提高葡萄酒釀酒酵母(Saccharomyces ellipsoideus)不對(duì)稱還原合成(R)-扁桃酸效率的研究.pdf

1、光學(xué)純扁桃酸是一種重要的手性藥物中間體，被廣泛應(yīng)用于多種手性藥物的合成，國際市場需求增長較快。利用生物法制備光學(xué)純扁桃酸具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)速率快、得率高、產(chǎn)品光學(xué)純度高和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為國內(nèi)研究的熱點(diǎn)。本研究以葡萄釀酒酵母催化不對(duì)稱還原制備(R)-扁桃酸(R)-MA)為研究對(duì)象，對(duì)提高反應(yīng)過程的底物濃度、生物催化劑的重復(fù)使用進(jìn)行研究，并在小試(5L反應(yīng)罐)水平實(shí)現(xiàn)生物法制備(R)-MA。旨在探索出一條生物催化制備(R)-MA

2、的途徑。主要研究內(nèi)容包括:
　　 ⑴對(duì)利用分批補(bǔ)料提高不對(duì)稱還原合成(R)-扁桃酸底物濃度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，利用分批補(bǔ)料可以顯著降低底物對(duì)反應(yīng)過程的抑制，提高反應(yīng)的底物濃度。本研究在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面3因素3水平的中心組合設(shè)計(jì)研究了補(bǔ)料次數(shù)、轉(zhuǎn)化時(shí)間、初始底物濃度諸因素共同作用對(duì)產(chǎn)物濃度的影響，確定最佳組合是補(bǔ)料次數(shù)4次、轉(zhuǎn)化時(shí)間65 h、初始濃度5.5 g/L，得出的最高產(chǎn)物濃度為10.87 g/L，e.e.值

3、也達(dá)到了100%。比優(yōu)化前提高了將近150%；
　　 ⑵在應(yīng)用原位吸附技術(shù)來提高反應(yīng)的底物濃度的研究表明:在反應(yīng)體系中添加NKA II大孔吸附樹脂，可以顯著降低底物對(duì)反應(yīng)過程的抑制，提高反應(yīng)的底物濃度。在建立了樹脂最適添加量的基礎(chǔ)上，通過最適添加樹脂量將溶液中底物總濃度控制在最適水平，從而實(shí)現(xiàn)高底物濃度、快速反應(yīng)。在15 g/L初始底物濃度轉(zhuǎn)化體系中加入0.6g樹脂，平衡2h后，反應(yīng)84 h，產(chǎn)物(R)-MA的產(chǎn)率和e.e.值分

4、別為91.2%和100%，比優(yōu)化前反應(yīng)的底物濃度提高了將近200%。對(duì)添加樹脂后的反應(yīng)體系進(jìn)行了溫度、pH、和轉(zhuǎn)速的優(yōu)化。得出反應(yīng)的最適條件為35℃，pH7.5，150 r/min，在此條件下，15 g/L底物濃度下的反應(yīng)時(shí)間縮短了12 h。最終發(fā)現(xiàn)將兩種方法結(jié)合，在添加吸附樹脂的體系中進(jìn)行分批補(bǔ)料是最高效的方法，將底物濃度提高到20 g/L，反應(yīng)84 h并且產(chǎn)率達(dá)到了91.6%，e.e.值為100%，而且菌體重復(fù)使用性能很好；