双层固定化酵母催化还原4-氯-乙酰乙酸乙酯的研究

以海藻酸钠为内层载体,利用机械强度良好的聚乙烯醇(PVA)改性海藻酸钠混合物作为外层载体,双层固定化高活性酵母,得到固载的生物催化剂,用于由磷酸缓冲溶液和环己烷组成的双相体系,对4-氯-乙酰乙酸乙酯(COBE,ethyl 4-cloro-3-oxobutyrate)进行不对称催化加氢合成(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯[(S)-CHBE],ethyl[(S)-4-chloro-3-hydro butanoate].在最适条件下,双层固定化酵母的不对称催化还原反应优于游离细胞和单层固定化细胞.在底物COBE的最佳浓度和进料速率分别为170mmol/L,125mL/h的连续操作条件下,最高(S)-CHBE转化率为94.2%,最高对映体过量值为98%.与游离细胞催化COBE相比,反应转化率提高3%,最佳底物浓度比游离细胞增加1倍;与单层固定化细胞催化还原相比,对映体过量值提高8%.连续性实验表明,双层固定化酵母细胞在连续使用5d,其转化率和对映选择性没有明显下降.     

水相中酵母细胞催化4-氯乙酰乙酸乙酯不对称还原反应

 利用活性酵母细胞催化4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)的不对称还原可以直接合成具有光学活性的4-氯-3-羟基丁酸乙酯(CHBE). 实验发现,在水相体系中主要生成D-(S)-型产物,COBE的转化率及CHBE的收率和光学选择性都比较高. 考察了底物和产物的浓度、辅助底物的种类和浓度、体系的pH和温度以及菌体培养条件等因素对反应的影响. 结果表明,在较低COBE浓度下R型产物占优,在高浓度下主要是S型产物; 较高的反应温度有利于S型产物的生成,pH≈8.0时可获得较高的S型产物选择性; 产物CHBE对COBE的还原反应具有一定的抑制作用. 在酵母催化COBE还原的同时需要一定的辅助底物来再生辅酶NAD(P)H,利用乙醇、异丙醇和仲丁醇作辅助底物可获得较高的立体选择性. 对数生长期和厌氧条件培养的细胞对生成S型产物较有利.     

采用通透性处理的安大略假丝酵母全细胞高效合成(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇(英文)

考察了利用安大略假丝酵母(Candida ontarioensis)静息细胞不对称催化2-氯-1-(3-氯苯基)乙酮合成(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇的转化反应条件.结果表明,当底物浓度为10g/L时,在最适转化条件下反应72h,产物的ee值和产率分别达到99.9%和99.0%.采用4g/L十六烷基三甲基溴化铵对Candida ontarioensis细胞于4℃通透性处理20min后,全细胞的酶活提高2倍以上.当底物浓度提高为30g/L,转化24h后,产物的ee和产率分别达到99.9%和97.5%.该研究为高效制备(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇提供了可行途径,并为生物催化合成芳基手性醇类手性中间体提供了理论指导。     

酵母发酵液直接催化4-氯-乙酰乙酸乙酯不对称还原生成4-氯-3-羟基-丁酸乙酯

 考察了面包酵母发酵液直接催化4-氯-乙酰乙酸乙酯(COBE)的不对称还原反应,并进行了手性添加物的筛选和反应条件的优化实验. 结果表明,以β-环糊精为手性添加物时,酵母发酵液催化COBE不对称还原生成光活性产物(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯((S)-CHBE)的产率和ee值分别高达76%和92%. 在一定条件下,增大β-环糊精浓度,有利于(S)-CHBE的生成. 最佳酵母菌培养时间为16～18 h, 最佳反应温度和pH值分别为29～31 ℃和7.2.     

水／离子液体两相体系中出芽短梗霉催化4-氯-乙酰乙酸乙酯不对称还原合成（S）-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯

考察了水/离子液体两相体系中出芽短梗霉(Aureobasidium pullulansCGMCC1244)催化4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)不对称还原生成光学活性(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯((S)-CHBE)的性能,并对反应条件如摇床转速、相体积比、温度、初始底物浓度和pH值等进行了优化.结果表明,在水/1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐体系中,出芽短梗霉催化COBE不对称还原生成(S)-CHBE,在30℃,pH6·6,摇床转速180r/min和不对称反应8h条件下,反应物的转化率、产物ee值和浓度分别达到95·6%,98·5%和47·1g/L.在控制pH值为6·6的情况下,通过分添加底物可有效提高产物(S)-CHBE浓度至75·1g/L.     

木糖辅助底物对近平滑假丝酵母催化(R,S)-苯基乙二醇不对称氧化还原合成(S)-苯基乙二醇体系稳定性的促进作用

通过分析近平滑假丝酵母Candida parapsilosis催化外消旋苯基乙二醇(PED)不对称氧化还原合成(S)-苯基乙二醇的反应过程,结合微生物中糖类的代谢路径研究,建立了一种以木糖为辅助底物的NADPH辅酶再生的方法,提高了该催化系统的稳定性.结果表明,相同条件下反应体系中添加8 g/L的木糖可使(S)-PED产物的对映体过量值(ee)和产率分别提高14%和10%;菌体可重复使用3~4次,而产物ee值保持在98%.考察了木糖对表达羰基还原酶重组大肠杆菌体系催化效果的影响,发现木糖是通过强化(S)-羰基还原酶的催化作用提高了催化系统的稳定性,其原因是在磷酸戊糖途径中再生了氧化还原反应所需的NADPH辅酶.     

羰基还原酶CR2重组酶体系不对称合成(S)-N,N-二甲基-3-羟基-3-(2-噻吩)-1-丙胺

构建了羰基还原酶CR2重组酶体系,并优化了相关的酶促催化反应条件.通过在催化体系中添加辅酶NADP+(0.1 mmol/L)和辅底物葡萄糖(120 g/L),在30℃及p H=8.0的条件下反应4 h,CR2重组酶体系不对称还原N,N-二甲基-3-酮-3-(2-噻吩)-1-丙胺(DKTP,10 g/L),合成了高光学纯度(S)-N,N-二甲基-3-羟基-3-(2-噻吩)-1-丙胺[(S)-DHTP,e.e.值99.9%],产率为62%.在酶促催化过程中,由于辅酶循环生成葡萄糖酸导致反应体系p H值下降而影响催化效率.通过调控反应体系p H值,(S)-DHTP的产率提高到68%.不同浓度底物的反应过程表明底物对CR2酶促反应具有抑制作用,且在10 g/L底物浓度下反应的时空产率可达1.3 g·L-1·h-1.     

高压CO2条件下粗状假丝酵母催化苯乙酮不对称还原合成α-苯乙醇

 研究了在高压CO2条件下利用粗状假丝酵母Candida valida CICC1444活性细胞催化苯乙酮不对称还原合成(R)-α-苯乙醇. 高压CO2条件可对粗状假丝酵母细胞的活性产生一定的影响,但反应的选择性反而有所提高,证实了高压CO2作为该反应环境是可行的. 考察了底物浓度、细胞用量、反应温度和压力等因素对反应的影响. 结果表明,这些因素对反应产率有很大的影响,在最佳反应条件下,反应底物苯乙酮的转化率和产物α-苯乙醇的产率均可达90%以上,对映体过量值(ee)保持在80%左右. 与常压静置条件下的反应相比,高压CO2条件下粗状假丝酵母催化苯乙酮不对称还原反应的转化率和产率分别提高了20%和40%左右,对映体选择性也提高了5%～10%.     

有效控制活性酵母细胞催化β-羰基酯不对称还原反应立体选择性的研究

 以4-氯乙酰乙酸乙酯为β-羰基酯的模型底物,对面包酵母催化其不对称还原反应立体选择性的控制进行了研究. 实验发现,利用诸如烯丙基醇和烯丙基溴等酶抑制剂对面包酵母进行预处理,可以控制反应的立体选择性. 用烯丙基醇预处理面包酵母时可以提高S型产物的立体选择性; 用烯丙基溴预处理时,可以使反应的立体选择性从通常的S型产物转变为R型产物. 立体选择性随着预处理时抑制剂浓度的增大和处理时间的延长而提高. 合适的预处理条件可使S型和R型产物的ee值分别达到95%和98%.     

呼吸缺陷型面包酵母催化β-羰基酯的不对称还原

以4-氯-3-羰基丁酸乙酯为模型底物,葡萄糖为碳源,对呼吸缺陷型酵母催化不对称还原合成(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的反应进行了研究.通过在254nm下紫外诱变,经2,3,5-氯化三苯四氮唑平板和非发酵型碳源培养基鉴定,得到6株面包酵母的呼吸缺陷型变异株.并对呼吸缺陷型酵母催化特性和线粒体复合体Ⅰ,Ⅰ Ⅲ,Ⅱ Ⅲ和Ⅳ的活性分别进行了测定.结果表明,呼吸缺陷型酵母催化底物转化率在49%～75%,产物收率在31%～69%,对映体过量值最高可达72%,比正常酵母提高了18%.突变株线粒体内复合体Ⅰ～Ⅳ的活性与正常酵母相比都有不同程度的下降.     

Asymmetric Reduction of Ethyl 4-Chloro-3-oxobutanoate to Ethyl (S)-4-Chloro-3-hydroxybutanoate Catalyzed by Aureobasidium pullulans in an Aqueous/Ionic Liquid Biphase System

The asymmetric reduction of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate (COBE) to ethyl (S)-4-chloro-3-hydroxybutanoate ((S)-CHBE) catalyzed by Aureobasidium pullulans CGMCC 1244 was performed in an aqueous/ionic liquid biphase system to improve the productivity and optical purity of (S)-CHBE. The influences of reaction parameters such as shaking rate, phase volumetric ratio, reaction temperature, initial substrate concentration, and pH were studied. In the aqueous/[bmim]PF₆ biphase system and under the optimum reaction conditions of 30 °C, pH 6.6, rotation speed 180 r/min, and reaction time of 8 h, the conversion of COBE, the enantiomeric excess, and the concentration of (S)-CHBE were 95.6%, 98.5%, and 47.1 g/L, respectively. When the substrate was fed in batches under the condition of pH 6.6, the accumulated product concentration could reach up to 75.1 g/L.     

Biosynthesis of Ethyl (S)-4-Chloro-3-Hydroxybutanoate by NADH-Dependent Reductase from E. coli CCZU-Y10 Discovered by Genome Data Mining Using Mannitol as Cosubstrate

The reductase (PgCR) from recombinant Escherichia coli CCZU-Y10 displayed high reductase activity and excellent stereoselectivity for the reduction of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate (COBE) into ethyl (S)-4-chloro-3-hydroxybutanoate ((S)-CHBE). To efficiently synthesize (S)-CHBE (>99 % enantiomeric excess (ee)), the highly stereoselective bioreduction of COBE into (S)-CHBE with the whole cells of E. coli CCZU-Y10 was successfully demonstrated in a dibutyl phthalate-water biphasic system. The appropriate ratio of the organic phase to water phase was 1:1 (v/v). The optimum reaction temperature, reaction pH, cosubstrate, NAD⁺, and cell dosage of the biotransformation of 100 mM COBE in this biphasic system were 30 °C, 7.0, mannitol (2.5 mmol/mmol COBE), 0.1 μmol/(mmol COBE), and 0.1 g (wet weight)/mL, respectively. Moreover, COBE at a high concentration of (1,000 mM) could be asymmetrically reduced to (S)-CHBE in a high yield (99.0 %) and high enantiometric excess value (>99 % ee). Significantly, E. coli CCZU-Y10 shows high potential in the industrial production of (S)-CHBE (>99 % ee).     

(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的合成

综述了血管紧张素转化酶抑制剂类治疗高血压和充血性心力衰竭药物的关键中间体（R）－2－羟基－4－苯基丁酸乙酯的合成方法。参考文献25篇。     

珊瑚色诺卡氏菌全细胞催化（RS）-4-氟苯甘氨酸去消旋化为（S）-4-氟苯甘氨酸

珊瑚色诺卡氏菌CGMCC 4.1037 全细胞能够催化4-氟苯甘氨酸的（R）-对映体立体反转为（S）-对映体,相反方向的反应不能发生。研究了反应条件对（R）-4-氟苯甘氨酸立体反转的影响。在最优反应条件下,5mmol/L（R）-4-氟苯甘氨酸和10mmol/L（RS）-4-氟苯甘氨酸分别立体反转和去消旋化为（S）-4-氟苯甘氨酸,产率为52%和63%,ee为99.5%和99.2% 。（RS）-4-氟苯甘氨酸的去消旋化过程是通过珊瑚色诺卡氏菌CGMCC 4.1037 全细胞中的两个酶催化反应实现的。（R）-氨基酸氧化酶催化（R）-4-氟苯甘氨酸氧化脱氨形成4-氟苯甲酰甲酸,（S）-氨基酸转移酶催化4-氟苯甲酰甲酸转氨化为（S）-4-氟苯甘氨酸。讨论了4-氟苯甘氨酸两个对映体的代谢途径。     

Synthesis and Crystal Structure of 4-（4,6-Dimethoxylpyrimidin-2-yl）- 3-thiourea Carboxylic Acid Ethyl Ester

4-（4,6-Dimethoxyl-pyrimidin-2-yl）-3-thiourea carboxylic acid ethyl ester was synthesized by the reaction of 2-amino-4,6-dimethoxyl pyrimidine, potassium thiocyanate and methyl chloroformate in ethyl acetate. Single crystals suitable for X-ray measurement were obtained by recrystallization with the solvent of dimethyl formamide at room temperature. The crystal structure was determined by X-ray diffraction analysis. Crystallographic data： C10H14N4O4S, M, = 286.31, monoclinic, space group C2/c with a = 2.5309（3）, b = 0.67682（6）, c = 1.74237（19） nm, β = 114.744（3）°, V= 2.7106（5） nm3, Dc = 1.403 g/cm3, p = 0.225 mm-1, F（000） = 1200, Z= 8, R= 0.0514 and wR= 0.1529.     

Synthesis and Crystal Structure of 4-(4,6-Dimethoxylpyrimidin-2-yl)-3-thiourea Carboxylic Acid Ethyl Ester

4-(4,6-Dimethoxyl-pyrimidin-2-yl)-3-thiourea carboxylic acid ethyl ester was synthesized by the reaction of 2-amino-4,6-dimethoxyl pyrimidine,potassium thiocyanate and methyl chloroformate in ethyl acetate.Single crystals suitable for X-ray measurement were obtained by recrystallization with the solvent of dimethyl formamidc at room temperature.The crystal structure was determined by X-ray diffraction analysis.Crystallographic data:C10H14N4O4S,Mr=286.31,monoclinic,space group C2/c with a=2.5309(3),b=0.67682(6),c=1.74237(19)nm,β=114.744(3)°,V=2.7106(5)nm3,Dc=1.403 g/cm3,μ=0.225mm-1,F(000)=1200,Z=8,R=0.0514 and wR=0.1529.     

3-(2-氧代环烷基)丙酸与(R)-2-硫代四氢噻唑-4-羧酸乙酯的反应

３－（２－氧代环烷基）丙酸与（Ｒ）－２－硫代四氢噻唑－４－羧酸乙酯的反应李叶芝,田颜清,黄化民（吉林大学化学,长春,１３００２３）关键词（Ｒ）－２－硫代四氢噻唑－４－羧酸乙酯,Ｎ－３－（２－氧代环烷基）丙酰－２－硫代四氢噻唑－４－羧酸乙酯,环合反应,...     

Synthesis and Crystal Structure of a Novel Ethyl 5-(4-(2-Phenylacetamido)phenyl)-1H-pyrazole-3-carboxylate as an Acrosin Inhibitor

The title compound (ethyl5-(4-(2-phenylacetamido)phenyl)-1H-pyrazole-3-carboxy- late, C20H19N3O3) was synthesized by the reaction of Claisen condensation, cyclization, reduction and acylation. The structure was characterized by X-ray diffraction, MS, NMR and IR. It belongs to the monoclinic system, space group C2/c with a = 22.723(9), b = 9.324(4), c = 18.890(8) , β = 114.259(6)°, V = 3649(3) 3, Dc = 1.272 Mg·m-3, Z = 8, Mr = 349.38, μ = 0.087 mm-1, F(000) = 1472, the final R = 0.0615 and wR = 0.1643. The biological test shows that the title compound has a moderate acrosin inhibition activity.