酵母細胞HD-5催化（2S，5S）-2，5-己二醇的不對稱合成研究.pdf

1、（2S,5S）-2,5-己二醇是重要的手性藥物中間體和手性膦化合物配體。目前普遍采用化學拆分法制備單構型（2S,5S）-2,5-己二醇。國內（2S,5S）-2,5-己二醇生產尚屬空白。本工作篩選酵母HD-5催化不還原2,5-己二酮，合成（2S,5S）-2,5-己二醇。 建立了生物轉化培養(yǎng)液中底物2,5-己二酮和產物2,5-己二醇的氣相色譜檢測方法。以乙二醇為內標物，2,5-己二酮和2,5-己二醇均在0.5～40 mmolL-1范

2、圍內，線性關系良好。 建立柱前衍生化-毛細管氣相色譜法測定2,5-己二醇對映體含量的方法。用S-(-)-α-苯乙基異氰酸酯與外消旋2,5-己二醇反應，生成相應的衍生物在氣相色譜上得到基線分離，同時考察載氣流速和程序升溫對拆分的影響，檢驗該方法的重現(xiàn)性和準確度，確定最佳的拆分條件為：進樣器溫度270℃，檢測器溫度290℃，分流比4.9∶1，流速6.2 mL·L-1。 從9株酵母菌株中，篩選出對2,5-己二酮具有較高催化還原

3、活性的菌株HD-5。采用氣相色譜－質譜聯(lián)用技術（GC－MS）分析推斷，酵母HD-5還原2,5-己二酮分兩步進行，先生成中間產物（S）-5-羥基-2-己酮，然后生成（2S,5S）-2,5-己二醇?？疾炝说孜?,5-己二酮和產物2,5-己二醇濃度對酵母HD-5生長特性的影響。在底物濃度低于40 mmol·L-1、產物濃度低于50 mmol·L-1時，酵母HD-5的生長不受影響。 考察了表面活性劑吐溫-80、CTAB(十六烷基三甲基溴

4、化銨)和THF(四氫呋喃)對還原反應的影響。在培養(yǎng)液中添加3.0 g·L-1的吐溫-80，有助于提高產物的得率，而不影響目標產物的光學純度。 系統(tǒng)地研究了培養(yǎng)基組成、溫度、pH值、接種量、初始葡萄糖濃度、初始底物濃度和產物濃度對酵母HD-5細胞催化2,5-己二酮還原活性和光學選擇性的影響。優(yōu)化的反應條件是有機培養(yǎng)基、溫度32oC、pH 6.0、接種量50 g·L-1（細胞干重）和初始葡萄糖濃度20 g·L-1。隨著初始底物濃度增

5、加，中間產物的平均累積速率逐漸增加，中間產物的累積濃度超過30 mmol·L-1時，目標產物的生成速率降低。當產物濃度高于70 mmol·L-1時，目標產物的生成速率明顯下降。 在優(yōu)化的反應條件下，底物濃度維持在5.0 mmol·L-1左右（前12h），底物累計加入56.5 mmol·L-1。還原反應歷時72h，目的產物濃度達到53.8 mmol·L-1，得率為95.2％，選擇性為94.38％，目的產物的e.e值為93.76％。