微生物轉(zhuǎn)化合成手性醇的初步研究.pdf

1、手性也稱為不對稱性，是自然界最本質(zhì)的屬性之一。手性物質(zhì)在日常生活中有非常重要的作用，手性藥物、手性農(nóng)藥和手性材料越來越廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域中。具有手性的芳香醇分子，在藥物合成中有非常重要的作用，它是許多手性藥物合成中關(guān)鍵的中間體。生物催化法以其反應(yīng)周期短、條件溫和、成本低、操作簡單等優(yōu)點，越來越多地被應(yīng)用到手性合成中，以彌補傳統(tǒng)化學(xué)合成方法的不足。其中，面包酵母就是一種廣泛應(yīng)用的菌種。 微生物催化還原前手性芳香酮可以得到相應(yīng)的具

2、有手性的芳香醇。而關(guān)于微生物催化芳香酮研究，底物多數(shù)是苯乙酮和鹵代苯乙酮，其它種類芳香酮涉及很少。因此，本課題實驗采用苯乙酮和2-氨基-1-苯乙酮為底物，用面包酵母菌進(jìn)行還原，得到具有手性的苯乙醇和2-氨基-1-苯乙醇，二者均是重要的手性合成中間體。 首先，在苯乙酮的不對稱還原研究中，對于面包酵母菌種進(jìn)行了接種保存和培養(yǎng)觀察，并進(jìn)行了發(fā)酵培養(yǎng)，得到數(shù)量較多的活性酵母細(xì)胞，保存在4℃冰箱中以備反應(yīng)用。之后，在PBS緩沖液體系中，將

3、面包酵母、底物苯乙酮以及輔助底物葡萄糖按照一定比例混合，30℃下置于120r/min搖床上進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為50h。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物用乙酸乙酯萃取、離心，收集有機(jī)相，用無水硫酸鈉干燥，然后測定各個指標(biāo)。經(jīng)過氣相色譜檢測證明得到了手性的苯乙醇，產(chǎn)率為35％，且產(chǎn)物以S-型為主，e.e.（對映體過量值）達(dá)到90％以上。之后，通過檢測反應(yīng)各階段底物苯乙酮和產(chǎn)物苯乙醇的濃度，得到了面包酵母還原苯乙酮的反應(yīng)曲線，得知反應(yīng)主要集中在最初的

4、30h。然后，針對影響反應(yīng)的溫度、pH、底物濃度、酵母添加量和輔助底物葡萄糖的濃度五個因素進(jìn)行了單因子實驗，得到了各條件對反應(yīng)的影響，并測得了最佳反應(yīng)條件：溫度30℃、pH7.0、苯乙酮濃度22mmol/L、酵母用量0.24g/ml，葡萄糖濃度0.2g/ml，反應(yīng)時間30h。 然后，對2-氨基-1-苯乙酮，實驗同樣用面包酵母對其進(jìn)行了還原反應(yīng)，研究方法與苯乙酮還原反應(yīng)類似。氣相色譜檢測結(jié)果表明得到了手性的2-氨基-1-苯乙醇，但

5、產(chǎn)率不高，僅為20％；進(jìn)一步高效液相色譜檢測結(jié)果顯示，產(chǎn)物多數(shù)為S-2-氨基-1-苯乙醇，e.e.在90％以上，立體選擇性較高。同樣也測定了反應(yīng)的反應(yīng)曲線，在前40h反應(yīng)基本終止。對溫度、pH、底物濃度、酵母用量和葡萄糖濃度也進(jìn)行了單因子實驗，通過對結(jié)果的分析得到了反應(yīng)進(jìn)行的最佳條件：溫度30℃、pH7.0、底物濃度18mmol/L、酵母濃度0.22g/ml、葡萄糖濃度0.2g/ml、時間30h。 實驗研究表明，運用本試驗方法得