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氨基酰化酶法拆分制备手性氨基酸浙江大学硕士学位论文氨基酰化酶法拆分制备手性氨基酸姓名：钟琦申请学位级别：硕士专业：生物化学工程指导教师：关怡新20040201摘要氨基酸是构成蛋白质的基础，同时也是一种十分重要的营养物质，它在生命活动中起着举足轻重的作用。
在传统的２０种天然氨基酸中，除没有手性中心的甘氨酸外，其他１９种氨基酸均为Ｌ构型。
随着研究的不断深入，越来越多非天然构型一Ｄ型氨基酸的作用被发现，它们的需求也随之产生。
对于Ｌ型和Ｄ型都有利用价值的氨基酸，化学合成结合手性拆分的方法，具有低成本、适于大规模生产等优点。
而高效、绿色、安全的氨基酰化酶法拆分，是拆分氨基酸的最佳方法之一。
蛋氨酸和苯丙氨酸，都是人体必需的氨基酸。
喹｝氨酸是一种重要的饲料添加剂。
Ｌ．苯丙氨酸是合成抗病毒和抗癌药物及人工甜昧剂的原料，Ｄ．苯丙氨酸能增强人体的免疫功能，具有出色的镇痛作用。
首先，选取了氨基酰化酶含量较为丰富且方便易得的米曲霉３０４２作为酶源。
通过硫酸铵分级沉淀、ＳｅｐｈａｄｅｘＧ５０凝胶层析和ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ阴离子交换层析从米曲霉３０４２中提取到了米曲氨基酰化酶，该酶的纯化倍数为５４．２９，比活为６４７．６６Ｕ／ｍｇ，总收率为４９．５３％。
以Ｎ．乙酰．ＤＬ－蛋氨酸为底物的酶促反应最适ｐＨ为７．５．８．０，最适反应温度随催化反应时间的延长而降低，缓冲体系中的离子对酶活有抑制作用，而低浓度的ｃ０２＋对酶活有激活作用。
将游离酶用于拆分Ｍｅｔ和Ｐｈｅ。
最佳拆分条件和拆分结果分别为：Ｍｅｔ：反应温度为３７℃；ｐＨ７．５；Ｃ０２＋浓度为５×１０４ｍｏｌ／Ｌ；初始底物浓度为０．３ｍｏｌ／Ｌ。
产品：Ｌ－Ｍｃｔ，％Ｏ．Ｐ＝９６．２％，收率７０．５％；Ｄ．Ｍｅｔ，％Ｏ．Ｐ＝－９５．３％，收率５０．５％。
Ｐｈｅ：反应温度为３７℃；ｐＨ７．０；ｃ０２＋浓度为５×１０＂４ｍｏｌ／Ｌ；初始底物浓度为０．２ｍｏｌ／Ｌ。
酶法拆分技术研究作者：刘正威来源：《管理观察》2009年第13期摘要：生物酶法具有转化率及光学纯度高、成本低、反应条件温和、环境污染小等绿色工艺优点，随着生物技术的不断发展，酶法拆分越来越广泛应用于手性药物的制备中。
关键词：酶手性药物拆分法在有机药物合成及天然药物中，有许多具有手性碳或手性中心，因而具有光学异构体。
结构特异性药物是作用于受体、酶、蛋白质、离予通道等作用机制，在结构及电性效应上与这些物质互补，而产生激动或拮抗作用，表现出不同的生理效应。
因此，光学异构体往往在生物活性上具有较大的差异。
但目前临床应用的合成药物约有500多种为外消旋体，而单一对映体的疗效高、副作用低，服用的剂量小，更符合临床应用要求。
近几年手性药的年增长率已经超过20%，2005年全世界上市的新药中约有60%为具有手性的单一对映体药物。
因此，手性药物的开发已非常重要。
手性药物的制备可采用不对称合成方法、生物酶法或经化学合一成方法先制备药物的消旋体，然后再进行拆分而制得。
消旋体药物的拆分有多种方法，传统拆分方法是采用手性拆分剂与不同对映体一形成盐或复合物，根据其在溶剂中的不同溶解性进行分离，或采用物理方法进行诱导析晶分离得到有效的单旋体。
该方法具有拆分效，效率低，光学纯度差，另一单旋体需要消旋化后进行再拆分，操作繁琐，配套设备多、拆分剂及溶剂的消耗量较大，拆分成本较高。
近年来上市的手性药物不断增长，手性药物的制备和拆分技术也有较，大的发展，如液相酶法、固相酶法、不对称转换法、包结法等拆分技术，均较传统的拆分方法拆分效率高，且光学纯度好，拆分成本低，对环境友好。
酶是一种高活性、高特异性和高立体选择性的催化剂，可催化多种化学反应。
由于生物酶有很高的对映体选择性，利用生物酶作催化剂拆分手性药物，具有选择性定向、拆分效率高、光学纯度好的优点，可得到光学纯度很高的单对映体药物，这一方法优越。
酶法拆分有液相酶法和固相酶法两种，液相酶法是经微物发酵产生生物酶，直接利用其酶液进行拆分。
手性氨基酸的合成及生物活性研究进展专业：物理化学学号：M110393 姓名：秦锦摘要：综述了近年来手性氨基酸的制备方法及其生物活性，包括化学拆分法、不对称合成法、结晶法、微生物法、酶法、配位萃取法、膜拆分法以及色谱法等制备方法，还介绍了手性氨基酸作为手性药物的生物活性作用，并对其研究的前景进行了展望。
关键词：手性,氨基酸,制备,拆分,生物活性随着人们对手性氨基酸的深入研究，发现有些物质的D－(－)－异构体和L －(＋)－异构体在生物体中的活性差异很大。
对这一问题的探讨，有助于了解生命过程中药物作用的化学基础与生物基础。
本文综述了近年来手性氨基酸的制备方法及其生物活性作用，并展望了其研究的前景。
1 手性氨基酸化合物的制备方法1.1 化学拆分法DL-对羟基苯甘氨酸可用化学拆分剂进行拆分，常用的拆分剂有溴化樟脑磺酸a－苯基乙胺，酒石酸，脱氢枞胺等。
Yamada S．等用溴化樟脑磺酸(d－BCS)作为拆分剂，对DL-对羟基苯甘氧酸进行拆分，D－对羟基苯甘氨酸的收率可达92％。
但此法反应步骤长、收率低，关键是选择使用周期长、回收容易的拆分剂。
严兆明等应用嗜热菌蛋白酶通过酶促由DL-苯丙氨酸－I－C与Z－L－广丙氨酸合成Z－L-Ala－L－Phe－OMe(1－C)二肽，藉此达到消旋苯丙氨酸的拆分，然后将二肽用嗜热菌蛋白酶在N－甲基吗啉缓冲溶液中进行酶促水解反应，从而获得L－苯丙氨酸。
Umemura等开发了由麦芽假丝酵母不对称降解DL-丙氨酸生产制备D－丙氨酸的实用工艺。
最适降解条件为3O摄氏度、pH6.0、通风量1.0vvm和振荡(1200r ／min)。
此工艺在200g／L DL-丙氨酸规模下，L－丙氨酸在40h内完全降解，剩余的D－丙氨酸可很容易地从反应混合液中分离出来，最终可得99．0％的化学纯和99．9％旋光纯度的D－丙氨酸90g。
Yokoaeki等以醛为原料，经Bucherer反应合成DL-5－取代乙内酰脲，然后用恶臭假单胞菌的二氢嘧啶酶催化选择性水解为N－氨甲酰D－氨基酸，再经化学法或酶法脱氨甲酰基得D－氨基酸，拆分DL-5－对羟基苯乙内酰胺生产D－对羟基苯甘酸，由30 g／L DL-5氨－对羟基苯乙内酰胺生产D－对羟基苯甘氨酸，收率达92％。
不对称合成化学期末试卷（2016至2017学年度第一学期）题目不对称合成化学学号 2016211575 姓名鑫园专业物理化学入学年月 2016年9月动力学拆分进展1 引言化学动力学拆分是将外消旋体中的两个对映异构体分离得到光学活性产物的一种方法。
其动力学原理是[1]: 一对对映体和手性试剂作用生成非对映异构体，由于反应的活化能不同，反应速度就不同，当外消旋体与不足量的手性试剂作用，反应速度快的对映体优先完成反应，而剩下反应速度慢的对映体在未反应底物中占优势，分离纯化便可得到具有光学活性的化合物( 如图1) 。
图1 动力学拆分原理早在1848 年Pasteur 就进行了手性化合物的拆分实验，在显微镜下分离了酒石酸钾铵盐晶体的两个对映异构体，使人们认识到化合物手性和拆分方法，被认为是化学史上第一个动力学拆分的例子[2]。
1874 年，Label 第一次提出了利用对映异构体反应速度的不同进行动力学拆分的设想[3]。
到1899 年，Marckward 和Mckenzie[4]首次报道了用纯化学手段对扁桃酸进行动力学拆分。
直到1981 年，Sharpless 等人[5]报道了不对称环在氧化反应的条件下，对外消旋的烯丙基仲醇进行动力学拆分，回收未反应底物的光学纯度达到90% 以上，使得动力学拆分在有机合成中具有了实际意义。
由于动力学拆分方法显示出的经济省时的优势，在现代工业生产上得到了广泛的应用，同时也得到了广大学者的深入研究。
本文对目前众多的动力学拆分方法进行了分类，并综述了动力学拆分在有机合成中的应用，展望了解其发展的趋势，旨在为动力学拆分技术的进一步开发利用和工业化生产提供依据。
2 动力学拆分的分类2.1 根据拆分方法分类动力学拆分根据拆分方法的不同，可分为经典动力学拆分、动态动力学拆分和平行动力学拆分。
2.1.1 经典动力学拆分经典动力学拆分基于两个对映异构体对于某一反应的动力学差异。
在不对称反应环境中，当反应进行到一定程度时，可得到由快反应底物转化而来的产物PＲ或PS，同时可回收慢反应底物SS或SR 。
中间体的动力学拆分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：中间体是化学反应中存在的短暂物质实体，它在反应过程中扮演着至关重要的角色。
通过深入研究中间体的动力学拆分，我们可以更好地理解化学反应的速率和机理，并为合成新颖化合物和开发高效的催化剂提供指导。
动力学拆分是将一个复杂的过程分解成多个简单的步骤的方法。
在化学反应中，我们经常面对复杂的中间体形成和解离的过程。
通过将这些过程拆分为不同的步骤，我们可以更好地理解每个步骤的动力学行为，并揭示反应整体的速率控制机制。
这对于优化反应条件、提高反应速率以及发展新的催化剂都具有重要意义。
本文将介绍中间体的定义和作用，以及中间体的动力学拆分方法。
通过阐述不同的拆分策略和应用实例，我们将展示如何利用动力学拆分方法解析复杂反应的速率和机理。
同时，我们还将讨论中间体动力学拆分研究的重要性，并展望未来该领域的发展方向。
通过深入研究中间体的动力学拆分，我们可以更好地了解反应的基本原理，并在有机合成、催化化学和材料科学等领域做出突破性的进展。
这些研究成果将为新化合物的合成和功能材料的设计提供重要的指导，推动化学科学的发展。
因此，探索中间体的动力学拆分具有重要的科学和应用价值。
1.2文章结构【1.2 文章结构】本文主要包括以下几个部分：1. 引言：对中间体的动力学拆分进行概述，介绍文章的目的和结构。
2. 正文：2.1 中间体的定义和作用：对中间体的概念进行阐述，以及其在化学反应和生物过程中的作用。
2.2 中间体的动力学拆分方法：详细介绍中间体动力学拆分的方法和技术，包括传统方法和最新的研究进展。
3. 结论：3.1 总结中间体的动力学拆分的重要性：归纳总结中间体动力学拆分在研究中的重要性和应用前景。
3.2 展望中间体动力学拆分的未来研究方向：对中间体动力学拆分的未来研究方向进行展望，包括方法改进、应用拓展等方面的发展趋势。
通过以上结构，本文将全面系统地介绍中间体的动力学拆分，从而增进对中间体的理解，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
有机合成中的重要胺类化合物合成有机合成是现代化学领域一项重要的研究方向，而合成胺类化合物作为有机合成的关键产物之一，在医药、农药和材料领域具有广泛的应用。
本文将着重探讨有机合成中的重要胺类化合物合成方法与应用。
一、胺类化合物的重要性胺类化合物是一类含有氨基官能团的有机化合物，具有丰富的结构多样性和生物活性，广泛存在于自然界和人工合成产物中。
它们在药物研究和合成化学中发挥着重要作用，如氨基酸、多肽、生物碱和药物等。
二、重要胺类化合物合成方法1. 底物直接胺化法底物直接胺化法是一种重要的胺类化合物合成方法。
它将底物直接与胺反应，通过N-取代反应生成胺类化合物。
该方法具有操作简便、高效和高产率等优点，被广泛应用于有机合成中。
例如，通过底物直接胺化法可合成多肽类化合物，具有重要的生物学活性和药用价值。
2. 氨基醇还原法氨基醇还原法是一种常用的合成胺类化合物的方法。
它通过氨基醇的还原反应，将其转化为对应的胺类化合物。
该方法反应条件温和、选择性好，并且适用于广泛的底物范围。
这种方法可以合成芳香胺、脂肪胺和异构胺类化合物。
3. 氨基化反应氨基化反应是一种常用的胺类化合物合成方法。
通过合成氨化剂与底物反应，将有机化合物中的其他官能团（如羰基、酰基等）转化为胺基，从而形成胺类化合物。
该方法具有反应条件温和、底物范围广、反应活泼等优点，特别适用于含有活泼氢原子的底物。
三、胺类化合物的应用胺类化合物在医药、农药和材料领域具有广泛的应用。
它们可以作为药物分子的活性部分，发挥着重要的治疗作用。
例如，胺类化合物在抗感染药物中具有重要地位，如青霉素和头孢菌素等，它们具有广谱的抗菌活性。
此外，胺类化合物也被广泛应用于材料领域，如金属有机框架材料、聚合物材料等，它们具有多样的结构和性能。
总结：胺类化合物在有机合成中具有重要地位，通过不同的合成方法可以得到不同结构的胺类化合物。
它们在医药、农药和材料领域具有广泛的应用。
随着有机合成技术的不断发展和创新，我们相信胺类化合物的合成方法和应用将会得到进一步的拓展和研究。
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]。
动态动力学拆分中国综述
动态动力学拆分（Dynamic Kinetic Resolution, DKR）是一种在不对称催化反应中实现手性分子高效、高选择性合成的重要策略。
在中国，随着科研投入的增加和科研水平的提高，动态动力学拆分技术得到了广泛的应用和研究。
动态动力学拆分主要利用手性催化剂对反应底物的前手性键进行不对称催化，生成手性产物的同时，将剩余的未反应底物通过动力学拆分的方式分离出来。
这种方法既提高了手性产物的产率，又保证了其手性纯度，从而实现了高效、高选择性的手性合成。
在中国，动态动力学拆分的研究和应用主要集中在高校和科研机构。
这些机构的研究团队通过不断探索和优化反应条件、催化剂设计和选择、底物拓展等方面，成功地将动态动力学拆分技术应用于多种类型的手性分子合成中，如氨基酸、醇、酮、酯等。
此外，中国的研究者还积极探索动态动力学拆分在工业生产中的应用。
他们通过改进工艺流程、优化反应条件、提高催化剂的稳定性和活性等方式，成功地将动态动力学拆分技术应用于工业生产中，为手性药物、农药、精细化学品等的生产提供了高效、环保的新方法。
总的来说，动态动力学拆分在中国得到了广泛的关注和研究，其应用和发展前景广阔。
随着科研水平的不断提高和工业生产的需求增加，相信动态动力学拆分技术将在未来的手性合成领域发挥更加重要的作用。
