海藻酸钠包埋面包酵母不对称催化合成（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇

论文摘要

(S)-（+）-1-苯基-2-丙醇是合成光学活性盐酸安非他明、（R）-司来吉兰、组织蛋白酶K（cathepsin K）抑制剂和苯并二氮类化合物等的重要中间体,目前（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的合成主要采用化学催化、酶催化还原、酶催化拆分法和微生物活细胞催化还原等方法,但很少有关于固定化面包酵母催化还原的方法报道。本论文采用海藻酸钠固定面包酵母催化还原苯基丙酮合成（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇,主要研究内容和结果如下:考察了面包酵母立体选择性催化苯基丙酮不对称还原反应的特性,建立了以气相色谱（GC）测定苯基丙酮转化率,IR和1HMNR法对（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的结构进行表征以及（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的对映体过量值（e.e.）用比旋光度进行计算。首先,以苯基丙酮为底物,研究了游离面包酵母不对称还原情况,考察了苯基丙酮浓度、反应时间、反应温度、pH值和葡萄糖浓度等因素对还原反应的影响。其优化条件:苯基丙酮浓度3.28g/L、反应时间22h、反应温度25℃、pH值6.5和葡萄糖浓度15g/L。其苯基丙酮转化率为61.6%,（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的e.e.值为90.4%。其次,探讨了海藻酸钠固定化面包酵母的诸多条件,正交实验考察了海藻酸钠浓度、氯化钙浓度、固定化温度、酵母量和固定化时间对面包酵母固定化的影响,并且确定交联剂戊二醛浓度和交联时间。实验优化条件:海藻酸钠浓度3%、氯化钙浓度3%、酵母量20%、固定化时间4h、固定化温度30℃、戊二醛浓度1.5%和交联时间2h。最后,以苯基丙酮为底物,研究了固定化面包酵母不对称还原情况,考察了苯基丙酮浓度、酵母量、固定化颗粒直径、摇床转速、反应pH值、反应温度和反应时间等反应条件对反应的影响。其优化条件:苯基丙酮浓度5.74g/L、酵母量1.5g、固定化颗粒直径1.5mm～2.0mm、摇床转速200r/min、pH值7.5、反应温度30℃和反应时间24h。其苯基丙酮转化率为62.5%,（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的e.e.值为90.7%。相同反应条件下,游离面包酵母不对称催化合成得到的苯基丙酮转化率为55.9%,（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的e.e.值为89.7%。由实验结果可知,固定化面包酵母与游离面包酵母相比,其苯基丙酮转化率和（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的e.e.值均有提高;固定化面包酵母重复利用三次后,仍然能保持较高的催化性能。游离面包酵母和固定化面包酵母都能催化合成（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇,但是固定化面包酵母催化合成得到的苯基丙酮转化率和产物的对映体过量值比游离面包酵母催化合成的稍高,且稳定性和耐底物浓度均有提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 手性药物研究的意义
• 1.3 获得手性化合物的方法
• 1.3.1 拆分法
• 1.3.2 合成法
• 1.4（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的研究现状
• 1.4.1（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的研究意义
• 1.4.2（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的合成方法
• 1.5 本文的工作和研究内容
• 第二章 游离面包酵母合成（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的研究
• 2.1 引言
• 2.1.1 氧化还原酶系
• 2.1.2 面包酵母催化羰基的不对称还原
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验菌种
• 2.2.2 培养基
• 2.2.3 实验试剂与仪器
• 2.2.4 还原反应
• 2.2.5 分析方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 酵母生长曲线的测定
• 1HNMR分析'>2.3.2（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的IR和¹HNMR分析
• 2.3.3 影响苯基丙酮还原的各因素及分析
• 2.4 小结
• 第三章 海藻酸钠包埋法固定面包酵母
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验菌种
• 3.2.2 实验试剂与仪器
• 3.2.3 固定化面包酵母的制备
• 3.2.4 分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 固定化条件的正交实验
• 3.3.2 持水性、机械强度、弹跳力的观察
• 3.3.3 交联对固定化的影响
• 3.4 小结
• 第四章 固定化面包酵母合成（S）-（+）-1-苯基-2-丙醇的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 实验菌种
• 4.2.2 实验材料和仪器
• 4.2.3 固定化
• 4.2.4 还原反应
• 4.2.5 结果分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 苯基丙酮浓度对反应的影响
• 4.3.2 酵母量对反应的影响
• 4.3.3 固定化颗粒直径对反应的影响
• 4.3.4 摇床转速对反应的影响
• 4.3.5 pH值对反应的影响
• 4.3.6 反应温度对反应的影响
• 4.3.7 反应时间对反应的影响
• 4.3.8 固定化酵母和游离酵母相同条件下的还原反应比较
• 4.3.9 固定化酵母的重复利用
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录