酵母细胞催化还原芳基酮的反应(5)
生物催化反应合成手性中间体的产率和光学纯度的提高是未来的研究以及重点发展对象，因此如何利用微生物酶催化不对称反应进行手性物质的全合成并且提高反应的效率也迅速成为了人们关注的焦点。目前马小魁等[29]在利用酵母菌发酵液催化羰基化合物的不对称还原反应合成手性羟基酯时，特意添加了具有屏蔽底物毒性，防止其毒害细胞和见水分解的β-环糊精，从而达到提高酵母发酵液在催化不对称还原反应的效率。Elililly公司在用Zygoscch-armycesruxii细胞催化不对称合成反应合成一种手性醇类药物时，加入了足量的XAD-7树脂用于吸附底物和产物，降低了对细胞或酶的毒性，同时提高了底物的投放量，得到了近光学纯的产物（ee>99.9%，yield>96%）达到几乎满分的转化率的效果。另外杨忠华等[31]利用酵母细胞不对称的特点催化苯乙酮还原时在反应中加入ZG3吸附树脂，从中发现到可以高效的提高反应底物初始浓度的，从而促进产物收成率。因此将具有分子空穴的助剂加入反应体系是可能提高反应效率，未来研究人员也可从改变初始浓度来提高产物的转化率。在提高反应效率和反应转化率的基础上Vitini&U 等人[28]还进行用近紫外区的光(300~400nm)照射酵母菌催化β-羰基酯的反应，使酵母菌细胞内催化乙酰乙酸乙酯的酶类在光照射下呈现不同的催化活性，从而提升了定酶的催化选择性。在该反应中生物催化反应合成手性中间体的产率和光学纯度还有待提高[19]。因此如何提高反应的效率和利用微生物酶催化不对称反应进行手性物质的全合成也成为了未来人们探索的焦点也是人类未来研究的热点。
1.4 本课题研究的意义及思路
1.4.1 研究意义
1-茚酮还原为手性1-茚醇是一种芳磺酰胺基茚离子通道抑制剂主要用于防治心房颤动（简称房颤）。房颤是临床中最常见的持续性心律失常，作为一种最常见的心率失常，越来越多受到医学界的关注。但中实验中，发现1-茚酮还原反应所得的产物较低，因此我们选择了在手性芳香酮中最具有代表性的反应底物是苯乙酮(ACP)。至今为止已报导了多种苯乙酮还原酶产生菌。倪晔[7]从土壤中分离到了一种具有高立体选择性还原活性的酵母菌—埃切毕赤酵母叫做-溴代苯乙酮和苯乙酮，此化合物可用于(S)-1-苯乙醇的制备。刘湘等[6]报道面包酵母细胞中具有丰富的氧化还原酶，可催化各种羰基化合物的不对称还原反应，具有高立体选择性还原活性的酵母菌，可用于还原苯乙酮。Rnato B Runi等直接利用植物体的一部分细胞进行生物转化，他们不加培养液培养的胡萝卜(根)定量的还原前手性的苯乙酮生成纯光活性的(S)-苯乙醇，反应时间为3d，产率为100%，ee值为100%；另外可以催化苯乙酮的不对称还原反应的微生物还有白地霉菌、木兰假丝酵母等。
本课题的主要研究内容如下：1）埃切毕赤酵母的培养。即通过发酵培养获得产酶微生物，利用微生物静息细胞为催化剂，催化苯乙酮的不对称还原。2）添加剂对酶催化苯乙酮不对称还原反应的影响。主要考察甲醇和不同的甲醇浓度、表面活性剂以及有机助溶剂对催化反应活性和选择性的影响。从中挑选出最适的添加剂和最适的反应条件。
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