脂肪酶拆分外消旋_苯乙胺的研究进展
D-酒石酸拆分外消旋α-苯乙胺工艺研究

D-酒石酸拆分外消旋α-苯乙胺工艺研究古凤强;吕远洋;吕世柱;唐建荣;李镇锋;刘天穗;陈亿新;陈国术【摘要】以D-酒石酸为拆分试剂,采用程序降温结晶法,对外消旋α-苯乙胺的拆分工艺进行了探究.通过对结晶的工艺、溶剂、温度等条件的优化试验,确定了外消旋α-苯乙胺的最佳拆分工艺,其中(R)-(+)-α-苯乙铵·D-酒石酸盐晶体收率高达95.0%,水解、精馏得(R)-(+)-α-苯乙胺,收率86.5%,ee值为93.0%,[α]D +38.3°.同时,开发了一种在四氢呋喃溶液中硫酸酸化D-酒石酸钠回收D-酒石酸的新方法,D-酒石酸的回收率93.0%.其拆分工艺简单,生产成本低,具有良好的工业应用价值.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)005【总页数】3页(P5-7)【关键词】D-酒石酸;(±)-α-苯乙胺;拆分;酒石酸回收【作者】古凤强;吕远洋;吕世柱;唐建荣;李镇锋;刘天穗;陈亿新;陈国术【作者单位】广州大学化学化工学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TQ246.3光学纯的α-苯乙胺是一种应用广泛的有机酸类手性拆分剂,又是优良的手性助剂和合成原料[1],使用便利、价格适中。
光学纯的α-苯乙胺通常是采用选择性结晶的方法制备,已见报道的手性拆分剂主要有光学纯的酒石酸、苹果酸等[2-5]。
酒石酸拆分法是外消旋α-苯乙胺的传统拆分方法,具有原料价格便宜,拆分工艺简单,产品光学纯度较高等优点。
然而,酒石酸拆分外消旋α-苯乙胺工艺仍存在以下问题:(1)溶剂用量大。
工业上一次拆分1吨外消旋α-苯乙胺,大约需用13 t的甲醇溶剂;(2)收率低。
光学纯苯乙胺的收率一般只在60.0%~65.0%;(3)结晶时间长。
结晶时间需要24~48 h;(4)酒石酸回收工艺复杂,成本高。
针对上述问题,作者开发的程序控温结晶法和硫酸酸化酒石酸钠回收酒石酸的四氢呋喃溶剂法,实现了D-酒石酸高产率、高光学纯度的连续拆分外消旋α-苯乙胺工艺。
酶催化拆分外消旋药物的研究进展

酶催化拆分外消旋药物的研究进展周亚梅【期刊名称】《《化工管理》》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】2页(P90-91)【关键词】异构体; 光学; 酶催化拆分【作者】周亚梅【作者单位】重庆化工职业学院制药工程学院重庆401220【正文语种】中文1 酶催化拆分外消旋化合物的现状药物分子的手性与药物的药效学和药动学都存在密切的联系,自反应停事件以来,凡是药物存在手性,均需评估各对映体的临床作用,以避免不良反应事件的发生。
单一的光学异构体药物相对来说,作用靶点更精准、疗效和安全性更高、毒副作用更小[1]。
如抗高血压药物甲基多巴,只有L-甲基多巴有降血压效果,而D-甲基多巴无此功效;青霉素的代谢产物青霉胺,(-)-体,能起免疫抑制,抗风湿作用,(+)-体会致癌;抗抑郁药米安色林(S)-体可以抗忧郁,而(R)-体会对细胞产生毒副作用;(R,S)-1-苯乙醇等手性仲醇是精细化学合成的重要中间体,R-苯乙醇在化妆品的生产中经常被用作香料、防腐剂,S-苯乙醇则通常用于抗哮喘药(S)-异丙肾上腺素、抗抑郁药物曲舍林的合成中间体。
酶作为一种天然的高效催化剂,在食品、医药、化工行业被广泛应用,因其具有高度的立体选择性和稳定性,能催化酯水解、酯合成、酯交换和光学异构体拆分等有机合成反应。
其中,脂肪酶,也称为三酰基甘油水解酶,主要存在动植物和微生物中,因易得、底物范围广、耐受性高,在酶催化中应用较广,如荧光假单孢菌脂肪酶、南极假丝酵母脂肪酶B、洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶多用于拆分底物为外消旋二级醇和胺类化合物。
脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点。
在水相界面能促进酯水解,汪钊等人报道了L-泛解酸内酯水解酶水解DL-泛解酸内酯后,得到的D-泛解酸内酯,可作为辅酶A合成的前体[2]。
而非水相中,脂肪酶有着很强的对映体酯交换、酯合成作用,因其中心的不对称结构,能够很好识别不同的对映体,进而催化其中的一个消旋体发生反应生成另外的化合物,达到拆分的目的。
脂肪酶手性拆分的研究进展
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脂肪酶手性拆分的研究进展黄冠廷;杜育芝;彭昆;张文承;叶鹏【摘要】Chiral resolution is widely applied in the preparation of chiral drug , which has important scientific significance and practical value .Due to the unique interface catalytic propertirs , lipase can catalysize in organic phase and has become a hot research in chiral resolution .The application of lipase in resolution of some important intermediates for medical and fine chemicals was summarized , such as chiral alcohols , chiral esters and chiral emines .Furthermore , the mechanism of lipase chiral resolution was introduced .%手性拆分广泛应用于手性药物的制备,具有重要的科学意义与实用价值。
脂肪酶由于其独特的界面催化特性,可在有机相中进行酶促合成,已成为手性拆分研究中的热点之一。
本文重点综述了脂肪酶对手性醇、手性酯和手性胺类等有机合成中间体催化拆分作用的最新研究进展,并从脂肪酶来源、底物分子结构和固定化方法等角度对脂肪酶催化手性拆分机理进行了介绍。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)009【总页数】5页(P5-9)【关键词】脂肪酶;手性拆分;对映体选择性;酶固定化【作者】黄冠廷;杜育芝;彭昆;张文承;叶鹏【作者单位】浙江理工大学化学系,浙江杭州 310018;浙江理工大学化学系,浙江杭州 310018;浙江理工大学化学系,浙江杭州 310018;浙江理工大学化学系,浙江杭州 310018;浙江理工大学化学系,浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TQ932手性拆分有结晶法、化学法、酶法和色谱法等方法[1]。
课题-外消旋苯乙胺的拆分工艺
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课题-外消旋苯乙胺的拆分工艺姓名: 学号: 专业:实验五( )-α-苯乙胺的合成一、实验目的1. 学习Leuchart 反应合成外消旋体α-苯乙胺的原理和方法。
2. 通过外消旋α-苯乙胺的制备,进一步综合运用回流、蒸馏、萃取的测定等基本操作。
3. 通过本实验提高实验化学的研究能力和素质。
二、实验原理醛、酮与甲酸和氨(或伯、仲胺),或与甲酰胺作用发生还原胺化反应,称为鲁卡特(Leuchart )反应。
反应通常不需要溶剂,将反应物混合在一起加热(100~180℃)即能发生。
选用适当的胺(或氨)可以合成伯、仲、叔胺。
反应中氨首先与羰基发生亲核加成,接着脱水生成亚胺,亚胺随后被还原生成胺。
与还原胺化不同,这里不是用催化氢化,而是用甲酸作为还原剂。
它是由羰基化合物合成胺的一种重要方法。
本实验是苯乙酮与甲酸铵作用得到外消旋体(±)-α-苯乙胺。
反应过程为:依照前面的机理生成的α-苯乙胺再与过量的甲酸形成甲酰胺,经酸水解形成铵盐,再用碱将其游离,得到α-苯乙胺。
α-苯乙胺的旋光异构体可作为碱性拆分剂用于拆分酸性外消旋体。
α-苯乙胺是制备精细化学品的一种重要中间体,它的衍生物广泛用于医药化工领域,主要用于合成医药、染料、香料乳化剂等。
C=O + NH 3 -H 2O C —OH NH 2C=NH NH 4++ C=NH 2HCOONH 4 HCOOH + NH 3+ C=NH 2 -O-C-H + O=H-C-NH 2+ -C-C O =CH-CH-NHC + NH 3↑+ CO 2↑CH-CH-NHC + HCl + + CH-CH-NH - + HCOOH + CH-CH-NH - + CH -CH-NH + NaCl +纯(±)-α-苯乙胺为无色液体,沸点187.4℃,折光率20n 1.5260。
D六、实验记录七、注释[1] 反应过程中,若温度过高,可能导致部分碳酸铵凝固在冷凝管中。
微波合成苯乙胺及苯乙胺的拆分
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+
NH2 NH3 C OH α— 氨基 醇 — _H O 2
NH H2/Ni C
NH2 C
C 亚胺 胺
如果用甲酸做还原剂来替代H2/Ni,那么这个还 原胺化过程就被称为鲁卡特反应。
2、微波加速化学反应的机理
有两种观点:A、微波是一种内加热方式; 有加热速度快,加热均匀,无滞后效应 等特点;B、微波作用机理复杂,一方面 反应物分子吸收微波能量,提高分子运 动速度,导致熵的增加;另一方面微波 对极性分子的作用,迫使其按电磁场作 用运动(2.45X109次/S),导致熵的减少。
将上述所获(-)-α-苯乙胺-(+)-酒石酸盐溶入 10ml水中,加入1.5ml50%氢氧化钠溶液,充 分振摇后溶液呈强碱性。用乙醚对溶液萃取三 次(3×10ml )合并乙醚萃取液,用无水硫酸 钠干燥,过滤,热水浴蒸除乙醚,即得(-)-α-苯 乙胺粗品。 称重、测旋光度并计算产率和比旋光度,通过 与其纯样品的比旋光度比较,求出实验样品的 光学纯度。 纯(-)-α-苯乙胺mp184~1860C
3、反应方程式
O CCH3 + 2 HCOONH4 NHCHO CHCH3 + 2 H2O + CO2 + NH3
NHCHO CHCH3 + H 2O + HCl NH2 + NaOH CHCH3 α
NH3Cl CHCH3 + HCOOH
NH3Cl CHCH3
+
NaCl +
H 2O
苯乙胺
(二)仪器和试剂
(三)实验方法
1、 微波反应器使用方法 、 (1) 按电源键。 (2) 设温度:按住“模式”键至出现红色 “C 02”字符(约2S),可用增加“∨”或减 少“∧”键来设定T。其中数字的倍率可通过 “位移”键来改变,再按模式至“STOP”出现。 (3) 微波反应器顶部的孔中不得放入金属导 线(包括水银温度计),以免微波泄露。 (4) 运行:关上门;按“启动”键;此时风 扇开始工作。
脂肪酶的概述及应用

脂肪酶的概述与应用一脂肪酶概述、脂肪酶(Lipase,甘油酯水解酶)隶属于羧基酯水解酶类,能够逐步的将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。
脂肪酶存在于含有脂肪的动、植物和微生物(如霉菌、细菌等)组织中。
包括磷酸酯酶、固醇酶和羧酸酯酶。
脂肪酸广泛的应用于食品、药品、皮革、日用化工等方面脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中。
植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻籽、油菜籽,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;动物体内含脂肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。
脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶,可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应,除此之外还表现出其他一些酶的活性,如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等(Hara;Schmid)。
脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点,如在油水界面促进酯水解,而在有机相中可以酶促合成和酯交换。
脂肪酶的性质研究主要包括最适温度与pH、温度与pH稳定性、底物特异性等几个方面。
迄今,已分离、纯化了大量的微生物脂肪酶,并研究了其性质,它们在分子量、最适pH、最适温度、pH和热稳定性、等电点和其他生化性质方面存在不同(Veeraragavan等)。
总体而言,微生物脂肪酶具有比动植物脂肪酶更广的作用pH、作用温度范围,高稳定性和活性,对底物有特异性(Schmid等;Kazlauskas等)。
脂肪酶的催化特性在于:在油水界面上其催化活力最大,早在1958年Sarda和Desnnelv 就发现了这一现象。
溶于水的酶作用于不溶于水的底物,反应是在2个彼此分离的完全不同的相的界面上进行。
这是脂肪酶区别于酯酶的一个特征。
酯酶(E C3.1.1.1)作用的底物是水溶性的,并且其最适底物是由短链脂肪酸(≤C8)形成的酯。
D-酒石酸拆分外消旋α-苯乙胺工艺研究
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o p e d f r o m t h e s o l u t i o n o f s o d i u m t a r t r a t e i n THF u s i n g s ul f u r i c a c i d a s a c i d i f e r .D — t a ta r r i c a c i d wa s r e c o v e r e d i n 9 3. 0% y i e l d.Th e r e s o l u t i o n p r o c e s s wa s s i mp l e.1 o w c o s t a n d h a d t h e v a l ue o f i n d u s t r i a l a pp l i c a t i o n s .
( 1广 州大 学化 学4  ̄ _ v - 学 院 ,广 东 广州 5 1 0 0 0 6 ;2明水 富康 4 E _ v . - 有 限公 司,黑龙 江 绥 化 1 5 1 7 0 0 )
摘 要 :以D一 酒石酸为拆分试剂,采用程序降温结晶法 ,对外消旋 一 苯乙胺的拆分工艺进行了探究。通过对结晶的工
Abs t r ac t:Us i ng D — t a r t a r i c a c i d a s r e s o l v i n g a g e n t ,wi t h a p r o g r a mme d c o o l i n g c ys r t a l l i z a t i o n, t h e r e s o l u t i o n p r o c e s s o f r a c e mi c O t— p h e n y l e t h y l a mi n e wa s s t u di e d.The r e s o l v i n g c o n di t i o n s s u c h a s t h e a mo u n t o f s o l v e n t a n d c r y s t a 1 .
胺和酯的动态动力学拆分

胺和酯动态动力学拆分动态动力学拆分就是手性催化剂和一对对映异构体反应时,由于空间位阻的匹配限制,和这对对映异构体中的一个反应速度较快,这样就使另一个异构体得到富集。
如果在反应进行到某个特定阶段,这个残余没有反应的异构体的光学活性达到最高值,就起到了拆分的目的。
这叫动力学拆分,即通过一对对映异构体在手性环境中进行同一个反应的动力学方面的差异实现拆分的过程。
动态动力学拆分是指,在上述动力学拆分过程中,残余的异构体在反应条件下发生消旋化,最终使这对异构体全部转化为具有一定光学活性的产物的过程。
今天我将近期看的几篇关于动态动力学拆分的文献摘抄如下。
Vikram Bhat用手性的溴化物不对称合成了QUINAP[1],该化合物用于酶联免疫吸附测定,免疫印迹,抗体生产,蛋白芯片技术,所以具有广阔的应用前景。
研究员用溴化物在磷化氢手性配合物及Pd[P(o-tol)3]2为催化剂与二苯基膦反应生成目标产物。
研究人员发现当催化剂是0.05mol,手性配体是0.1mol,二苯基膦为1.5equiv时,ee值达到96%。
Peter dman研究员用醛醇和乙烯丁酸盐用CAL-B做手性配体合成了产物[2]。
CAL-B在反应中表现了良好的对应选择性,温度升高对结果影响也很大,研究人员还试验了包括6-甲基-3-酰基-5-庚烯在内的多种相似反应物,均取得良好的实验结果,ee值在94%以上。
Robert W. Clark 研究了不同碳原子数,不同R 基时的拆分效果,通过优化反应,寻找出最佳实验条件,发现当n=1,R 为烯丙基,催化剂为苯并四咪唑(benzotetramisole ),二异丙基-3-苯胺提供碱环境时,-78℃和THF 条件下,产物(S)-6的产率最高可达98%,ee 值达90%,拆分效果较好[3]。
()n BenzotetramisolePh 3SiClO HO R ROiPr 2NEt THF, -78℃()n O HOR RO()nO Ph 3SiO R RO+(rac )-6(S)-6Scott G . Nelson 研究了环丁内酯β位不同的取代基的拆分效果,以PS 脂肪酶为催化剂,应用动力学拆分,优化了反应条件,结果发现底物为β-环丁内酯,丙醚为溶剂,苯甲醇和35℃的条件下达到最佳拆分效果,产物(R)-3的产率达44%,ee 值达99%,此方法具有反应条件温和,副反应较少,能耗低等优点[4]。
a-苯乙胺的拆分-上课用

OH
① 通过甲醇分步结晶分离
结晶
+ (-)-C6H5CH-NH3²(+)OOCCH-CHCOOH
母液
+ (+)-C6H5CH-NH3²(+)OOCCH-CHCOOH
CH3
HO
NaOH
OH
CH3
HO
NaOH
OH
(-)-C6H5CH-NH2 + (+)NaOOCCH-CHCOONa CH3 HO
四、实验步骤
1、成盐与分步结晶 在250 mL锥形瓶中放入6.3gD-(+)-酒石酸和90 mL甲醇, 装上回流冷凝管后在水浴上加热至接近沸腾(约60℃)。待 D-(+)-酒石酸全部溶解后,停止加热,稍冷后移去回流冷凝 管,在振摇下用滴管将5克 (±)-α-苯乙胺慢慢加入热溶液中 。加完稍加振摇,冷至室温后,塞紧瓶塞,放置24 h以上。 瓶内应生成颗粒状棱柱形晶体,若生成针状晶体与棱柱形结 晶混合物,应置于热水浴中重新加热溶解,再让溶液慢慢冷 却。待析出棱状结晶完全后,减压过滤,晶体用少量冷甲醇 洗涤,晾干,得到的主要是(-)-α-苯乙胺· (+)-酒石酸盐。称量 (产量约4 g)并计算产率。母液保留用于制备另一种对映 体。
外消旋α-苯乙胺的 的拆分
一、实验目的
1.学习将外消旋体转变为非对映异构体拆分 外消旋体的原理和方法。 2.学习旋光度的测定方法。了解对光学活性 物质纯度的初步评价。
二、实验原理
在实际工作中,要得到单个旋光纯的对映体,并 不是件容易的事情,往往需要冗长的拆分操作和反复 的重结晶才能完成。而要完全分离也是很困难的。常 用光学纯度表示被拆分后对映体的纯净程度,它等于 样品的比旋光度除以纯对映体的比旋光度。
α-苯乙胺的制备及拆分

姓名: 学号: 专业:实验五( )-α-苯乙胺的合成一、实验目的1. 学习Leuchart 反应合成外消旋体α-苯乙胺的原理和方法。
2. 通过外消旋α-苯乙胺的制备,进一步综合运用回流、蒸馏、萃取的测定等基本操作。
3. 通过本实验提高实验化学的研究能力和素质。
二、实验原理醛、酮与甲酸和氨(或伯、仲胺),或与甲酰胺作用发生还原胺化反应,称为鲁卡特(Leuchart )反应。
反应通常不需要溶剂,将反应物混合在一起加热(100~180℃)即能发生。
选用适当的胺(或氨)可以合成伯、仲、叔胺。
反应中氨首先与羰基发生亲核加成,接着脱水生成亚胺,亚胺随后被还原生成胺。
与还原胺化不同,这里不是用催化氢化,而是用甲酸作为还原剂。
它是由羰基化合物合成胺的一种重要方法。
本实验是苯乙酮与甲酸铵作用得到外消旋体(±)-α-苯乙胺。
反应过程为:依照前面的机理生成的α-苯乙胺再与过量的甲酸形成甲酰胺,经酸水解形成铵盐,再用碱将其游离,得到α-苯乙胺。
α-苯乙胺的旋光异构体可作为碱性拆分剂用于拆分酸性外消旋体。
α-苯乙胺是制备精细化学品的一种重要中间体,它的衍生物广泛用于医药化工领域,主要用于合成医药、染料、香料乳化剂等。
C=O + NH 3 -H 2O C —OH NH 2 C=NH NH 4++ C=NH 2 HCOONH 4 HCOOH + NH 3 + C=NH 2 -O=H-C-NH 2 + CO 2 + 2HCOONH 4-C-CH 3 O=CH 3 -CH-NHCHO + NH 3↑+ CO 2↑ + H 2O CH 3 -CH-NHCHO + HCl + H 2O + CH 3-CH-NH 3Cl -+ HCOOH+ CH 3 -CH-NH 3Cl - + NaOH CH 3 -CH-NH 2+ NaCl + H 2O三、实验用品仪器与材料:圆底烧瓶、三口烧瓶、球型冷凝管、直型冷凝管、空气冷凝管、烧杯、锥形瓶、分液漏斗、蒸馏头、锥形瓶、玻璃小漏斗、温度计、电炉或酒精灯等。
α-苯乙胺的制备与拆分
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化学综合实验Bα-苯乙胺的制备与拆分(α-phenyl ethylamine and resolution)一,实验目的1,掌握通过Leuckart反应,用苯乙酮和甲酸铵反应可制得外消旋α-苯乙胺的原理和方法。
2,学习碱性外消旋体的拆分原理和试实验方法。
3,巩固萃取、分馏、水蒸汽蒸馏、干燥等基本操作。
4,复习不同实验装置和仪器的安装及使用方法。
二,参考文献[1]复旦大学,兰州大学化学系有机化学教研室编,有机化学实验(第二版)[M],北京:高等教育出版社,1994。
[2]杨善中等,基础化学实验[M],北京:化学工业出版社,2009-02。
[3]张华,手性物α-苯乙胺的制备和分析研究[J],四川大学,应用化学,2004。
[4]吴海霞等,α-苯乙胺的微波合成研究[J],应用化工,2006(35)5 。
[5]吴华昌等, 脂肪酶拆分外消旋α-苯乙胺的研究进展[J],中国酿造,2010(5)。
[6]周霞, α-苯乙胺的合成及拆分[J], 广东化工, 2008 35(7)。
三,实验部分1,实验原理(1)苯乙胺中文名称:2-苯乙胺,2-苯基乙胺;分子式:C8H11N:C6H5CH2CH2NH2分子量:121.18;基本特性:熔点:-65℃沸点:194.5-195℃相对密度:0.9640。
溶解情况:溶于水,易溶于醇和醚。
性状、味道:苯乙胺为无色具的鱼腥味的强碱性液体特性:苯乙胺能吸收空气中的二氧化碳,成相应的碳酸盐。
用冷冻盐水冷却也不固化(熔点-65℃)。
苯乙胺盐酸盐为片状结晶。
熔点217℃(从醇中析出),易溶于水、溶于醇,但不溶于醚。
用途 苯乙胺为重要的医药和染料中间体,在医药上主要用于合成一下药物兴奋药、迷幻剂、神入感激发剂。
生理作用:人体会自动合成,释放苯乙胺,被科学家形象称为"爱情的化学分子",如果能在日常生活中适当从食物中摄取苯乙胺,爱情的保质期会变的更长久。
(2)α-苯乙胺的制备 醛或酮在高温下与甲酸胺反应得到伯胺的反应称为R.Leuchart 反应。
脂肪酶的研究进展
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2 产脂肪酶微生物来源
目前 , 已知大约有2%的微生物产脂肪酶, 至少包括65个属 的微生物 , 其中细菌28个属 、放线菌4个属 、酵母菌10个属 、其它真菌 23个属, 且不同微生物来源的脂肪酶其组成成分 、理化特性各不相 同 。 脂肪酶产生菌中得到深入研究的主 要有根霉 ,曲霉 ,青霉 、毛霉 、假单胞菌等具有工业应 用价值的菌种, 以及与医学相关的金黄色葡萄球菌 、钩端螺 旋体 、粉刺状杆菌等。
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脂肪酶研究进展
1 脂肪酶的概述
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2 脂肪酶的微生物来源 3 脂肪酶的应用研究 4 脂肪酶在酿酒中的研究进展
1 脂肪酶的概述 脂肪酶 ,全称三酰基甘油酰基水解酶,是一类主要水解由甘油和水不溶性长链脂肪 酸形成的甘油三酯的酯键水解酶, 广泛存在于动物组织,植物种子和微生物中, 主要 制备方法有提取法、化学合成法和微生物发酵法。 微生物脂肪酶种类多、 作用温度范 围和pH值范围广泛、 稳定性和活性较高、对底物纯度要求不严、便于工业生产和获取, 是工业脂肪酶的主要来源。 许多脂肪酶可以催化酯化反应、酯交换反应、醇解反应、酸解反应以及氨解反应等, 广泛应用于食品加工、新型生物材料、生物传感器,生物医学、手性药物拆分等领域。 随着酶固定化技术、界面酶学和非水解酶学研究的突破性进展和一些脂肪酶基因的克隆 及在异源系统中的高效表达,已有不少脂肪酶实现了工业化生产, 在日常生活和工业生 产的各领域将得到越来越广泛的应用。
3 脂肪酶的应用 1 在食品工业中的应用 脂肪酶在食品工业中的应用广泛而成功,现已广泛应用于焙烤食品、油脂工业、乳制 品以及食品添加剂工业中。脂肪酶对面团有强筋作用,可增加面团体积,且对面包芯有 2 次增白作用。此外,还可用于油脂水解、酯交换以及乳品工业中。脂肪酶和蛋白酶被广 泛应用于加快奶酪的熟化和香味的产生。经脂肪酶处理过的奶制品比未经处理的具有更 好的香味和可接受性。除奶制品外,也用于改善稻米和酒精饮料的风味,如在酒精饮料 发酵中加入一定量的脂肪酶,可使产品具有类似奶酪的香味。另外,还可应用于无脂肪 肉的生产。 2 在有机合成中的应用 酶促合成是有机合成的重要发展方向,具有无机催化剂和有机催化剂所无法比拟的优点。 曾家豫等在非水相中利用脂肪酶催化合成乙酸薄荷酯,并获得了优化工艺,优化 条件下的乙 酸薄荷酯合成转化率达 92. 4% ,产品色泽好,气 味纯正。夏木西卡玛尔等在溶剂相中用固定化 脂肪酶合成棕榈酸 VC 酯,研究了反应 体系含水量、溶剂类型、反应温度、加酶量、加入分子 筛等对 反应的影响,优化条件试验发现转化率为 52% ,产品纯度可 达到 95% 。
实验八 苯乙胺

实验八外消旋α-苯乙胺的制备及拆分一、实验目的1.学习由鲁卡特反应制取胺的原理及实验方法,掌握蒸馏的操作技术。
2.学习碱性外消旋体的拆分原理和实验方法。
二、实验内容手型拆分:手性拆分(Chiral resolution),亦称光学拆分(Optical resolution)或外消旋体拆分,为立体化学上,用以分离外消旋化合物成为两个不同的镜像异构物的方法。
为生产具有光学活性药物的重要工具。
手性拆分方法主要有以下四种:结晶拆分法,化学法,酶解法和柱色谱法。
本实验中用到化学法:一对对映异构体的物理、与非手性试剂反应的化学性质相同,因此一般的分离方法无法将其拆分出来。
化学拆分法是用一个纯的光活性异构体D -碱去处理这一D-酸和L-酸的混合物,与其分别反应衍生化,形成一对非对映体:D-酸-D-碱和 L-酸-D-碱。
非对映体很容易通过普通的物理方法如分级结晶法分离出来。
在分离出非对映体之后,只要用强酸处理便可以分别得到纯的D-酸和L-酸。
化学拆分法适用于含有易反应基团,而且反应后也容易再生出原来的对映体化合物的分子。
最常见的易反应基团为酸碱基团,这是由于酸碱反应非常简便,生成的盐类比较容易结晶,拆分剂酸、碱(通常为天然存在的酸或生物碱)廉价易得或可方便回收,也比较容易制得旋光纯。
常用的酸性拆分剂有:(+)-酒石酸、(+)-樟脑酸、(+)-樟脑-10-磺酸、L-(+)-甘氨酸等;常用的碱性拆分剂有:(−)-马钱子碱、(−)-番木鳖碱、D-(−)-麻黄碱、(+)或(−)-α-苯乙胺等。
整个实验需10-12学时。
三、实验原理在非手性条件下,由一般合成方法所得的手性化合物为等量的对映体组成的外消旋体。
如:外消旋α-苯乙胺的常规合成方法:外消旋α-苯乙胺含一个手性碳原子,具有旋光性。
但此化合物得到50%的R-构型和50% S-构型两个对映体的混合物:(±)-α-苯乙胺,这种等量的对映体的混合物称为外消旋体,旋光度(α)=0。
α-苯乙胺的制备与拆分
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有机化学综合实验(A)--α-苯乙胺的制备与拆分姓名:何兵学号:20103535班级:应用化学10级一班指导老师:罗梅时间:2012.7.2——7.4一,实验目的1,掌握通过Leuchart 反应,用苯乙酮和甲酸铵反应可制得外消旋α-苯乙胺的原理和方法。
2, 培养查阅文献的能力,写出合格的实验报告。
3,巩固萃取、分馏、水蒸汽蒸馏、干燥等基本操作。
4,复习不同实验装置和仪器的安装及使用方法。
5,培养良好的工作习惯、查阅文献的能力。
二,研究进展:近些年来,对手性化合物的研究日益增加,有利用脂肪酶拆分外消旋a-苯乙胺,它是目前生产光学纯a-苯乙胺的重要方法。
手性底物的对映体以不同方式定向和结合到酶活性中心,这一事实可以作为改变对映体选择性的依据。
目前被普遍接受的是立体特异性口袋理论,在酶的立体结构中存在着一个氧负离子空洞,称为“活性口袋”,这个活性口袋是有几个氢键供体构成的,主要是酶骨架及其侧链中酰胺的质子。
而决定脂肪酶底物选择性的最重要因素正是活性口袋的空间限制和疏水性质及其四面体中间体的稳定性。
另一研究领域为超声辐射Pd/C催化合成a-苯乙胺,采用Pd/C催化剂,无水甲醇做溶剂,研究了超声波辐射下苯乙酮与甲酸胺反应制备a-苯乙胺的反应,考察了反应摩尔比、反应温度、反应时间、Pd/C用量、辐射功率对反应的影响并优化了反应工艺。
结果表明:在超声波辐射下,甲酸铵与苯乙酮的摩尔比为2:1,10﹪Pd/C 与苯乙酮的质量为1:10、水和甲醇的体积比为1:9,常压40℃反应30分钟,a-苯乙胺的收率为80.2%,实验的重复性良好,Pd/C 易分离回收。
鲁卡特(Leuchart )反应的改进方面:研究了,a-苯乙胺的微波合成及其影响因素。
结果表明:采用微波辐射法合成a-苯乙胺,较常规加热合成相比,使反应物摩尔比更接近理论比,降低了反应物用量(甲酸铵与苯乙酮摩尔比从3:8:1降至2:6:1),缩短了反应时间(从3小时降到2小时),降低了反应温度(从185℃降至165℃),产率可达44.5%—46.93%。
外消旋苯乙胺
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实验三1.刘卡特反应(R.leuchart reaction)—外消旋苯乙胺、萘乙胺系列合成2.外消旋苯乙胺和萘乙胺的拆分研究以下是“外消旋α-苯乙胺的合成与拆分”实验参考讲义。
在此基础上,设计并完成以α-萘乙酮或β-萘乙酮为原料的合成及外消旋产物的拆分。
一、实验目的和要求1.实验目的(1)通过苯乙酮与甲酸铵反应生成α-苯乙胺,学习醛、酮与伯胺的反应——Leuchart反应。
(2)通过制备α-苯乙胺学习活蒸气水蒸气蒸馏和减压蒸馏操作。
(3)学习用化学方法将外消旋的化合物拆分为其对映异构体。
(4)学习用旋光仪测定化合物的旋光性。
(5)学习使用数字显微熔点仪。
(6) 学习试剂、溶剂的回收再利用,培养绿色化学理念。
2.具体要求(1)认真预习、完成预习报告(包括实验流程图)。
(2)按讲义要求完成实验,认真做好实验纪录。
(3)产品上交时要有完整的物理数据,如比旋光度、熔点、沸点等。
(4)认真完成实验报告包括思考题。
(5)按要求如期保质保量完成所有规定的实验项目。
二、反应原理1.刘卡特反应(R.leuchart reaction)醛、酮与甲酸和氨(或伯、仲胺),或与甲酰胺作用发生还原胺化反应,称为刘卡特反应。
反应通常不需要溶剂,将反应物混合在一起加热(100~180ºC)即能发生。
选用适当的胺(或氨)可以合成伯、仲、叔胺。
反应中氨首先与羰基发生亲核加成,接着脱水生成亚胺,亚胺随后被还原生成胺。
与还原胺化不同,这里不是用催化氢化,而是用甲酸作为还原剂。
反应过程如下:OHC ONH4HCO2H+NH3C O+NH3NH NH2+-2CO2+C NH2H+苯乙酮在高温下与甲酸铵反应得到(±)-α-苯乙胺:O C 6H 5CCH 3O C ONH 4H o NH 2C 6H 5CHCH 3OC 6H 53NH 2C 6H 5CHCH 3+2HCO 2NH 4C 6H 5NHCHO CH 3C 6H 5NHCHO CH 3+++NH CO 2H 2OHCl +H 2OCH 3C 6H 5CHNH 3Cl +-+HCO 2HCH 3C 6H 5CHNH 3Cl +-+NaOH+NaCl +H 2O(±)-α-苯乙胺2.(±)-α-苯乙胺的拆分原理用化学方法拆分外消旋体,其原理是用旋光性试剂把外消旋的对映异构体变成可分离的非对映异构体混合物,再利用非对映异构体的物理性质不同,将其分离。
制药工艺学元英进课后答案(2)

第一章论绪第二章1-1:分析制药工艺在整个制药链中的地位与作用。
答:制药工艺学的工程性和实用性较强,加之药品种类繁多,生产工艺流程多样,过程复杂。
即使进行通用药物的生产,也必须避开已有专利保护,要有自主知识产权的工艺。
制药工艺作为把药物产品化的一种技术过程是现代医药行业的关键技术领域,在新药的产业化方面具有不可代替的作用;制药工艺学是研究药的生产过程的共性规律及其应用的一门学科,包括制配原理,工艺路线和质量控制,制药工艺是药物产业化的桥梁与瓶颈,对工艺的研究是加速产业化的一个重要方面。
1-2.提取制药、化学制药、生物技术制药的工艺特点是什么,应用的厂品范围是什么?答:提取制药工艺的特点:以化工分离提取单元操作组合为主,直接从天然原料中用分离纯化等技术制配药物;应用的产品范围包括:氨基酸、维生素、酶、血液制品、激素糖类、脂类、生物碱。
化学制药工艺的特点:生产分子量较小的化学合成药物为主,连续多步化学合成反应,随即分离纯化过程;应用产品范围包括;全合成药物氯霉素,半合成药物多烯紫杉醇,头孢菌素C等。
生物技术制药工艺特点:生产生物技术制药、包括分子量较大的蛋白质、核酸等药物。
化学难以合成的或高成本的小分子量药物。
生物合成反应(反应器,一步)生成产物,随后生物分离纯化过程;应用的产品范围包括:重组蛋白质、单元隆抗体、多肽蛋白质、基因药物、核苷酸、多肽、抗生素等。
1-3化学制药产品一定申报化学制药吗?生物技术制药产品一定申报生物制药吗?为什么?举例说明。
答:化学制药产品和生物制药产品均不一定申报化学药物和生物制药制品:有些药物的生产工艺是由化学只要和生物技术制药相互链接有机组成的。
如两步法生产维生素C,首先是化学合成工艺,之后是发酵工艺,最后是化学合成工艺;有些药物经过化学合成工艺,最后是生物发酵工艺,如氢化可的松。
1-4从重磅炸弹药物出发,分析未来制药工艺的趋势。
答:重磅炸弹药物是指年销售收入达到一定标注,对医药产业具有特殊贡献的一类药物。
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构成自然界物质的一些手性分子虽然从化学式组成来看是一模一样,但其空间结构完全不同,其性质也是不同的[1]。
如DL-(±)-合霉素的治疗效果仅为D-(-)-氯霉素的一半;20世纪50年代欧洲发生的“海豹儿”出生的灾难性事故,正是由于“反应停”是一种外消旋的手性药物,其(R)型异构体具有镇静作用,而(S)型却具有致畸作用。
因此,如何将物质纯化为光学纯级别是目前化学工业的重要研究目标。
α-苯乙胺(DL-α-Phenylethylamine)是一种有着良好应用前景的化工中间体原料,由于α-苯乙胺分子中含有一个手性中心,可分为(R)和(S)2种对映异构体及外消旋α-苯乙胺,其中(R)、(S)这2种单一对映体既可以作为某些外消旋有机酸或醇类物质的手性拆分试剂,又可以作为不对称合成的手性原料,因此是一种重要的手性中间体[2]。
目前光学纯级别化合物的获得方法主要有手性合成和外消旋体拆分2种。
本文主要阐述利用脂肪酶对外消旋α-苯乙胺的拆分研究进展。
1脂肪酶拆分机理分子模拟研究表明,对映体在Candida Antarctica脂肪酶B活性中心以不同的方式定向[3]。
手性底物的对映体以不同方式定向和结合到酶活性中心,这一事实可以作为改变对映体选择性的依据。
目前被普遍接受的是“立体特异性口袋”理论:在酶的立体结构中存在着一个氧负离子空洞,称为“活性口袋”,这个活性口袋是由几个氢键供体构成的,主要为酶骨架及其侧链中酰胺的质子。
而决定脂肪酶底物选择性的最重要因素正是活性口袋的空间限制和疏水性质以及四面体中间体的稳定性。
JENSEN R G等[4]通过研究Candida Antarctica脂肪酶B与2-己酸辛酯的过度态结构对该脂肪酶的立体选择性进行了分析,从结构来看,酶活性部位是由一个丝氨酸、一个组氨酸和一个天冬氨酸的残基(Ser-His-Asp)组成的“催化三联体”,并且活性部位呈“手性”构象,具有高度选择的特征。
脂肪酶在催化过程中将这种特征传递给手性底物,使反应具有内在的选择性,即优先催化底物中的某些组分,客观上表现为不同竞争性底物反应速度的差异[5]。
2脂肪酶的选择酶法拆分手性物质主要是利用酶的立体选择性,整个反应过程就是外消旋底物的2个对映体竞争酶的活性脂肪酶拆分外消旋α-苯乙胺的研究进展吴华昌,由耀辉,邓静,马钦远(四川理工学院生物工程学院,四川自贡643000)摘要:利用脂肪酶拆分外消旋α-苯乙胺是目前生产光学纯α-苯乙胺的重要方法之一,文中主要从脂肪酶拆分机理、脂肪酶的选择、酰化剂的选择及反应体系溶剂的确定等方面,阐述近年来国内外研究状况。
关键词:脂肪酶;光学纯;酰化剂;溶剂中图分类号:Q556文献标识码:A文章编号:0254-5071(2010)05-0023-03Chiral resolution of racemicα-phenylethylamine by lipaseWU Huachang,YOU Yaohui,DENG Jing,MA Qinyuan(Department of Bioengineering,Sichuan University of Science&Engineering,Zigong643000,China)Abstract:Chiral resolution by lipase is an important way for production of optically pureα-Phenylethylamine.Mechanism of chiral resolution by lipase,choice of lipases and acylation agents,and selection of reaction solvent was reviewed in the paper.Key words:lipase;optical purity;acylation agent;solvent收稿日期:2009-12-11作者简介:吴华昌(1970-),男,四川隆昌人,副教授,主要从事非水相酶催化应用研究工作。
ααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααααα中心,由于两者反应速率不同而产生选择性,从而使反应产物或剩余底物具有单一光学活性。
酶的光学选择性就是通常所说的对映体选择率(enantioselectivity,E)。
E值反映的是酶拆分选择性的大小。
拆分反应的效果通常用光学纯度(optical purity,op)或对映体过量值(enantiomeric excess,e.e)来表示。
微生物脂肪酶多数来源于真菌和细菌,现在约有30多种不同来源的商业化脂肪酶,加之科研机构不断发现的新型脂肪酶,对选择一种高效立体选择性的脂肪酶给予较大的空间[6]。
脂肪酶选择性酰化α-苯乙胺的反应机理:WEN S等[7]考察了lipase LIP2(YILip2)在45℃时,以乙酸乙酯作为酰化剂,添加3%正己烷及6倍固定化脂肪酶,反应6d,产物e.e值可达到96.0%。
秦韶巍[8]考察了实验室自制的Lipase CAN、Lipase RH 2种脂肪酶对α-苯乙胺的拆分效果,并与Novozyme435、Li-pase TL、Lipase Rm、Lipase Jan等几种商品酶在35℃,以乙酸乙酯作为酰化剂和溶剂,反应48h进行了对照,结果表明,Novozyme435拆分效果最好,底物转化率达到44.6%,产物的e.e值为58.2%,由于在尚未对反应条件优化的前提下,可以认为Novozyme435是一种较为理想的商品酶。
脂肪酶选择性酰化α-苯乙胺的反应机理:VARMA R等[9]考察Lipases-L-1(Candida cylindracea-CCL)、L-4(P.seudomonas cepacia)、L-17(CAL B),L-20(Alcaligenes)、L-21(Pseudomonas fluroscens)、lipases-Chi-razymes L2(CAL B)等几种商品酶在28℃时,以乙酸乙酯作为酰化剂和溶剂时拆分α-苯乙胺效果进行比较,结果见附表。
由附表可知,L2、CAL B、PS-C、P.cepacia及PS-D、P.cepacia均有较好的拆分效果,且L2、CAL B反应时间24h,产物op值达到99.0%。
3酰化剂的选择酰化剂作为反应过程的一种底物,对脂肪酶拆分催化α-苯乙胺反应有着至关重要的作用,在选择酰化剂的同时,要考虑对酶活、反应的转化率、酶的立体选择性等的影响。
酰基链的大小、定位在与酶结合过程中是最重要的过程。
通常情况下,脂肪酶活性部位被一个“盖子”包住,在酶界面激活过程中,随着活性部位“盖子”的移动,活性部位就暴露出来,在“盖子”和酶的表面间形成一个疏水沟,沟的大小恰好容纳酰基链,沟的非极性残基和非极性酰基链间的相互作用而稳定的结合[10]。
在不可逆反应中,肟酯可以作为酰基转移试剂,但存在一些缺点:辅底物抑制和反应的可逆性。
烯醇酯作为酰基供体,是不可逆转酯化反应的最佳选择。
乙酸乙酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯均是目前研究较多的酰化剂。
德国BASF公司是世界上最大的手性胺生产公司,采用甲氧基乙酸乙酯作为酰化剂拆分α-苯乙胺,现以1000t/年的规模工业化生产。
VARMA R等[9]将酰化剂由乙酸乙酯变为乙氧基乙酸乙酯,在其他条件不变的前提下(参照附表),脂肪酶PS-C 的拆分效果,从83.58%提高至99.9%;脂肪酶PS-D的拆分效果从50.20%提高至99.9%。
不同基团的酰化剂为何能提高反应效率,目前机理尚未明确。
可能由于甲氧基及乙氧基均为供给电子基团,在催化过程中竞争酶的活性中心较为有利,同时,不同脂肪酶可能对酰化剂的链长较为敏感[11]。
如Geotrichum candidum的2种异构酶的选择性差异很大。
异构酶B对长碳链不饱和脂肪酸,尤其是对9-位为顺式结构的十八碳不饱和酸具有选择性,而异构酶A的选择性则比较广泛,对中碳链和不饱和的长碳链都有作用[12]。
4反应体系溶剂的选择以前的观点认为,酶只有在水中才有活性,在有机溶剂中会立即失活,直至20世纪70年代末期才证实酶在有机溶剂中确实有活性,俄罗斯莫斯科Lomonosov大学的Klibanov 等报道了N-乙酰基-L-色氨酸在氯仿中与乙醇的酯化反应,酯的合成收率达到100%,而在无有机相的水中酯的收率仅为0.01%[13]。
LANNE C等[14]提出了利用溶剂的logP值预测酶活性的简单规则,一般酶在logP>4时反应活性较高,在2<logP<4时反应活性中等,logP<2时反应活性较低。