生物不对称合成R.pdfVIP

第4 卷 第1 期 过 程 工 程 学 报 Vol.4 No.1 2004 年 2 月 The Chinese Journal of Process Engineering Feb. 2004 生物不对称合成R-(-)-扁桃酸的影响因素 1,2 1 1 1 1 1 肖美添 ， 黄雅燕 ， 盛 军 ， 孟 春 ， 石贤爱 ， 郭养浩 (1. 福州大学药物生物技术与工程研究所，福建 福州 350002 ； 2. 华侨大学化工系，福建 泉州 362011) 摘 要：研究了酵母细胞(Saccharomyces cerevisiae)生物不对称还原苯乙酮酸合成R−(−)−扁桃酸的 过程中，环境因子对底物的转化效率和产物对映体过量值的影响. 结果表明，高浓度的底物苯乙酮 酸对酵母细胞的催化还原活性具有较显著的抑制效应. pH 6.5、温度32oC、严格厌氧为较适宜条件， 底物苯乙酮酸的转化率和产物扁桃酸的得率分别可达97.0%和96.1%，R−(−)−扁桃酸的对映体过量 值(ee)为95.1%. 关键词：R−(−)−扁桃酸；不对称还原；立体选择性；手性合成 + 中图分类号：O621.3 4 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2004)01−0032−05 1 前 言 生物不对称催化合成已成为有机化学重要的研究方向之一，微生物细胞内酶催化的氧化还原 反应在手性药物中间体和手性药物的生物不对称合成方面有着重要的应用价值. 酵母活细胞内含 有大量氧化还原酶(如醇脱氢酶)和完备的辅酶再生系统，利用酵母活细胞对一些潜手性化合物直接 进行不对称还原，获得高光学纯度的手性药物“砌块”，已经越来越引起人们的兴趣[1]. 扁桃酸是 合成环扁桃酯、羟苄唑、匹莫林等药物的重要中间体[2]. 自20 世纪90 年代以来，手性药物开发已 形成热潮. 研究开发单构型扁桃酸系列衍生物具有良好的开发前景和巨大的发展空间. 国内外生物 化学家在羰基化合物不对称还原方面做了较多工作，但主要着重于乙酰乙酸酯类和部分芳香酮类 化合物的不对称还原，而对催化芳香酮酸类化合物不对称还原的研究还鲜见报道[3−7]. 黄雅燕等[8] 筛选出一株酵母菌株(Saccharomyces cerevisiae sp. strain by1) ，对底物苯乙酮酸和苯乙酮酸甲酯皆具 有较高的转化活力和光学选择性. 本工作进一步探讨环境因子对底物苯乙酮酸的转化率和产物 R−(−)−扁桃酸对映体过量值的影响. 2 材料与方法 2.1 材料 2.1.1 菌种及试剂 酵母菌株(Saccharomyces cerevisiae sp. strain by1)为本研究所保藏菌种；苯乙酮酸(纯度99%) 由南京工业大学吴怡祖博士馈赠；R−(−)−扁桃酸和S−(+)−扁桃酸标准品购自Sigma 公司，羟丙基− β−环糊精购自Fluka 公司，其它试剂均为分析纯. 2.1.2 培养基 种子培养基(g/L) ：蛋白胨5，葡萄糖30 ，K HPO 1, MgSO ⋅7H O 0.5, KCl 0.5, Fe (SO ) 0.01. 2 4 4 2 2 4 3 收稿日期：2003−07−14，修回日期：2003−10−08 基金项目：福建省科技计划重点项目(编号: 2003H023)；福建省自然科学基金资助项目(编号: E0310019) 作者简介：肖美添(1968−) ，男，福建省泉州市人，博士研究生，研究方向生物化工；郭养浩，通讯联系人，Tel: (0591)7893046， E-mail: bioeng@fzu.edu.cn. 1 期 肖美添等：生物不对称合成R−(−)−扁桃酸的影响因素