浊点系统中微生物转化合成L-苯基乙酰基甲醇

摘要

L-苯基乙酰基甲醇(L-PAC)是一种重要的有机合成中间体，在制药业中被用作前体来合成L-麻黄素、D-伪麻黄素。L-PAC还可用于合成安非他明(amphetamine)、苯丙胺和苯胺等药物。全细胞微生物转化催化苯甲醛生成L-苯基乙酰基甲醇面临的主要问题是底/产物对微生物的毒性影响。水-有机溶剂两相萃取微生物转化是排除产物抑制的有效手段。然而，在微生物转化中等极性底物/产物的过程中微生物的生物相容性和有机相萃取作用难以同时满足，使得合适的有机溶剂的选择变得非常困难。非离子表面活性剂溶液在温度高于其浊点或有一定添加物存在的条件下会自动形成表面活性剂浓度很小的稀相和富含表面活性剂的凝聚层相，这一系统常称为浊点系统。通过比较研究Triton X-45-TritonX-114混合水溶液系统中表面活性剂分散系统和浊点系统的生物相容性，证实了浊点系统具有生物相容性。进一步研究证实了PEG诱导浊点系统具有萃取中等极性产物的能力。 实验优化了在PEG诱导浊点系统中微生物转化的条件。系统组成为每1升水中80g PEG 20000，75 ml Triton X-100，20 g蛋白胨，10 g酵母膏，25 g葡萄糖，1 gMgSO4·7H2O，0.05 g CaCl2·2H2O，35 g Na2HPO4·12H2O，和10.7 g柠檬酸。微生物转化条件是每100ml PEG诱导浊点系统中加入0.6 ml乙醛(35％)，0.9 ml苯甲醛和7 g湿细胞。在PEG诱导浊点系统中，微生物细胞能维持相对较长时间的生物活性。在微生物转化过程中分别流加底物和葡萄糖可获得8 g/l的终产物浓度。表明PEG诱导浊点系统对全细胞微生物转化中原位去除具有相对较高极性的产物具有潜在优势。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1脱羧酶在手性合成中的应用

1.1丙酮酸脱羧酶(Pyruvate decarboxylase)

1.2苯甲酰甲酸脱羧酶(Benzoylformate decarboxylase)

1.3苯丙酮酸脱羧酶(Phenylpyruvate decarboxy]ase)

1.4乙酰乳酸脱羧酶(α-Acetolactare decarboxy]ase)

2丙酮酸脱羧酶合成L-PAC

2.1生物催化过程的机理

2.2生物催化过程的副反应

2.3底物／产物对微生物的毒性

3两相分配系统中生物转化的原理

3.1两相分配反应的原理

3.2有机溶剂毒性及log P规则

4.浊点系统及其在生物转化中应用

第二章材料与方法

1材料

1.1微生物及试剂

1.2设备和仪器

2.方法

2.1.浊点的测定

2.2.相图的测定

2.3.细胞活力的测定

2.4全细胞微生物转化

2.5分析方法

第三章结果与讨论

1浊点系统的生物相容性

1.1 PEG-Triton X-100的分相行为

1.2混合表面活性剂的浊点系统

1.3浊点系统的生物相容性

1.4浊点系统中的萃取微生物转化

2 PEG-诱导浊点系统中微生物转化生产L-PAC

2.1参数考察

2.2 Batch过程

2.3 Discrete Fed-batch过程

结论与展望

参考文献

附件

致谢

攻读硕士学位期间发表论文