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异辛醇中酶法合成阿莫西林的工艺研究

作　者: 孟昭伟
导　师: 袁其朋
学　校: 北京化工大学
专　业: 生物化工
关键词: 阿莫西林青霉素G酰化酶酶促合成表面活性剂糖
分类号: Q814.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

阿莫西林具有高效的广谱抗菌作用而且副作用很小,世界卫生组织(WHO)推荐本品作为首选的β-内酰胺类口服抗生素。工业上生产阿莫西林通常用化学方法,步骤烦琐,条件苛刻,而且污染严重。随着环境保护日益重要,酶促合成β-内酰胺抗生素已经变得越来越受人关注。通过筛选确定异辛醇为反应介质,系统研究了反应体系中的水含量,反应温度,反应时间,酶的浓度,底物的浓度以及底物的摩尔浓度比对阿莫西林合成的影响。温度为15℃,水含量为7.5%,6-APA浓度为100 mM,HPGM浓度为250 mM,IPA浓度为15 U/mL,阿莫西林合成反应达到94.5%的高产率只需要11 h,比叔戊醇作为反应介质时达到88%的最高产率所用的反应时间(20 h)缩短了将近50%。固定化酶可循环使用10次而未见有明显的活性减少。通过将不同类型的表面活性剂和糖作为添加物加入阿莫西林合成体系中考察阿莫西林的合成,结果发现十二烷基苯磺酸钠和海藻糖对阿莫西林合成的影响最为明显。发现反应温度为15℃,HPGM.和6-APA的摩尔浓度分别为100 mM和150 mM时,海藻糖浓度对阿莫西林产率的影响最为显著。当加入海藻糖的浓度为0.13 mol/L时,阿莫西林的产率从57%增加到82.6%。以海藻酸钠-聚乙烯醇(1750)为载体,以氯化钙、硼酸为交联剂,采用包埋法制备固定化青霉素G酰化酶。实验发现,当聚乙烯醇(1750)浓度为1%时,海藻酸钠的浓度为4%,氯化钙溶液的浓度为4%,加入5 mL酶溶液,在4℃冰箱中固定化1 h可以得到56 U/g的最大酶活。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-24
  1.1 阿莫西林和抗生素  12-14
    1.1.1 青霉素类抗生素的基本结构  12
    1.1.2 半合成类抗生素  12-13
    1.1.3 阿莫西林的结构、性质和应用  13-14
  1.2 化学法合成β-内酰胺抗生素  14-16
  1.3 酶促合成β-内酰胺类抗生素的研究进展  16-19
    1.3.1 原位分离合成法  16-17
    1.3.2 水相介质中酶促合成β-内酰胺类抗生素  17-19
      1.3.2.1 双水相体系  17-18
      1.3.2.2 悬浊液-悬浊液体系  18-19
    1.3.3 有机溶剂对酶促合成β-内酰胺类抗生素的影响  19
  1.4 酶促合成阿莫西林的研究现状及存在的问题  19-20
  1.5 青霉素G酰化酶  20-21
    1.5.1 青霉素G酰化酶简介  20-21
    1.5.2 青霉素G酰化酶的来源  21
  1.6 青霉素酰化酶的固定化  21-22
  1.7 论文的目的和意义  22-23
    1.7.1 论文的目的  22-23
    1.7.2 论文的创新点  23
  1.8 论文的研究内容  23-24
第二章有机相中酶催化合成阿莫西林及产物纯化  24-40
  2.1 引言  24
  2.2 实验材料和方法  24-30
    2.2.1.实验仪器  24-25
    2.2.2.实验药品  25-26
    2.2.3 实验方法  26-30
      2.2.3.1 D-对轻基苯甘氨酸甲酯盐酸盐的制备  26-27
      2.2.3.2 阿莫西林合成反应的基本体系  27
      2.2.3.3 分析方法  27-28
      2.2.3.4 反应溶剂的优化  28
      2.2.3.5 水含量对阿莫西林产率的影响  28
      2.2.3.6 反应温度对阿莫西林产率的影响  28-29
      2.2.3.7 酶浓度及底物浓度产率的影响  29
      2.2.3.8 反应时间的优化  29
      2.2.3.9 催化批次的研究  29
      2.2.3.10 阿莫西林酶促合成的初步放大  29-30
      2.2.3.11 阿莫西林的分离纯化  30
  2.3 结果与讨论  30-38
    2.3.1 反应溶剂的优化  30-31
    2.3.2 水含量对阿莫西林产率的影响  31-32
    2.3.3 反应温度对阿莫西林产率的影响  32-33
    2.3.4 不同酶浓度下底物浓度摩尔比对产率的影响  33-34
    2.3.5 反应时间的优化  34-35
    2.3.6 催化批次的研究  35-36
    2.3.7 反应前酶在缓冲液中的预处理对产率的影响  36
    2.3.8 初步放大实验  36-37
    2.3.9 阿莫西林的分离纯化  37-38
  2.5 本章小节  38-40
第三章添加物在阿莫西林合成中的作用  40-50
  3.1 引言  40-41
  3.2 实验材料和方法  41-43
    3.2.1.实验仪器  41
    3.2.2.实验药品  41-42
    3.2.3 实验方法  42-43
      3.2.3.1 表面活性剂对阿莫西林产率的影响  42
      3.2.3.2 糖类对阿莫西林产率的影响  42-43
      3.2.3.3 无水无机盐对产率的影响  43
      3.2.3.4 分子筛对产率的影响  43
  3.3 结果与讨论  43-48
    3.3.1 表面活性剂在阿莫西林合成中的作用  43-44
    3.3.2 糖的种类和浓度对阿莫西林产率的影响  44-47
    3.3.3 无水无机盐对产率的影响  47-48
    3.3.4 分子筛对产率的影响  48
  3.4 本章小结  48-50
第四章青霉素G酰化酶固定化的初步研究  50-62
  4.1 引言  50-51
  4.2 实验材料和方法  51-56
    4.2.1 菌种  51
    4.2.2 培养基  51
    4.2.3 实验仪器  51-52
    4.2.4 实验药品  52
    4.2.5 实验方法  52-56
      4.2.5.1 菌种培养与保存  52-53
      4.2.5.2 细胞破碎方法  53
      4.2.5.3 青霉素G酰化酶活力测定  53-54
      4.2.5.4 青霉素G酰化酶的固定化方法  54-55
      4.2.5.5 固定化方法的单因素分析实验  55-56
  4.3 结果与讨论  56-60
    4.3.1 海藻酸钠浓度对固定化效果的影响  56
    4.3.2 氯化钙浓度对固定化效果的影响  56-57
    4.3.3 加入酶的量对固定化酶活性的影响  57-58
    4.3.4 固定化温度的影响  58-59
    4.3.5 固定化时间对固定化酶活性的影响  59-60
    4.3.6 固定化酶的稳定性  60
  4.4 本章小结  60-62
第五章结论  62-64
参考文献  64-68
致谢  68-70
研究成果及发表的学术论文  70-72
作者及导师简介  72-73
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  73-74

异辛醇中酶法合成阿莫西林的工艺研究

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