樹脂原位吸附提高全細(xì)胞不對稱制備（S）-苯基乙二醇催化效率研究.pdf

1、(S)—苯基乙二醇(S)—PED)具有特殊的生物活性及光電磁性能，是重要的藥物、農(nóng)用化學(xué)品、精細(xì)化學(xué)品的手性中間體。利用生物催化劑轉(zhuǎn)化制備光學(xué)純苯基乙二醇具有反應(yīng)條件溫和、立體選擇性、區(qū)域選擇性和化學(xué)選擇性較高等優(yōu)點(diǎn)。本文以近平滑假絲酵母(CandidaparapsilosisCCTCCM203011)水相中催化不對稱制備(S)—PED為研究對象，對反應(yīng)過程的底物濃度、生物催化劑的穩(wěn)定性以及產(chǎn)物(S)—PED的提取、精制進(jìn)行研究，旨在為

2、生物法制備(S)—PED的工業(yè)化放大生產(chǎn)奠定一定的基礎(chǔ)。具體內(nèi)容包括： 對利用原位吸附技術(shù)來提高反應(yīng)的底物濃度進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在反應(yīng)體系中添加NKAII大孔吸附樹脂緩釋底物和容納產(chǎn)物，可以提高反應(yīng)的底物濃度。結(jié)合樹脂對底物的吸附量和菌體反應(yīng)的最適底物濃度，建立了樹脂添加量隨底物濃度變化的關(guān)系式，通過此公式添加樹脂將溶液中底物產(chǎn)物總濃度控制在最適水平，從而實(shí)現(xiàn)高底物濃度、快速度反應(yīng)。最后在40g/L(R,S)—PED濃度轉(zhuǎn)化

3、體系中加入0.54g樹脂，平衡2h后，反應(yīng)108h，產(chǎn)物(S)—PED的e.e.值和產(chǎn)率達(dá)到98.1％和88.5％，比優(yōu)化前反應(yīng)的(R,S)—PED濃度提高了將近166.7％。 對原位吸附反應(yīng)體系進(jìn)行了溫度、pH、轉(zhuǎn)速的優(yōu)化。得出反應(yīng)的最適條件為30℃，pH8.0，120r/min。在此條件下，反應(yīng)時間縮短，而(R,S)—PED濃度從40g/L提高到50g/L時反應(yīng)108h其產(chǎn)物e.e_值也能達(dá)到97.8％。同時研究了添加木糖和

4、酵母膏對全細(xì)胞催化劑穩(wěn)定性的影響。木糖和酵母膏能增加全細(xì)胞穩(wěn)定性，提高催化批次。30g/L底物濃度下，第二及第三批次反應(yīng)添加一定的木糖和酵母膏，第二批次反應(yīng)48h后產(chǎn)物e.e.值和產(chǎn)率達(dá)到97.8％和80.6％，第三批次反應(yīng)72h后產(chǎn)物的e.e.值達(dá)到近95.0％。通過對添加木糖和酵母膏后反應(yīng)完成的菌體代謝活力進(jìn)行了測定，其代謝活力明顯高于不添加任何物質(zhì)的反應(yīng)體系的菌體。 對(S)—PED的提取和精制進(jìn)行了研究。從6種大孔吸附樹

5、脂中篩選出NKAII大孔吸附樹脂對產(chǎn)物進(jìn)行吸附，在本研究的產(chǎn)物濃度下，該樹脂對(S)—PED具有較大的吸附量250mg/(g濕樹脂)，2h吸附能達(dá)到平衡，吸附等溫線符合Freundlich經(jīng)驗(yàn)式。從11種溶劑中篩選出乙醚作為產(chǎn)物重結(jié)晶純化的溶劑。1L反應(yīng)液經(jīng)1.5BV/h流速經(jīng)樹脂柱吸附，2BV乙酸乙酯洗脫，質(zhì)量濃度3％的活性炭脫色1h，約100mL的乙醚重結(jié)晶純化。以此工藝提取純化(S)—PED，總收率為74.1％，(S)—PED質(zhì)量