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嗜热古细菌Sulfolobus tokodaii脱卤酶在D-乳酸生产中的应用

高等学校化学学报 2015年第4期36卷 698-703页

作者：解桂秋潘东何文龙高贵高仁钧吉林大学药学院长春130021 吉林大学生命科学学院、分子酶学工程教育部重点实验室长春130012

将来源于嗜热古菌Sulfolobus tokodaii的脱卤酶(L-HADST)基因克隆到载体p ET28b,转化大肠杆菌BL21(DE3)进行表达,在蛋白的N末端带有6个组氨酸融合标签,纯化后经聚丙烯酰胺凝胶电泳显示融合蛋白的分子量约为25000.融合蛋白催化2-氯丙酸(2... 详细信息

将来源于嗜热古菌Sulfolobus tokodaii的脱卤酶(L-HADST)基因克隆到载体p ET28b,转化大肠杆菌BL21(DE3)进行表达,在蛋白的N末端带有6个组氨酸融合标签,纯化后经聚丙烯酰胺凝胶电泳显示融合蛋白的分子量约为25000.融合蛋白催化2-氯丙酸(2-CPA)的最适反应温度为70℃,最适p H值为9.5.以外消旋2-CPA为底物生产D-乳酸,利用HPLC检测反应液中2-CPA及乳酸的变化,发现L-HADST只催化L-2-CPA脱氯反应.对酶催化反应条件进行了优化,结果表明,在p H值为9.5,温度为60℃的条件下,当反应体系中缓冲液浓度为3 mol/L,底物浓度为0.5 mol/L,酶浓度为3×104U/L时有较高的底物转化率及乳酸生成量.依据条件优化结果可知,影响反应速度的因素有底物浓度、缓冲液浓度以及酶浓度,其中底物浓度变化对转换率的影响最明显.

关键词： L-2-卤代酸脱卤酶 2-氯丙酸乳酸

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2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸合成的研究

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精细石油化工 2016年第2期33卷 77-80页

作者：杨玉峰王志玲李永河南教育学院化学与环境学院河南郑州4500460

以2-氯丙酸和对甲氧基苯酚为原料,在氢氧化钠和还原剂存在下,经Williamson反应合成2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸。考察了中和温度、还原剂、反应物的摩尔比、反应温度、反应时间诸因素对实验结果的影响。结果表明,较佳的实验条件为:中和温度0... 详细信息

以2-氯丙酸和对甲氧基苯酚为原料,在氢氧化钠和还原剂存在下,经Williamson反应合成2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸。考察了中和温度、还原剂、反应物的摩尔比、反应温度、反应时间诸因素对实验结果的影响。结果表明,较佳的实验条件为:中和温度0℃;还原剂w(连二亚硫酸钠)为1%;n(2-氯丙酸钠)∶n(对甲氧基苯酚钠)为1.6;反应温度135℃;反应时间4h。在此条件下,可得白色晶体状产物,纯度达99%以上,收率85%以上。

关键词： 2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸 2-氯丙酸对甲氧基苯酚 Williamson反应

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氯代羧酸的合成机理及其副产物加氢还原研究

氯代羧酸的合成机理及其副产物加氢还原研究

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作者：刘记生太原理工大学

学位级别：硕士

氯代羧酸在工业中有着不可替代的作用。氯代羧酸分子中含有两种活泼型官能团:羧基和氯原子,其中羧基能够发生酯化、酰胺化、氨化等化学反应,生成盐、酯、酰胺等多种有机物质,同时,氯原子能够分别被溴、碘、氨基、氰基等官能团取代生成... 详细信息

氯代羧酸在工业中有着不可替代的作用。氯代羧酸分子中含有两种活泼型官能团:羧基和氯原子,其中羧基能够发生酯化、酰胺化、氨化等化学反应,生成盐、酯、酰胺等多种有机物质,同时,氯原子能够分别被溴、碘、氨基、氰基等官能团取代生成相应的有机化合物。因此,氯代羧酸作为有机中间体,在多个领域被广泛应用,具有很好的应用前景。氯代羧酸虽在应用方面非常广泛,但是氯代羧酸在合成工程中不可避免地会产生许多副产物,这些副产物的出现,不仅消耗了大量生产原材料,同时,由于主产物与对应的副产物在物化性质方面接近,导致它们在分离提纯时不容易操作。大量的副产物堆积,不但会对工艺设备产生严重腐蚀,而且也会造成环境污染、资源浪费。鉴于上述问题,研究氯代羧酸的反应机理非常必要,从反应机理方面出发,探究抑制氯代羧酸副产物产生的途径,提高氯代羧酸主产物的产率,这对推动氯代羧酸生产工艺发展非常有利。因此,本论文通过查询大量文献,吸取前人的研究成果,采用密度泛函理论与实验对本文进行了以下三个方面的研究:一、本文利用MS软件中的DMol模块,探究了2-氯丙酸的合成机理。通过研究发现,离子机理合成2-氯丙酸的活化能比自由基机理的低,因此,合成2-氯丙酸主要通过离子机理。在2-氯丙酸合成的整个反应过程中,首先,丙酸酐引发反应,形成真正的催化剂-丙酰氯,然后开始进行离子反应,得到最终主产物2-氯丙酸,在合成过程中,丙酰氯合成1-氯-1-羟基-1-丙烯的步骤为整个离子氯化机理的控速步骤。另外,实验研究还发现,自由基氯化机理是3-氯丙酸合成的主要路径,然后,进一步通过自由基氯化可以生成2,3-二氯丙酸;研究2,2-二氯丙酸的机理表明,其通过自由基机理合成比离子机理更困难,所以2,2-二氯丙酸主要通过离子机理路径得到,同时,2,2-二氯丙酸与2-氯丙酸是连串反应,2,2-二氯丙酸能够通过2-氯丙酸连续离子氯化反应得到的,2-氯丙酸是生产2,2-二氯丙酸的重要中间体。二、本文还研究了2-氯丁酸的合成机理,数据表明,2-氯丁酸合成主要通过离子机理,首先丁酸酐发生引发反应,形成氯丁酰氯催化剂,然后进行离子合成反应,其中,丁酰氯酸催化烯醇化合成1-氯-1-羟基-1-丁烯是整个离子反应的控速步骤。此外,3-氯丁酸和4-氯丁酸的合成也主要通过离子机理,同时,1-氯-1-羟基-1-丁烯的合成过程也是它们离子反应的控速步骤,其中,4-氯丁酸是主要的一氯副产物。另外,通过研究二氯副产物的反应机理发现,离子机理合成2,4-二氯丁酸的活化能比氯自由基机理低,因此,2,4-二氯丁酸主要是通过离子机理路径得到;此外,对2,2-二氯丁酸和2,3-二氯丁酸分析发现,它们通过离子机理反应比氯自由基机理反应需要的活化能更高,说明离子反应更困难,所以2,2-二氯丁酸和2,3-二氯丁酸主要通过氯自由基机理反应路径得到,同时还发现,2,4-二氯丁酸、2,2-二氯丁酸和2,3-二氯丁酸分别是由2-氯丁酸通过离子连续氯化和自由基连续氯化得到,2-丁酰氯是合成它们的中间体。三、本部分实验研究了2-氯丙酸和氯乙酸副产物加氢还原的情况,实验数据表明,在反应温度为120℃,催化剂量为0.75g时,氯乙酸的加氢还原效果最佳,在反应温度为140℃,催化剂量为0.5g时,2-氯丙酸副产物加氢还原取得最佳效果。另外,本部分对其反应机理进行验算发现,氯乙酸副产物加氢还原主要生成氯乙酸,其直接生成乙酸的能量比较高,不易发生。同时,2-氯丙酸副产物加氢还原能够生成2-氯丙酸和3-氯丙酸,其中2-氯丙酸的更容易合成,而副产物2,3-二氯丙酸、2-氯丙酸和3-氯丙酸直接加氢还原生成丙酸的活化能比较大,不容易进行。

关键词： 2-氯丙酸 2-氯丁酸反应机理加氢还原密度泛函理论

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氯丙酸脱卤酶的外分泌/可溶性表达体系的构建

氯丙酸脱卤酶的外分泌/可溶性表达体系的构建

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作者：秦迎春浙江大学

学位级别：硕士

S-2-氯丙酸脱卤酶、R-2-氯丙酸脱卤酶和3-氯丙酸脱卤酶在生物制备重要化工中间体方面具有广泛的用途。因此构建这些脱卤酶的高效重组表达具有非常重要的意义。目前脱卤酶重组表达基本都选择大肠杆菌作为宿主,在原核体系中进行重组表达... 详细信息

S-2-氯丙酸脱卤酶、R-2-氯丙酸脱卤酶和3-氯丙酸脱卤酶在生物制备重要化工中间体方面具有广泛的用途。因此构建这些脱卤酶的高效重组表达具有非常重要的意义。目前脱卤酶重组表达基本都选择大肠杆菌作为宿主,在原核体系中进行重组表达存在酶活力较低、易产包涵体等不足。胞外重组表达或者选择合适的载体、宿主胞内重组表达能够较好的解决以上问题。本文构建并优化了2-氯丙酸脱卤酶的毕赤酵母外分泌表达体系。分别将S-2-氯丙酸脱卤酶和R-2-氯丙酸脱卤酶的基因克隆、构建到pPIC9K载体,线性化后电转化到毕赤酵母GS115中。通过G418抗性YPD平板多次筛选得到含12个拷贝重组子,甲醇诱导实现胞外活性表达。对重组S-2-氯丙酸脱卤酶,重点考察了基因拷贝数、甲醇浓度和诱导温度的影响,结果表明重组子含有12个拷贝,最适甲醇浓度为1%,30℃诱导时,重组脱卤酶的酶活力最高,可达236U/L,其最适反应温度为50℃,最适pH为9.5;而重组R-2-氯丙酸脱卤酶酶活为94U/L。重组子的遗传稳定性均非常好。针对3-氯丙酸脱卤酶,本文分别从启动子,分子伴侣,稀有密码子补充等方面出发,先后尝试选择多种载体、宿主菌,构建了7个大肠杆菌重组菌。其中Rosetta (DE3) pLysS-Pcold TF-BHD重组菌可溶表达结果最好,其目标蛋白表达量为0.96g/L,相比原来提高近一倍,酶活力为6.02U/L,相比原来提高38%。由于该重组菌含有分子伴侣TF,能够帮助3-氯丙酸脱卤酶目的蛋白正确折叠,同时Rosetta (DE3) pLysS宿主含有多种稀有密码子补充,有利于含大量稀有密码子的3-氯丙酸脱卤酶的可溶表达。

关键词： 2-氯丙酸 3-羟基丙酸脱卤酶毕赤酵母重组表达

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丙烯酸酯的开发与应用进展

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增塑剂 2006年第3期 30-36页

作者：汪多仁

丙烯酸是无色透明，略有刺激性的液体，其熔点13．5℃，沸点141℃，密度（25℃）1．045。凝固点为12℃。溶于水、乙醇和乙醚。通常加甲氧基氢醌、对苯二酚等作为险聚剂，高温容易聚合，成为透明白色粉末，还原时生成丙酸，与盐酸加成时... 详细信息

丙烯酸是无色透明，略有刺激性的液体，其熔点13．5℃，沸点141℃，密度（25℃）1．045。凝固点为12℃。溶于水、乙醇和乙醚。通常加甲氧基氢醌、对苯二酚等作为险聚剂，高温容易聚合，成为透明白色粉末，还原时生成丙酸，与盐酸加成时，生成2-氯丙酸。

关键词：丙烯酸酯 2-氯丙酸应用开发对苯二酚白色粉末刺激性凝固点

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国内外丙烯酸(酯)市场现状与发展趋势

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精细化工原料及中间体 2006年第8期 14-20页

作者：杨华浙江省巨化集团公司合成氨厂浙江衢州324004

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2,4-二氯-5-溴甲基噻唑的合成

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精细化工中间体 2009年第6期39卷 7-8页

作者：马云王有名周正洪南开大学元素有机化学国家重点实验室天津300071

2-氯丙酸和硫脲在浓盐酸的作用下关环反应得到5-甲基-2,4-噻唑烷二酮,其进一步在四甲基氯化铵的催化作用下与三氯氧磷反应生成2,4-二氯-5-甲基噻唑。2,4-二氯-5-甲基噻唑在溴代丁二酰亚胺的作用进行溴代反应得到标题化合物2,4-二氯-5-... 详细信息

2-氯丙酸和硫脲在浓盐酸的作用下关环反应得到5-甲基-2,4-噻唑烷二酮,其进一步在四甲基氯化铵的催化作用下与三氯氧磷反应生成2,4-二氯-5-甲基噻唑。2,4-二氯-5-甲基噻唑在溴代丁二酰亚胺的作用进行溴代反应得到标题化合物2,4-二氯-5-溴甲基噻唑,总收率为20.5%,所有的化合物的结构经过1HNMR和元素分析证实。

关键词：中间体 2-氯丙酸硫脲四甲基氯化铵

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