面包酵母非水相催化乙酰乙酸乙酯的不对称还原反应

面包酵母催化

第"*卷第"期苏州科技学院学报’自然科学版(

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面包酵母非水相催化乙酰乙酸乙酯的

不对称还原反应

"任伟民!，王兴涌!，，李峰"，石桂珍!

（江苏徐州""!$$%；"#大连理工大学精细化工国家重点实验室，辽宁大连!!&$!"）!#中国矿业大学化工学院，

摘要：利用面包酵母在非水相中不对称还原乙酰乙酸乙酯，制备了光学活性的手性化合物’!()*)羟基丁酸乙酯。

并考察了反应体系中通过转化率和+#+#值筛选了,-"’,-"为正辛醇)水体系中的油水分配系数(值不同的有机溶剂，

可以选用作为面包酵母催水含量对生物催化乙酰乙酸乙酯不对称还原反应的影响。结果表明：,-"."#$的有机溶剂，

化的反应介质，其中以正己烷较为合适；且反应的最佳水含量为!/#"0’#水1#有机溶剂(。

关键词：面包酵母；非水相；乙酰乙酸乙酯；不对称还原；’!()*)羟基丁酸乙酯

中图分类号：2&3文献标识码：4文章编号：!&5")$&5/（"$$&）$")$$"")$*

具有光学活性的手性纯对映体!)羟基酸酯是合成多种物质的手性原料，如!)内酰胺6!7、昆虫性激素6"7和类胡萝卜素6*7等天然或非天然物质。另外，由于与892相连的基团不同而导致其所处的化学环境不同，不对称氢化反应在化学选择性、区域选择性和立体选择性上都有一定的区别，具有很重要的理论研究价值，所以其制备研究受到普遍的重视6:7。绝大部分的!)羟基酸酯往往水溶性很差或者是非水溶性的，利用酶或微生物作为催化剂合成这些物质具有很好的潜力，有机介质中的生物催化就是在这种情况下出现并得到了大力发展。最初，相关的研究和应用集中于酶的有机介质催化，随后完整细胞作为生物催化剂成为研究的热

首先，从经济角度看，它的价格便点637。面包酵母’;<==><?@AB=+C=+?+DECE<+(作为生物催化剂6&7具有以下优势：

宜，全世界年产量稳定在!$$万F左右，容易培养；其次，面包酵母含有丰富的酶，目前，《酶手册》列出的

另外，面包酵母在基因水平上也比较稳定，这在一定程度上保证!&$$多种酶中5$$多种来自于面包酵母；

了生物催化的相对稳定。

本文以乙酰乙酸乙酯为模型底物，以市售廉价的面包酵母为生物催化剂，研究了有机溶剂和反应体系中水含量对生物催化!)酮酸酯不对称还原反应的影响，为进一步深入研究奠定了基础。

!

!"!材料与方法实验仪器及试剂

GH)*型定时恒温磁力搅拌器’上海雷磁仪器厂(，IJJ)!;型数字式自动旋光仪’上海物理光学仪器厂(，

面包酵母’;E-A<公司(，。所用试剂均为分析4-E,+KF&%/$L8气相色谱仪’安捷伦公司(，*)羟基丁酸乙酯’自制）

纯。

!"#生物还原的实验方法

在!$$$AM的锥形瓶中加入一定量的水、"$-面包酵母、3-蔗糖，*$N下活化!>，加入3AA@,的乙酰乙酸乙酯，添加有机溶剂，磁力搅拌":>后，反应液加硅藻土，真空抽滤，滤渣用乙酸乙酯洗涤一次。滤液用乙酸乙酯萃取’3$AMO*(，合并有机相加无水硫酸镁干燥过夜，过滤除去干燥剂，旋转蒸发除去乙酸乙酯P得残留液。残留液用硅胶柱层析’洗脱液：乙酸乙酯1石油醚9!1:(分离得*)羟基丁酸乙酯的纯品。———————————

6收稿日期7"$$3)!!)"3

，男，内蒙古乌蒙人，硕士研究生，研究方向：生物有机合成；王兴涌（，男，山东临沂人，副6作者简介7任伟民（!/%!)）!/&*)）

教授，博士，研究方向：精细有机合成。

面包酵母催化

第!期任伟民等：面包酵母非水相催化乙酰乙酸乙酯的不对称还原反应!$!"#底物转化率和产物$"$"值的测定

"#$#"底物转化率的测定

采用气相色谱法。经过多次实验，气相色谱操作条件确定如下：%&’()*+",-,"./""$型毛细管柱0$-#-12

载气为氮气，流速为"#31561’*，分流比!-7"，柱前压-#!89:;，进样口温度为!--<。升$!-!12-#3-!14，

温程序为：，"--<0保留!1’*）"-<61’*升至!3-<。实验中以不同浓度的乙酰乙酸乙酯和$/羟基丁酸乙酯标准品的乙酸乙酯溶液来制作内标标准曲线，正辛醇为内标物，求出标准曲线的斜率!值。测定时取一定量的残留液溶于"15乙酸乙酯中，加入3!5正辛醇后，进行气相色谱分析。根据$/羟基丁酸乙酯和乙酰乙酸乙酯的出峰峰高和!值，可分别计算出反应液中$/羟基丁酸乙酯和乙酰乙酸乙酯的浓度。进而求出底物的转化率。

"#$#!产物0"4/$/羟基丁酸乙酯光学纯度的测定

反应结束后取一定量的产物纯品，溶于"-15乙酸乙酯，测定旋光度"值。

$/羟基丁酸乙酯的比旋光度=">由下式计算：=">?"60#$4。式中，#为旋光管的长度，@1；$为$/羟基丁酸

。乙酯的浓度0每"--15所含的克数）

$/羟基丁酸乙酯的)#)#值可由下式计算：)#)#?0=">6=">-42"--A。式中，=">-为0"4/0B4/$/羟基丁酸乙酯纯品的比旋光度（。$,#$C=D>）

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