内酯酶产生菌的筛选及其催化拆分手性内酯的性能

以γ-丁内酯系列化合物作为唯一碳源,通过富集培养从土壤中分离得到180株产内酯酶的菌株.经反复筛选,从中挑选出两株内酯水解活性和选择性均较高的菌株.经鉴定,这两株真菌皆为镰孢霉菌属,分别命名为Fusarium moniliformeECU2001和Fusarium prollyeratum ECU2002.对这两株菌的产酶特性进行了研究,发现ECU2001的内酯酶属于胞内酶,而ECU2002的内酯酶同时存在于胞内和胞外.选择戊二醛交联的方法对这两株菌进行了细胞固定化,结果表明,ECU2002固定化细胞的活力、选择性和稳定性都优于ECU2001.ECU2002固定化细胞反应的适宜温度和pH分别为50℃和7.0～7.5.考察了ECU2002固定化细胞的底物专一性,发现底物为α-羟基-γ-丁内酯时,固定化细胞的活性最高,其催化速率是γ-丁内酯的54.3倍.利用ECU2002固定化细胞催化α-羟基-γ-丁内酯的对映选择性水解,固定化细胞重复使用10批后活力仍保持为初始活力的92.8%,水解产物经内酯化后得到(R)-α-羟基-γ-丁内酯的光学纯度为92.8%～96.1?.     

2-(2′-乙氧羰基乙基)香茅醛的分子内烯反应

R( )-香茅醛的烯胺与丙烯酸乙酯反应,得2-(2′-乙氧羰基乙基)香茅醛。此产物用 Lewis 酸进行分子内烯反应,水解和内酯化后,得一由四个异构体组成的粗产物。此异构体的比例随反应条件和所用的 Lewis 酸不同而变化。经一系列反应,由此烯反应产物可得二个不同的酮-γ-内酯化合物,它们可望用作合成青蒿素类似物的中间体。其中一个γ-内酯8b 证明与一青蒿素降解产物一致,因此也就确定了它的立体化学。     

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%.     

烯酸在碘化铵催化作用下的卤代内酯化反应

研究了不饱和烯酸在碘化铵催化作用下的溴代和氯代内酯化反应.通过该反应,4-戊烯酸等不饱和烯酸在催化剂碘化铵和氧化剂间氯过氧苯甲酸作用下很容易与溴化锂和氯化锂反应,常温下短时间内即可得到良好产率的溴/氯甲基γ-丁内酯化合物,从而建立了一个简单快速合成溴/氯甲基γ-丁内酯的新方法.考察了反应条件对反应的影响,提出了该反应是经过有机高价碘中间体而进行的反应机理.     

锡粉促进下“一锅法”合成α-亚甲基-γ-丁内酯衍生物

探索了锡粉促进下,靛红或α-羰基酯与2-(溴甲基)丙烯酸乙酯的"一锅法"反应,得到了一系列含有螺环氧化吲哚结构单元的或γ,γ-二取代的α-亚甲基-γ-丁内酯衍生物.该方法避免了使用有毒的有机锡试剂,具有反应条件温和、操作简单、产率高等优点,为合成α-亚甲基-γ-丁内酯衍生物提供了一种有效的新方法.     

R-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的合成工艺改进

以对羟基苯乙酮和α-氯代丙酸酯为原料,经烷基化、水解、氧化、拆分、消旋化、再拆分等反应合成了光活性较高(e e.>.99%)的除草剂中间体R-( )-2-(4-羟基苯氧基)丙酸,总收率48.2%。其结构经1H NMR,IR和MS表征。     

固定化细胞酶法拆分N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸

利用氨基酰化酶固定化细胞酶法拆分了N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸. 考察了温度、pH值、底物浓度、金属离子和拆分时间对酶促反应的影响. 确定了氨基酰化酶固定化细胞手性拆分N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸的最佳工艺条件为pH=7.0, 反应温度50 ℃及底物浓度500 mmol/L. 10^-4 mol/L的Co²⁺和Mg²⁺对氨基酰化酶有显著激活作用, Cu²⁺和Zn²⁺对酶促反应有明显抑制作用. 在最佳条件下, 氨基酰化酶固定化细胞对N-乙酰-L-3-甲氧基丙氨酸的摩尔转化率达96%.     

脱氢松香胺的应用研究

脱氢松香胺是由天然松香酸经脱氢、胺化反应而合成的一种三环二萜基胺[1],是一种光活性化合物.常用作外消旋体的光学拆分剂. 本文将脱氢松香胺作为手性诱导物,与顺-1,3-二苄基-四氢-4H-呋喃并[3,4-d]咪唑-2,4,6-三酮经缩合、高立体选择性还原、水解得到内酯(-)-(3aS,6aR)-1,3-二苯基-四氢-4H-呋喃并[3,4-d]-咪唑-2,6(1H)-二酮[2].收率达70%,而ee值高达91%.     

Cr-Cu/SiO2 催化剂上顺酐和1,4-丁二醇的耦合反应

研究了Cr-Cu/SiO2催化剂上顺酐加氢反应和1,4-丁二醇脱氢反应耦合制备重要的精细化学品γ-丁内酯.耦合反应显著提高了顺酐转化率和γ-丁内酯选择性.Cr修饰提高了催化剂的脱氢活性,抑止了催化剂的过度加氢活性,使1,4-丁二醇的转化率和γ-丁内酯选择性显著提高.Cr修饰量为w=5%的Cr-Cu/SiO2催化剂上耦合反应的原料转化率为100%,γ-丁内酯选择性达98.8%.XRD,XPS等研究表明,Cr修饰促进了催化剂上铜元素的分散,氧化铬对氧化铜有给电子作用,Cr修饰的Cr-Cu/SiO2催化剂还原后比Cu/SiO2具有更多的Cu ,这有利于催化剂脱氢活性和γ-丁内酯选择性的提高.     

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%.     

High-efficiency and minimum-waste continuous kinetic resolution of racemic alcohols by using lipase in supercritical carbon dioxide

A novel continuous-flow scCO(2) process for kinetic resolution of racemic alcohols can be performed with an immobilized lipase to lead to a quantitative mixture of the corresponding optically active acetates with up to 99% ee and unreacted alcohols with up to 99% ee, in which the productivity of the optically active compounds was improved by over 400 times compared to the corresponding batch reaction using scCO(2).     

有机相酶催化拆分制备(S)-2-氯-1-(2-噻吩)-乙醇

首次在有机相中对酶催化条件下的2-氯-1-(2-噻吩)-乙醇的反应进行了研究. 通过对不同来源酶的筛选, 找到了Novozym 435和Alcaligenes sp两种选择性较好的酶, 它们均对该反应具有较高的选择性和较快的反应速度, 在此基础上进一步通过对溶剂、温度、摇床转速以及酶用量的筛选, 确定了能够有效拆分2-氯-1-(2-噻吩)-乙醇的较佳反应条件. 当温度35 ℃, 酶量10 mg/mL, 反应72.5 h, 产物的ee值为98.5%时收率为48.6%.     

Kinetic resolution of a dihydrobenzofuran-type neolignan by lipase-catalysed acetylation

The kinetic resolution of 3,5′-dimethoxy-4′,7-epoxy-8,3′-neolignane-4,9,9′-triol 1 by lipase-catalysed acetylation in an organic solvent was investigated. Ten different lipases were screened for enantioselectivity in the reaction. The enantiomeric excess (e.e.) of the products was strongly dependent on the type of lipase used. After optimisation of the reaction conditions for Candida cylindracea lipase, the e.e. and yield of the reaction was improved greatly and, in some cases, the enantiomerically pure starting material 1 could be isolated, albeit in a low yield, with the acetylation affording predominantly (2R,3S)-1 and the (2S,3R)-esters.     

有机溶剂-水双液相体系脂肪酶不对称水解合成S-(+)-萘普生

采用有机溶剂－水双液相体系作为反应介质，并用键合有—Ｃ６Ｈ５的无定型多孔硅胶作为分散剂增大两相间的接触面，用圆柱状假丝酵母脂肪酶对萘普生甲酯进行不对称水解．考察了酶浓度、体系ｐＨ值、温度、分散剂对反应的影响．当转化率为２４．３％时，产品萘普生的对映体过量值（ｅｅ）为９４．９％，剩余底物萘普生甲酯的对映体过量值（ｅｅ）为３０．５％，当以异辛烷作为有机相时，该体系酶催化水解的对映体比率（Ｅ）约为５０．     

有机相酶催化转酯化反应拆分西酞普兰中间体

利用脂肪酶催化的不对称转酯反应成功远程拆分具有季碳手性中心的西酞普兰中间体4-[4-(二甲基氨基)-1-(4’-氟苯基)-1-羟基丁基]-3-(羟基甲基)苄腈(1). 以乙酸乙烯酯作为酰基供体, 通过筛选酶和溶剂, 确定最佳脂肪酶及溶剂分别为Candida antarctica lipase B (Novozym 435)和乙腈; 并在该反应体系中考察了反应温度、二醇1与酰基供体的比例、酶浓度和摇床转速等对反应的影响, 确定优化的反应条件为: 温度30 ℃, 二醇1与酰基供体的物质的量比为1∶5, 酶浓度为10 mg/mL, 摇床转速200 r/min. 分别考察二醇1浓度为60和180 mmol/L的反应情况, 均具有较高的选择性和反应速度. 实验结果表明酶能够多次重复利用.     

水饱和离子液体中萘普生的酶法拆分

 考察了五种水饱和离子液体反应介质中固定化脂肪酶催化外消旋萘普生甲酯的水解. 结果表明,这些具有不同阴阳离子组合的咪唑基离子液体作为反应介质都能促进水解反应的有效进行,但在水饱和1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(［bmim］PF6)中,反应进行得更快,转化率更高. 这些离子液体对脂肪酶均有一定的溶解作用并使溶解的脂肪酶失活. 脂肪酶在离子液体中的溶解度与其剩余活性之间有一定的相关性. 为了解决脂肪酶在离子液体中的溶解问题,使用非极性、高比表面积的无定形多孔硅胶YWG-C6H5对脂肪酶进行了固定化. 在水饱和［bmim］PF6中使用固定化脂肪酶催化反应,反应72 h的转化率为28.3%, 产物的对映体过量值为98.2%, 继续进行反应,转化率将增加,但产物的对映体过量值明显下降. 利用离子液体有别于传统有机溶剂的特性,对离子液体的循环使用、产物的回收和水的补充方法进行了研究. 在反复批式反应中,固定化脂肪酶连续使用五次,活性仅略微下降.     

Superparamagnetic nanoparticle-supported enzymatic resolution of racemic carboxylates

Candida rugosa lipase immobilized on maghemite nanoparticles demonstrated high stereoselectivity in kinetic resolution of racemic carboxylates and improved long-term stability over its parent free enzyme, allowing the supported enzyme to be repeatedly used for a series of chiral resolution reactions.     

Synthesis and kinetic resolution of furyl substituted secondary carbinols by porcine pancreatic lipase under solvent free conditions

Chiral furyl substituted carbinols were prepared from the related carbonyl compounds and their enzymatic kinetic resolution was studied by using porcine pancreatic lipase (PPL) in transesterification reaction under solvent free condition. This study revealed that carbinols having one less bulky group on the chiral center are good substrates for PPL and the resolution proceeds with higher ee,s and less reaction time.     

Preparation of New Calix[4]arene-Immobilized Biopolymers for Enhancing Catalytic Properties of Candida rugosa Lipase by Sol–Gel Encapsulation

The article describes preparation of new calixarene biopolymers consisting of the immobilization of convenience calixarene derivative onto cellulose and chitosan biopolymers, and the encapsulation of these calixarene biopolymers with Candida rugosa lipase within a chemical inert sol–gel supported by polycondensation with tetraethoxysilane and octyltriethoxysilane. The catalytic properties of immobilized lipase were evaluated into model reactions employing the hydrolysis of p-nitrophenylpalmitate and the enantioselective hydrolysis of naproxen methyl esters from racemic prodrugs in aqueous buffer solution/isooctane reaction system. The resolution studies using sol–gel support have observed more improvement in the enantioselectivity of naproxen E?=?300 with Cel-Calix-E than with encapsulated lipase without calixarene-based materials. Furthermore, the encapsulated lipase (Cel-Calix-E) was still retained about 39 % of their conversion ratios after the fifth reuse in the enantioselective reaction.     

Lipase-lipid complex as a resolution catalyst of racemic alcohols in organic solvents

A lipid-coated lipase was newly prepared and vigorously catalyzed the reaction of enantioselective esterification (resolution) of racemic alcohols in anhydrous and homogeneous organic solvents.