離子液體介質(zhì)中微生物細(xì)胞催化不對稱羰基還原反應(yīng)的研究.pdf

1、近年來，隨著對不同光學(xué)異構(gòu)體藥理作用研究的進(jìn)展及對消旋藥物申報(bào)和使用的限制，手性藥物的研究和開發(fā)已經(jīng)成為國際新藥研究的熱點(diǎn)。許多研究者都在致力于研究和開發(fā)轉(zhuǎn)化率高、手性選擇性好的手性化合物合成路線，其中生物轉(zhuǎn)化法由于其溫和的反應(yīng)條件及高度的手性選擇性而受到人們的青睞。 離子液體(ILs)是一種有望用于替代傳統(tǒng)揮發(fā)性有機(jī)溶劑的新型綠色溶劑。本文研究了水/ILs兩相體系中微生物細(xì)胞不對稱還原羰基酯化合物?？疾炝硕喾NILs對出芽短梗霉

2、AureobasidiumpullulansCGMCC1244和葡萄汁酵母SaccharoinyceszlvurzlmSW-58細(xì)胞的活性影響，其中[bmim][PF6]對兩種細(xì)胞均有很好的生物相容性，對細(xì)胞的代謝活性影響較小。 在水/ILs兩相體系中用出芽短梗霉細(xì)胞催化4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)制備(S)-4-氯-3-羥基丁酸乙酯(CHBE)的反應(yīng)中，[bmim][PF6]是組成水/ILs兩相體系的最適非水相，兩相體系中可

3、獲得較高的摩爾轉(zhuǎn)化率、光學(xué)純度和產(chǎn)物的濃度。通過考察各種影響因素如相體積比、振搖速度、底物初始濃度、最佳溫度以及pH發(fā)現(xiàn)，這些因素對反應(yīng)的摩爾轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)初速度有明顯影響，但對產(chǎn)物的光學(xué)純度的影響很小。經(jīng)過條件優(yōu)化后，產(chǎn)物濃度可以達(dá)到47.1g/L，摩爾轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到95.6％，光學(xué)純度大于98％ee。對細(xì)胞固定化的反復(fù)利用研究，發(fā)現(xiàn)結(jié)果并不理想，相比游離細(xì)胞，轉(zhuǎn)化能力有較大下降，而光學(xué)純度變化不大?？赡芄潭ɑ?xì)胞后極大地影響其底物和產(chǎn)

4、物的傳質(zhì)速率，同時(shí)導(dǎo)致還原酶和脫氫酶活下降，影響了輔酶再生循環(huán)。 在水/ILs兩相體系中用葡萄汁酵母SaccharoinycesuvarumSW-58細(xì)胞催化還原4，4，4-三氟乙酰乙酸乙酯(TFAAE)生成(R)-4，4，4-三氟-3-羥基丁酸乙酯((R)-TFHBE)的反應(yīng)中，[bmim][PF6]是組成水/ILs兩相體系的最適非水相，在優(yōu)化條件下，摩爾轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的光學(xué)純度分別可達(dá)85.8％和89.3％ee。通過底物的流加

5、，可以有效的解除底物抑制和產(chǎn)物積累產(chǎn)物，產(chǎn)物濃度可達(dá)41.3g/L。反應(yīng)過程中的ee值普遍表現(xiàn)不高，為了進(jìn)一步提高產(chǎn)物的光學(xué)純度，對產(chǎn)物進(jìn)行重結(jié)晶，得到較高數(shù)值，達(dá)到95.4％ee。 通過對水/[bmim][PF6]反應(yīng)體系中用葡萄汁酵母SaccharoinycesuvarumSW-58細(xì)胞催化還原4，4，4-三氟乙酰乙酸乙酯(TFAAE)生成(R)-4，4，4-三氟-3-羥基丁酸乙酯((R)-TFHBE)的反應(yīng)放大100倍后，

6、研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的摩爾轉(zhuǎn)化率及光學(xué)純度與搖瓶中相比略有下降，通過緩慢流加底物可以很好的解除底物抑制，同上有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的積累，最終產(chǎn)物的摩爾轉(zhuǎn)化率為65.0％，光學(xué)純度為79.4％ee，產(chǎn)物濃度為32.7g/L。通過研究了產(chǎn)品的分離提取工藝，采用異丙醇從ILs中萃取產(chǎn)物，旋轉(zhuǎn)蒸異丙醇發(fā)得到粗產(chǎn)品，再經(jīng)過減壓蒸餾，所得到的產(chǎn)品純度為89.7％，收率達(dá)到77.9％。經(jīng)過產(chǎn)物重結(jié)晶，光學(xué)純度有大幅度的提高，為97.7％ee。對ILs的回收作了初步