文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
酶法合成西汀类手性中间体及其最佳反应参数的研究
姓名:童凌斐
申请学位级别:硕士
专业:药物化学
指导教师:罗智
2010-12
华中科技大学硕士学位论文

摘要
目的:在无氧环境下,以高活性贝克酵母细胞体内氧化还原酶生物还原 3-氯代苯
丙酮,通过改进反应条件和分离提纯的方法,最终得到单一异构体(S)-(-)-3-
氯-1-苯基-1-丙醇。在保持最佳对映体过量值(ee 值)的前提下,选择温度、
pH、反应时间、底物投量、酵母投量、共底物类别、D-葡萄糖投量七个因
素利用正交实验表通过 32 组实验和直观分析法分析评价得到酶促反应的
最佳反应参数,以获得更高的产率。同时通过专业统计分析软件对正交实
验实验数据采用方差分析法评价分析获得最大影响因子。
方法:在无氧环境下,首先以 3-氯代苯丙酮为原料和乙醇作为反应共底物,在恒
温且能恒速搅拌的装置(可用水浴锅或摇床)里,通过一定时间的贝克酵
母细胞的高温活化过程和一定时间的不对称生物还原反应,再通过硅藻土
的助滤等后处理,最后分离提纯得到单一异构体(S)-(-)-3-氯-1-苯基-1-丙醇。
通过 IR、1H-NMR、13C-NMR 对反应产物进行鉴定,通过熔点仪和旋光仪
测得其熔点和比旋光度。再通过专业设计好的 7 因数 4 水平的正交实验表
从温度、pH、反应时间、底物投量、酵母投量、共底物类别、葡萄糖投量
来研究这步酶促反应的最佳反应参数和最大影响因子。通过数理统计中的
直观分析法,在保持最佳对映体过量值的前提下以产率大小作为考核指标
得到最佳反应参数,通过统计分析软件版本对所得的正交实验的
32 组实验数据进行方差分析法评析得到最大影响因子。
结果:通过第一部分的酶促反应得到(S)-(-)-3-氯-1-苯基-1-丙醇,产率为 60%。
经过 IR、1H-NMR、13C-NMR 确证了目标化合物的分子结构,与参考文
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献的标准图谱值一致。[a]D - (c 1,CHCl3),ee 值为 100%,测得目标
产物的熔点 mp 为 58℃-60℃。通过直观分析法得到最佳反应参数:温度
为 23℃、pH 为、反应时间最低为 63 小时、底物投量为、酵母投
量为 25g、共底物为乙醇且投量为 5ml、葡萄糖投量为 15g(在体积为 125ml
的缓冲液里)。经过验证实验可得其产量为 ,产率为 72%,在正交实
验组中最高,通过 IR、1H-NMR 结构验证符合文献,ee 值为 100%。通过
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统计软件用方差分析法得到底物与共底物对酶促反应的影响具
有统计学意义(仅当 P<),也就是最大影响因子。而且 8 个因素之间完
全没有相互影响,便于单一因素的调控。
结论:与之前类似文献相比,改进了酶促反应条件,提高了分离提纯的效率和产
率,得到了酶法合成(S)-(-)-3-氯-1-苯基-1-丙醇的最佳反应参数。反应产物
中只有目标产物,且得到对贝克酵母完整细胞体内酶促反应反应的最大影
响因子,为放大化实验奠定理论基础。
关键词:不对称生物还原;贝克酵母;3-氯代苯丙酮;正交实验;直观分析法;
方差分析法

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ABSTRACT
Aim In anaerobic circumstance, asymmetric bioredution with highly active bread
yeast cells for 3-Chloropropiophenone was studied, and produced a chiral
alcohol which was (S)-(-)-3-chloro-1-phenyl- condition
and the method of separation and purification were improved. In guarantee of
high optical purity, effects of temperature、pH value、substrate concentration、
reaction time、bread yeast concentration、the kinds of co-substrate and