微生物转化法制备雄甾-4-烯-3,17-二酮羟化产物的研究

摘要

微生物转化甾体化合物的反应具有污染小、高效、专一性强的优点，其中羟化反应是最重要的反应。雄甾-4-烯-3,17-二酮（1，简称雄烯二酮或4-AD）是合成利尿剂、避孕药、雄激素等甾体药物的重要中间体，其中通过微生物转化法生成的11α-羟基雄烯二酮（11α-OH-4-AD）是合成治疗心血管疾病的药物依普利酮的关键中间体。微生物转化法获得11α-OH-4-AD不仅是半化学合成相应甾体药物的首要攻克目标，而且也是半合成过程中的最关键步骤之一。本论文以4-AD为底物进行了菌种的筛选和转化工艺的优化，以期得到具有一定工业应用价值的菌种。另外，本论文还研究了泡盛曲霉对雄二烯二酮（ADD）的转化过程。详细的研究内容如下： 1. 从全国不同地方采集的15种土样中获得3株对4-AD有较强转化能力的菌株，分别编号为 MH-14、MH-18、MH-19。其中 MH-18 能够转化 4-AD 得到11α-OH-4-AD，其基础收率为 48.50%，通过形态学观察和菌株分子生物学方面的基因序列比对，最终确定该菌株为泡盛曲霉（Aspergillus awamori）。 此处为图片省略 2.研究了泡盛曲霉（Aspergillus awamori）对甾体底物雄二烯二酮（ADD）的转化作用。 3.测定了泡盛曲霉（Aspergillus awamori）的生长曲线，确定了底物4-AD的最佳投入时间为48 h；通过研究不同培养条件和转化条件对目标产物11α-OH-4-AD转化率的影响，最终确定了最佳培养条件：糊精33.6 mg/mL，玉米粉10.5 mg/mL，磷酸二氢钾1.2 mg/mL，初始pH为4.5；最佳转化条件：温度为32℃，转速为200 r/min，装液量为100 mL/500 mL锥形瓶，底物溶剂为氯仿，底物浓度为1 g/L，转化反应时间为96 h，在上述工艺优化条件的基础上，11α-OH-4-AD的转化率可达到 84.02%，比未优化之前提高了 35.52%，比已有文献报道的76.48%提高了7.54%。 本论文首次研究了MH-14、泡盛曲霉MH-18、MH-19对4-AD及ADD的转化过程，共得8个转化产物，通过分析每一个转化产物的IR，1H NMR，13C NMR，HRMS的图谱并对比相关的文献报道，最终确证转化产物的结构。同时，本研究发现了具有高效11α-羟化4-AD能力的菌株泡盛曲霉MH-18，不仅丰富了微生物转化法制备合成依普利酮的关键中间体11α-OH-4-AD的研究内容，而且也为研发其他的甾体药物奠定了基础。 此处为图片省略

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