头孢氨苄酶催化合成过程调控及应用基础研究
发布时间：2023-02-25 19:44
与传统的β-内酰胺抗生素相比,半合成β-内酰胺抗生素具有抗菌谱广和稳定性好的优点,是应用最广泛的一类抗感染药物。目前,化学合成法主导着半合成β-内酰胺抗生素的工业化生产,能耗高、效率低、排放大量难降解污染物是其难以逾越的弊端。环境友好的酶催化合成法一直受到研究者的重视,其中动力学控制下的酶催化合成路线是一种相对高效的方法。但由于对该路线的合成过程缺乏系统的研究和认识,致使其一直存在底物摩尔比例高、转化率低、反应产率低等问题。本论文以生产量较大的半合成β-内酰胺抗生素头孢氨苄(CEX)作为研究目标,以7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸(7-ADCA)为母核,固定化青霉素G酰化酶(IPGA)为生物催化剂,系统研究了其动力学控制下的酶催化合成过程,开发了悬浮液体系和增溶体系中的酶催化合成工艺。主要研究内容和结论如下:在全溶液体系中,系统研究了动力学控制下头孢氨苄的酶催化合成过程。考察了不同侧链苯甘氨酸甲酯盐酸盐(PGME)和苯甘氨酰胺(PGA)下的酶催化合成过程,在此基础上研究了 pH、温度、酶量、底物浓度和底物摩尔比例对酶催化合成头孢氨苄的综合影响。与PGA作为侧链的反应相比,以PGME作为...
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 半合成β-内酰胺抗生素
1.2 半合成β-内酰胺抗生素的合成方法
1.2.1 化学合成法
1.2.2 酶催化合成法
1.3 动力学控制下酶催化合成过程调控的研究进展
1.3.1 pH
1.3.2 温度
1.3.3 酶量
1.3.4 底物浓度
1.3.5 底物摩尔比例
1.4 动力学控制下酶催化合成技术的研究进展
1.4.1 非水相酶催化技术的应用
1.4.2 原位产物转移技术的应用
1.4.3 一锅合成法的应用
1.5 本论文的研究目的及工作设想
第2章 全溶液体系中酶催化合成头孢氨苄研究
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料与仪器
2.2.2 固定化酶的预处理
2.2.3 固定化酶的酶学性质
2.2.4 底物、产物和副产物溶解度的测定
2.2.5 酶催化合成头孢氨苄反应侧链的确定
2.2.6 反应条件对酶催化合成头孢氨苄的影响
2.2.7 固定化酶的循环稳定性
2.2.8 分析方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 固定化酶IPGA的催化性能
2.3.2 反应底物、产物和副产物的溶解度
2.3.3 酶催化合成头孢氨苄反应侧链的选择
2.3.4 反应条件对酶催化合成头孢氨苄的影响
2.3.5 全溶液体系中固定化酶的循环稳定性
2.3.6 酶催化合成头孢氨苄的综合分析
2.4 本章小结
第3章 酶催化合成头孢氨苄反应动力学研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 材料与仪器
3.2.2 固定化酶的预处理
3.2.3 PGME的水解反应
3.2.4 头孢氨节的水解反应
3.2.5 头孢氨节的合成反应
3.2.6 分析方法
3.2.7 反应速率常数的测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 酶催化合成头孢氨苄动力学模型的建立
3.3.2 反应pH对酶催化合成的影响分析
3.3.3 反应温度对酶催化合成的影响分析
3.3.4 底物浓度对酶催化合成的影响分析
3.3.5 底物摩尔比例对酶催化合成的影响分析
3.3.6 酶量对酶催化合成的影响分析
3.4 本章小结
第4章 悬浮液体系中酶催化合成头孢氨苄研究
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 材料与仪器
4.2.2 酶催化反应装置
4.2.3 悬浮液体系中酶催化合成头孢氨苄
4.2.4 悬浮液与全溶液体系中酶催化合成的比较
4.2.5 固定化酶的循环稳定性
4.2.6 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 酶催化反应中PGME加入方式的确定
4.3.2 反应条件对酶催化合成头孢氨苄的影响
4.3.3 悬浮液体系中酶催化合成头孢氨苄的评价
4.3.4 悬浮液体系中固定化酶的循环稳定性
4.3.5 悬浮液体系中酶催化合成头孢氨苄的过程分析
4.4 本章小结
第5章 7-ADCA的溶解增强行为及酶催化合成研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 材料与仪器
5.2.2 7-ADCA溶解度的测定
5.2.3 7-ADCA增溶体系的制备
5.2.4 7-ADCA增溶体系的稳定性
5.2.5 7-ADCA增溶体系中酶催化合成头孢氨苄
5.2.6 分析方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 PGME存在下7-ADCA的增溶效应
5.3.2 7-ADCA增溶体系的形成过程
5.3.3 7-ADCA增溶体系的稳定性
5.3.4 PGME存在下7-ADCA增溶的形成机理
5.3.5 7-ADCA增溶体系中酶催化合成头孢氨苄
5.3.6 7-ADCA增溶体系中酶催化合成头孢氨苄的综合分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3749078
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 半合成β-内酰胺抗生素
1.2 半合成β-内酰胺抗生素的合成方法
1.2.1 化学合成法
1.2.2 酶催化合成法
1.3 动力学控制下酶催化合成过程调控的研究进展
1.3.1 pH
1.3.2 温度
1.3.3 酶量
1.3.4 底物浓度
1.3.5 底物摩尔比例
1.4 动力学控制下酶催化合成技术的研究进展
1.4.1 非水相酶催化技术的应用
1.4.2 原位产物转移技术的应用
1.4.3 一锅合成法的应用
1.5 本论文的研究目的及工作设想
第2章 全溶液体系中酶催化合成头孢氨苄研究
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料与仪器
2.2.2 固定化酶的预处理
2.2.3 固定化酶的酶学性质
2.2.4 底物、产物和副产物溶解度的测定
2.2.5 酶催化合成头孢氨苄反应侧链的确定
2.2.6 反应条件对酶催化合成头孢氨苄的影响
2.2.7 固定化酶的循环稳定性
2.2.8 分析方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 固定化酶IPGA的催化性能
2.3.2 反应底物、产物和副产物的溶解度
2.3.3 酶催化合成头孢氨苄反应侧链的选择
2.3.4 反应条件对酶催化合成头孢氨苄的影响
2.3.5 全溶液体系中固定化酶的循环稳定性
2.3.6 酶催化合成头孢氨苄的综合分析
2.4 本章小结
第3章 酶催化合成头孢氨苄反应动力学研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 材料与仪器
3.2.2 固定化酶的预处理
3.2.3 PGME的水解反应
3.2.4 头孢氨节的水解反应
3.2.5 头孢氨节的合成反应
3.2.6 分析方法
3.2.7 反应速率常数的测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 酶催化合成头孢氨苄动力学模型的建立
3.3.2 反应pH对酶催化合成的影响分析
3.3.3 反应温度对酶催化合成的影响分析
3.3.4 底物浓度对酶催化合成的影响分析
3.3.5 底物摩尔比例对酶催化合成的影响分析
3.3.6 酶量对酶催化合成的影响分析
3.4 本章小结
第4章 悬浮液体系中酶催化合成头孢氨苄研究
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 材料与仪器
4.2.2 酶催化反应装置
4.2.3 悬浮液体系中酶催化合成头孢氨苄
4.2.4 悬浮液与全溶液体系中酶催化合成的比较
4.2.5 固定化酶的循环稳定性
4.2.6 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 酶催化反应中PGME加入方式的确定
4.3.2 反应条件对酶催化合成头孢氨苄的影响
4.3.3 悬浮液体系中酶催化合成头孢氨苄的评价
4.3.4 悬浮液体系中固定化酶的循环稳定性
4.3.5 悬浮液体系中酶催化合成头孢氨苄的过程分析
4.4 本章小结
第5章 7-ADCA的溶解增强行为及酶催化合成研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 材料与仪器
5.2.2 7-ADCA溶解度的测定
5.2.3 7-ADCA增溶体系的制备
5.2.4 7-ADCA增溶体系的稳定性
5.2.5 7-ADCA增溶体系中酶催化合成头孢氨苄
5.2.6 分析方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 PGME存在下7-ADCA的增溶效应
5.3.2 7-ADCA增溶体系的形成过程
5.3.3 7-ADCA增溶体系的稳定性
5.3.4 PGME存在下7-ADCA增溶的形成机理
5.3.5 7-ADCA增溶体系中酶催化合成头孢氨苄
5.3.6 7-ADCA增溶体系中酶催化合成头孢氨苄的综合分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3749078
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