水/有机溶剂两相体系微生物催化不对称还原制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

研究了水/有机溶剂两相体系中,出芽短梗霉SW0202细胞催化4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)不对称还原制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯(CHBE)的过程.有机溶剂的选择表明邻苯二甲酸二丁酯为该反应最适有机溶剂,与单一水相体系相比,水/邻苯二甲酸二丁酯两相体系能明显改善反应效率.通过系统考察一些因素如相体积比、振摇速度、反应温度和pH等对反应速度、摩尔转化率和产物光学纯度的影响发现,这些因素对还原反应的初速度和摩尔转化率有较明显的影响,而对产物的光学纯度影响不明显.优化后的条件为:水与有机溶剂的相体积比1∶1,振摇速度180 r·min-1,温度30℃,pH 7.0.在该优化反应条件下,水/有机溶剂两相体系中出芽短梗霉SW0202细胞催化COBE生成(S)-CHBE不对称还原反应的最大摩尔转化率和产物的光学纯度分别达到了94.8%和97.9%e.e.,在用Na2CO3溶液控制水相pH 7.0条件下,有机相中的产物浓度积累达58.2 g·L-1.     

生物催化不对称还原方法生产S-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

通过筛选得到不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)合成(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯(S-CHBE)对映选择性好的微生物菌株出芽短梗霉菌(Aureobasidium pullulans)SW0202. 对其还原反应条件进行优化,得到最佳转化条件为：初始细胞浓度0.32 g/mL(以湿菌体计),底物浓度20 g/L,pH 7.0,温度30℃. 在此优化条件下,产物浓度达20.32 g/L,摩尔转化率为79.6%,产物对映体过量值e.e.为97.8%. 分批添加底物可显著减小底物的抑制作用.     

(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的不对称合成

报道了用4 氯 乙酰乙酸乙酯为原料,以面包酵母为还原剂,选择性合成(s) 4 氯 3 羟基丁酸乙酯。分别考察了能源供体、蔗糖浓度、反应温度、底物加量和压榨酵母用量等因素对产物收率和对映体过量值的影响。结果表明,4 氯 乙酰乙酸乙酯不对称生物还原反应的适宜条件为:能源供体40.0g/L蔗糖,反应温度36.5℃,压榨酵母50.0g/L,底物加量12.0g/L,pH为7 0。反应收率可达60 5%,ee收率为98 5%。     

离子液体中酵母细胞不对称还原合成（R）-3-羟基丁酸乙酯

采用疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)与缓冲液构成的两相体系,在其中进行了膜醭毕赤酵母(Pichia membranaefaciens Hansen)细胞催化乙酰乙酸乙酯(EOB)不对称还原,制备光学活性的(R)-3-羟基丁酸乙酯(R-EHB).系统地考察了一些因素,如离子液体浓度、缓冲液 pH、辅助底物种类和浓度、反应温度、底物浓度、菌体浓度和转化时间等对该反应的影响.结果表明,上述因素对反应的产率和产物光学纯度影响较大.较佳的生物还原反应条件为:[BMIM]PF6体积分数20 %,辅助底物为80 g·L-1葡萄糖,pH 7.8,反应温度30℃,底物乙酰乙酸乙酯浓度0.5 mol·L-1,菌体浓度280 g·L-1,转化18 h.在此优化条件下,反应产率达72.2 %,R-EHB对映体过量值为70.3 %.与单一水相体系和正己烷-缓冲液两相体系相比较,在[BMIM]PF6-缓冲液两相体系中进行EOB的生物不对称还原可有效减少底物抑制,提高反应效率.     

生物催化不对称还原制备(R)-2-羟基-4-苯基丁酸

以克隆表达的乳酸脱氢酶(D-LDH)为催化剂来还原前手性化合物2-羰基-4-苯基丁酸(OPBA),制备重要的手性中间体(R)-2-羟基-4-苯基丁酸(R-HPBA)。通过考察影响反应的各因素,确定了反应pH、初始底物浓度,酶加量及NAD+加量等参数。最后,以分批补料的方式进行产物制备,4 h内即可完全转化100 mmol/L底物。经验证,所得产物的构型完全正确,且e.e值>99.9%。     

重组菌转化4-氯乙酰乙酸乙酯为R-(+)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的研究

通过醛基还原酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶的基因构建重组大肠杆菌,并考察加入诱导剂的时间、浓度和诱导时间对酶活的影响,优化重组大肠杆菌的表达。实验结果表明,重组大肠杆菌在对数生长中期加入0.4 mmol/L的诱导剂,在32℃下培养8 h,酶活可达到5.27 U/mg-protein。以重组大肠杆菌为催化剂,研究4-氯乙酰乙酸乙酯转化为-R( )-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的反应,发现利用基因重组技术构建的大肠杆菌,可使醛基还原酶和葡萄糖脱氢酶共同表达,实现辅酶再生,提高产物对映体过量值。在转化反应过程中,随着温度升高,产物收率先增加;当转化温度在32℃以上,收率反而会下降。底物对反应有抑制作用,采用分批加入底物的方式可以减少抑制作用,提高产物收率。     

酵母细胞催化4-氯-乙酰乙酸乙酯的不对称还原反应

研究了酵母细胞催化4-氯-乙酰乙酸乙酯还原为手性化合物4-氯-(S)-3-羟基丁酸乙酯反应的工艺条件,讨论反应条件对产物得率及对映体过量(e.e.值)的影响。将质量分数5%的酵母加入培养基中静置培养12h后,加入20%质量分数的蔗糖、2.5%质量分数的底物,在30℃、pH值7.2、200r/min振荡培养8h,最大产率和产物e.e.值分别可达91.7%和97.8%。而手性助剂L-谷氨酰胺和L-半胱氨酸并未对实验结果有明显影响。     

重组大肠杆菌不对称还原2-羟基苯乙酮合成(R)-苯基乙二醇

通过对近平滑假丝酵母(R)-专一性羰基还原酶（rCR）进行氨基酸序列分析并根据其序列的保守性设计PCR引物,以近平滑假丝酵母基因组为模板利用PCR技术得到目的基因rcr。该基因全长1011bp,共编码336个氨基酸。将该基因与表达载体pET21c连接后构建重组质粒pETRCR,并转化入Escherichia coli BL21（DE3）中进行表达。重组大肠杆菌具有(R)-专一性羰基还原酶活性,可催化不对称还原2-羟基苯乙酮合成(R)-苯基乙二醇。研究发现,在重组菌培养过程中,同添加IPTG诱导培养的情况相比,不添加IPTG诱导培养的酶活及不对称转化(R)-苯基乙二醇的效果较好。在反应过程中,转化48 h及在pH值 8～9的条件下更有利于不对称反应的进行。另外,较高的底物浓度会对反应产生抑制作用,通过提高重组菌细胞浓度可显著提高转化效果。在5 g/L的底物浓度条件下,利用0.3 g/mL重组菌细胞可还原2-羟基苯乙酮得到(R)-苯基乙二醇,产物光学纯度为95.5% e.e,产率为92.6%。     

生物催化不对称还原法制备(R)-和(S)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯

用全细胞催化法合成2-羟基-4-苯基丁酸乙酯(EHPB)的两种对映异构体。筛选得到两株高立体选择性菌株,能催化前手性酮还原分别生产相应的手性醇。考察了这两株菌株的反应特性,得到了合适的反应条件:菌株短小芽孢杆菌(Bacillus pumilusPhe-C3),反应24 h,底物浓度25 mmol/L,体系pH7.0,温度30℃,R-EHPB的产率达74.5%,对映体过量值(e.e.)达97%;菌株肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumomiaePhe-E4),反应20 h,底物浓度15 mmol/L,体系pH7.0,温度30℃,S-EHPB的产率达71.7%,e.e.达95%。     

固定化CGMCC No.2266生物转化法制备(S)-(-)-β-羟基苯丙酸乙酯

在邻苯二甲酸二丁酯中采用固定化酿酒酵母CGMCC No.2266不对称还原β-羰基苯丙酸乙酯制备(S)-(-)β--羟基苯丙酸乙酯。将干重为430 mg的100 ml菌液50℃预热处理30 min,以2%海藻酸钠固定化得到的直径为2 mm的固定化细胞增殖培养72 h,在300 ml邻苯二甲酸二丁酯中转化17.2 mmol.L-1β-羰基苯丙酸乙酯,摩尔产率和对映体过剩值可以分别达到92.2%和100%。固定化细胞可以较好地重复利用于转化反应10次。产率随底物浓度的增高而降低,分批加入底物可以降低底物浓度过高对反应过程的抑制。     

SBA-15改性固体酸催化合成乙酸正丁酯的研究

以SBA-15为载体利用尿素水解法制备Zro2/SO2(4)-改性的固体酸SZ/SBA-15,通过XRD、N2吸附-脱附、IR、SEM 、Hammett指示剂法和N H3-TPD法对合成材料的孔结构、骨架结构及表面酸性等进行了表征.实验结果表明,所合成的固体酸催化剂具有典型的介孔结构特征,酸强度在0.80 < Ho <...     

两相体系中固定化黏红酵母CCZU-G5催化合成 (R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯

通过筛选得到一株高立体选择性还原2-氧代-4-苯基丁酸乙酯（OPBE）合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]的菌株并鉴定为黏红酵母。研究了在异辛烷/水两相体系中固定化黏红酵母CCZU-G5不对称还原OPBE合成(R)-HPBE的反应条件。结果表明最适的反应条件为：在异辛烷比例为10%条件下,底物浓度为100 mmol/L,催化剂用量为0.45 g/mL,辅底物为40 g/L的葡萄糖。在建立的反应体系中反应16 h,(R)-HPBE产率最高,达83.5%,e.e.值99%以上。固定化酵母经7次重复使用后,产率和e.e.值分别维持在70%和99%以上。     

Immobilization of laccase for oxidative coupling of trans-resveratrol and its derivatives

Trametes villosa Laccase (TVL) was immobilized through physical adsorption on SBA-15 mesoporous silica and the immobilized TVL was used in the oxidative coupling of trans-resveratrol. Higher loading and activity of the immobilized enzyme on SBA-15 were obtained when compared with the free enzyme. The effects of reaction conditions, such as buffer type, pH, temperature and substrate concentration were investigated, and the optimum conditions were screened and resulted in enzyme activity of up to 10.3 μmol/g·h. Furthermore, the oxidative couplings of the derivatives of trans-resveratrol were also catalyzed by immobilized TVL. The immobilized TVL was recyclable and could maintain 78% of its initial activity after reusing it four times.     

固相微萃取涂层材料CH2OCHCH2O(CH2)3-SBA-15的制备与表征

以甲基三乙酰氧基硅烷（γ-glycidoxypropyltrimethoxy silane, CH2OCHCH2O（CH2）3Si（OCH3）3; GPTES）为偶联剂,将醚基官能团接枝于SBA-15介孔分子筛孔道中,制备了无机-有机复合介孔材料CH2OCHCH2O（CH2）3-SBA-15,用小角X射线衍射,N2吸附-脱咐,元素分析,红外光谱和滴定法对复合材料进行了表征.结果表明,醚基有机基团成功接枝到SBA-15孔道内壁,而且SBA-15仍保持了有序的孔道结构.并研究了CH2OCHCH2O（CH2）3-SBA-15的萃取效能,结果表明,该涂层材料对多环芳烃有较高的萃取效率.     

Immobilization influence on the water sorption and diffusion in poly(3-hydroxybutyrate)

The temperature dependency of water vapor sorption and diffusion in poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) was studied for the first time. Equilibrium sorption and diffusion kinetics were determined by a quartz McBain's vacuum microbalance technique in the temperature range of 303–333 K. A probability of water molecule interaction with the polymer matrix was analyzed for wet PHB films by FTIR spectroscopy technique. Sorption isotherms are interpreted as the solution of free water molecules estimated by the Flory–Huggins equation and the sorption of water molecules immobilized on the carbonyl groups of PHB. The immobilization effect was described by a Langmuir-type equation. The dependency of diffusivity on water concentration was described in the frames of Fujita's immobilization model in which the growing function D_w versus C_w characterized the filling degree of carbonyl groups as sites of immobilization in the polymer. Enthalpy of free water sorption (12 kJ/mol) and water immobilization (42 kJ/mol), as well as the activation energy of water diffusion coefficients (71 kJ/mol), in noncrystalline areas of PHB were determined. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 73: 981–985, 1999     

罗匹尼罗中间体4-(2-苯甲酰氧乙基)-3-氯-1,3-二氢-2H-吲哚啉-2-酮的合成

以苯乙醇为原料,经分子内Friedel-Crafts烷基化反应合成了异色满,接着开环、成盐、水解得到苯甲酸-2-甲酰基苯乙基酯,再和硝基甲烷反应制备2-[2-（苯甲酰氧基）乙基]-β-硝基苯乙烯,最后通过Royer反应环合生成罗匹尼罗中间体4-（2-苯甲酰氧乙基）-3-氯-1,3-二氢-2H-吲哚啉-2-酮。产品经由薄层色谱、核磁共振谱、红外光谱分析,确为目的化合物,总收率为31．51％。     

Effect of peptide linker length and composition on immobilization and catalysis of leucine zipper‐enzyme fusion proteins

Linkers are critical components of fusion proteins, as they physically separate individual domains to enable each to fold and retain function. The role of peptide linker properties was investigated for fusions of a leucine zipper immobilization domain (Z_E) to a chimeric amine dehydrogenase (AmDH) or a formate dehydrogenase (cbFDH). A linker library was developed, which varied in length, orientation, and proline content, as a way to vary stiffness. Fusion proteins were characterized by melting temperature, immobilization ability, cofactor binding, and kinetic activity. The best linker candidate for each enzyme was tested in a dual‐functionality assay, where enzymatic activity of fusions immobilized in protein‐inorganic supraparticles was greater than 80% after washing. The best linker for AmDH was completely different than that for cbFDH. This work highlights the need to experimentally assess linker properties in the design of new fusion proteins and provides a linker library for this purpose. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 2934–2946, 2018     

(2R)-2-{(2S,3S)-3-[(1R)-1-叔丁基二甲基硅氧乙基]氮杂环丁-2-酮-4-基}丙酸的合成

从水杨酰胺和环己酮出发,经过亲核反应,丙酰氯取代反应,与4-AA缩合,最后水解合成(2R)-2-[(2S 3S)-3-[(1R)-1-叔丁基二甲基硅氧乙基]氮杂环丁-2-酮-4-基]丙酸,并通过红外,核磁确证其化学结构。该反应条件温和不苛刻,操作简便,适于工业化生产。     

SO42-/ZrO2-SBA-15催化剂合成条件研究

以介孔分子筛SBA-15为载体,利用溶胶-凝胶法,在SBA-15的合成过程中引入活性组分SO42-/ZrO2,得到了含有SO42-/ZrO2的SBA-15 介孔固体酸催化剂SO42-/ZrO2-SBA-15.以乙酸正丁酯的合成为探针反应,考察了SO42-/ZrO2的合成条件及负载型催化剂SO42-/ZrO2-SBA-15合成条件对催化剂催化活性的影响.确定催化剂的合成条件为:m(模板剂):m(去离子水):m[盐酸 (质量分数为36%)]:m(正硅酸乙酯):m(八水氧氯化锆)=4.0:98.0:25.1:8.48:5.6;搅拌温度为 40 ℃;加入硅源,搅拌 20 h后,加入八水氧氯化锆;焙烧温度为650 ℃;硫酸溶液的浓度为3 mol/L.负载型催化剂制备过程中,滴加氨水后最佳的pH为9～10,在介孔分子筛合成过程中引入超强酸所得的催化剂活性最高.     

2-氯-5-(4-氯-1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑-3-基)-4-氟苯甲醛的合成

2－氯－5－（4－氯－1－甲基－5－三氟甲基－1H－吡唑－3－基）－4－氟苯甲醛是合成除草剂的中间体，它可以通过以下2步反应制得：首先，4－氯－3－（4－氯－2－氟－5－甲基苯基）－1－甲基－5－三氟甲基－1H－吡唑在乙酸／乙酐混合溶剂中用三氧化铬氧化，然后，在乙醇／水混合溶剂中，用碳酸氢钠催化水解得目的的产物，2步反应总收率达到71．6％。