微生物拆分硫辛酸中间体6-羟基-8-氯辛酸乙酯

论文摘要

利用生物催化技术来合成手性化合物,其反应条件温和,选择性强,副反应少,收率相对较高,光学纯度高,环境污染较少,生产成本较低,因此受到越来越多的关注。本文对脂肪酶水解拆分外消旋的硫辛酸中间体6-羟基-8-氯辛酸乙酯制备（R）-6-羟基-8-氯辛酸乙酯进行了研究,摘要如下:对本实验室保藏的33株微生物菌株以及市售的8种活性干酵母进行了筛选,建立了土壤中筛选的方法,筛选到了一株能够选择性拆分硫辛酸中间体6-羟基-8-氯辛酸乙酯的微生物菌株T4,并对该菌进行了初步鉴定,为革兰氏阴性,产脂肪酶短杆菌。确定了产脂肪酶菌株T4的酶活定义及测定方法,并在摇瓶中对T4菌株的发酵产酶条件进行了优化,筛选了发酵培养基中的碳源和氮源,确定了发酵培养基（g/L）:甘油40,豆饼粉20,蛋白胨5,尿素5,KH2PO4 5,MgSO4·7H2O 1。发酵初始的pH为8.0,发酵温度为37℃,发酵时间为24 h。优化了微生物产酶菌株T4拆分外消旋6-羟基-8-氯辛酸乙酯水解反应的反应条件,确定了该菌株催化拆分的最适反应温度为30℃,反应体系最适pH为7.0,最适摇床转速为170 r/min。考查了添加剂的影响,确定了有效表面活性剂为CTAB。在此优化条件下反应8 h,水解率和e.e.值分别为72.7%和92.8%,产率为27.3%。并利用6-羟基-8-氯辛酸乙酯和6-羟基-8-氯辛酸在不同pH下的溶解度不同,对转化液进行了初步分离,得到了（R）-6-羟基-8-氯辛酸乙酯,纯度为89.4%,粗品产率为31.5%。考查了微生物产酶菌株T4冻干细胞在水/有机溶剂两相体系中进行的催化反应,筛选得到反应介质有机溶剂正辛烷,并考察了其与水相的相体积比为1/1时有利于催化反应的进行。在水/有机溶剂两相体系的催化反应增加了底物的溶解性,比较适宜的底物浓度是45 mmol/L70 mmol/L。水/有机溶剂两相体系中的反应进程明显快于水相中反应,当反应进行到6h的时候,此时的水解率为76.3%,e.e.值为91.3%,而水相中当反应进行到8 h的时候,水解率为72.7%,e.e.值为84.9%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 生物催化与手性技术概论
• 1.1.1 手性的意义
• 1.1.2 手性化合物的制备
• 1.2 生物法拆分外消旋体制备手性化合物
• 1.2.1 生物法拆分对映体的原理
• 1.2.2 手性化合物拆分应用
• 1.2.3 酶催化和全细胞催化的比较
• 1.3 非水相生物催化
• 1.4 微生物法拆分硫辛酸的研究进展
• 1.4.1 产品概况
• 1.4.2 硫辛酸用途及市场概况
• 1.5 本论文的研究意义和主要研究内容
• 1.5.1 本课题的来源及研究意义
• 1.5.2 本论文的主要研究内容
• 第二章 拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯产酶微生物菌种的筛选与初步鉴定
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 实验室保藏菌种筛选
• 2.3.2 市售活性干酵母的筛选
• 2.3.3 土壤中产酶菌株的筛选
• 2.3.4 产酶菌株的初步鉴定
• 2.4 本章小结
• 第三章 拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯脂肪酶菌种的产酶发酵条件优化
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 培养基碳源筛选
• 3.3.2 培养基氮源筛选
• 3.3.3 初始pH 对培养基产酶的影响
• 3.3.4 培养温度对培养基产酶的影响
• 3.3.5 培养时间对培养基产酶的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 产脂肪酶菌种拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯的转化条件研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 摇床转速对T4 菌株催化拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯反应的影响
• 4.3.2 反应温度对T4 菌株催化拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯的影响
• 4.3.3 pH 对T4 菌株催化拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯的影响
• 4.3.4 底物浓度对T4 菌株催化拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯的影响
• 4.3.5 添加剂对T4 菌株催化拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯的影响
• 4.3.6 优化条件下T4 菌株催化拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯的时间进程
• 4.3.7 T4 菌株催化拆分产物（R）-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的产物分离提取
• 4.4 本章小结
• 第五章 水/有机溶剂两相体系中T4 菌株催化拆分6-羟基-8-氯辛酸乙酯
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 材料
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 有机溶剂的选择
• 5.3.2 水/有机溶剂两相体系和水相体系中的拆分反应的比较
• 5.3.3 水/有机溶剂的相体积比对反应的影响
• 5.3.4 底物浓度对反应的影响
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 一. 主要结论
• 二. 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文