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不饱和醛酮的面包酵母催化不对称还原反应的研究

作　者: 黄怡康
导　师: 龚跃法
学　校: 华中科技大学
专　业: 有机化学
关键词: 面包酵母不对称生物还原 2-乙基-2-己烯醛 S-(+)-2-乙基己醇两相体系 [2.2]对环二苯羰基衍生物
分类号: O643.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

近年来,手性化合物的合成己经成为国际新药研究的热点和方向,许多研究者都在致力于研究和开发产物转化率高、立体选择性好的手性化合物合成路线,其中生物转化法由于其温和的反应条件及高度的手性选择性而受到人们的青睐。本文以面包酵母完整细胞作为生物催化剂,研究了2-乙基-2-己烯醛、[2.2]对环二苯羰基衍生物等不饱和醛酮的不对称还原反应。首先通过正丁醛的自身缩合反应合成了2-乙基-2-己烯醛,并对这种α,β-不饱和醛的面包酵母催化不对称还原反应进行了系统的研究。考察了不同酵母菌株、体系pH值、底物浓度、反应时间等多个因素对反应产物S-(+)-2-乙基己醇的产率及e.e.值的影响,引入水-石油醚两相反应体系,确定了最佳反应条件,取得了产率91%,e.e.值大于99%的理想结果。并在实验过程中观察到2-乙基-2-己烯醇的快速还原以及以其为底物反应时产物e.e.值随反应进行而大幅度提高等现象。随后,通过Friedel-Crafts酰基化反应合成了4-乙酰基[2.2]对环二苯、4-三氟乙酰基[2.2]对环二苯、4-苯甲酰基[2.2]对环二苯等含有羰基的[2.2]对环二苯衍生物,并对此类不饱和酮C=O键的面包酵母还原反应进行了研究。此外,本文还利用Pseudomonas putida (Trevisan) Migula AB92019等菌株对4-乙酰基[2.2]对环二苯、4-三氟乙酰基[2.2]对环二苯、4-苯甲酰基[2.2]对环二苯等[2.2]对环二苯羰基衍生物的生物氧化反应进行了初步的尝试。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-22
  1.1 引言  9
  1.2 手性合成研究的意义  9
  1.3 手性化合物的制备方法  9-15
  1.4 微生物催化在手性合成中的应用  15-20
  1.5 本论文的研究内容  20-22
2 面包酵母完整细胞还原2-乙基-2-己烯醛的研究  22-38
  2.1 引言  22-23
  2.2 实验试剂及主要仪器  23-24
  2.3 底物合成及检测分析方法  24-25
  2.4 水相体系下的反应  25-28
  2.5 两相体系下的反应  28
  2.6 结果与讨论  28-36
  2.7 本章小结  36-38
3 微生物完整细胞氧化/还原[2.2]对环二苯及其羰基衍生物的研究  38-54
  3.1 引言  38-40
  3.2 实验试剂及主要仪器  40-42
  3.3 底物合成及其表征  42-45
    3.3.1 [2.2]对环二苯的合成  43
      3.3.1.1 对甲基苄基氯化铵的合成  43
      3.3.1.2 HOFMANN 消去反应  43
    3.3.2 4-乙酰基[2.2]对环二苯的合成  43-44
      3.3.2.1 乙酰氯的精制  43
      3.3.2.2 FRIEDEL-CRAFTS 酰基化反应  43-44
      3.3.2.3 4-乙酰基[2.2]对环二苯的精制  44
    3.3.3 4-三氟乙酰基[2.2]对环二苯的合成  44-45
      3.3.3.1 4-三氟乙酸酐（TFAA）的精制  44
      3.3.3.2 FRIEDEL-CRAFTS 酰基化反应  44
      3.3.3.3 4-三氟乙酰基[2.2]对环二苯的精制  44-45
    3.3.4 4-苯甲酰基[2.2]对环二苯的合成  45
      3.3.4.1 FRIEDEL-CRAFTS 酰基化反应  45
      3.3.4.2 4-苯甲酰基[2.2]对环二苯的精制  45
  3.4 面包酵母完整细胞还原法的研究  45-46
    3.4.1 底物分散状况的改进  45-46
    3.4.2 面包酵母的培养  46
    3.4.3 酵母还原反应  46
    3.4.4 面包酵母菌株的筛选  46
  3.5 微生物完整细胞氧化法的研究  46-49
    3.5.1 菌株的复壮及培养  47-48
      3.5.1.1 接种  47
      3.5.1.2 菌种单一性检查  47-48
      3.5.1.3 富集培养  48
    3.5.2 微生物氧化反应  48-49
      3.5.2.1 静止细胞法氧化反应  48-49
      3.5.2.2 活体细胞法氧化反应  49
  3.6 结果与讨论  49-53
    3.6.1 底物的合成机及表征  49-51
      3.6.1.1 [2.2]对环二苯的合成机及表征  49
      3.6.1.2 4-乙酰基[2.2]对环二苯的合成机及表征  49-50
      3.6.1.3 4-三氟乙酰基[2.2]对环二苯的合成机及表征  50
      3.6.1.4 4-苯甲酰基[2.2]对环二苯的合成机及表征  50-51
    3.6.2 面包酵母完整细胞还原法的研究  51-52
      3.6.2.1 底物分散状况的改进  51
      3.6.2.2 酵母还原反应  51-52
      3.6.2.3 面包酵母菌株的筛选  52
    3.6.3 微生物完整细胞氧化法的研究  52-53
      3.6.3.1 静止细胞法氧化反应  52-53
      3.6.3.2 活体细胞法氧化反应  53
  3.7 本章小结  53-54
总结  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-62
附录1 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  62-63
附录2 附图（1～8）  63-68

不饱和醛酮的面包酵母催化不对称还原反应的研究

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