《利用酵母细胞不对称还原β羰基酯的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《利用酵母细胞不对称还原β羰基酯的研究（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华东理工大学硕士学位论文徐火利用酵母细胞不对称还原卜 l c 基酷的研究二摘要本论文利用增殖培养的酵母细胞分别在水相和有机相中考察了各种因素对其催化乙酞乙酸乙 酿不对称还原反应的影响。 研究结 果表明， 在水相中， 蔗糖是较佳的能源供体， 并 且其最适浓度为。 .2 m o l / L ， 底物浓度为0 . 1 m o l / L . 在0 . 1 m o l / L 的 底物浓度的条件下， 以1 0 0 0 - m l摇瓶中 含 有2 0 0 - m l 培养基培养的 酵 母的量 较为合 适。 最终 得到 的产 物侈 ) - 3 -荃丁 酸乙 醋的对映体过量值( e . e .) 接近 9
2、0 11 . ;在有机相中，尝试采用了 温和的 海藻酸钙包埋法固定化酵母细胞， 结果表明 ， 固定化时应采用p H为7 的T r i s - H C I 缓冲溶液体系，颗粒的大小以d ) 2 m m为较佳;以正己醉为辅底物时可获得较佳的产物浓度和对映体过量值， 颗粒的最适量为 6g / 2 0 m 正已 烷，高 浓度的 底物对反应有一定的抑制作用， im定化细胞重复利用三次后， 其 对 映 选 择 性 基 本 保 持 不 变 。 奋 物 (S )-3 - 基 丁 酸 乙 酉 旨 的 最 大 。 .e .为 9 2 % ， 与 文 献 报 道 的 结 果 接 近 。 见 夕 一一关 键 词 ，
3、面 包 醇 今 乙 酸 乙 酸 乙 A 称 (S )-3 -7 1 -X T 酸 乙 酉 粉不 对 称 生 物 z mi 华东理工大学硕士学位论文; f ;臾A S t u d y o n A s y mme t r i c R e d u c t i o n o f p - Ke t o E s t e rMe d i a t e d b y Y e a s t C e l l sAb s t r a c tI n t h i s t h e s i s w a s d e s c r i b e d t h e a s y m m e t r i c r e d u c t i o n o
4、 f e t h y l a c e t o a c e t a t e b y t h e c u l t i v a t e db a k e r s y e a s t ( S a c c h a r a m y c e s c e r e v i s i a e ) i n b o t h a q u e o u s a n d o r g a n i c p h a s e s . I n a q u e o u s p h as e , i tw as s h o w n t h a t t h e s u c r o s e w a s a g o o d k i n d o f
5、 e n e r g y a n d i t s o p t i m a l c o n c e n t r a t i o n w a s 0 . 2m o l / L , a n d t h e o p t i m a l c o n c e n t r a t i o n o f s u b s t r a t e w a s 0 . 1 m o l / L . T h e m a x i m a l v a l u e o fe n a n t i o m e r i c e x c e s s w as n e a r 9 0% . I n o r g a n i c s o l v
6、 e n t , t h e r e a c t i o n w as c a r r i e d o u t b y u s i n gc a l c i u m - a l g i n a t e - e n t r a p p e d y e as t a n d t h e p e r f o r m a n c e o f t h e i m m o b i l i z e d c e l l s w as i n v e s t i g a t e d .I t w a s f o u n d t h a t a b u ff e r s y s t e m o f p H 7 .
7、 0 s h o u l d b e u s e d w h e n t h e c e l l s w e r e i m m o b i l i z e d a n dt h e b e a d s d i a m e t e r w a s a p p r o x i m a t e l y 2 m m . T h e c o n c e n t r a t i o n a n d e n a n t i o m e r i c e x c e s s o fp r o d u c t w e r e t h e b e s t w i t h n - h e x a n o l as
8、a n e ff e c t i v e c o - s u b s t r a t e . T h e o p t i m a l b e a d m a s s w a s 6 gi n 2 0 m l h e x a n e . T h e s u b s t r a t e e x e r t e d a n i n h i b it o r y i n fl u e n c e o n t h e r e a c t i o n . T h e i m m o b i l i z e dc e l l s h a d b e e n u s e d r e p e a t e d l
9、 y f o r t h r e e b a t c h e s a n d t h e c o r r e s p o n d i n g v a l u e o f e n a n t i o m e r i ce x c e s s h a d b e e n k e p t c o n s t a n t . T h e ma x i m a l v a l u e o f e n a n t i o m e r i c e x c e s s w as n e a r 9 2 %，K e y w o r d s : B a k e r s y e a s t , e t h y l
10、a c e t o a c e t a t e , e t h y l ( S ) - 3 - h y d r o x y b u t y r a t e , as y m m e t r i cb i o r e d u c t i o n平东理二大学硕士学位论文第一章第I 页绪论本章重点介绍了 本课题的选题背景及工作思路。第 一 节 手性化合物的重要意义及研究开发状况手性， 它的 英文名称为 C h l l a l i l y , 是指从左右手的互为镜像来表明分子的呈旋光的 特性川 。手性是生命系统的一个基本特征，反映出生物分子的不对称性。比如，自 然界存在的糖为 D构型，组成人体蛋白质的
11、氨基酸为 L构型，蛋白质和D N A的螺旋构象又都为右旋的. 这种不对称性往往使得进入生物体内具有不同构型的手性化合物在膜间的传递、与受体的结合、 对酶的抑制等方面呈现出差异性，并在医药、农药等领域表现的尤为突出。1 . 1 手性中间 体的发展状况手性化合物的研究开发必然要求手性合成前体以更快的速度发展， 尤其那些重要而且具有普遍合成应用价值的手性中间体倍受人们的青睐。 从表1 . 1 可以 看出中间体 等某 些 手性技术产品的 发 展前景 2 1表L i手性技术产品销售额增长情况预测( 单位:百万美元)1 9 9 4 年2 0 0 0 年每年的增长率(%)手性中间体分析产品其它中总计9 2
12、5 . 01 1 3 . 6 09 6 . 5 01 1 3 5 . 1 01 5 8 0 . 01 5 1 . 1 01 3 5 . 2 01 8 6 6 . 3 09 . 3 04 . 9 05 . 8 08 . 6 0注:包括结晶制剂、手性层析柱制备、立体化学催化剂、酶、手性酸碱基和溶剂等等。作为手性产品的一部分，手性医药与手性农药以 及许多手性精细化工产品的平东理 二大 誉 硕士 学位论文* x 6-发 展 也 一 样 令 人 瞩 目 13 .4 11 . 2 手性技术的科学推动力手性技术的兴起是建立在科学基础之上的。有机化学中有关立体化学理论的建立; 对映体测定的分析方法的发展和完善
13、， 包括手性位移试剂， 核磁共振方法，手性色谱， x 光衍射方法等:不对称合成方法在近年来的快速发展: 生物催化合成和酶催化的动力学拆分等等都是必不可少的基础。另一方面， 在手性技术的发展过程中，又不断向我们提出更多的科学问题。当今世界飞速发展的生命科学和材料科学迫切要求以分子间作用的角度来研究问题，在分子水平上弄清生物的复杂过程。由于生物体的基本物质蛋白质、核酸和糖都是具有手性的，所以手性技术对生命科学研究的重要性就显而易见。最近几十年来， 从三维空间上研究有机化合物分子的结构与性能之间的关系，己 经在生命科学和材料科学的 许多领域导致重要的实际应用， 并对生物化学、药 物化学、 高分子化学
14、等相关学科的发展产生了深远的影响，我们可以说，手性技术的兴起是科学的必然，又是对科学发展的巨大推动力。第二节生物催化法制备手性化合物2 . 1不对称合成法制备手性化合物的概况获得光学活性化合物的方法， 不外乎手性合成和生物转化法两大类( 天然产物的提取不在此论) 。 手性合成己 经历过相当 长的历史， 但早期的科学研究仅限于对天然产物的化学改造， 无甚商业价值。 1 9 “年日 本N o z a k i 研究小组最早拉开了 金属 催化下实 现不 对称合成的 帷幕3 1 。 他们以 手 性S c h i f f 碱作为 配体 用于 铜催 化的 环丙烷化反应，实现了约1 1 %的e X . 值。两
15、年后K n o w l e s ， 发现了 烯烃的不对称催化加氢反应，此后手性合成技术以 惊人的速度发展。正如 Ma s a m u n e 所总结的，过渡金属催化的不对称反应的出现， 使不对称合成进入了发展的第四个阶段问 ，也具备了工业化的基础。然而通过不对称合成直接得到手性化合物固然诱人，但由于种种原因使许多反应由试验室走向工业化仍是困难重重。目前世界上只有九种物质通过手 性催化 剂的 不 对称合成反应实 现工业化生产 1 1 。 而为数众多的手 性化合物不得不通过外消旋体拆分法或生物转化法获得.华东理工大李硕士学位论文2 . 2微生物催化的不对称合成第3 ij l微生物体内含有丰富的酶系
16、， 可分为氧化还原酶、 转移酶、 水解酶、 裂合酶、异构酶和连接酶六大类，可催化多类型的化学反应。微生物转化法t产手性化合物的研究引人注目，在氨基酸、有机酸、抗生素和 t 997067”675451576lJ57587560401 N a k a m u r a e t a l ., 1 9 9 0 a 117 1 2 M o c h iz u k i e t a l ., 1 9 9 4 1 8 1 3 S u g a i e t a l ., 1 9 8 3 119 1 4 S e e b a c h . e t a l ., 1 9 8 5 2 0 1 5 Y o u n g a n d W a r d , 1 9 9 1 12 1 1 6 E h r l e r e t a l ., 1 9 8 6 2 2 1 7 K o m e t a n i e t a l . , 1 9 8 9 2 3 1 8 N a o s h i m a e t a l . , 1 9 9 1 2 4 1 9 M o r i, 1
