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%。     

全细胞近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)SYB–1不对称转化苯基乙二醇

为了获得较高光学纯度和产率的光学纯苯基乙二醇，通过筛选得到不对称转化外消旋苯基乙二醇效果较好的菌株近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)SYB-1，其转化产物为S-苯基乙二醇，光学纯度为91% e.e.，产率为88%；通过对近平滑假丝酵母SYB-1拆分苯基乙二醇的反应条件进行优化研究，在细胞量5%、底物浓度8‰、pH值6.5、温度33℃、反应48 h条件下，产物光学纯度可以提高至e.e. 99%. 在证明中间体为b-羟基苯乙酮后推测全细胞近平滑假丝酵母SYB-1拆分外消旋苯基乙二醇的机理是通过将R-苯基乙二醇氧化为中间体后不对称还原为S-苯基乙二醇.     

固定化沙雷氏菌脂肪酶拆分(R,S)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯

利用海藻酸钙-戊二醛交联法对本实验室筛选到的一株能选择性拆分(R,S)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯〔(R,S)-HPBE〕的沙雷氏菌脂肪酶进行固定化,并对固定化脂肪酶的酶活和拆分条件进行了研究。结果表明,最适反应温度为50℃,pH=7.0,底物浓度40 mmol/L,ρ(酶液)=200 g/L,在该条件下,反应10 h后,(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯〔(R)-HPBE〕产率达93.4%,光学纯度(e.e.)为96.2%。连续反应12批次,固定化脂肪酶仍可使(R)-HPBE产率维持在80%以上。     

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%。     

树脂原位吸附促进高浓度底物不对称氧化还原合成（S）-苯基乙二醇

以近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)全细胞为催化剂,考察了添加吸附树脂对不对称氧化还原外消旋苯基乙二醇制备-(S)-苯基乙二醇(S-PED)的影响.通过树脂吸附性能考察,筛选出一种对底物有较快吸附速率和较大吸附量的树脂NKAⅡ,在反应体系中加入一定量NKAⅡ树脂,可以显著降低底物和产物对反应过程的抑制,提高反应的初始底物浓度.结合树脂对底物的吸附量和菌体反应的最适底物浓度,建立了树脂添加量随底物浓度变化的关系式,通过此公式添加树脂将溶液中底物产物总浓度控制在最适水平,从而实现高初始浓度底物,快速度反应.在40g/L初始底物浓度转化体系中加入0.74g树脂,平衡2h后,反应108h,产物S-PED的ee值和产率分别为98.1%和88.5%,产物浓度达到35.4 g/L.     

全细胞生物催化合成(R)-2-羟基-4-苯基 丁酸乙酯

以2-羰基-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)为碳源,从葡萄园土壤中筛选分离得到一株高选择性不对称还原OPBE为(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]的粘质红酵母(Rhodotorula mucilaginosa CCZU-G5),利用1HNMR、GC-MS、液相色谱(LC)对产物结构进行了表征。构建了Rhodotorula mucilaginosa CCZU-G5全细胞催化还原OPBE合成(R)-HPBE的反应体系并对反应条件进行了优化。结果表明,最适催化反应条件为:在20 mL磷酸盐缓冲液(PBS)反应体系中,反应温度为35℃,pH=7.5,菌体质量浓度200 g/L,葡萄糖质量浓度30.0 g/L,金属离子Ca~(2+)浓度3 mmol/L,底物OPBE浓度为20 mmol/L,反应时间12h,在此条件下,(R)-HPBE产率达82%,对映体过量值(e.e.)为99.9%。     

双菌氧化还原耦联转化外消旋2-辛醇制备(R)-2-辛醇

建立了一种新的制备手性2-辛醇的方法——双菌氧化还原耦联转化外消旋2-辛醇制备(R)-2-辛醇。通过筛选得到了一株选择性氧化外消旋2-辛醇中(S)-2-辛醇的菌株Candida cylindracea ATCC 14830,其产物的光学纯度e.e.>98%,(R)-2-辛醇的产率>46%。与报道的一株还原2-辛酮得到(R)-2-辛醇的菌株Oenococcus oeni CECT 4730氧化还原耦联,底物浓度可达40 g/L,产物的e.e.>98%,产率>92%。     

离子液体/缓冲液两相体系中热带假丝酵母不对称还原制备(S)-1-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇

研究了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM]PF6/缓冲液两相体系中,热带假丝酵母104细胞催化3,5-双三氟甲基苯乙酮不对称还原制备(S)-1-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇的反应过程。通过考察影响生物还原反应的主要因素,如离子液体浓度、辅助底物种类和浓度、底物浓度、菌体浓度和转化时间等,发现上述因素对产率影响较大,但基本不影响产物手性醇的光学纯度。优化得到的较佳还原反应条件为:[BMIM]PF6体积分数5%,辅助底物为60 g L 1异丙醇,底物3,5-双三氟甲基苯乙酮浓度70 mmol L 1,菌体浓度350 g L 1,转化时间24 h。在优化条件下,产率达82.5%,产物(S)-1-[3,5-双(三氟甲基)苯基]乙醇的对映体过量值大于99.9%。与水相转化相比,采用[BMIM]PF6/缓冲液两相体系进行3,5-双三氟甲基苯乙酮的生物不对称还原可有效提高底物浓度和产率,且反应时间缩短了6 h。     

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%。     

醇类物质诱导培养改善近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)去消旋转化能力

采用近平滑假丝酵母Candida parapsilosis全细胞去消旋转化外消旋苯基乙二醇(PED)制备S-苯基乙二醇. 主要研究了在菌体培养阶段添加底物醇类和酮类对菌体生长及菌体产酶的影响. 研究发现添加乙醇可以促进细胞生长,提高细胞中脱氢酶活力,从而改善菌体立体选择性转化能力. 通过在菌体培养至对数生长期时添加0.1%乙醇,菌体量增长10%,相对酶活提高30%,采用相同浓度菌体转化105 mmol/L (R, S)-苯基乙二醇时,产物(S)-苯基乙二醇的对映过量值从90%提高至99%,产率从87.3%提高至92.4%.     

Biosynthesis of (R)-1,2-phenylethanediol and (R)-4-chloro-1,2-phenylethanediol by using two recombinant cells expressing enantiocomplementary epoxide hydrolases

Enantioconvergent biosynthesis of (R)-phenyl-1,2-ethanediol and (R)-4-chlorophenyl-1,2-ethanediol using two types of recombinant Escherichia coli cells expressing epoxide hydrolase of Caulobacter crescentus (CcEH) and a triple-point mutated EH of Mugil cephalus was investigated. The CcEH gene in pET28b(+) was expressed at 15 °C, and the reaction conditions such as biocatalyst ratio, reaction temperature and detergent addition were optimized to give best enantiopurity and yield. When two recombinant E. coli cells were used in sequential mode, (R)-phenyl-1,2-ethandiol with 90% enantiopurity and 95% yield was obtained in batch reaction. From 100 mM racemic 4-chlorostyrene oxide, (R)-4-chlorophenyl-1,2-ethanediol with 92% enantiopurity and 71% yield could be obtained.     

一株 Bacillus sp.催化水解苯乙二醇硫酸酯研究

Bacillus sp.CCZU11-1可催化外消旋苯乙二醇硫酸酯合成（ S）-苯乙二醇（＞99％e.e.）。经优化,最适反应介质为正辛烷-缓冲溶液（20：80, V/V）两相体系,最适反应条件：温度30℃, pH 7.0,金属离子添加剂Fe2＋（0.1 mM）,细胞浓度0.10 g（湿重）/mL。生物转化50 mM 外消旋底物24 h,（ S）-苯乙二醇（＞99％e.e.）产率为48.7％。分批补料8批反应,可获得累计浓度达185 mM的（ S）-苯乙二醇。     

一种新的高立体选择性羰基还原酶的性质及分离

从近平滑假丝酵母（Candida parapsilosis CCTCC 203011）中分离得到了新的NADPH依赖型羰基还原酶。粗酶经硫铵分级沉淀、DEAE Sepharose离子交换层析、Phenyl-sepharose FF疏水层析、Blue Sepharose FF亲和层析后在SDS-PAGE上显示为单一条带,其酶蛋白的相对分子质量为30 kD。该酶还原反应的最适pH值为4.5,最适温度为35 ℃,Cu2+对羰基还原酶有强烈的抑制作用。该酶具有较高的底物专一性和立体选择性,对α-羟基苯乙酮和4-氯乙酰乙酸乙酯具有较高的不对称还原活力,其产物分别为（S）-苯基乙二醇和(R)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯,e.e值分别为100%和94.3%。因此该酶蛋白是不对称合成手性醇有效的生物催化剂之一。经LC-MASS-MASS分析得到了酶蛋白中一个肽段的氨基酸序列,通过比对发现该酶与假定蛋白（hypothetical protein CaO19.10414）具有一定的同源性。     

手性(Salen)Co催化(R)-3-氯氧化苯乙烯的合成

用手性(Salen)Co(Ⅱ)催化(±)-3-氯氧化苯乙烯的水解动力学拆分反应,以高收率得到光学纯的(R)-3-氯氧化苯乙烯(98.4%e.e)及(S)-1-(3-氯苯基)-1,2-乙二醇(89.5%,e.e)。     

甲醇钠催化合成(R)-碳酸丙烯酯

以碳酸二甲酯和(R)-1,2-丙二醇为原料、甲醇钠为催化剂合成了(R)-碳酸丙烯酯。考察了酯醇摩尔比、反应时间、催化剂用量等因素对反应的影响。确定了其最佳反应条件为:取1.0mol(R)-1,2-丙二醇,n((R)-1,2-丙二醇)∶n(碳酸二甲酯)=1.0∶1.1,催化剂(甲醇钠)用量为4.0mol%,反应时间为5.0h,在上述反应条件下,产品收率可达88.6%。     

纳米粒子固定化双酶耦合体系连续催化制备(R)-苯基乙二醇

将活化醇盐水解法制备的SiO2纳米粒子分别与羰基还原酶(CR)和甲酸脱氢酶(FDH)进行共价固定化,固定化CR与FDH耦合,连续催化转化b-羟基苯乙酮制备(R)-苯基乙二醇,考察了NADH的再生与循环利用性. 结果表明,纳米粒子固定化CR和FDH酶载量分别为3.32和5.55 mg/g,催化活性为游离酶的50%~60%,最适反应pH值分别为6.5和8.5,最适反应温度分别为40和45℃. 耦合体系进行12批次反应,产物(R)-苯基乙二醇累积量达35.6 g/L,纳米粒子生产能力达178 g/g. 纳米粒子固定化酶经简单离心收集后可重复利用.     

新型含吡啶环氟化二胺及其共聚聚酰亚胺的合成与性能

以3-羟基苯乙酮和苯甲醛为原料,通过改进的Chichibabin反应制备了4-苯基-2,6-双（3-羟基苯基）吡啶（m-PHPP）,再将其与2-氯-5-硝基三氟甲苯反应,合成了硝基化合物4-苯基-2,6-双[3-（4-硝基-2-三氟甲基苯氧基）苯基]吡啶（m,p-6FPNPP）,最后用Pd/C和水合肼将m,p-6FPN...