重组大肠杆菌不对称还原2-羟基苯乙酮合成(R)-苯基乙二醇

通过对近平滑假丝酵母(R)-专一性羰基还原酶(rCR)进行氨基酸序列分析并根据其序列的保守性设计PCR引物,以近平滑假丝酵母基因组为模板利用PCR技术得到目的基因rcr。该基因全长1011bp,共编码336个氨基酸。将该基因与表达载体pET21c连接后构建重组质粒pETRCR,并转化入EscherichiacoliBL21(DE3)中进行表达。重组大肠杆菌具有(R)-专一性羰基还原酶活性,可催化不对称还原2-羟基苯乙酮合成(R)-苯基乙二醇。研究发现,在重组菌培养过程中,同添加IPTG诱导培养的情况相比,不添加IPTG诱导培养的酶活及不对称转化(R)-苯基乙二醇的效果较好。在反应过程中,转化48h及在pH值8～9的条件下更有利于不对称反应的进行。另外,较高的底物浓度会对反应产生抑制作用,通过提高重组菌细胞浓度可显著提高转化效果。在5g/L的底物浓度条件下,利用0.3g/mL重组菌细胞可还原2-羟基苯乙酮得到(R)-苯基乙二醇,产物光学纯度为95.5%e.e,产率为92.6%。

木糖辅助底物对近平滑假丝酵母催化(R,S)-苯基乙二醇不对称氧化还原合成(S)-苯基乙二醇体系稳定性的促进作用

通过分析近平滑假丝酵母Candida parapsilosis催化外消旋苯基乙二醇（PED）不对称氧化还原合成（S）-苯基乙二醇的反应过程,结合微生物中糖类的代谢路径研究,建立了一种以木糖为辅助底物的NADPH辅酶再生的方法,提高了该催化系统的稳定性.结果表明,相同条件下反应体系中添加8 g/L的木糖可使（S）-PED产物的对映体过量值（ee）和产率分别提高14%和10%;菌体可重复使用3-4次,而产物ee值保持在98%.考察了木糖对表达羰基还原酶重组大肠杆菌体系催化效果的影响,发现木糖是通过强化（S）-羰基还原酶的催化作用提高了催化系统的稳定性,其原因是在磷酸戊糖途径中再生了氧化还原反应所需的NADPH辅酶.

光学纯1,2-二苯基乙二醇的不对称催化合成

利用奎宁和奎宁定酯进行不对称催化合成，得到光学纯１，２－二苯基乙二醇产物，对映体过量（ｅ．ｅ．％）高达９６％以上，该反应条件温和，后处理简便。

羰基还原酶与甲酸脱氢酶偶联催化制备(R)-苯基乙二醇

以重组菌E.coli Rosetta/pETDuet-rcr-fdh全细胞为催化剂,2-羟基苯乙酮和甲酸钠为双底物,研究了生物催化反应体系中温度、pH值、底物2-羟基苯乙酮的初始浓度、反应时间、细胞浓度和状态等对产物(R)-苯基乙二醇生成效率的影响规律.结果表明,在温度35℃和pH7.0、底物初始浓度6g/L、时间36h、湿细胞浓度10%(ω)的条件下,产物的光学纯度高达98.37%e.e.,得率达79.14%.在上述反应体系中添加5mmol/LZnSO4后,重组菌催化的不对称还原反应效率显著提高,产物(R)-苯基乙二醇光学纯度达到100%e.e.,得率高达86.3%.

羟丙基β环糊精毛细管电泳法测定1,2-二苯基乙二醇的对映体过量值

目的:建立毛细管电泳法(CE)测定(E)-1,2-二苯乙烯不对称二羟化反应产物1,2-二苯基乙二醇对映体过量(e.e.%)值的新方法.方法:以HP-β-CD为手性选择剂,采用毛细管区带电泳法研究背景电解质浓度、pH值、环糊精浓度、分离电压、温度等参数对1,2-二苯基乙二醇对映体分离的影响,同时对该合成样品进行光学纯度检查,并与HPLC测定结果作比较.结果:在200mmol/L硼酸缓冲液(pH=9.8),15mmol/LHP-β-CD,15kV分离电压、柱温20℃的基本优化条件下,1,2-二苯基乙二醇对映体得到基线分离,Rs达到3.35.同时,该合成样品分析结果表明,4批样品的e.e.%测定值与HPLC法结果相一致.结论:该CE方法简单、准确,可用于该1,2-二苯基乙二醇的手性拆分和e.e.%值的测定.

全细胞近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)SYB-1不对称转化苯基乙二醇

为了获得较高光学纯度和产率的光学纯苯基乙二醇,通过筛选得到不对称转化外消旋苯基乙二醇效果较好的菌株近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)SYB-1,其转化产物为S-苯基乙二醇,光学纯度为91% e.e.,产率为88%;通过对近平滑假丝酵母SYB-1拆分苯基乙二醇的反应条件进行优化研究,在细胞量5%、底物浓度8‰、pH值6.5、温度33oC、反应48 h条件下,产物光学纯度可以提高至e.e. 99%. 在证明中间体为b-羟基苯乙酮后推测全细胞近平滑假丝酵母SYB-1拆分外消旋苯基乙二醇的机理是通过将R-苯基乙二醇氧化为中间体后不对称还原为S-苯基乙二醇.

氧化石墨烯催化苯乙烯双羟化合成苯基乙二醇

以过氧化氢为氧化剂,研究Hummers法制得的氧化石墨,催化苯乙烯双羟化合苯基乙二醇,产物结构通过1 H NMR、13 C NMR、FT-IR和ESI-MS确认.考察不同反应温度、溶剂、氧化剂用量、催化剂用量及时间对反应收率的影响.结果表明,在45℃下,以水作为反应溶剂时,H2O2(30%)用量为10mmol,催化剂用量为100mg/mmol底物,反应时间18h,苯乙烯的转化率达到42%,苯基乙二醇的收率可达13%.催化剂循环使用5次,其催化活性未见明显下降.

伴有辅酶原位再生的胞外酶耦合法制备(R)-苯基乙二醇

经5轮诱变筛选,从近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis CICC1676)中分离得到产NADH依赖型羰基还原酶(Carbonyl reductase,CR)菌株CP-9。所产羰基还原酶(CRCp-9)经两步快速纯化获得纯化倍数为11.5倍,比活力为1.84 U/mg的酶液,其还原反应的最适pH值为6.5,最适温度为40℃。该酶转化β-羟基苯乙酮制备手性化合物(R)-苯基乙二醇,因此是(R)-专一性羰基还原酶。该酶与NADH普适性再生酶-甲酸脱氢酶(Formate dehydrogenase,FDH)在胞外相耦联,构建伴有辅酶再生与反复利用的CR/FDH双酶催化制备立体醇体系,底物β-羟基苯乙酮转化率达95.4%,产物(R)-苯基乙二醇得率为93%,辅酶的总转化数(Total turn number,TTN)达267,产物e.e.值为98.6%,批次耦合反应生产能力达0.8 g/L/h,较单酶催化有较大提高,与细胞转化法相比也具有较好的生产能力。因此,伴有辅酶再生的胞外酶耦合催化具有潜在的制备手性醇化合物的工业应用价值。

固定化细胞生物催化制备(S)-苯基乙二醇的研究

采用海藻酸钙固定化细胞方法能有效提高近平滑假丝酵母催化(RS)-苯基乙二醇(S-PED)去消旋化反应的稳定性,在优化反应条件下,固定化细胞催化批次由游离细胞的2次提高至6次,产物可保持高光学纯度(>95%)、高产率(>85%)。与化学合成液晶掺杂剂S-1011的理化特性对比结果表明,生物催化法制备获得的(S)-PED能够替代化学法制备的相同产品。

含咪唑的手型二苯基乙二醇衍生物的合成及其在不对称催化中的应用

以光学纯的(1R,2R)-1,2-二苯基乙二醇和1-甲基-2-氯甲基咪唑盐酸盐为原料,通过醚化保护、取代、脱保护等一系列反应,合成了一种新颖的含氮、氧的手性配体(1R,2R)-2-((1-甲基咪唑基)甲氧基)-1,2-二苯基乙醇,并将其应用于二乙基锌对苯甲醛不对称加成反应中,所得产物e.e.值38%。

树脂原位吸附促进高浓度底物不对称氧化还原合成(S)-苯基乙二醇

以近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)全细胞为催化剂,考察了添加吸附树脂对不对称氧化还原外消旋苯基乙二醇制备(S)-苯基乙二醇(S-PED)的影响。通过树脂吸附性能考察,筛选出一种对底物有较快吸附速率和较大吸附量的树脂NKAⅡ,在反应体系中加入一定量NKAⅡ树脂,可以显著降低底物和产物对反应过程的抑制,提高反应的初始底物浓度。结合树脂对底物的吸附量和菌体反应的最适底物浓度,建立了树脂添加量随底物浓度变化的关系式,通过此公式添加树脂将溶液中底物产物总浓度控制在最适水平,从而实现高初始浓度底物、快速度反应。在40 g/L初始底物浓度转化体系中加入0.74 g树脂,平衡2 h后,反应108 h,产物S-PED的ee值和产率分别为98.1%和88.5%,产物浓度达到35.4 g/L。

手性1,2-二苯基乙二醇衍生物的合成及催化性能研究

合成了3种含吡啶环的手性1,2-二苯基乙二醇衍生物,并通过1HNMR、13CNMR、LCMS和IR的结构表征。将3种衍生物用于催化苯甲醛与二乙基锌的不对称加成反应的结果表明,其中的(1R,2R)-2-(2-吡啶甲氧基)-1,2-二苯基乙醇具有较好的催化活性,获得了78%的收率和56%e.e.。

纳米粒子固定化双酶耦合体系连续催化制备(R)-苯基乙二醇

将活化醇盐水解法制备的SiO2纳米粒子分别与羰基还原酶（CR）和甲酸脱氢酶（FDH）进行共价固定化,固定化CR与FDH耦合,连续催化转化b-羟基苯乙酮制备（R）-苯基乙二醇,考察了NADH的再生与循环利用性.结果表明,纳米粒子固定化CR和FDH酶载量分别为3.32和5.55 mg/g,催化活性为游离酶的50%～60%,最适反应p H值分别为6.5和8.5,最适反应温度分别为40和45℃.耦合体系进行12批次反应,产物（R）-苯基乙二醇累积量达35.6 g/L,纳米粒子生产能力达178 g/g.纳米粒子固定化酶经简单离心收集后可重复利用.

源于红豆的羰基还原酶在(R)-苯基乙二醇制备中的应用

采取研磨、离心分离、多层过滤和丙酮沉析等步骤,从红豆中提取具有不对称还原芳香酮能力的羰基还原酶(CR),经快速分离纯化获得了纯化倍数为5.8倍的红豆源CRrb酶液,考察了其酶学特性,与微生物源CR的酶学特性进行比较,将CRrb与甲酸脱氢酶(FDH)耦合构建CRrb/FDH双酶体系连续催化β-羟基苯乙酮制备(R)-苯基乙二醇.结果表明,源于红豆的CRrb最适反应pH值为6.0,最适反应温度为45℃,在40～60℃范围内耐热性好于一般微生物源CR.CRrb的米氏常数Km=5.68 mmol/L,最大反应速率Vmax=20.21μmol/(min·m L),对底物的亲和力和催化效率比微生物源CR好.底物较佳耐受浓度为60 mmol/L,较微生物源的CR高.CRrb/FDH酶活比为1:1.5时耦合体系反应效率最佳,批次反应转化1 mol辅酶可获得产物的量由266 mol提高到365 mol.

一株高效不对称还原产生(R)-苯基乙二醇的菌株筛选、鉴定及全细胞催化体系

R）-苯基乙二醇是合成许多光学活性药物的重要手性中间体，其制备具有重要的现实意义. 以α-羟基苯乙酮为底物，从土壤中筛选得到一株能够立体选择性催化α-羟基苯乙酮产生（R）-苯基乙二醇的细菌菌株HBU-SI7. 经形态学观察和16S rDNA序列分析，鉴定此转化菌株为红球菌属菌株Rhodococcus sp. 菌株全细胞催化体系研究表明在邻苯二甲酸二丁酯-磷酸盐缓冲液（V：V = 1：3）的两相催化体系下，菌体转化α-羟基苯乙酮的最优浓度为3.0 g/L，转化率高达96.2%，e.e值为99.3%. 本研究建立的红球菌全细胞催化还原体系对（R）-苯基乙二醇的高效制备具有潜在的研究和应用价值. （图6 表2 参20）

聚乙二醇苯基辛基醚对甲磺酸镀锡层织构的影响

通过X-射线衍射分析研究了表面活性剂聚乙二醇苯基辛基醚(OP)对甲磺酸体系锡镀层织构的影响。结果表明锡镀层的织构受溶液中OP的质量浓度和阴极电流密度的综合影响。在高OP质量浓度和低电流密度条件下,镀层以(211)和(321)晶面择优。在低OP质量浓度和高电流密度条件下,镀层以(101)和(112)晶面择优。

苯基磷酸二(乙二醇)酯制备反应型阻燃不饱和聚酯

以苯基磷酰二氯和乙二醇为原料合成了苯基磷酸二(乙二醇)酯(BHEPP),将其与1,2-丙二醇、顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐共聚,得到了反应型含磷阻燃不饱和聚酯(P-UPR)。当P-UPR固化物中磷的质量分数为2.66%时,固化产物的极限氧指数为29,阻燃效果达到UL94 V-0级。热重分析结果表明,当反应单体中BHEPP的质量分数由0增至35%时,固化后的P-UPR在氮气和空气气氛中的起始分解温度分别下降了32.2℃和63.9℃,最大热分解温度分别下降了52.3℃和54.0℃。用示差扫描量热分析仪测试了P-UPR的非等温固化过程,根据Kamal模型计算转化率(α)和时间的关系曲线,当0.1<α<0.8时,固化反应由动力学控制;当α>0.8时,固化反应由扩散效应控制,在固化过程初期,无固化延迟效应。

水杨基荧光酮—聚乙二醇辛基苯基醚分光光度法测定钢中微量钛

在聚乙二醇辛基苯基醚存在下,研究了钛与水杨基荧光酮的反应特性。结果发现pH在1 20～2 00范围内,形成灵敏度较高的紫红色配合物,其λmax=535nm,ε=1 32×105L·mol-1·cm-1,钛含量在0～0 36μg/mL的测量范围内服从比尔定律。在盐酸羟胺和草酸钠的联合掩蔽下,用此法测定钢中微量钛,获得了满意的结果。

添加剂对聚乙二醇辛基苯基醚浊点的影响

浊点是非离子表面活性剂的一个特性参数,它是非离子表面活性剂溶液由透明变浑浊,和由浑浊变透明的平均温度。聚乙二醇辛基苯基醚是一种非离子表面活性剂,通过实验测定了有机酸、醇、无机盐、聚合物等添加剂对聚乙二醇辛基苯基醚浊点的影响。结果表明,不加任何添加剂时,聚乙二醇辛基苯基醚的浊点为89℃;添加有机酸时,浊点随浓度升高先下降后上升;添加醇时,碳链短的随浓度升高浊点升高,碳链长的随浓度升高而下降;添加无机钠盐时,浊点随浓度升高而下降;添加聚合物时,浊点超过100℃。

含DESs体系中固定化Kurthia gibsonii SC0312细胞催化1-苯基-1,2-乙二醇不对称氧化反应

在含深度共熔溶剂的非水相体系中,利用固定化Kurthia gibsonii SC0312细胞高效催化外消旋1-苯基-1,2-乙二醇(PED)不对称氧化以制备对映体纯的(S)-PED.在所考察的4种离子液体和2种深度共熔溶剂中,氯化胆碱/尿素([ChCl][U])对Kurthia gibsonii SC0312细胞表现出良好的生物相容性,能适当改变细胞膜的完整性,有效提高反应的催化效率.在[ChCl][U]体积分数为4%、缓冲液pH值为7.5、反应温度为35℃、细胞质量浓度为60 mg/mL、底物浓度为100 mmol/L的条件下,反应初速度为8.25 mmol/(L·h),反应仅7 h产率及(S)-PED e.e.值即分别达49.6%和99.9%.