手性也称为不对称性,是自然界最本质的属性之一。手性物质在日常生活中有非常重要的作用,手性药物、手性农药和手性材料越来越广泛地应用到各个领域中。具有手性的芳香醇分子,在药物合成中有非常重要的作用,它是许多手性药物合成中关键的中间体。生物催化法以其反应周期短、条件温和、成本低、操作简单等优点,越来越多地被应用到手性合成中,以弥补传统化学合成方法的不足。其中,面包酵母就是一种广泛应用的菌种。微生物催化还原前手性芳香酮可以得到相应的具有手性的芳香醇。而关于微生物催化芳香酮研究,底物多数是苯乙酮和卤代苯乙酮,其它种类芳香酮涉及很少。因此,本课题实验采用苯乙酮和2-氨基-1-苯乙酮为底物,用面包酵母菌进行还原,得到具有手性的苯乙醇和2-氨基-1-苯乙醇,二者均是重要的手性合成中间体。首先,在苯乙酮的不对称还原研究中,对于面包酵母菌种进行了接种保存和培养观察,并进行了发酵培养,得到数量较多的活性酵母细胞,保存在4℃冰箱中以备反应用。之后,在PBS缓冲液体系中,将面包酵母、底物苯乙酮以及辅助底物葡萄糖按照一定比例混合,30℃下置于120r/min摇床上进行反应,反应时间为50h。反应完毕后,将反应混合物用乙酸乙酯萃取、离心,收集有机相,用无水硫酸钠干燥,然后测定各个指标。经过气相色谱检测证明得到了手性的苯乙醇,产率为35%,且产物以S-型为主,e.e.(对映体过量值)达到90%以上。之后,通过检测反应各阶段底物苯乙酮和产物苯乙醇的浓度,得到了面包酵母还原苯乙酮的反应曲线,得知反应主要集中在最初的30h。然后,针对影响反应的温度、pH、底物浓度、酵母添加量和辅助底物葡萄糖的浓度五个因素进行了单因子实验,得到了各条件对反应的影响,并测得了最佳反应条件:温度30℃、pH7.0、苯乙酮浓度22mmol/L、酵母用量0.24g/ml,葡萄糖浓度0.2g/ml,反应时间30h。然后,对2-氨基-1-苯乙酮,实验同样用面包酵母对其进行了还原反应,研究方法与苯乙酮还原反应类似。气相色谱检测结果表明得到了手性的2-氨基-1-苯乙醇,但产率不高,仅为20%;进一步高效液相色谱检测结果显示,产物多数为S-2-氨基-1-苯乙醇,e.e.在90%以上,立体选择性较高。同样也测定了反应的反应曲线,在前40h反应基本终止。对温度、pH、底物浓度、酵母用量和葡萄糖浓度也进行了单因子实验,通过对结果的分析得到了反应进行的最佳条件:温度30℃、pH7.0、底物浓度18mmol/L、酵母浓度0.22g/ml、葡萄糖浓度0.2g/ml、时间30h。实验研究表明,运用本试验方法得到了苯乙醇和2-氨基-1-苯乙醇,且e.e.较高,基本达到了获得手性醇的预期目标,特别是2-氨基-1-苯乙醇。本研究成功利用面包酵母菌还原得到了该产物,在国内同类研究中处于较先进的水平,具有一定的新颖性。但可以看到,这两种手性产物的产率仅为35%和20%,处于低产率水平,因此,以后还要通过改进实验条件、对现有面包酵母菌种进行诱变等措施来提高转化率。