.1，67.6，35.2，27.6；MS(ESI)m/z(％)171[M-1]+(100).Anal.Calcd.for C7H12N2O3：173.0921[M+1]+.Found：173.0922[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为9所示化合物。
实施例10：制备化合物10
具体实施方法：
将化合物9(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式10所述化合物(R1为-CH2CH2CH＝CH2，R2为-NHBn，R3为-Bn)126mg，产率：61％，ee＞99.5％。
化合物10solid，mp78-79℃；[α]25D：+12.4°(c1.45，CHCl3)；ee＞99.5％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3439cm-1，1729cm-1，1644cm-1，1221cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.64-7.19(m，10H)，7.09(s，1H)，5.83-5.72(m，2H)，5.24(dd，J＝20.6，12Hz，2H)，5.15-4.95(m，2H)，3.54(dd，J＝34.2，12Hz，2H)，2.23-1.64(m，5H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)172.4，171.1，138.8，137.2，135.4，128.63，128.59，128.50，128.46，128.2，127.5，115.3，70.5，67.4，47.8，31.2，27.7；MS(FSI)m/z(％)375[M+Na]+(12)，353[M+H]+(100)，Anal，Calcd，for C21H24N2O3；C， 71.57；H，6.86；N，7.95.Found：C，71.56；H，6.77；N，8.02.
由上可知，上述化合物结构正确，为10所示化合物。
实施例11：制备化合物11
取两克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入150毫升带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(310mg)的式VI-6所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应25min后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式11所示化合物(R1为-CH2C≡CH，R2为-NH2)248mg，产率为80％。
化合物11solid，mp125-126℃；[α]25D：-5.7°(c1.75，H2O)；IR(KBr)v3395cm-1，1671cm-1，1513cm-1；1H NMR(300MHz，D2O)2.98(s，2H)，2.49(s，1H)；13C NMR(75MHz，D2O)171.4，170.9，77.1，74.0，66.0，26.5；MS(ESI)m/z(％)155[M-1]+(100).Anal.Calcd.for C6H8N2O3：157.0608[M+1]+.Found：157.0609[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为11所示化合物。
实施例12：制备化合物12
将化合物11(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式12所述化合物(R1为-CH2C≡CH，R2为-NHBn，R3为-Bn)126mg，产率：61％，ee96.8％。
化合物12solid，mp113-114℃；[α]25D：+24.6°(c1.30，CHCl3)；ee＝96.8％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3430cm-1，1729cm-1，1701cm-1，1026cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.35-7.26(m，10H)，7.21(s，1H)，5.76(s，1H)，5.23(dd，J＝17.1，12.3Hz，2H)，3.64(dd，J＝19.8，11.8Hz，2H)，3.14(ddd，J＝49.2，17.7，2.6Hz，2H).2.65(s，1H)，2.07(t，J＝2.7Hz，1H)；13CNMR(75MHz，CDCl3)170.9，169.3，138.7，135.1，128.6，128.5，128.3，128.2，127.5，78.3，72.4， 69.6，67.9，47.3，22.5；MS(ESI)m/z(％)359[M+Na]+(40)，337[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C20H20N2O3：C，71.41；H，5.99；N，8.33.Found：C，71.62；H，6.07；N，8.25.
由上可知，上述化合物结构正确，为12所示化合物。
实施例13：制备化合物13
取两克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入150毫升带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(338mg)的式VI-7所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应34min后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式13所示化合物(R1为-CH2C≡CCH3，R2为-NH2)320mg，产率为94％。
化合物12solid，mp129-130℃；[α]25D：-27.7°(c1.56，H2O)；IR(KBr)v3382cm-1，1697cm-1，1335cm-1；1H NMR(300MHz，D2O)2.91(s，2H)，1.69(s，3H)；13C NMR(75MHz，D2O)171.0，170.6，82.4，71.1，66.5，26.9，2.5；MS(ESI)m/z(％)169[M-1]+(100).Anal.Calcd.for C7H10N2O3：171.0764[M+1]+.Found：171.0762[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为13所示化合物。
实施例14：制备化合物14
将化合物13(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式14所述化合物(R1为-CH2C≡CCH3，R2为-NHBn，R3为-Bn)122mg，产率：59％，ee96.8％。
化合物14solid，mp95-96℃；[α]25D：+31.1°(c1.80，CHCl3)；ee＝96.8％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3430cm-1，3252cm-1，1702cm-1，1185cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)3430cm-1，3252cm-1，1702cm-1，1185cm-1；1HNMR(300MHz，CDCl3)δ 7.33-7.21(m，11H)，6.11 (s，1H)，5.21(s，2H)，3.64(dd，J＝19.8，11.8Hz，2H)，3.06(ddd，J＝19.2，17.3，1.9Hz，1H)，2.59(s，1H)，1.73(s，1H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)171.5，169.7，139.1，135.3，128.5，128.3，128.2，128.1，127.4，79.8，72.8，69.9，67.6，47.2，23.0，3.6；MS(ESI)m/z(％)373[M+Na]+(22)，351[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C21H22N2O3：C，71.98；H，6.33；N，7.99.Found：C，71.98；H，6.18；N，8.15.
由上可知，上述化合物结构正确，为14所示化合物。
实施例15：制备化合物15
取两克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入150毫升带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(414mg)的式VI-8所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应60min后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式15所示化合物(R1为-CH2C6H5，R2为-NH2)345mg，产率为83％。
化合物15solid，mp148-149℃；[α]25D：-23.3°(c0.60，DMF)；IR(KBr)v3377cm-1，1682cm-1，1503cm-1；1H NMR(300MHz，d6-DMSO)7.34-7.22(m，5H)，3.39(dd，J＝14.4，14.4Hz，2H)；13CNMR(75MHz，d6-DMSO)171.0，170.6，132.9，129.9，129.1，128.3，68.3，41.6；MS(ESI)m/z(％)207[M-1]+(100).Anal.Calcd.for C10H12N2O3：209.0921[M+1]+.Found：209.0921[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为15所示化合物。
实施例16：制备化合物16
将化合物15(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式16所述化合物(R1为-CH2C6H5，R2为-NHBn，R3为-Bn)122mg，产率：59％，ee＞99.5％。
化合物16solid，mp81-82℃；[α]25D：+16.0°(c2.00，CHCl3)；ee＞99.5％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3440cm-1，1714cm-1，1680cm-1，1186cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3) 7.35-7.14(m，15H)，6.89(s，1H)，5.45(s，1H)，5.21(dd，J＝12.5，12.1Hz，2H)，3.74(dd，J＝12.4，12.2Hz，2H)，3.47(s，2H)，2.19(s，1H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)171.9，170.6，135.2，130.1，128.64，128.63，128.56，128.4，128.1，127.5，127.1，72.0，67.6，48.1，38.0；MS(ESI)m/z(％)389[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C24H24N2O3：C，74.21；H，6.23；N，7.21.Found：C，74.17；H，6.26；N，7.10.
由上可知，上述化合物结构正确，为16所示化合物。
实施例17：制备化合物17
取两克湿重的Rhodococcus erythropolis AJ270菌体(中国科学院化学研究所)，30℃条件下解冻30分钟，用磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的缓冲溶液(0.1M，pH7.0，50ml)将菌体洗入150毫升带螺纹口的Erlenmeyer平底烧瓶中，分散摇匀后放入摇床中30℃条件下活化30分钟，然后一次性加2mmol(318mg)的式VI-9所示化合物，放入摇床中30℃，200rpm条件下进行催化水解反应。整个反应TLC监测，反应35min后停止反应，所得反应液通过一层硅藻土抽滤除去菌体，依次用水20毫升洗涤滤渣三次，得到本发明提供的式17所示化合物(R1为-CH2CH2CH3，R2为-NH2)269mg，产率为84％。
化合物16solid，mp163-164℃；[α]25D：-22.1°(c1.90，H2O)；IR(KBr)v3441cm-1，1681cm-1，1508cm-1；1H NMR(300MHz，D2O)2.05-1.88(m，2H)，1.32-1.08(m，2H)，0.81(t，J＝7.5Hz，3H)； 13C NMR(75MHz，D2O)171.5，171.1，67.8，38.1，16.9，12.9；MS(ESI)m/z(％)159[M-1]+(100).Anal.Calcd.for C6H12N2O3：161.0921[M+1]+.Found：161.0921[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为17所示化合物。
实施例18：制备化合物18
将化合物17(100mg)加入DMF(5ml)、K2CO3(1.5mmol)、苄溴(2mmol)室温(25℃)下搅拌过夜(12小时)反应完毕。其后加H2O(25ml)，乙酸乙酯(3×25ml)萃取，无水MgSO4干燥，用旋转蒸发仪除去溶剂，干法上样，快速柱层析得到本发明提供的式18所述化合物(R1为-CH2CH2CH3，R2为-NHBn，R3为-Bn)123mg，产率：58％，ee97.8％。
化合物16，mp163-164℃；[α]25D：+16.5°(c1.70，CHCl3)；ee＝97.8％(chiral HPLC analysis)；IR(KBr)v3440cm-1，1728cm-1，1642cm-1，1218cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.33-7.16(m，10H)，7.12(s，1H)，5.93(s，1H)，5.22(dd，J＝33.9，12.3Hz，2H)，3.52(dd，J＝33.9，12.0Hz，2H)，2.28(s，1H)，2.10-2.05(m，2H)，1.34-1.25(m，2H)，0.93(t，J＝7.2Hz，3H)；13CNMR(75MHz，CDCl3)172.8，171.4，135.5，128.61，128.56，128.5，128.4，128.2，127.5，70.8，67.3，47.8，34.2，16.8，14.1；MS(ESI)m/z(％)341[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C20H24N2O3：：341.1860[M+1]+.Found：341.1857[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为18所示化合物。
实施例19：制备化合物19
将化合物1(316mg，2mmol)溶于甲醇(20ml)，0℃下缓慢滴加CH2N2(2M，10ml)乙醚溶液，保持温度0.5h后升至室温，反应过夜后将溶剂旋去，快速柱层析(填料硅胶：100-200目；展开剂：PE/EA＝1/1～1/2)，得白色固体19(269mg，78％)
化合物19，mp66-67℃；[α]25D：+5.0°(c2.00，CHCl3)；IR(KBr)v3407cm-1，1730cm-1，1633cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.42(s，1H)，6.27(s，1H)，5.79-5.71(m，2H)，5.23-5.18(m，2H)，3.81(s，3H)，2.85-2.62(m，2H)，2.10(s，2H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)173.7，172.4，131.9，120.8，65.0，53.2，41.7；MS(ESI)m/z(％)173[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C7H12N2O3：173.0921[M+1]+.Found：173.0915[M+1]+.
由上可知，上述化合物结构正确，为19所示化合物。
实施例20：化合物20的合成
将底物19(50mg，0.3mmol)溶于EtOH(4ml)和THF(4ml)的混合溶剂中，加入LiCl·H2O(30mg，0.5mmol)和NaBH4(38mg，1mmol)，室温下反应，底物消失后旋去溶剂，在体系中加入于甲醇(1ml)和2N NaOH(1ml)，60℃下反应5h后调至中性(HCl/H2O)，旋去溶剂，使用离子交换树脂进行分离(CAS：11119-67-8；展开剂10％氨水)，得白色固体20(46mg，99％)。
化合物20，mp178-179℃；[α]25D：-34.7°(c0.75，H2O)；IR(KBr)v3080cm-1，1620cm-1；1HNMR(300MHz，D2O)5.72-5.58(m，1H)，5.28-5.18(m，2H)，3.75(dd，J＝35.1，12.3Hz，2H)， 2.58-2.32(m，2H)；MS(ESI)m/z(％)168[M+Na]+(23)，146[M+H]+(100).
由上可知，上述化合物结构正确，为20所示化合物。
实施例21：化合物21的合成
将底物20(30mg，0.2mmol)溶于甲醇(50ml)中，室温下搅拌溶解后加入钯碳(10％，10mg)，暂停搅拌，将空气用氢气置换(用氢气球)后搅拌，底物消失后，抽滤，旋去溶剂，得产21(30mg，99％)。
化合物21，mp188-189℃；{lit5.mp279℃}；[α]25D：+9.5°(c1.05，1N HCl)；IR(KBr)v3140cm-1，3044cm-1，1405cm-1；1H NMR(300MHz，D2O)3.65(dd，J＝73.5，12.0Hz，2H)，1.67-1.46(m，2H)，1.30-1.00(m，2H)，0.78(t，J＝7.5Hz，3H)；13C NMR(75MHz，D2O)174.5，66.4，64.3，34.3，16.5，13.4；MS(ESI)m/z(％)148[M+H]+(100).
由上可知，上述化合物结构正确，为21所示化合物。
实施例22：化合物22的合成
将底物2(170mg，0.5mmol)溶于EtOH(5ml)和THF(5ml)的混合溶剂中，加入LiCl·H2O(30mg，0.5mmol)和NaBH4(38mg，1mmol)，室温下反应，底物消失后加水(20ml)，EA萃取(3×20ml)，MgSO4干燥，旋去溶剂，快速柱层析(填料硅胶：100-200目；展开剂：PE/EA＝1/1～1/2)，得白色固体22(116mg，99％)。
化合物22，mp95-96℃；[α]25D：+2.05°(c1.95，CHCl3)；IR(KBr)v3443cm-1，3285cm-1，1659cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)77.36-7.24(m，6H)，6.00(s，1H)，5.92-5.78(m，1H)，5.20-5.15(m，2H)，3.84(s，2H)，3.75(dd，J＝24.6，12.3Hz，2H)，2.58-2.41(m，2H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)178.1，139.9，132.4，128.6，128.0，127.3，119.4，65.1，64.1，46.9，38.2；MS(ESI)m/z(％)257[M+Na]+(28)，235[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C13H18N2O2：C，66.64；H，7.74；N，11.96.Found：C，66.72；H，7.67；N，11.92.
由上可知，上述化合物结构正确，为22所示化合物。
实施例23：化合物23的合成
将底物22(117mg，0.5mmol)快速称入两口瓶，用高纯氩气置换空气后用氩气保护，加入干燥的THF(10ml)，将LiAlH4(1N THF溶液，5ml)用注射器加入到上述两口瓶中，加热回流48h后，加EtOH(2ml)淬灭反应，加2NNaOH(3ml)，将体系抽滤，EtOH洗涤(3×10ml)，旋去溶剂，快速柱层析(填料硅胶：100-200目；展开剂：EA/EtOH/氨水＝100/5/1)，得产物23(72mg，65％)。
化合物23，mp49-50℃；[α]25D：+10.0°(c1.60，MeOH)；IR(KBr)v3359cm-1，2864cm-1，1639cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)7.38-7.21(m，5H)，5.97-5.86(m，1H)，5.21-5.13(m，2H)，3.70(dd，J＝12.0，3.6Hz，2H)，3.53(dd，J＝11.2，8.4Hz，2H)，2.70(dd，J＝13.6，6.0Hz，2H)，2.28(d，J＝7.2Hz，2H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)140.4，133.3，128.11，128.06，126.7，117.5，63.0，58.5，45.1，43.6，36.1；MS(ESI)m/z(％)221[M+H]+(100).Anal.Calcd.for C18H20N2O1：221.1648[M+1]+.Found：221.1656[M+1]+.
由上可知，该化合物结构正确，为23所示化合物。
实施例24、抗肿瘤活性实验
本发明制备的官能化的带有季碳中心的非天然氨基酸针对结肠癌细胞HCT-116，该细胞来自ATCC，其抗肿瘤活性实验如下：
利用MTT法测定式I结构通式所示化合物对细胞活性的影响。MTT法又称MTT比色法，是一种检测细胞存活和生长的方法。其检测原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲瓒(Formazan)并沉积在细胞中，而死细胞无此功能。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中的甲瓒，用酶联免疫检测仪在490nm波长处测定其光吸收值，可间接反映活细胞数量。操作过程如下：用含10％胎小牛血清的培养液配成单个细胞悬液，以每孔1000-10000个细胞接种到96孔板，在37度细胞培养箱中培养24小时之后，加入待测药物，以二甲基亚砜(DMSO)作为对照，继续在37度细胞培养箱中培养48小时；每孔加MTT溶液(5mg/ml用PBS配制，pH＝7.4)20ul(200ul培养基)，继续孵育4h，终止培养，小心吸弃孔内培养上清液，每孔加150ul DMSO，脱色摇床振荡10min，使结晶物充分溶解；选择490nm(570nm)波长，在酶联免疫监测仪上测定各孔光吸收值，记录结果；进一步将实验结果进行处理：计算各实验组与con的比值，以此比值为纵坐标，以不同药物或药物浓度为横坐标做条形图或折线图。
通过MTT法考察本发明制备的官能化的带有季碳中心的非天然氨基酸针对结肠癌细胞HCT-116的抗肿瘤活性实验，实验结果表明，在浓度为100μg/ml时，式I结构通式所示 化合物均表现出了对结肠癌细胞HCT-116的杀伤力。其中，实施例7制备所得式I结构通式所示化合物7和实施例3所得式I所示化合物3对结肠癌细胞HCT-116的药物半数致死浓度IC50在50-75μg/ml之间，其他实施例制备所得式I结构通式化合物亦表现出了一定的抑制肿瘤细胞生长的活性。
机译： 带有轴不对称性的光学活性季铵盐，其制备方法及其在不对称合成$ g（a）-氨基酸衍生物中的应用
机译： 带有轴不对称性的光学活性季铵盐，其制备方法及其在不对称合成$ g（a）-氨基酸衍生物中的应用
机译： 陶瓷纳米颗粒和/或碳纳米颗粒，该陶瓷和/或碳涂料组合物的分散体，涂覆的表面。具有化学官能化表面的纳米级陶瓷或碳的制备方法以及包含以下各项的分散体的制备方法：具有化学功能化表面的纳米陶瓷和/或碳。
