酵母細(xì)胞HD-5催化（2S，5S）-2，5-己二醇的不對稱合成研究.pdf

1、（2S,5S）-2,5-己二醇是重要的手性藥物中間體和手性膦化合物配體。目前普遍采用化學(xué)拆分法制備單構(gòu)型（2S,5S）-2,5-己二醇。國內(nèi)（2S,5S）-2,5-己二醇生產(chǎn)尚屬空白。本工作篩選酵母HD-5催化不還原2,5-己二酮，合成（2S,5S）-2,5-己二醇。 建立了生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)液中底物2,5-己二酮和產(chǎn)物2,5-己二醇的氣相色譜檢測方法。以乙二醇為內(nèi)標(biāo)物，2,5-己二酮和2,5-己二醇均在0.5～40 mmolL-1范

2、圍內(nèi)，線性關(guān)系良好。 建立柱前衍生化-毛細(xì)管氣相色譜法測定2,5-己二醇對映體含量的方法。用S-(-)-α-苯乙基異氰酸酯與外消旋2,5-己二醇反應(yīng)，生成相應(yīng)的衍生物在氣相色譜上得到基線分離，同時考察載氣流速和程序升溫對拆分的影響，檢驗該方法的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確度，確定最佳的拆分條件為：進(jìn)樣器溫度270℃，檢測器溫度290℃，分流比4.9∶1，流速6.2 mL·L-1。 從9株酵母菌株中，篩選出對2,5-己二酮具有較高催化還原

3、活性的菌株HD-5。采用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC－MS）分析推斷，酵母HD-5還原2,5-己二酮分兩步進(jìn)行，先生成中間產(chǎn)物（S）-5-羥基-2-己酮，然后生成（2S,5S）-2,5-己二醇?？疾炝说孜?,5-己二酮和產(chǎn)物2,5-己二醇濃度對酵母HD-5生長特性的影響。在底物濃度低于40 mmol·L-1、產(chǎn)物濃度低于50 mmol·L-1時，酵母HD-5的生長不受影響。 考察了表面活性劑吐溫-80、CTAB(十六烷基三甲基溴

4、化銨)和THF(四氫呋喃)對還原反應(yīng)的影響。在培養(yǎng)液中添加3.0 g·L-1的吐溫-80，有助于提高產(chǎn)物的得率，而不影響目標(biāo)產(chǎn)物的光學(xué)純度。 系統(tǒng)地研究了培養(yǎng)基組成、溫度、pH值、接種量、初始葡萄糖濃度、初始底物濃度和產(chǎn)物濃度對酵母HD-5細(xì)胞催化2,5-己二酮還原活性和光學(xué)選擇性的影響。優(yōu)化的反應(yīng)條件是有機(jī)培養(yǎng)基、溫度32oC、pH 6.0、接種量50 g·L-1（細(xì)胞干重）和初始葡萄糖濃度20 g·L-1。隨著初始底物濃度增

5、加，中間產(chǎn)物的平均累積速率逐漸增加，中間產(chǎn)物的累積濃度超過30 mmol·L-1時，目標(biāo)產(chǎn)物的生成速率降低。當(dāng)產(chǎn)物濃度高于70 mmol·L-1時，目標(biāo)產(chǎn)物的生成速率明顯下降。 在優(yōu)化的反應(yīng)條件下，底物濃度維持在5.0 mmol·L-1左右（前12h），底物累計加入56.5 mmol·L-1。還原反應(yīng)歷時72h，目的產(chǎn)物濃度達(dá)到53.8 mmol·L-1，得率為95.2％，選擇性為94.38％，目的產(chǎn)物的e.e值為93.76％。