提高不对称还原合成(R)-扁桃酸的效率

以葡萄酒酵母Saccharomyces ellipsoideus为催化剂,对提高不对称还原苯乙酮酸生产(R)-扁桃酸效率进行了研究,分别利用了分批补料、添加吸附树脂的方法降低底物对反应过程的抑制作用,提高反应的底物浓度。并且通过对吸附树脂吸附性能的考察,筛选出了一种对底物有较快吸附速率和较大吸附量的树脂NKAⅡ,可以显著降低底物对反应过程的抑制,提高反应的底物浓度。最终发现将两种方法结合,在添加吸附树脂的体系中进行分批补料是最高效的方法,将底物浓度从33.31 mmol/L提高到166.53 mmol/L,并且产率达到了91.6%,e.e.值为100%,而且菌体重复使用性能很好。     

(R)-邻氯扁桃酸的制备技术进展

(R)-邻氯扁桃酸是一种具有广泛用途的药物中间体和精细化工产品,主要用于抗血小板聚集药物氯吡格雷的合成,其制备方法主要包括不对称合成法和光学异构体拆分法。本文主要对(R)-邻氯扁桃酸的各种制备方法进行了介绍,并比较了不同制备技术的优缺点,最后对手性邻氯扁桃酸的催化合成前景进行了展望。     

生物不对称合成R-(-)-扁桃酸的影响因素

研究了酵母细胞(Saccharomyces cerevisiae)生物不对称还原苯乙酮酸合成R-(-)-扁桃酸的过程中,环境因子对底物的转化效率和产物对映体过量值的影响. 结果表明,高浓度的底物苯乙酮酸对酵母细胞的催化还原活性具有较显著的抑制效应. pH 6.5、温度32℃、严格厌氧为较适宜条件,底物苯乙酮酸的转化率和产物扁桃酸的得率分别可达97.0%和96.1%,R-(-)-扁桃酸的对映体过量值(ee)为95.1%.     

树脂原位吸附提高酒明串珠菌不对称合成(R)-2-辛醇的催化效率

通过运用原位吸附技术构建水/树脂反应系统,利用树脂的原位吸附来提高酒明串珠菌Oenococcus oeni CECT 4730不对称合成(R)-2-辛醇的催化效率。通过比较6种不同型号的吸附树脂对反应的影响,选出了最适的树脂AB-8。通过考察树脂的用量及水/树脂相中底物浓度对反应的影响,发现反应体系中加入一定量合适的吸附树脂,能够显著减小底物和产物的抑制,大幅度的提高初始底物浓度和反应产率。AB-8树脂加量为15g/L的水/树脂系统中,底物浓度为30g/L时,反应产率达到58%,较之水相系统提高了1.7倍。     

R-(-)-α-环己基扁桃酸的不对称合成

以R-(-)-扁桃酸和异丁醛作为R-(-)-α-环己基扁桃酸不对称合成的起始原料,得到第-步产品:顺式-(2R,5R)-2-异丙基-5-苯基-1,3-二氧杂环戊-4-酮(Ⅰ),有87.2%的收率。然后用环己酮作为亲电试剂,引入环己基。接着采用先加氯化亚砜再加吡啶的办法脱去羟基,再使用氢氧化钠来进行水解反应,酸化后得到固体(R)-环己烯基苯乙醇酸(Ⅳ),此步收率为55.2%。重结晶后的产品溶于甲醇中,用10%的钯-碳作为加氢催化剂进行加氢反应,得到纯品R-(-)-α-环己基扁桃酸,收率为61.2%,光学纯度为81.1%。     

α-环己基扁桃酸的不对称合成研究进展

介绍了α-环己基扁桃酸的各种不对称合成方法,讨论了各种方法的优缺点。采用以光学活性扁桃酸为原料的不对称合成方法的收率高,光学纯度好,而且反应原料手性扁桃酸在市场上可以购得,适于工业化生产。     

R-（-）-α-环己基扁桃酸的不对称合成

以R-（-）-扁桃酸和异丁醛作为R-（-）-α-环己基扁桃酸不对称合成的起始原料,得到第一步产品：顺式-（2R,5R）-2-异丙基-5-苯基-1,3-二氧杂环戊-4-酮（Ⅰ）,有87.2％的收率。然后用环已酮作为亲电试剂,引入环己基。接着采用先加氯化亚砜再加吡啶的办法脱去羟基,再使用氢氧化钠来进行水解反应,酸化后得到固体（R）-环己烯基苯乙醇酸（Ⅳ）,此步收率为55．2％。重结晶后的产品溶于甲醇中,用10％的钯-碳作为加氢催化剂进行加氢反应,得到纯品R-（-）-α-环已基扁桃酸,收率为61．2％,光学纯度为81．1％。     

微生物短杆菌(Brevibacterium sp.)选择性降解制备(R)-扁桃酸

以外消旋扁桃酸为底物,筛选出一株短杆菌Brevibacterium sp. CCSYU 10011,该菌能转化外消旋扁桃酸为(R)-扁桃酸. 用全细胞转化法研究发现,其转化过程是不对称降解过程,即选择性降解了(S)-扁桃酸,进而获得(R)-扁桃酸. 考察了温度、pH、底物浓度及细胞量等因素对(S)-扁桃酸降解的影响,转化结束后,收率为48.7%,对映体过量值(e.e.)可达99%.     

重组短链脱氢酶LcSDR催化(R)-1-苯基乙醇不对称合成的工艺开发

采用基因挖掘技术从Lactobacillus composti基因组中筛选到一条编码短链脱氢酶(LcSDR)的序列,该LcSDR能不对称还原苯乙酮(1a)合成(R)-1-苯基乙醇[(R)-1b]。构建了Lc SDR和葡萄糖脱氢酶(EsGDH)双酶偶联催化合成体系,优化了Lc SDR不对称还原1a合成(R)-1b的催化工艺参数。在较佳催化条件下,50 g/L1a转化反应2 h,产物(R)-1b得率93.8%,产物对映体过量值(eep)高于99%,该手性生物合成催化过程的时空产率达到562.8 g/(L·d)。     

不对称合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的动力学

采用10,11-二氢辛可尼定修饰的Pt/Al2O3催化体系,不对称加氢合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯,研究了各因素影响反应速率和光学收率的一般规律.根据推测的机理,建立了未修饰体系中加氢反应的本征动力学模型,结合实验数据选定了较佳的模型.假设不对称加氢反应总速率包括反应物在催化剂表面修饰位上和未修饰位上两部分的加氢速率,建立了不对称加氢的动力学模型,经拟合得到参数并进行了验证和讨论.     

海因酶法耦合原位分离技术制备N-氨甲酰-D-苯丙氨酸

利用自行筛选的海因酶高产菌株Burkholderia cepecia njut01发酵后,经过硫酸铵分级沉淀、phenyl sepharose FF、DEAE sepharose FF等纯化步骤,得到初步纯化的D-海因酶;利用碳二亚胺法建立了一种基于EAH sepharose 4B的D-海因酶共价固定化方法,酶活回收率达到79.44%,固定化酶经100d 25个批次转化后仍可保持63.2％的初始酶活。将固定化酶填充为固定床反应器,考察了不同条件下固定床与固定床耦合离子交换原位分离（in situ product removal,ISPR）两种反应体系在转化过程中pH值变化及转化率的差异。结果表明,耦合离子交换原位分离技术可大幅度提高D,L-苄基海因转化率,经24h转化,N-氨甲酰-D-苯丙氨酸转化收率最高达62.725%,较采用单一固定床酶转化体系的转化率提高了89.3%。     

Semi‐continuous enzymatic synthesis of cefaclor enhanced by in situ product removal

Enzymatic synthesis of cefaclor was carried out with kinetic control. The product yield was improved by the continuous removal of product from the reaction mixture via complexation of cefaclor with 1‐naphthol. The effects of pH and temperature on the enzymatic and complexing reactions were investigated. The efficiency of the enzymatic conversion of cefaclor in the complexing reaction was 80% under optimum reaction conditions. In situ product removal (ISPR) decreased product concentration in the bioreactor, consequently the yield of cefaclor increased from 57% (without ISPR) to 80% (with ISPR). The specially designed reactor allowed enzymatic reaction and product removal to be accomplished simultaneously, in which the productivity of cefaclor was improved to 65 g dm^?3 by semi‐continuous operation lasting for 55 h. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

微生物转化生产2-苯乙醇的原位产物转移技术研究进展

阐述了微生物转化法生产天然2-苯乙醇的代谢途径以及2-苯乙醇对微生物的毒性即产物抑制作用,而原位产物转移技术（ISPR技术）可有效降低产物抑制作用,提高2-苯乙醇产量。着重介绍了微生物转化生产2-苯乙醇的ISPR技术的研究现状,比较总结了萃取、吸附与基于膜分离的渗透蒸发和渗透萃取技术的优缺点,提出今后的研究重点应是将开发ISPR技术与培育高产量菌株和高效发酵工艺相结合,利用相对简单的设备及后处理技术即可显著提高2-苯乙醇的产率,早日实现微生物转化生产2-苯乙醇的工业化。     

酶法原位分离技术制备葡萄糖酸

研究了使用聚乙烯醇-海藻酸钠固定化的葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶作为催化剂,在鼓泡式反应器中采用原位分离技术转化葡萄糖制备葡萄糖酸的过程。研究发现,该转化过程受到产物的抑制作用,通过对树脂的筛选,采用对葡萄糖酸具有较好吸附效果的D335树脂,可以解除产物的抑制作用。结合流加补料的转化方式,葡萄糖酸的转化率可以达到95.5%。连续使用4个批次,其平均转化率在85.7%以上,系统的稳定性较好。     

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%。     

郁李仁(R)-醇腈酶高效催化乙酰基三甲基硅烷与丙酮氰醇不对称转氰

Highly efficient asymmetric transcyanation of acetyltrimethylsilane with acetone cyanohydrin in an aqueous/organic biphasic system catalyzed with(R)-oxynitrilase from defatted Prunus Japonica seed meal for the preparation of optically active(R)-2-trimethylsilyl-2-hydroxyl-propionitrile was successfully carried out for the first time.For better understanding of the reaction,various influential variables were examined with respect to the initial reaction rate,the substrate conversion and the product enantiomeric excess(e.e.).Diisopropyl ether was found to be the best organic phase for this reaction among all the organic solvents tested.The optimal concentrations of Prunus Japonica seed meal powder,acetyltrimethylsilane and acetone cyanohydrin,volume ratio of aqueous phase to organic phase,buffer pH value and the reaction temperature were 34. 5 g.L~(-1) and 14 mmol·L~(-1) ,28 mmol.L~(-1) , 13%(by volume),5. 0 and 30℃,respectively,while the initial reaction rate,the substrate conversion and the product enantiomeric excess were 1. 34 mmol.L~(-1) .h~(-1) ,99. 0% and 99. 0%,respectively.The comparative study demonstrated that silicon atom in substrate showed great effect on the reaction and acetyltrimethylsilane was a much better substrate for(R)-hydroxynitrile lyase from Prunus Japonica seed than its carbon analogue 3,3-dimethyl-2-butanone.     

活性干酵母与湿酵母催化不对称还原合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的对比研究

研究有机溶剂中面包酵母催化2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)不对称还原合成标题化合物((R)-HPBE),分别考察用干酵母和湿酵母作催化、底物浓度、反应体系和湿酵母保存时间等凶素对OPBE转化率(X<,OPBE>)、HPBE产率(Y<,HPBE>)及(R)-HPBE的光学纯度(e.e.%)的影响.实验结果表明,湿酵母的立体选择性好于干酵母,但转化率和产率很低;乙醚为湿酵母催化较为适宜的介质.另外,湿酵母培养好后应立即反应.     

Kinetics of Asymmetric Reduction of Phenylglyoxylic Acid to R-(－)-Mandelic Acid by Saccharomyces Cerevisiae FD11b

The kinetics of asymmetric production of R-(-)-mandelic acid (R-MA) from phenylglyoxylic acid (PGA)catalyzed by Saccharomyces cerevisiae sp. strain FD11b was studied by fed-batch cultures. The concentrations of glucose and PGA were controlled respectively with a dual feeding system. When the electron donor glucose was supplied at the rate of 0.0833mmol·gdw-1·h-1, the specific production rate (qp) and the enantiomeric excess of R-MAreached the maximum 0.353mmol·gdw-1·h-1 and 97.1％, respectively. The apparent reduction activity of yeast FD11b was obviously affected by both substrate PGA and product MA. The qp value reached the maximum 0.36-0.38mmol·gdw-1·h-1 when the PGA concentration was controlled between 25 and 35mmol·L-1. The obvious substrate inhibition of bioconversion was observed at the PGA concentrations higher than 40mmol· L-1. The accumulation of product MA also caused a severe feed-back inhibition for its production when the product concentration was above 60mmol· L-1. The kinetic model with the inhibition effect of both substrate and product was simulated by a computer-based least-square arithmatic. The established kinetic model was in good agreement with the experimental data.