面包酵母催化4-氯乙酰乙酸乙酯不對稱還原反應(yīng)研究.pdf

1、4-氯-3-羥基丁酸乙酯((S)-ECHB)是合成海洋溴吡咯生物堿B和C(Slagenins B和C)以及他汀類藥物-羥甲基戊二酰CoA(HMG-CoA)還原酶抑制劑的重要中間體,還可以還原為1,4-二氫吡啶型β阻斷劑。因此,對4-氯乙酰乙酸乙酯(ECOB)不對稱還原反應(yīng)的研究具有重要的理論意義和工業(yè)應(yīng)用前景。與化學(xué)方法相比,生物催化法因其環(huán)境友好,反應(yīng)條件溫和,高效率和高選擇性的特點而受到廣泛關(guān)注。本論文選擇價廉易得的面包酵母為生物催

2、化劑,在水相,水/有機溶劑雙相和水/離子液體雙相三種體系中,進行不對稱催化還原4-氯乙酰乙酸乙酯合成(S)-ECHB研究。得到主要結(jié)果如下:
　　 水相體系中,選擇四種市售面包酵母中梅山牌面包酵母催化ECOB的效果最佳。不對稱催化還原時,反應(yīng)產(chǎn)物主要為(S)-ECHB,濕酵母較干酵母具有更高的e.e.(S)值,但是產(chǎn)物產(chǎn)率和反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率明顯低于干酵母?？紤]到實際操作的便利,試驗中選擇干酵母為研究對象。在優(yōu)化實驗條件下,即:面包酵

3、母用量40 g/L、輔助底物葡萄糖用量0.5 mol/L、溫度30℃、pH7.0和振搖速度180 r/min,產(chǎn)物產(chǎn)率和e.e.(S)分別為42.9％和66.6％。
　　 水/有機溶劑雙相體系,克服了水相體系中的底物及產(chǎn)物對酶活性抑制和無法實現(xiàn)輔酶原位再生等不利影響,從而提高不對稱還原反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率和對映體選擇性。酶抑制劑丙烯基溴的添加,進一步提高了產(chǎn)物的對映體選擇性。水/異辛烷雙相體系中,Vaq/Vorg3/1(雙總體積保持3

4、0 mL),面包干酵母用量50 g/L,輔助底物葡萄糖用量0.6mol/L,丙烯基溴濃度0.12 mol/L,ECOB濃度0.08 mol/L,反應(yīng)溫度30℃,振搖速度180 r/min,反應(yīng)時間24 h,該不對稱還原反應(yīng)產(chǎn)物ECHB產(chǎn)率和e.e.(S)值分別達到93.5％和92.3％。
　　 水/離子液體雙相體系,克服了水/有機溶劑雙相體系中有機溶劑的毒性及產(chǎn)物不易分離等不利影響。以合成的4種離子液體為研究對象,研究不同組成雙

5、相體系對面包酵母催化ECOB不對稱還原反應(yīng)的影響,結(jié)果表明,常規(guī)法制備的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([Bmim][PF6])組成的水/離子液體雙相體系的反應(yīng)效果最好。水/[Bmim][BF6]雙相體系,PBS緩沖液30 mL(50 mmol/L,pH7.0),離子液體劑量為180 g/L,面包酵母用量60 g/L,葡萄糖0.8mol/L,ECOB0.1mol/L,反應(yīng)溫度30℃,振搖速度180 r/min,反應(yīng)時間24 h條件下,