新型酰基供体用于酶法动力学拆分制备(R)-1-(2-萘基)乙胺的研究

首次成功实现了光学纯(R)-1-(2-萘基)乙胺的高效酶法动力学拆分制备,考察了脂肪酶种类、溶剂、酰基供体、底物浓度、反应温度等对拆分效果的影响,发现新型酰基供体——正戊酸对氯苯酯能够很好地抑制非酶促自催化酰胺化效应.在甲苯溶剂中,底物浓度300 mmol/L,40℃条件下,采用该供体在脂肪酶Novozym 435催化下,动力学拆分反应8 h转化率达到理论最佳值50%,eep>99%.     

吐温-80对固定化脂肪酶催化酮基布洛芬氯乙酯对映体选择性水解反应的影响

酮基布洛芬为2-芳基丙酸类非甾体抗炎药的一种,其药效与立体构型有很大关系[1].生物法催化的动力学拆分是获得单一对映体酮基布洛芬的有效方法之一[2,3].最近,我们发现在利用皱褶假丝酵母(Candida rugosa)脂肪酶Lipase OF催化拆分酮基布洛芬氯乙酯时,向反应体系中加入非离子表面活性剂吐温-80,不仅可大幅度提高反应速度,而且更重要的是解决了原来Lipase OF选择性较差的问题,从而为酮基布洛芬的对映体拆分提供了一种新方法.     

固定化嗜热酯酶催化拆分(R,S)-2-甲基-1-丁醇

利用帆布固定化嗜热酯酶APE1547(3)在非水介质中催化转酯化反应进行酶促拆分(R,S)-2-甲基-1-丁醇制备(S)-2-甲基-1-丁醇(4).初步探讨了溶剂、酰基供体、温度及底物配比对3的催化活力(EA3)′与4对映选择性比率(E4)的影响.在最佳拆分条件下,EA3 =0.53 μmol·min-1·mg-1,E4=15.4.3套用8次后仍然保持较高的催化活性.     

微水相中改性Ultrastable-Y分子筛固定化脂肪酶拆分(R,S)-2-辛醇

采用改性Ultrastable-Y分子筛固定化P. expansum PED-03脂肪酶(PEL), 利用固定化PEL在微水相中对(R,S)-2-辛醇进行拆分. 结果表明, 改性Ultrastable-Y分子筛固定化PEL所催化的拆分反应的转化率(c)和对映体过量值(e.e.)以及对映体选择性(E)均得到大幅度提高. 介质类型和体系含水量对酶促拆分反应有较大的影响. 在以正己烷为溶剂, 含水量为0.8%的体系中, 于50 ℃反应24 h的转化率(c)可达到理论值的97.68%, 对映体过量值(e.e.)可达到98.75%. 改性Ultrastable-Y分子筛固定化PEL催化效率高、立体选择性强, 且催化性能稳定, 在(R,S)-2-辛醇的酶法拆分方面具有良好的应用前景.     

离子液体中脂肪酶催化拆分外消旋烯丙酮醇反应

 以离子液体为溶剂,考察了溶剂类型、水活度、温度、 pH值和共溶剂等因素对脂肪酶催化拆分外消旋烯丙酮醇(R,S)-4-羟基-3-甲基-2-(2-丙烯基)-2-环戊烯-1-酮反应的影响,并与常用于外消旋烯丙酮醇拆分的有机溶剂乙酸乙烯酯进行了比较. 结果表明,在离子液体［bmim］PF6中脂肪酶的催化性能较好,酶初始反应速率为18.48 μmol/(g·min), 半衰期为74.53 h, 高于在乙酸乙烯酯中的相应值(9.18 μmol/(g·min)和64.29 h). 但离子液体中拆分反应的转化率低于在乙酸乙烯酯中的转化率,可以通过向离子液体中补加酰基供体来提高外消旋烯丙酮醇的转化率. 两种反应介质中最佳酶反应条件均为水活度0.17, 温度40 ℃和pH=7, 但加入共溶剂后,离子液体中脂肪酶催化拆分外消旋烯丙酮醇的效率降低,而在乙酸乙烯酯中则有所提高.     

一个具有相反光学选择性的新颖海洋 GDSL脂肪酶MT6用于（S）-1-苯基乙醇制备

1-苯乙醇是一种重要的手性药物中间体,并且(S)-1-苯乙醇和(R)-1-苯乙醇均具有应用价值.怎样获得光学醇的1-苯乙醇是药物合成中的重要问题.传统的化学合成手段不仅反应过程复杂,而且反应条件剧烈,对环境污染严重,因此生物催化方法越来越受到重视.脂肪酶和酯酶以其出色的立体选择性和温和的反应条件而被广泛用于手性药物的拆分制备.但是之前的一些研究发现脂肪酶和酯酶大都对(R)-1-苯乙醇及其衍生物有选择性,而我们发现并鉴定的脂肪酶 MT6的立体选择性则与这些脂肪酶/酯酶完全相反,具体体现在以下两个方面：(1) MT6能够特异地催化(S)-1-苯乙醇和乙酸异丙烯酯的转酯反应,生成(R)-1-苯乙醇;(2) MT6能够选择性地水解(S)-乙酸苏合香酯,生成(S)-1-苯乙醇.可见,利用 MT6催化的转酯反应和水解反应可以巧妙地进行(S)-1-苯乙醇和(R)-1-苯乙醇的制备. MT6来源于深海放线菌Marinactinospora thermotolerans SCSIO 00652,属于 GDSL家族脂肪酶第 II类群,这一类群的脂肪酶绝大多数来自微生物.有关 GDSL家族脂肪酶在手性拆分中的应用研究非常少.我们之前报道了 MT6的克隆、表达、纯化及转酯拆分反应,本文重点考察了 MT6通过水解反应制备(S)-1-苯乙醇的条件,优化了酶促水解拆分反应温度、有机共溶剂、pH、离子强度、酶用量、底物浓度、反应时间以及底物侧链长度等参数.研究发现,在反应体系中加入一定量的有机共溶剂能够大大提高产物(S)-1-苯乙醇的光学纯度,其中添加二氯甲烷获得的结果最为理想,可以将产物光学纯度从43%提高到89%,E值从2.84提高至22.82.经过优化,最佳反应温度为40°C,共溶剂二氯甲烷浓度为5%(体积分数),反应缓冲液为0.1 mol/L Tris-HCl (pH =7.0),酶用量为150 mg/mL,底物为15 mmol/L乙酸苏合香酯,反应时间控制在12 h.在此条件下,制备的(S)-1-苯乙醇的光学纯度可达97%,转化率可达28.5%,E值为95.9.此外,还比较了侧链长度不同的1-苯基乙醇酯对水解反应的影响,结果表明1-苯基乙醇酯的侧链长度可极大影响光学选择性和产率.在反应条件相同时, MT6催化侧链长度为4个碳的丁酸-1-苯乙酯水解,生成(S)-1-苯乙醇的光学纯度仅为50%.利用 AutoDock软件进行分子对接,结果显示长侧链的1-苯基乙醇酯离活性中心 His230的咪唑基较远,可能是导致酶立体选择性低的重要原因.值得注意的是,海洋微生物来源的 GDSL脂肪酶 MT6在水解反应和转酯反应中均表现出与一些已知脂肪酶/酯酶相反的立体选择性,因而具备进一步开发和应用价值.所制备的(S)-1-苯乙醇的光学纯度为97%,可以通过和转酯反应相结合的方式进一步提高产物的光学纯度和转化率.     

无溶剂体系脂肪酶催化合成阿魏酸油醇酯

对无溶剂体系中阿魏酸的转酯化疏水改性进行了研究,确立了减压反应器(0.001 MPa)中Novozym 435脂肪酶催化阿魏酸乙酯和油醇进行转酯化反应合成新型抗氧化剂阿魏酸油醇酯的方法.发现水活度(aw)明显影响转酯反应,阿魏酸油醇酯产率在aw＜0.01-0.75范围内随着水活度的增加而降低,推测底物阿魏酸乙酯和产物阿...     

脂肪酶催化酯化拆分与水解拆分2-甲基丁酸及其酯

2-甲基丁酸手件中心碳原子上的基团差异较小,是一种典型的酶法动力学拆分较为困难的风味化合物.本文分别在不同体系中比较了几种商品化脂肪酶和华根霉脂肪酶(RCL)催化酯化和水解反应对2-甲基丁酸及其酯的拆分,结果表明,RCL不仅在非水相中具有一定的选择性酯化能力,而且在水相中具有更强的选择性水解2-甲基丁酸乙酯的能力,在40℃下优先水解(S-型底物,反应10h后(R)-2-甲基丁酸乙酯的ee值为92.4%.进一步考察了温度对RCL催化酯化拆分与水解拆分的影响,结果表明,低温下反应的对映体选择性较高,在4℃下通过水解拆分获得的(R)-2-甲基丁酸乙酯的ee值町提高至95.0%.     

脂肪酶催化一步酯化协同拆分合成S-萘普生淀粉酯

利用CRL脂肪酶选择性催化外消旋萘普生甲酯与玉米淀粉进行转酯化反应合成光学纯S-萘普生淀粉酯,同时达到拆分外消旋萘普生的目的.考察了有机溶剂、脂肪酶用量、底物浓度比、反应温度对酯化协同拆分反应的影响,结果表明在异辛烷中脂肪酶CRL可以催化S-萘普生甲酯与淀粉发生转酯化反应同时完成外消旋萘普生的拆分,并且在脂肪酶用量为10%、底物浓度比为1∶3、异辛烷用量为15 m L、反应温度为60℃的条件下反应6d,外消旋萘普生甲酯的转化率为42.5%,产物对映体过量值eep高达99.1%.     

脂肪酶催化一步酯化协同拆分合成S-萘普生淀粉酯前药

利用CRL脂肪酶选择性催化外消旋萘普生甲酯与玉米淀粉进行转酯化反应合成光学纯S-萘普生淀粉酯前药,同时达到拆分外消旋萘普生的目的。考察了有机溶剂、脂肪酶用量、底物浓度比、反应温度对酯化协同拆分反应的影响,结果表明在异辛烷中脂肪酶CRL可以催化S-萘普生甲酯与淀粉发生转酯化反应同时完成外消旋萘普生的拆分,并且在脂肪酶用量为10%、底物浓度比为1:3、异辛烷用量为15mL、反应温度为60℃的条件下反应6d,外消旋萘普生甲酯的转化率为27.2%,产物对应体过量值eep高达99.4%可以作为萘普生的前药进行应用。     

脂肪酶催化二次动力学拆分制备高光学纯度(S)-萘普生

设计了一种利用立体选择性相反的两种脂肪酶催化二次动力学拆分,由外消旋萘普生甲酯制备高光学纯度(S)-萘普生的方法。理论曲线预测,与简单的酶促动力学拆分反应相比,二次动力学拆分可以明显提高高光学纯度产物的产率.根据几种脂肪酶在微水/异辛烷双液相反应体系中不对称水解萘普生甲酯的立体选择性和对映体比率(E),首先选用R选择性的固定化南极假丝酵母脂肪酶(Novozym 435)对外消旋萘普生甲酯进行第一次拆分,然后选用S选择性的柱状假丝酵母脂肪酶(CRL)对S过量的剩余底物萘普生甲酯在同样的反应体系中进行第二次拆分.该二次拆分反应对映体过量值为96.8%的(S)-萘普生产率达19.9%.     

不同反应体系中(S)-1-(4-甲氧基)-苯基乙醇的不对称生物合成

在不同反应体系中,研究了固定化红酵母细胞催化对甲氧基苯乙酮不对称还原合成(S)-1-(4-甲氧基)-苯基乙醇的反应.结果表明,在含离子液体的混合反应体系和双相反应体系中,该不对称还原反应的效率得到了不同程度的提高.此外,离子液体中阴阳离子类型对该反应的影响较大,特定阴阳离子间的匹配对同定化红酵母细胞发挥最佳催化效果至关...     

酵母脂肪酶催化拆分外消旋2-甲基-1-丁醇

近年来,水相中酶催化拆分外消旋酯制备具有光学活性的手性酸或醇,其酶在非水体系的研究取得了重要进展,已发展到用含有微水或几乎无水的有机溶剂取代最初的水相,这样既可避免水参与有关的副反应,又有利于酶的回收。而且酶在某些有机溶剂中比在水中稳定,不会由于微生物污染而使酶失活。脂肪酶能够催化酯的     

荧光分光光度法研究酶在非水相体系中的转酯化反应活性

以4-肼基-7-硝基-2,1,3-苯并氧杂二唑肼为荧光底物,乙烯基羧酸酯、伯醇为转酯化反应底物通过荧光分光光度法比较了几种能以固体聚合物为底物的商品化酶制剂在有机溶剂中催化转酯化反应的性质.该方法使用微量溶剂和底物进行反应,测定快捷,具有很高的直观性.实验所用4种酶制剂均可在异辛烷、甲苯和乙腈中催化转酯化反应,催化能力是脂肪酶LPL-3>蛋白酶Alcalase 3.0 T>蛋白酶subtilisin Carhberg>蛋白酶bacillolysin,但有机溶剂的疏水性对转酯化反应影响较大,疏水性高的有机溶剂比较适合做酶催化转酯化反应的溶剂.和月桂酸乙烯酯相比,小分子的丙酸乙烯酯更有利于酶催化转酯化反应的进行.     

酶法动力学拆分制备光学活性γ-内酯

研究了脂肪酶对桃醛和γ-癸内酯的水解动力学拆分反应,考察了温度、pH值、酶的用量等因素对酶催化水解拆分过程的影响.选择氯化钙-阿拉伯胶水溶液作为反应介质,使γ-内酯拆分产物取得较高的ee值.回收拆分中产生的γ-羟基酸,外消旋化后再内酯化,投入下一批反应,提高了光学活性γ-内酯的总得率.     

紫外分光光度法表征Lipozyme TL IM脂肪酶转酯化活性

建立了一种新的有机相脂肪酶转酯化活性测定方法. 以正己烷为溶剂,脂肪酶催化棕榈酸对硝基苯酯和正丁醇的转酯化反应为模型反应,通过测定反应液中310 nm下吸光值的变化计算反应转化率. 以气相色谱法对新建的紫外分光光度法进行验证,分别采用这两种方法测定了七种商品化脂肪酶的转酯化活性,两种方法所得实验结果基本一致. 利用紫外分光光度检测法考察了Lipozyme TL IM脂肪酶催化转酯化的时间进程及合成活性与酶量的关系,并对Lipozyme TL IM催化转酯化的性质（最适溶剂、酰基受体特异性、醇耐受性、最优反应温度和热力学稳定性）进行了表征.     

脂肪酶-酸性树脂耦合催化1-苯乙醇的动态动力学拆分

发现了一种催化效率较高的消旋催化剂——CD550树脂,其与脂肪酶耦合可成功催化1-苯乙醇的动态动力学拆分(DKR).该树脂60℃下可将100 mmol/L(S)-1-苯乙醇于1.5 h内完全消旋.当其应用于1-苯乙醇的DKR反应时,通过采用结构较复杂的邻苯二酚二乙酸酯、间苯二酚二乙酸酯、3,5-二甲基苯酸乙酸酯作为酰基供体,可有效抑制树脂催化的底物无选择性转酯化,极大提高底物转化率和产物ee值.以邻苯二酚二乙酸酯参与的DKR反应为例,反应10 h,转化率大于99%,eeP为90.5%.     

华根霉菌丝体结合脂肪酶催化酯合成动力学拆分2-辛醇

研究了华根霉CCTCC M201021菌丝体结合脂肪酶(RCL)在非水相中催化酯合成动力学拆分外消旋2-辛醇的能力.发现RCL对该反应具有较好的光学选择性(E>100),辛酸和异辛烷分别是最佳的酰基供体和反应溶剂,体系水活度的减少对反应的光学选择性没有明显影响,但能显著提高反应初速度.在相同转化率下,通过添加3A分子筛降低体系水含量可使反应初始速度提高7.3倍.当底物浓度提高到0.230 mol/L,反应40 h时转化率达44.4%,产物酯的ee值为94.7%.与三种商品化脂肪酶进行了比较,发现在相同条件下RCL对2-辛醇的拆分不但具有较好的光学选择性(E=103.1),而且也表现出较高的反应初速度和转化率.     

有机相酶催化氨解反应拆分制备(R)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

通过脂肪酶催化的氨解反应拆分4-氯-3-羟基丁酸乙酯. 经过对脂肪酶及反应溶剂的筛选, 确定最佳脂肪酶及溶剂分别为Novozym435和二氧六环; 并在该反应体系中考察了温度、底物浓度、酶浓度与摇床转速对反应的影响. 综合考虑反应的反应速度和对映体选择率, 确定较佳的反应条件为: 温度30 ℃、底物浓度0.5 mol/L、酶量10 mg/mL、摇床转速200 n/min. 反应35 h后, ee可以达到99%以上, 此时转化率为57.7%.     

华根霉全细胞脂肪酶催化合成生物柴油

比较了5种不同商品化脂肪酶和自制的华根霉CCTCCM201021全细胞脂肪酶(RCL)催化油脂合成生物柴油的转化效果,结果表明,RCL能有效应用于无溶剂体系催化合成生物柴油.在无溶剂体系中对该酶催化生物柴油的转酯化反应工艺进行优化,考察了甲醇用量、体系含水量、酶的添加量和反应温度对生物柴油收率的影响,使生物柴油最终收率大于86.0%.在有机溶剂体系中选择不同有机溶剂作为助溶剂进行转酯化反应,发现logP值在4.0～4.5的有机溶剂具有较好的转化效果.其中以正庚烷为助溶剂的转酯化反应具有最高的生物柴油收率86.7%.在无溶剂体系中RCL催化转化油酸和模拟高酸价油脂合成脂肪酸甲酯的研究表明,该酶具有很好的催化合成生物柴油的潜力.