学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

交联醇腈酶不对称催化合成氰醇的研究

作　者: 郭帅
导　师: 滕大为
学　校: 青岛科技大学
专　业: 药物化学
关键词: 醇腈酶交联氰醇不对称合成对映选择性
分类号: TQ223.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 38次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

手性氰醇是一类医药化工领域中具有重要学术价值和应用价值的中间体。手性氰醇的合成对于医药化工中间体化合物的开发具有重要的理论和应用意义。醇腈酶作为一种生物催化剂,因其优良的立体选择性,应用于催化手性氰醇的合成。由于醇腈酶在稳定性和可重复利用性方面尚存在局限,因此对酶的固定化技术提出了更高要求。我们对醇腈酶的固定化方法进行了研究并用于不对称催化氰醇化反应。醇腈酶经硫酸铵沉淀处理,戊二醛交联得到酶交联体。利用交联酶和游离酶不对称催化氰醇化反应,比较对46种底物的催化效果。交联酶对芳香族醛类苯甲醛的催化效果最好,氰醇化产物e.e.值为94%。呋喃醛和噻吩醛氰醇化产物e.e.值均大于85%,丙酮、2-丁酮、2-戊酮、2-己酮等甲基酮类底物氰醇化产物e.e.值超过65%,环戊醛和环己醛氰醇化产物e.e.值分别提高了53%和73%。通过与游离酶催化效果比较,认为醇腈酶交联体不对称催化合成氰醇的效果更佳。对醇腈酶交联体应用条件进行了研究。得到最适催化pH为4.5,最适催化温度为10℃。考察了缓冲液pH值、反应温度、有机溶剂、水含量、反应物浓度和交联酶浓度6个因素对酶促反应初始速率、转化率和产物光学纯度的影响,确定了醇腈酶交联体最适催化体系为水-异丙醚反应体系,水含量20%,底物和氢氰酸的最适浓度分别为0.2mol/L和0.6mol/L,交联酶的最适浓度为10U/ml。最适条件下交联酶促反应速率和产物e.e.值分别为60μmol/ h和96%。交联酶循环使用5次后,产物e.e.值保持在90%以上,表明交联醇腈酶是一种易于回收利用的高效生物催化剂。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章文献综述  10-26
  前言  10-11
  1.1 手性氰醇  11-13
  1.2 手性氰醇的合成  13-19
    1.2.1 化学法  14-15
    1.2.2 生物酶催化法  15-19
      1.2.2.1 脂肪酶和酯酶拆分法  15-16
      1.2.2.2 醇腈酶催化不对称合成  16-19
  1.3 酶的固定化  19-22
    1.3.1 固定化酶的发展  19-20
    1.3.2 固定化酶的方法  20-21
      1.3.2.1 吸附法  20
      1.3.2.2 共价结合法  20
      1.3.2.3 包埋法  20-21
      1.3.2.4 交联法  21
    1.3.3 固定化酶的性质  21-22
      1.3.3.1 固定化后酶活力  21
      1.3.3.2 固定化酶稳定性  21
      1.3.3.3 固定化酶最适温度  21
      1.3.3.4 固定化酶的米氏常数  21-22
    1.3.4 固定化酶活性的影响因素  22
    1.3.5 固定化酶的应用前景  22
  1.4 交联酶的应用  22-24
    1.4.1 手性化合物拆分  22-23
    1.4.2 肽合成  23
    1.4.3 碳碳键形成  23-24
  1.5 选题依据及课题研究内容  24-26
第二章醇腈酶交联体的制备及催化氰醇化反应研究  26-38
  前言  26
  2.1 实验设计与选择  26-28
    2.1.1 路线设计与选择  26-27
    2.1.2 路线改进  27-28
  2.2 实验部分  28
    2.2.1 实验试剂  28
    2.2.2 仪器部分  28
  2.3 实验方法  28-29
    2.3.1 氢氰酸的制备  28
    2.3.2 粗酶的制备  28-29
    2.3.3 醇腈酶交联体的制备  29
    2.3.4 交联酶促氰醇化反应  29
    2.3.5 吡咯醛的合成  29
      2.3.5.1 N-苄基-2-吡咯醛的合成  29
      2.3.5.2 N-苯基-2-吡咯醛的合成  29
  2.4 实验结果与讨论  29-37
    2.4.1 交联酶的制备  29-30
    2.4.2 交联酶促氰醇化反应机理  30
    2.4.3 交联酶和游离酶不对称催化合成氰醇化合物  30-37
      2.4.3.1 交联酶和游离酶不对称催化芳香族醛类反应  30-32
      2.4.3.2 交联酶和游离酶不对称催化酮类反应  32-34
      2.4.3.3 交联酶和游离酶不对称催化脂肪族醛类反应  34-35
      2.4.3.4 交联酶和游离酶不对称催化杂环醛类反应  35-37
  2.5 本章小结  37-38
第三章交联酶促不对称合成氰醇的影响因素研究  38-52
  前言  38
  3.1 实验部分  38-39
    3.1.1 实验试剂  38
    3.1.2 仪器部分  38-39
  3.2 实验方法  39
    3.2.1 酶活测定  39
    3.2.2 醇促反应速率、转化率和对映体过量率的测定  39
    3.2.3 反应底物和产物分配系数的测定  39
    3.2.4 酶的重复利用  39
  3.3 实验结果与讨论  39-51
    3.3.1 醇腈酶交联体的应用条件确定  39-41
      3.3.1.1 交联酶催化氰醇化反应最适pH 值  39-40
      3.3.1.2 交联酶催化氰醇化反应最适温度  40-41
    3.3.2 酶促反应因素对氰醇化反应速率、产物光学纯度的影响  41-50
      3.3.2.1 缓冲液pH  41-42
      3.3.2.2 反应温度  42-43
      3.3.2.3 反应有机相  43-45
      3.3.2.4 水含量  45-47
      3.3.2.5 反应物浓度  47-49
      3.3.2.6 交联酶浓度  49-50
    3.3.3 交联酶的重复利用  50-51
  3.4 本章小结  51-52
结论  52-53
典型化合物的表征  53-56
参考文献  56-61
附录  61-67
致谢  67-68
攻读学位期间发表的学术论文目录  68-69

交联醇腈酶不对称催化合成氰醇的研究

内容摘要

全文目录

相似论文