有机溶剂/缓冲液两相体系中全细胞催化拆分环氧氯丙烷

研究了有机溶剂/缓冲液两相体系中重组大肠杆菌E.coliBL21(DE3)全细胞水解动力学拆分外消旋环氧氯丙烷制备(R)-环氧氯丙烷的过程.结果表明,最适反应条件为:最适有机溶剂异辛烷与缓冲液的体积比7:3,最适缓冲液pH8.0,底物浓度574mmol/L,全细胞加入量0.07g湿菌体/ml溶液,温度30oC.在此条件下于1L反应器中反应45min,(R)-环氧氯丙烷的摩尔产率、光学纯度和时空产率分别达到37.5%,99.3%ee和0.286mol/(L·h).与单一水相体系相比,异辛烷/缓冲液两相体系中底物浓度和(R)-环氧氯丙烷时空产率分别提高了55.2%和98.6%.

固定化重组大肠杆菌细胞催化合成(R)-环氧氯丙烷

采用包埋法对重组大肠杆菌E.coli BL21进行了固定化研究,确定海藻酸钙是较好的固定化载体。考察了海藻酸钠质量分数、CaCl2质量分数、钙化时间、细胞包埋量以及固定化颗粒直径对固定化细胞活性和机械强度的影响,确定优化的制备条件为:海藻酸钠的质量分数为2.0%,CaCl2的质量分数为2%,钙化10 h,包埋菌体的质量浓度为0.05 g/mL,颗粒直径为2.7 mm。与游离细胞相比,固定化细胞的热稳定性和pH稳定性有明显提高。利用固定化重组大肠杆菌细胞催化拆分体积分数为1.5%的外消旋环氧氯丙烷,得到(R)-环氧氯丙烷的产率和光学纯度(对映体过量)分别为36.3%和100%。固定化细胞重复4批仍保持80%以上的活力,显示了良好的操作稳定性。