利用纤维床生物反应器制备左乙拉西坦关键手性中间体

利用纤维床生物反应器固定耐酪氨酸冢村氏菌(Tsukamurella tyrosinosolvens)E105细胞不对称水解(R,S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸.考察了载体的化学修饰、缓冲液pH和离子强度等对棉纤维载体吸附细胞的影响,确定了最优的菌体吸附条件;在此基础上研究了纤维床生物反应器细胞动态吸附动力学以及利用纤维床生物反应器固定化细胞不对称水解(R,S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸反应的过程曲线、细胞负载量对产率和ee值的影响,继而,考察了纤维床反应器中固定化细胞的重复利用性能.结果表明:在1.115mol/L,pH7.0的磷酸钾缓冲液中,以聚乙烯亚胺修饰棉纤维为固定化载体,细胞最大吸附量可达185mg/g;细胞在纤维床生物反应器上的动态吸附符合一级动力学,动力学方程为Ln(C/C0)=-0.947t;以细胞负载浓度为50g/L的纤维床生物反应器进行不对称水解反应,反应36h后产率和ee值分别为43.2%和98.2%,且纤维床反应器固定化细胞具有一定的重复利用性能.研究结果为纤维床反应器与发酵罐偶联进行半连续化制备左乙拉西坦手性中间体奠定了一定的理论基础.     

α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸乙酯水解酶产生菌发酵培养基的响应面优化

对耐酪氨酸冢村氏菌(Tsukamurellatyrosinosolvens)E105菌株生物拆分外消旋体α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体(S)-α-乙基-2-氧-1-吡咯烷乙酸的发酵培养基进行优化,以提高其产酶活力.首先考察了碳源和氮源对菌种产酶活力的影响,并通过PlackettBurman实验得出影响该菌株产水解酶的最主要因素为酵母粉质量浓度和初始pH值.继而采用中心组合实验并结合响应面分析优化发酵培养基组成,确定了最佳的酵母粉质量浓度为12.1 g/L,最佳的初始pH值为7.06.在优化的条件下酶活力可达1 024.6 U/mL,较优化前提高了67％,表明采用响应面法优化发酵培养基组成是提高该菌株产酶活力的有效途径之一.     

α－乙基－２－氧－１－吡咯烷乙酸乙酯水解酶产生 菌发酵培养基的响应面优化

对耐酪氨酸冢村氏菌（Ｔｓｕｋａｍｕｒｅｌｌａ　ｔｙｒｏｓｉｎｏｓｏｌｖｅｎｓ）Ｅ１０５菌株生物拆分外消旋体α－乙基－２－ 氧－１－吡咯烷乙酸乙酯制备左乙拉西坦关键手性中间体（Ｓ）－α－乙基－２－氧－１－吡咯烷乙酸的发酵培养 基进行优化,以提高其产酶活力．首先考察了碳源和氮源对菌种产酶活力的影响,并通过Ｐｌａｃｋｅｔｔ－ Ｂｕｒｍａｎ实验得出影响该菌株产水解酶的最主要因素为酵母粉质量浓度和初始ｐＨ 值．继而采用中 心组合实验并结合响应面分析优化发酵培养基组成,确定了最佳的酵母粉质量浓度为１２．１ｇ／Ｌ, 最佳的初始ｐＨ 值为７．０６．在优化的条件下酶活力可达１　０２４．６Ｕ／ｍＬ,较优化前提高了６７％,表 明采用响应面法优化发酵培养基组成是提高该菌株产酶活力的有效途径之一．     

(Z)-2-氨基-α-{[(2)-(叔丁氧基)-氧代乙氧基]亚氨基}-4-噻唑乙酸的合成

以(Z)-2-(2-氨基-4-噻唑)-2-羟亚胺乙酸烯丙酯(AAT)和溴乙酸叔丁酯为原料,经过缩合和水解合成了(Z)-2-氨基--α{[(2)-(叔丁氧基)-氧代乙氧基]亚氨基}-4-噻唑乙酸。缩合反应的较佳条件为:n(AAT)∶n(溴乙酸叔丁酯):n(碳酸钾)=1.00∶1.14∶1.32,反应温度35~40℃,反应时间6 h;水解的较佳条件为:n(缩合产物)∶n(异辛酸钠)∶n(钯催化剂)∶n(助催化剂)=1.000∶1.648∶0.014∶0.091,反应温度15~20℃,反应时间6 h。在以上条件下,两步反应的总产率约77%,产品中标题产物的质量分数97.3%。     

手性氨基酸拆分研究进展

氨基酸是组成蛋白质的基本单元,在人体及动物生命活动中起着举足轻重的作用.光学纯氨基酸是合成多肽和内酰胺类抗生素等药物的重要中间体,在药物合成、新材料合成、食品添加剂和精细化学品的开发等方面都具有巨大的应用价值.然而,人工合成的氨基酸大多是外消旋体.外消旋氨基酸的两个异构体在多数情况下具有不同的生理作用,有时甚至药性完全相反.对外消旋氨基酸进行拆分是获得手性氨基酸的重要方法.综述了近年来国内外氨基酸拆分的一些研究进展.     

酵母细胞催化拆分缩水甘油丁酸酯的工艺研究

从土壤中筛选到一株可选择性拆分消旋缩水甘油丁酸酯的酵母.对最适条件下发酵所得酵母液开展酯的选择性拆分反应,考察各工艺条件对拆分反应效果的影响.实验结果表明:在30 ℃,pH5.5的条件下,30 mL酵母发酵液中加入0.50 g底物,在200 r/min下振荡12 h有较好的拆分效果,所得的(R)-酯的对映体过量值(ee)达81.4%,转化率为50.5%.     

纤维素—三（3，5—二甲基苯基氨基甲酸酯）手性固定相的制备及其对对映体化合物的拆分

以微晶纤维素和（3,5-二甲基）异氰酸苯酯为原料,合成了纤维素-三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）（CDMPC）,并涂敷于氨丙基硅胶上,制备成手性固定相（CSP）。用高效液相色谱法,在此手性固定相上,正相条件下分离了6种有机膦酸酯对映体,考察了流动相正己烷-异丙醇配比、色谱柱柱温、样品分子结构对对映体分离的影响,发现异丙醇含量的变化不能引起容量固子（k′）和分离因子（α）的规律性变化,但柱温的影响却是规律的,另外,样品分析结构的细微变化也能引起分离结果的较大差别。     

N-[3-((3-二甲氨基)-1-氧-2-丙烯基)苯基]-N-乙基乙酰胺的合成改进

以间硝基苯乙酮为起始原料,经过还原、酰化、乙基化和缩合合成了标题化合物。对此工艺的还原、酰化及乙基化反应进行了研究,通过铁粉-冰醋酸还原酰化一锅煮工艺,合成了间乙酰氨基苯乙酮,收率达85%。乙基化中,革除了无水操作,以氢氧化钾水溶液代替氢化钠,简化了操作,提高了安全性;以廉价的溴乙烷代替价格昂贵的碘乙烷作乙基化试剂,以丙酮代替四氢呋喃作溶剂,降低了成本,收率达98.5%。总收率达到77%,产品的质量分数大于99%。本工艺操作简便、安全,条件温和,易于工业化。     

含离子液体介质中生物拆分制备S-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酸

以含离子液体共溶剂体系为反应介质,采用脂肪酶Novozym 435生物拆分2,2-二甲基环丙烷甲酸乙酯(DMCPE)制备S-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酸(S-(+)-DMCPA).研究表明:Novozym435在含离子液体[BMIM]OTF体系中的催化活性和立体选择性最好.通过对离子液体体积分数、缓冲液pH值、底物浓度及反应时间等因素的考察,确定最佳反应条件:[BMIM]OTF体积分数6%,Novozym 435用量16g/L,DMCPE浓度100mmol/L,缓冲液pH 7.2,30℃,反应52h.在优化的条件下,产率达47.4%,ee值为97.4%.考察了脂肪酶Novozym 435的重复利用情况,结果发现:脂肪酶可重复使用4次.与水相拆分相比,采用含亲水性离子液体[BMIM]OTF共溶剂体系进行DMCPE的生物拆分,底物浓度可由65mmol/L提高到100mmol/L,反应时间缩短12h,有效地提高了反应效率.     

面包酵母不对称还原制备(S)-1-苯砜基-2-丙醇

用自制的溴代丙酮与苯亚磺酸钠反应合成1-苯砜基-2-丙酮,然后利用面包酵母在有机溶剂中不对称催化还原1-苯砜基-2-丙酮,制备了光学活性的手性化合物(S)-1-苯砜基-2-丙醇,此反应具有操作简便、光学产率高等优点,其化学产率可达94%以上,对映体过量值为100%。     

2-氯丙酸及其酯的拆分研究进展

2-氯丙酸是合成农药、染料和农林化学品的重要中间体，是一种重要的精细化工产品．光学活性的2-氯丙酸具有较高的生理活性或药理作用，是除草剂的重要组成部分，用于生产消炎解热镇痛药布洛芬、医药中间体2-丙氨酸以及农药中间体氯丙酸甲酯、氯丙酸乙酯等低级醇酯，也可用于生产乳酸．综述了近年来2-氯丙酸及其酯手性拆分国内外的研究和发展现状，其拆分技术主要包括化学拆分法、生物酶法拆分法、色谱拆分法和萃取拆分法等，比较了各种方法的优缺点，指出了将酶催化反应和化学合成结合，是2-氯丙酸及其酯拆分研究的新途径，对手性化合物的拆分与应用起到积极的推动作用．     

2-氨基丁酸的酶拆分

为了得到右旋的2-氨基丁酸,对2-氨基丁酸的拆分进行了研究.通过从猪肾中提取的氨基酰化酶选择性地水解(R,S)-2-N-乙酰氨基丁酸,得到了(S)-2-氨基丁酸,旋光度 = +21.58°(C=2,5 mol/L HCl),收率为71.8%.试验结果表明最佳拆分条件为:底物浓度为0.1 mol/L;底物与酶质量比为100∶1;pH 6.8～7.0;温度为37 ℃;反应时间为24 h.     

3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸的合成

3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸(V)是合成新型杀虫剂氯虫苯甲酰胺的重要中间体.以2,3-二氯吡啶为起始原料,与水合肼亲核取代制得3-氯-2-肼基吡啶(Ⅰ),Ⅰ与马来酸二乙酯环合制得2-(3-氯-2-吡啶基)-5-氧-3-吡唑烷甲酸乙酯(Ⅱ),Ⅱ经三溴氧磷溴代制得3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基...