自从巴斯德(Pasteur)第一次得到酒石酸对映体后,手性化合物的合成成为化学和生物化学领域的重要部分。国内外对于它们的合成主要有化学与生物的方法。不对称还原酮类化合物被认为是一种有效的获得手性化合物的方法。手性醇类化合物作为手性药物中间体在药物与农药工业是很有用的手性砌块。 本文以苯乙酮为底物,对啤酒酵母等微生物进行了催化剂筛选。得到有效的生物催化剂光合细菌Rhodobacter sphaeroides,探索了其不对称还原的内在反应机理、水相和有机相反应体系的影响条件的研究。包括光照、pH、反应时间、添加方式等因素在还原能力的影响。对于其它酮类化合物的研究中,进行了几种酮类化合物的反应,其中包括脂肪酮和芳酮,结果表明光合细菌底物适用范围很宽。 在生物催化剂筛选中,除米曲霉与黑曲霉外啤酒酵母具有很好的还原能力产率可达34%。光合细菌具有比酵母更好的还原能力。 在光合细菌水相不对称还原体系中,苯乙酮的产率在90%以上,e.e.为99%。光照是反应的基本条件,光源以钨灯较好;pH在7-8时最佳的范围;反应时间在72h较为合适,长反应时间产率增长不是很大;底物浓度不宜过高否则会严重影响细胞的催化能力;产率随着光合细菌的浓度增加而增大。 在有机相与水相体系中,苯乙酮的产率为35%,e.e.为97%。振荡速度不宜过高,在120-140rpm较为合适。有机溶剂对反应的影响极大,高疏水性的溶剂对细胞的毒害轻,而有利于催化反应;本实验采用石油醚为有机溶剂介质;水-溶剂比在1:1时反应72h最佳。 在还原体系的应用性研究中,水-有机相反应中,石油醚依然是较好的有机相溶剂。在水相反应中,产率除了2-庚酮外,均在70%以上,e_e.在90-99%之间。实验结果表明光合细菌在不对称还原体系的应用上有着很好的效果。