导读:本文包含了生物催化还原论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:生物,不对称,羰基,丁酸,羟基,葡萄糖,选择性。
生物催化还原论文文献综述
张建栋[1]（2017）在《高效生物催化还原2-羟基苯乙酮合成(R)-和(S)-苯乙二醇》一文中研究指出光学纯苯乙二醇作为手性砌块,在化学和制药工业中具有非常重要应用~([1-2])。本研究通过基因挖掘技术,分别从枯草芽孢杆菌和氧化葡糖杆菌中克隆到2个立体选择性互补的羰基还原酶,其中BDHA高立体选择性还原2-羟基苯乙酮生成(R)-苯乙二醇,而GoSCR高立体选择性还原2-羟基苯乙酮生成(S)-苯乙二醇。在大肠杆菌中对BDHA和GoSCR进行了高效重组表达、纯化和表征。通过向反应体系中加入另一种葡萄糖脱氢酶(GDH)和辅底物葡萄糖对反应体系中辅酶NADH进行高效再生,BDHA和GoSCR体外不对称还原2-HAP效率明显提高。最后,分别对BDHA,GoSCR和GDH在大肠杆菌中进行了共表达,在最佳反应条件下,通过重组大肠杆菌共表达系统对400 mM(54 g/L)底物进行还原,产物得率高达99%,ee值>99%。本研究为手性苯乙二醇的制备提供了一种较为实用的方法,与其它已经报道的生物还原系统比较,该催化系统具有底物浓度高、反应不需添加额外辅因子、操作简单等优点,在手性苯乙二醇的制备中更具竞争力,是一种较有前途的工具。(本文来源于《第十一届中国酶工程学术研讨会论文摘要集》期刊2017-10-18）
曾浩,薛亚平,郑裕国[2]（2016）在《氧化-还原生物催化偶联去消旋的研究进展》一文中研究指出手性化合物是医药、农药和精细化学品的重要中间体,去消旋外消旋化合物是生产光学纯手性化合物的一个重要策略。氧化-还原生物催化偶联去消旋是目前制备手性化合物的重要方法,不仅简化了催化系统、提高了原子利用率和催化效率,而且经济环保。综述了氧化-还原生物催化偶联去消旋2-羟酸、氨基酸和醇的研究进展。(本文来源于《化学与生物工程》期刊2016年08期）
孔凡英[3]（2016）在《套筒型生物催化电解装置强化偶氮染料还原脱色效能研究》一文中研究指出生物电化学系统能够将生物的电化学活性和降解功能结合,可利用电极去除一些具有氧化性或还原性的污染物,已逐渐成为一种新型的废水处理技术。生物催化电解技术作为生物电化学系统的一种形式,仅需外加较小电压,即可加速污染物氧化还原过程,减小电子供体需求,在污染物降解方面更具有潜力和开发价值。我国纺织印染行业废水量大、面广、治理难,尤其是偶氮染料脱色难、易复色等问题亟待解决。本研究提出采用生物催化电解技术对偶氮染料进行降解,并针对强化偶氮染料降解过程中存在的关键问题进行研究,取得了一些创新性的研究成果。针对降低反应器内阻,提出并构建了一种套筒型生物催化电解装置,用于强化偶氮染料还原脱色。利用双室和单室两种型式证实了套筒构型装置的优越性。在双室套筒型生物催化电解装置中,当阴极液中酸性橙浓度由50 mg/L增至700mg/L时,偶氮染料的脱色可以高达98%,可以实现染料的预处理,并在脱色效果和反应动力学上具有明显优势,耐负荷高。在单室套筒型生物催化电解装置中,构型的差异性实际是以电极排布方式的不同来展现,当改进水平式电极排布为环绕式电极排布时,偶氮染料在11h时的脱色率从87.4±1.3%升高至97.5±2.3%,同时内阻由236.6Ω降至42.2Ω。结果表明优化电极排布方式为环绕式可加快脱色效率,尤其是在生物催化电解装置中表现最明显。改进生物催化电解装置构型为套筒型,阴阳极电极距离减小,阴阳极相对面积增大,电荷传递面积增大,有利于内阻的降低,而内阻的降低有利于电子传递,最终实现了偶氮染料的高效脱色,这对利用生物催化电解技术降解偶氮染料具有非常重要的意义。针对反应器构型优化,以阴极为工作电极,深入探讨了工作电极放置在套筒的内筒或外筒的脱色规律,建立了外筒阴极强化脱色过程的组装模式。当阴极室和阳极室的体积相同或阴极室体积增大2倍时,工作阴极在套筒构型的外筒效果均优于内筒,外筒阴极室的脱色率分别为97.8±2.1%(7 h)和94.0±2.3%(23 h)。电流和内阻分析表明阴极置于外部区域更有利于质子或电子传递。采用增加底物供应策略,有效克服了放大工作体积存在的电荷传递和扩散阻力大的问题,改善了外筒工作阴极体积放大化的生物催化电解装置的脱色性能。这对于套筒构型的选用及工艺优化和维护具有非常重要的意义。为了强化偶氮染料的厌氧脱色效能,提出构建生物催化电解厌氧耦合工艺,将套筒型生物催化电解模块内置于厌氧工艺的新思路。研究表明,生物催化电解模块对厌氧工艺具有增效作用,耦合工艺的脱色动力学常数为0.54 h-1,比单一的生物阴极的0.39 h-1高1.4倍,比单一厌氧活性污泥的0.01 h-1高54.0倍。其中生物催化电解模块对偶氮染料脱色起主导作用,厌氧活性污泥对化学需氧量去除有重要作用。将生物催化电解模块内置厌氧工艺可发挥生物催化电解模块和厌氧工艺各自的优势,对于偶氮染料降解具有非常重要的意义。为了充分发挥耦合工艺中生物催化电解模块和厌氧工艺的协同作用,以提高偶氮染料的降解效率,对生物催化电解装置和厌氧工艺的运行参数进行系统优化。研究发现,生物催化电解模块对厌氧工艺降解增效的最佳优化方式为：阴极1/4浸泡于污泥,采用螺旋形布水方式,采用先流经电极区再进入污泥区的下降流进水方式,此时100 mg/L和300 mg/L酸性橙的脱色效率分别为95.3±1.7%和79.4±2.9%。这些结果对于提升生物催化电解装置和厌氧工艺的协同作用具有重要的启示价值。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
陈永正[4]（2016）在《生物催化还原亚胺类化合物制备手性胺的研究进展》一文中研究指出近些年,亚胺的不对称催化还原制备手性胺逐渐成为有机合成中的一个研究热点,其方法主要包括金属催化、有机小分子催化和生物催化的不对称还原。本文着重介绍生物催化还原方法中亚胺还原酶的筛选、相关基因的克隆表达以及用于亚胺还原的人工金属酶的研究进展。(本文来源于《遵义医学院学报》期刊2016年02期）
赵富华,李慧,王楠楠,吴琳,姜义军[5]（2014）在《多酶体系在还原氧化石墨烯上的非共价键构建:人造生物催化体系用于淀粉到葡萄糖酸的一锅法转化》一文中研究指出从生物体的代谢过程受到启发[2],本工作报道了一种简单有效的方法来构建多酶生物催化体系。以还原氧化石墨烯(CRGO)为载体,采用非共价吸附的方法对葡萄糖氧化酶和葡萄糖淀粉酶进行共同固定化,得到固定化双酶体系。采用UV/Vis,FTIR,AFM,TEM和SEM等手段对其进行表征。同自由酶和氧化石墨烯(GO)固定化酶相比,还原氧化石墨烯固定化酶的活性得到显着提高。该固定化双酶体系可作为生物催化剂实现淀粉到葡萄糖酸的"一锅法"转化,两小时内葡萄糖酸收率可达82%。同时,同GO固定化双酶相比,CRGO固定化双酶体系的稳定性得到显着提高,循环使用四次后仍能保持其初始活性的85%以上。这些结果证明了在CRGO上进行非共价多酶体系构建并实现复杂反应的可行性。下图是固定化双酶体系的结构及淀粉到葡萄糖酸"一锅法"转化示意图。(本文来源于《中国化学会第29届学术年会摘要集——第26分会：胶体与界面》期刊2014-08-04）
张国海[6]（2013）在《生物催化羰基不对称还原制备(2S,3R)-2-苯甲酰氨甲基-3-羟基丁酸甲酯的研究》一文中研究指出4-乙酰氧基氮杂环丁酮,化学名称为(3R,4R)-3-[(R)-1-(叔丁基二甲基硅氧基)乙基]-4-乙酰氧基-2-氮杂环丁酮(简称4-AA),是合成青霉烯和碳青霉烯抗生素母核的关键起始原料。而(2S,3R)-2-苯甲酰氨甲基-3-羟基丁酸甲酯作为4-AA合成的关键手性中间体,现多为化学合成,使用昂贵的金属钌化合物作为催化剂,需要在高温高压条件下进行。因此,开发绿色、高效的(2S,3R)-2-苯甲酰氨甲基-3-羟基丁酸甲酯立体选择性生物合成技术具有十分重要的理论意义和应用前景。本论文围绕该工艺路线,就生物催化剂的发现、制备与应用等几方面展开研究。论文首先建立了底物2-苯甲酰氨甲基-3-羰基丁酸甲酯及产物2-苯甲酰氨甲基-3-羟基丁酸甲酯的高效液相色谱检测方法,并成功实现了产物4种异构体及底物在手性色谱柱上的分离。从土壤及本实验室现有菌株中筛选到一株能不对称催化还原2-苯甲酰氨甲基-3-羰基丁酸甲酯合成(2S,3R)-2-苯甲酰氨甲基-3-羟基丁酸甲酯的菌株ZJB-12126,该菌株为唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkolderia gladioli)。通过单因素实验对菌株培养基成分及培养条件进行了优化。最佳条件为:果糖10.0g/L,酵母膏30.0g/L,NaCI4.0g/L,发酵初始pH为7.0,装液量50mL/250mL,转速150rpm,接种量2%,培养温度28 ℃,培养时间40 h。在此条件下,最高酶活为31.25 U/L,生物量为9.80 gDCW/L,产物e.e,值为62.70%,较优化前分别提高了 3.99倍,0.79倍及1.46倍。论文对影响酶立体选择性的因素进行考察。结果发现,在体系中添加DMF作为助溶剂,产物e.e.由48.36%提高至62.59%。热处理后产物e.e.值明显提高,以DMF作为助溶剂,45℃热处理5min,e.e.值达81.92%,产率为82.47%。以DMSO作为助溶剂,45℃热处理15 min,e.e.值达 80.51%,产率为 66.26%;处理 60 min,e.e.值达 88.22%,产率为25.25%。论文研究了在水相中的催化反应条件对该羰基还原酶活力和立体选择性的影响,得到了最适反应条件:温度35 ℃,pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液(100 mM),湿菌体量100 g/L,辅助底物葡萄糖5%(w/v),助溶剂DMF 7.5%(v/v),45℃预热处理5 min。当底物浓度为10 g/L时,生物转化24 h,产率达83.81%,e.e.值达84.32%,较优化前分别提高了 47.55%和 64.78%。(本文来源于《浙江工业大学》期刊2013-04-01）
倪燕[7]（2013）在《生物催化法还原酮酯和羧酸的研究》一文中研究指出手性仲醇是合成手性药物、精细化学品、农药品和其他特殊材料的重要中间体。生物催化羰基化合物的不对称还原具有环境友好、条件温和、选择性高等优点,作为绿色高效合成手性仲醇的优先途径,被越来越多地应用于生产一些高附加值的手性仲醇。羧酸还原成醛或伯醇是非常重要的有机化学反应,醛和伯醇在香精香料业中应用广泛,因此研究羧酸的生物催化还原具有重要理论意义和应用前景。本论文利用基因组狩猎法获得了叁种羰基还原酶,对其进行了分离纯化和酶学性质研究；进而构建了羰基还原酶和葡萄糖脱氢酶(GDH)的共表达系统,并利用双酶共表达的重组菌高效制备了多种手性羟基酯。本论文同时建立了一种新型简便的生物催化羧酸还原的方法,并对其适用性进行了研究。主要内容如下：一、羰基还原酶的挖掘及纯化表征。从一株能不对称还原潜手性酮的芽孢杆菌ECU0013中克隆了11种还原酶,在大肠杆菌中过量表达,筛选出叁种催化性能较优的羰基还原酶YueD、FabG和YtbE。确定这叁种酶的最适反应温度为45～50℃,YueD的最适反应pH为7.5～8.0,FabG为pH7.0,YtbE为6.5。这叁种羰基还原酶底物谱较广,可以催化还原多种芳基酮、α-和β-酮酯。YueD能高对映选择性地还原芳基酮和B-酮酯,其中对丙酮酸乙酯催化活性最高,对4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)也表现出较高的亲和力；FabG对2-羰基-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)的催化效率最高,且产物ee值>99%；YtbE对邻氯苯甲酰甲酸甲酯(CBFM)表现出极高的还原活性和对映选择性。二、羰基还原酶和GDH共表达系统的构建及应用。采取两种策略实现羰基还原酶和GDH在大肠杆菌中的共表达,成功构建了基因串联共表达系统和双质粒共表达系统。经比较发现,基因串联表达的重组菌中羰基还原酶的表达量较高,故而催化还原反应的效果较好。进而对重组菌的表达条件和反应条件进行优化,实现了高浓度底物环境中潜手性酮酯的高效还原。E. coli BL21(pET28a-FabG-GDH)在不额外添加辅酶的情况下,能催化浓度高达3.0M(620g L-1)的OPBE还原,生成(S)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[简称(S)-HPBE],转化率>99%,产物ee值>99%,时空产率达615g L-11d-1。E.coliBL21(pET28a-YueD-GDH)在水/甲苯两相体系中能将1.3M(215gL-1)COBE完全转化成(R)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯[简称(R)-CHBE,是合成L-肉毒碱的手性中间体],底物采用分批补加,产物ee值>99%,时空产率达956g L-1d-1。E. coli BL21(pET28a-YtbE-GDH)在反应温度为20℃时能完全转化2.5M(500g L-1)CBFM生成光学纯R))-邻氯扁桃酸甲酯[简称(R)-CMM,是合成抗凝血剂氯吡格雷的手性中间体],时空产率达812gL-1d-1,且反应体系中无需添加辅酶。叁、生物催化羧酸还原方法的建立及应用。提出将酶促羧酸还原反应与酶促氢气氧化反应相偶联的策略,以激烈火球菌Pyrococcus furiosus静息细胞作为催化剂,在氢气驱动下实现羧酸的生物还原。P.furiosus在氢气驱动下能催化还原多种芳基羧酸和脂肪酸生成相应的伯醇,其中对3-苯丙酸和中链(C5和C6)脂肪酸的活性最高。细胞内醛氧化还原酶(AOR)对3-苯丙酸的转化频率TOF为389h-1。该方法不仅反应条件温和,且对不饱和羧酸和酮酸具有高选择性,分子中的非共轭碳碳双键和羰基不被还原,只选择性地还原羧基。P.furiosus对有机溶剂具有高耐受性,能在非水相体系中高效催化羧酸的还原。通过改变反应介质能有效提高中间产物醛的得率,以正十六烷为反应介质时醛在总产物中的比例可达70%。除氢气之外,CO亦可以作为还原剂驱动羧酸的生物还原。(本文来源于《华东理工大学》期刊2013-01-10）
刘虹[8]（2012）在《生物催化还原反应》一文中研究指出生物催化合成具有条件温和,立体选择性强的特点,对手性药物的合成有十分重要的意义。这里介绍了生物催化剂在还原反应,主要是酮类的还原方面的应用。(本文来源于《民营科技》期刊2012年07期）
苏金环,郭皓,曾聪明,文军[9]（2012）在《生物催化不对称还原制备(R)-2-羟基-4-苯基丁酸》一文中研究指出以克隆表达的乳酸脱氢酶(D-LDH)为催化剂来还原前手性化合物2-羰基-4-苯基丁酸(OPBA),制备重要的手性中间体(R)-2-羟基-4-苯基丁酸(R-HPBA)。通过考察影响反应的各因素,确定了反应pH、初始底物浓度,酶加量及NAD+加量等参数。最后,以分批补料的方式进行产物制备,4 h内即可完全转化100 mmol/L底物。经验证,所得产物的构型完全正确,且e.e值>99.9%。(本文来源于《精细化工中间体》期刊2012年03期）
王兴涌[10]（2012）在《生物催化苊醌及其衍生物不对称还原反应》一文中研究指出近年来,生物催化的不对称合成反应为人们提供了数量众多的手性化合物,极大地促进了医药、农药、食品及功能材料等领域的的迅速发展,生物催化已经成为一个非常重要的研究方向。虽然大量文献报道了生物催化脂肪族酮和简单芳香酮羰基的还原反应,但成功实现催化稠环芳酮不对称还原反应报道的则很少。而刚性并具有手性的2-羟基苊酮、1,2-二羟基苊及其衍生物,作为重要的有机合成砌块,在医药中间体、手性金属催化剂和功能材料等精细化学品的合成方面有着十分广泛的应用。为此,本文以苊醌和取代苊醌为底物,利用面包酵母、植物细胞和黄曲霉作为生物催化剂,开展了生物催化苊醌及其衍生物不对称还原反应的研究。首先,以面包酵母作为催化剂,探讨了催化苊醌不对称还原反应的可行性,针对苊醌难溶于还原反应体系的特点,考察了搅拌方式以及有机助溶剂对还原反应的影响。在此基础上,考察了面包酵母、植物细胞和黄曲霉微生物细胞对苊醌不对称还原反应的催化性能。研究结果表明：1.面包酵母作为催化剂,随着反应的进行,2-羟基苊酮的量先增加后减少,1,2-二羟基苊的含量逐渐增加,当反应进行12h后有明显的增加趋势,48h时含量为95%。此外,通过采用机械搅拌作为动力设备和添加有机助溶剂,可以提高面包酵母催化苊醌还原反应的活性及立体选择性；2.多种植物细胞都可以催化苊醌的还原反应,还原产物只得到2-羟基苊酮,说明植物细胞催化剂与面包酵母催化性能不同,并且不同植物的催化性能差异也较大。在所选择的6种植物中,胡萝卜(根)和桃(果实)细胞对苊醌的立体构型选择性最好,分别得到手性纯度达到81%ee的(-)-2-羟基苊酮和手性纯度达到86%ee的(+)-2-羟基苊酮；3.黑曲霉微生物细胞也可以催化苊醌不对称还原反应。催化还原的过程与面包酵母相似,但催化活性没有面包酵母高。其次,为了扩大底物的范围,获取更加丰富的手性芳香醇,探讨生物催化苊醌衍生物(5位取代)的不对称还原反应,本文以廉价苊醌为原料,经溴化、硝化、取代、热分解和重氮化等反应,合成了8种苊醌衍生物(5位取代)：5-溴、5-硝基和5-甲氧基、5-迭氮基、5-氨基、5-乙酰胺基、5-氯和5-碘苊醌。以5-溴苊醌和5-甲氧基苊醌为底物,研究了面包酵母催化稠环芳酮的不对称还原反应。结果表明：面包酵母催化还原5-甲氧基苊醌,只生成ee.为55%的2-羟基-6-甲氧基苊酮,没有2-羟基-5-甲氧基苊酮的产物生成,说明面包酵母催化羰基还原的化学选择性很好；使用DMSO作为底物助溶剂,在强烈搅拌下,面包酵母催化还原5-甲氧基苊醌能生成de.为>99%的顺-及反-5-甲氧基-1,2-二羟基苊。最后,探讨了动物肝细胞对芳香硝基化合物的还原反应。结果表明,大多数动物肝细胞都具有较好的还原活性。在还原Xa模型化合物时：反应进行1h,选择性就达到了最大值,羟胺／胺为71/29；当反应进行到8h,羟胺全部转化为胺,且转化率达到了48%；48h以后,转化率达到了97%以上。在优化的条件下用猪肝细胞还原(Ⅺa-ⅩⅥa)时,随着化合物种类的不同,转化率和选择性表现出了一定的差异,其中Xllla化合物反应4h,转化率只有5%,但选择性却达到了54/46；XVa化合物反应4h,转化率达到了98%,但选择性却只有5/95。(本文来源于《大连理工大学》期刊2012-06-01）
生物催化还原论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
手性化合物是医药、农药和精细化学品的重要中间体,去消旋外消旋化合物是生产光学纯手性化合物的一个重要策略。氧化-还原生物催化偶联去消旋是目前制备手性化合物的重要方法,不仅简化了催化系统、提高了原子利用率和催化效率,而且经济环保。综述了氧化-还原生物催化偶联去消旋2-羟酸、氨基酸和醇的研究进展。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
生物催化还原论文参考文献
[1].张建栋.高效生物催化还原2-羟基苯乙酮合成(R)-和(S)-苯乙二醇[C].第十一届中国酶工程学术研讨会论文摘要集.2017
[2].曾浩,薛亚平,郑裕国.氧化-还原生物催化偶联去消旋的研究进展[J].化学与生物工程.2016
[3].孔凡英.套筒型生物催化电解装置强化偶氮染料还原脱色效能研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[4].陈永正.生物催化还原亚胺类化合物制备手性胺的研究进展[J].遵义医学院学报.2016
[5].赵富华,李慧,王楠楠,吴琳,姜义军.多酶体系在还原氧化石墨烯上的非共价键构建:人造生物催化体系用于淀粉到葡萄糖酸的一锅法转化[C].中国化学会第29届学术年会摘要集——第26分会：胶体与界面.2014
[6].张国海.生物催化羰基不对称还原制备(2S,3R)-2-苯甲酰氨甲基-3-羟基丁酸甲酯的研究[D].浙江工业大学.2013
[7].倪燕.生物催化法还原酮酯和羧酸的研究[D].华东理工大学.2013
[8].刘虹.生物催化还原反应[J].民营科技.2012
[9].苏金环,郭皓,曾聪明,文军.生物催化不对称还原制备(R)-2-羟基-4-苯基丁酸[J].精细化工中间体.2012
[10].王兴涌.生物催化苊醌及其衍生物不对称还原反应[D].大连理工大学.2012
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