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氨苄西林是一种常用的广谱β-内酰胺抗生素,目前主要采用化学法合成,反应条件苛刻,需要繁琐的保护与去保护步骤,对环境的污染较大。酶促合成方法可以显著减少反应步骤,反应条件温和,且产品杂质含量低,是清洁生产β-内酰胺抗生素的重要途径之一。论文主要探索建立了完全有机介质中酶促合成氨苄西林的方法,研究了水-正己烷两相体系以及酶促一锅合成氨苄西林的新方法;扩展了有机溶剂添加的水相介质体系中酶促合成氨苄西林的研究内容。论文在水相介质体系中,以D-苯甘氨酸甲酯盐酸盐(D-PGM·HCl)作为活性酰基供体,在pH调节的条件下与6-APA酶促反应合成氨苄西林。考察了国产固定化青霉素酰化酶IPA-750的催化性能,研究了酶浓度、pH值、底物浓度与比例、添加剂等对酶促反应的影响,最优化的结果为65.6%的产率和1.41的S/H比值。论文通过使用D-苯甘氨酸甲酯(D-PGM)代替D-PGM·HCl作为酰基供体,成功地实现了完全有机介质中氨苄西林的酶促高效合成。论文筛选了一系列不同极性的有机溶剂,结果表明极性较弱的溶剂有利于保持IPA的活性,其中乙酸乙酯的效果最佳。考察了底物初始浓度、底物摩尔比、酶浓度、反应温度和酶的含水量对纯乙酸乙酯介质中酶促合成氨苄西林的影响,在最优化的条件下,实现了高浓度底物(300 mM 6-APA与600 mM D-PGM)时的高产率(92.9%)和高S/H值(1.50)的氨苄西林酶促合成反应。进一步的研究发现在乙酸乙酯中加入正己烷使IPA的合成和水解活性都得到了提高,但是更有利于D-PGM的水解反应。论文研究了水-正己烷两相体系,发现30/70(v/v)的水-正己烷体系能够有效地抑制D-PGM的水解,提高6-APA和D-PGM的转化率,而且反应速度很快。在200 mM 6-APA和400 mM D-PGM的底物浓度条件下,25℃时只需反应2h,即可达到90.5%的高产率和2.14的高S/H值。论文研究建立了酶促一锅合成氨苄西林的方法。利用青霉素酰化酶能够催化酰化和水解两种反应的性质,先催化水解青霉素G钾盐产生抗生素母核6-APA,再催化6-APA与D-PGM发生酰化反应生成氨苄西林,节省了提纯6-APA的中间步骤,实现了直接从原料青霉素G钾盐得到产品氨苄西林的过程。在此基础上,将水-正己烷两相体系应用于酶促一锅法合成,进一步抑制了D-PGM的水解,促进了合成反应,最终氨苄西林产率和S/H比值分别达到了70.2%和1.09。