6-羟基己酸甲酯高效催化加氢制备1,6-己二醇的工艺研究

在釜式反应器内进行6-羟基己酸甲酯加氢制备1,6-己二醇的工艺研究,考察了反应温度、反应压力、催化剂质量分数和反应时间等因素对催化加氢过程的影响,并采用气相色谱仪分析监测6-羟基己酸甲酯催化加氢制备1,6-己二醇的反应进程,得到最优工艺条件:温度为200℃、压力为7 MPa、催化剂质量分数为8%、反应时间为6 h。进一步采用核磁共振氢谱和红外光谱等分析手段对产品进行结构确认,结果表明,6-羟基己酸甲酯的转化率达99%,1,6-己二醇选择性最高可达86%。

重组嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila 4AK4中3-羟基丁酸3-羟基己酸共聚酯PHBHHx的发酵生产

3 羟基丁酸和 3 羟基己酸共聚酯 (PHBHHx)是一种性能优良的新型生物可降解材料 ,其机械和加工性能与3 羟基己酸 (3HHx)在共聚物中的含量密切相关。在嗜水气单孢菌Aeromonashydrophila 4AK4中引入了编码 β 酮基硫解酶 (β ketothiolase)的phbA基因和编码乙酰乙酰辅酶A还原酶 (Acetoacetyl CoAreductase)的phbB基因 ,使重组菌增加了一条利用乙酰辅酶A合成 3 羟基丁酸 CoA的代谢途径 ,这使得利用非相关性碳源调控PHBHHx的单体组成比例成为可能。利用葡萄糖酸钠和月桂酸作为碳源 ,对重组Aeromonashydrophila 4AK4进行了摇瓶培养及 5L发酵罐培养的研究。在摇瓶实验中 ,通过改变碳源中两种组分的比例 ,可以使A .hydrophila 4AK4合成的PHBHHx中的3HHx摩尔含量由原来的 15 %左右降低到 3%～ 12 % ,成功地实现了对PHBHHx单体组成的调控 ;当以月桂酸为唯一碳源时 ,在 5L发酵罐中 ,经过 5 6h的培养 ,获得了 5 1.5g L的细胞干重 (CDW) ,其中 6 2 %为PHBHHx,3HHx在PHBHHx中的摩尔含量为 9.7% ;当以 1:1的葡萄糖酸钠和月桂酸为碳源时 ,4 8h的 5L发酵罐培养获得了 32 .8g L的CDW和 5 2 %的PHBHHx含量 ,其中 3HHx在PHBHHx中的摩尔含量为 6 .7%。

费氏中华根瘤菌合成羟基丁酸和羟基己酸共聚体的研究

进行了费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)合成羟基丁酸和羟基己酸共聚体[P(HB-HH)]的研究,通过摇瓶正交试验优化了培养基成分、培养条件和癸酸盐调控条件,采用发酵罐分批发酵和两阶段补料分批发酵方式及两步加盐法研究了P(HB-HH)的高密度发酵技术参数。经55h发酵,P(HB-HH)产量可以达到17.55g/L,其中HH单体含量占共聚体的20.6%,该共聚体的分子量约为1.4×105D。结果表明S.fredii的生产性状优良,有可能通过该菌株的高密度发酵与代谢调控实现P(HB-HH)的工业化生产。

生物催化法合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯

利用E.coli BL21/pCDFDuet-gdh-cr-X共表达全细胞催化6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯不对称还原合成6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯。结果表明:在菌体用量4.85 g/L、葡萄糖与底物质量浓度比为1∶1、温度28℃、pH 7.0条件下,80.0 g/L 6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯生物还原2 h后,底物转化率可达99.0%,产物d.e.值大于99.5%。在考察范围内,NADP+用量对催化效率无显著作用。

代谢工程技术调控3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯PHBHHx的微生物合成

3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯(PHBHHx)是一种新型生物可降解材料,其性能与3-羟基己酸(3HHx)在共聚物中的摩尔百分含量密切相关。本研究在两株嗜水性气单孢菌Aeromonas WQ和Aeromonas hy-drophila 4AK4中分别引入了编码酯酰辅酶A脱氢酶的yafH基因和编码合成3-羟基丁酸-CoA的phbA和phbB基因,将A.hydrophila WQ合成的PHBHHx中的3HHx的摩尔含量由3％-5％提高到20％以上;而A.hydrophila 4AK4合成的PHBHHx中的3HHx摩尔含量则由15％左右降低到3％～12％。成功地实现了对PHBHHx单体组成的调控。

鼠骨髓间充质干细胞诱导的成骨细胞与3-羟基丁酸/3-羟基己酸共聚物的体外相容性

目的探讨SD大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)诱导的成骨细胞与3-羟基丁酸/3-羟基己酸共聚物(PHBHHx)支架材料的体外相容性,进一步验证PHBHHx材料作为骨组织工程支架材料的可行性。方法将SD大鼠BMSCs诱导的成骨细胞与PHBHHx支架材料体外复合培养,通过扫描电镜观察细胞与材料的复合情况,用MTT法检测材料对细胞增殖的影响。结果成骨细胞在PHBHHx支架材料表面及孔隙中能较好地黏附和增殖。结论 PHBHHx与成骨细胞有良好的体外相容性,是一种性能优良的骨组织工程支架材料。

聚6-羟基己酸酯化反应

将过氧化环己酮热转化成的聚6-羟基己酸进行酯化,通过相转移催化的理论和方法,探究了反应时间、温度和催化剂等对酯化反应的影响,并通过FT-IR、1H NMR对产物进行了表征,最终确定了一条以18-冠醚-6(聚6-羟基己酸质量的1%)为催化剂,聚6-羟基己酸与2-溴乙醇质量比3∶1,在90℃,反应2h条件下酯化率为99%的最佳酯化路线.

3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯的血管内生物相容性(英文)

背景:可降解聚合材料3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate,PHBHHx)具有良好的机械性能和生物可降解性。目的:在体研究PHBHHx的血管内生物相容性。方法:采用脱细胞羊肺动脉为支架,以PHBHHx涂层,构建复合补片,植入新西兰兔腹主动脉内,以脱细胞未涂层羊肺动脉片作为对照。分别于植入后第1,4,12周取出移植补片进行组织学、免疫荧光染色、扫描电镜和钙含量测定。结果与结论:复合补片管腔面光滑无血栓,内膜增生适度,再细胞化完全;免疫荧光染色可见新生内膜组织中类内皮细胞呈CD31阳性反应,单层连续排列,间质细胞呈平滑肌肌动蛋白阳性反应;复合补片的钙含量明显低于未涂层羊肺动脉片。说明PHBHHx的血管内生物相容性满意,是心血管组织工程较为理想的腔内涂层材料。

三维打印制备掺铁介孔硅酸钙/3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯复合支架

背景:由于三维打印技术便捷、快速、操控性强的突出优点及可构建复杂形状的能力,在组织工程支架制备领域表现出无可比拟的优势。目的:利用三维打印技术制备掺铁介孔硅酸钙/3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯复合支架,并进行表征及细胞相容性实验。方法:利用三维打印技术制备含铁摩尔百分比分别为0%,5%,10%,15%的掺铁介孔硅酸钙/3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯复合支架,分别记为0Fe-MCS/PHBHHx、5Fe-MCS/PHBHHx、10Fe-MCS/PHBHHx及15Fe-MCS/PHBHHx;扫描电镜观察支架浸泡于模拟体液前后的微观结构。将成骨细胞株MC3T3-E1分别接种于4组支架上,培养1,3,7 d,CCK-8法检测细胞增殖;培养7,14 d,检测细胞碱性磷酸酶活性。结果与结论:(1)与浸泡前相比,在模拟体液中浸泡3 d后,各组支架上出现了由矿化而形成的球形颗粒;(2)培养第1天,4组间细胞增殖无差异;培养第3天,15Fe-MCS/PHBHHx组细胞增殖显著高于其他3组(P<0.05);培养第7天,10Fe-MCS/PHBHHx组、15Fe-MCS/PHBHHx组细胞增殖明显高于0Fe-MCS/PHBHHx组(P<0.05),且15Fe-MCS/PHBHHx组高于10Fe-MCS/PHBHHx组(P<0.05);(3)培养第7天,4组细胞碱性磷酸酶活性无差异;培养第14天,5Fe-MCS/PHBHHx组、10Fe-MCS/PHBHHx组、15Fe-MCS/PHBHHx组细胞碱性磷酸酶活性明显高于0Fe-MCS/PHBHHx组(P<0.05),15Fe-MCS/PHBHHx组支架显著高于其他3组(P<0.05);(4)结果表明,掺铁介孔硅酸钙/3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯复合支架具有促进细胞增殖和成骨分化的能力。

聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)/聚乳酸共混物的增容研究

以聚氧化乙烯(PEO)、苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(REC)、乙烯-甲基丙烯酸甘油酯共聚物(EGMA)、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸甘油酯共聚物(E-MA-GMA)、马来酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-MAH)为增容剂,通过熔融共混法制备了聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)/聚乳酸[PHBH/PLA=80/20(质量比,下同)]共混物,采用差示扫描量热仪、动态力学分析仪、扫描电子显微镜及电子万能试验机等研究了PHBH/PLA的热性能、表面形貌及力学性能,并依此判断共混物的相容性以及各相容剂对共混物相容性的影响。结果表明,PHBH和PLA呈部分相容;相容剂REC或PLA-g-MAH对PHBH/PLA具有相对较好的增容效果,共混物中PHBH与PLA两相的玻璃化转变温度(T_g)差值减小,共混物中分散相粒径尺寸减小且分布均匀,当添加4%的REC和PLA-g-MAH后,共混物的冲击强度分别提升了43.8%和53.6%,断裂伸长率分别提升了100%和120%。

嗜水性气单孢菌利用豆油生产3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物

以嗜水性气单孢菌Aeromonashydrophila 4AK4 ,利用含有豆油的碳源为底物 ,实现了聚3 羟基丁酸和 3 羟基己酸共聚物 (PHBHHx)的发酵生产 ,克服了用月桂酸的生产中碳源成本高、起泡、产物难分离等问题 .当以豆油为唯一碳源 ,经 4 8h培养 ,通过限制氮、磷、氧 3种营养条件 ,可获得菌体细胞干重 (CDW ) 19.5 g/L ,PHBHHx质量浓度 10 .8g/L ;若以豆油和月桂酸为混合碳源 ,获得CDW 4 2 .2 g/L ,PHBHHx质量浓度 16.8g/L .发酵进行 12h后 ,3 羟基己酸 (3 HHx)在PHB HHx中含量稳定 ,仅在 10 %～ 13%之间变化 .结果表明 。

聚乙二醇PEG/羟基丁酸和羟基己酸共聚物PHBHHx共混膜的细胞亲和性研究

以聚羟基脂肪酸酯家族中的新成员羟基丁酸和羟基己酸共聚物(PHBHHx)为基础,采用与聚乙二醇(PEG)共混的方法对其进行改性,研究结果证实:PHBHHx与PEG共混物中比例为3∶1及2∶1时,两者完全物理相容。而PEG在共混物中比例升高导致相分离,成为部分相容体系。PEG掺入显著提高材料亲水性及表面自由能,使血管平滑肌细胞(RaSMCs)及血管内皮细胞(HUVECs)的细胞粘附及增殖大幅度提高,并且均具有一定的PEG含量依赖性。尤其RaSMCs能在PEG/PHBHHx比例为1∶1的共混膜(E1X1)上持续增殖至融合,而HUVECs则呈粘附较差的类球形形貌,证实E1X1有潜力应用于复合血管组织工程支架中近内膜基材。

3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯纳米颗粒作为雷帕霉素缓释载体的应用研究

目的研究生物可降解高分子材料3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯(PHBHHx)作为疏水性药物雷帕霉素缓释载体的效果及其体外条件下对疏水性药物的缓释情况。方法超声乳化分散法制备PHBHHx载药纳米微球,颗粒尺度分析仪对颗粒粒径进行表征,透析袋法进行雷帕霉素体外缓释,高效液相色谱法检测雷帕霉素释放量。用包裹雷帕霉素的PHBHHx纳米颗粒处理体外培养的PC3细胞,MTT法检测细胞活力,Western blot检测mTOR底物p70S6K磷酸化情况。结果包裹雷帕霉素的PHBHHx纳米颗粒平均粒径为211.4nm,对雷帕霉素的包封率为92.5%,包裹雷帕霉素的PHBHHx纳米颗粒可以实现雷帕霉素的体外缓释,且能够抑制人前列腺癌细胞系PC3的体外增殖和胞内p70S6K的磷酸化。结论 PHBHHx是一种很有潜力的疏水性药物包封和递送载体材料。

丁醇对发酵生产3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯(PHBHHx)单体组成的影响

3 羟基丁酸与 3 羟基己酸共聚酯 (PHBHHx)是由微生物合成的完全可降解高分子材料 ,其材料性能与 3 羟基己酸 ( 3HHx)在共聚物中的含量有关。嗜水性气单孢菌A .hydrophila 4AK4合成的PHBHHx中 ,3HHx含量通常都在 1 2～ 1 5mol %之间。通过在培养基中添加正丁醇 ,降低了PHBHHx中 3HHx的含量。在摇瓶培养中获得了含 3HHx为 5 8mol%的PHBHHx ;在 6L发酵罐中5 4h的发酵培养 ,获得 40g L的细胞干重 (CDW) ,并将 3HHx的含量在发酵过程中有效地降低到 5～ 1 0mol%。

(3R，5S)-6-氧代-3，5-O-亚异丙基-3，5-二羟基己酸叔丁酯的合成

L-(一)-苹果酸经酯化、还原、羟基保护、缩合、羰基还原、羟基保护、脱硅保护和Swern氧化等反应制得罗伐他汀的关键中间体(3R,5S)-6-氧代-3,5-O-亚异丙基-3,5-二羟基己酸叔丁酯,总收率25%。

3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯在心血管组织工程中的应用

为了研究可降解聚合材料3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate,PHBHHx)的血管内生物相容性,采用脱细胞羊肺动脉为支架,以PHBHHx涂层,构建复合补片(Hybrid patch),植入New Zealand兔腹主动脉内(12只),以脱细胞未涂层羊肺动脉片(Uncoated patch)做为对照(12只)。分别于术后第1、4和12周处死动物,取出移植补片进行组织学、免疫荧光染色、扫描电镜和钙含量测定。结果表明:hybrid patch管腔面光滑无血栓,内膜增生适度,再细胞化完全:免疫荧光染色检测,新生内膜组织中类内皮细胞呈CD31阳性反应,单层连续排列,间质细胞呈现SMA阳性反应;钙含量测定,hybrid patch明显低于uncoated patch(P<0.05)。由此认为:PHBHHx的血管内生物相容性满意,是心血管组织工程较为理想的腔内涂层材料。

迭代饱和突变提高卤醇脱卤酶HheA_(AM)催化制备6-氰基-3,5-二羟基己酸叔丁酯的酶活

(3R,5R)-6-氰基-3,5-二羟基己酸叔丁酯(A7)是合成降血脂药物阿托伐他汀钙的关键手性中间体,利用卤醇脱卤酶催化(3R,5S)-6-氯-3,5-二羟基己酸叔丁酯(D3)的脱卤氰化反应制备A7是很有潜力的合成方法。现有研究存在的主要问题是卤醇脱卤酶种类少,对底物D3的催化活性很低,且鲜见有关脱卤酶分子改造提高其对D3催化活性的报道。本研究利用基因挖掘技术获得了一个对D3表现出较高催化活力的卤醇脱卤酶HheA_(AM) (来源于Agromycesmediolanus sp.),运用定向进化和半理性设计方法确定了4个影响酶活的关键位点(84、88、136、144位),然后使用迭代饱和突变(ISM)策略对这4个位点进行组合突变,突变株M4-HheA_(AM)(84S-88L-136T-144C)的比酶活为0.89U·mg-1,是野生型HheA_(AM)(Wt-HheA_(AM))的13倍,对D3的催化活性得到了显著的提高。

生物合成羟基丁酸和羟基己酸共聚体的底物水平调控

对费氏中华根瘤菌SR-008菌株合成多聚羟基烷酸(PHAs)进行了底物水平的代谢调控研究。通过摇瓶试验对所添加底物癸酸盐的浓度、添加量以及加盐时间等进行了比较,并运用气相色谱测定了代谢产物PHAs的含量和单体的比例。结果表明,经癸酸盐调控后,该菌合成的PHAs产物为羟基丁酸和羟基己酸的共聚体P(HB-HH),调控时的加盐最适浓度为2.5mmolOD·L,加盐时间在细胞生长的对数期末期。

骨髓间充质干细胞复合表面改性的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯膜的体外相容性

目的：研究大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）在不同处理工艺的3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯（PHBHHx）膜材料上的生长、增殖情况，为组织工程学筛选出一种新型的适合细胞生长、增殖的生物材料。方法：用全骨髓培养法获得BMSCs，并行免疫荧光鉴定，同时在成骨诱导液中诱导BMSCs，钙钻法检测碱性磷酸酶（ALP），茜素红矿化结节染色；成脂诱导后行油红O染色。将不同处理工艺的材料与第3代BMSCs复合培养1、3、7d，通过扫描电镜、MTT法和中性红染色法分别观察细胞的形态、增殖变化及分布情况。结果：BMSCs免疫荧光鉴定CD44、CD106均呈阳性。经成骨诱导后，ALP呈阳性表达，矿化结节染色呈橘红色；经成脂诱导后，14d油红0染色呈阳性。细胞在经过碱处理或添加5％、10％中药涂层的PHBHHx膜材料表面均生长状态良好，增殖活力强且分布均匀。结论：经过碱处理的，且含5％、10％中药涂层的PHBHHx膜，具有良好的BMSCs相容性，可以作为一种新型的生物材料应用于组织工程。

干燥温度对生物塑料聚羟基丁酸-羟基己酸酯薄膜结构及性能的影响

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用溶液浇铸法制备聚羟基丁酸-羟基己酸酯(PHBH)生物降解薄膜,并利用相应的测试方法,探究了不同干燥温度对PHBH薄膜的形貌结构、结晶、热稳定性、透明度、力学和阻隔性能的影响。结果表明,随着干燥温度的升高,PHBH薄膜的断面致密性、结晶度、热稳定性、断裂伸长率及阻隔性能先增大后减小,晶粒尺寸逐渐减小,而透明度及拉伸强度逐渐增加;当干燥温度为55℃时,PHBH薄膜断面光滑、结晶度大,具有良好的热稳定性、力学强度及阻隔性,其拉伸强度为20.26MPa,断裂伸长率为25%,氧气及水蒸气透过率分别为5.7×10^-15cm^3·cm/(cm^2·s·Pa)、2.21×10^-14g·cm/(cm^2·s·Pa)。