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本文首次探讨了酶促阿糖胞苷与辛酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯区域选择性酰化反应的可行性,、并对比研究了不同反应介质中各影响因素对Novozym 435催化阿糖胞苷区域选择性酰化反应的影响规律,阐明了不同介质中酶催化反应的特性;并探讨了Novozym 435在两种反应介质中的操作稳定性。
Novozym 435是一种来源于南极假丝酵母Candida antarctica的固定化脂肪酶,其能够在有机溶剂介质以及含离子液体介质中高效地催化阿糖胞苷5-OH的酰化反应。经核磁共振波谱分析,反应的区域选择性高达99%以上,产物为阿糖胞苷5-辛酸酯和5-苯甲酸酯。
反应介质的种类和组成对酰化反应的初速度和底物转化率有显著影响,但对反应的区域选择性影响甚微。在混合有机溶剂中,Novozym 435催化阿糖胞苷的辛酰化和苯甲酰化效果相去甚远。Novozym 435促阿糖胞苷与辛酸乙烯酯区域选择性酰化反应的最适混合介质、酰基供体与阿糖胞苷的摩尔比、初始水活度和反应温度分别为28%(v/v)正己烷-吡啶、15:1、0.07、40℃;在上述条件下,反应初速度和底物最大转化率分别高达98.3 mmol/L·h和98.0%;而Novozym 435促阿糖胞苷与苯甲酸乙烯酯区域选择性酰化反应的最适混合介质、初始水活度和反应温度分别为28%(v/v)正己烷-吡啶、0.11、40℃;在上述条件下且阿糖胞苷与苯甲酸乙烯酯的底物摩尔比为1:15时,反应初速度和底物最大转化率仅为44.4 mmol/L·h和36.4%。
与混合有机溶剂正己烷.吡啶相比,脂肪酶Novozym 435在C<,4>MIm·PF<,6>/吡啶混合溶剂中催化阿糖胞苷苯甲酰化反应的底物转化率大大提高。Novozym 435催化阿糖胞苷苯甲酰化反应的最适C<,4>MIm·PF<,6>含量、底物摩尔比(Mol<,VB>/MOl<,ara-C>)、初始水活度、反应温度、酶量和振荡速度分别为80%、25:1、0.11、40--50℃、500 U和250 r/min。在上述最优条件下,该反应的初速度、底物转化率和区域选择性分别为29.4 mmol/L·h、99.4%和>99%。同时,脂肪酶Novozym 435在C<,4>MIm·PF<,6>(80%,v/v)/吡啶混合溶剂中的操作稳定性显著提高,反应5批次后,仍能维持51.7%的催化活性,而在正己烷-吡啶(28%,v/v)反应介质中的对应值为35.7%。本研究不仅丰富了酶学基础理论知识,还开辟了一条可用于阿糖胞苷高效、高区域选择性酰化的新途径。