《基於氯過氧化物酶的催化體系及其在藥物合成中的套用》是依託上海師範大學，由吳霞琴擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於氯過氧化物酶的催化體系及其在藥物合成中的套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳霞琴
- 依託單位：上海師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氯過氧化物酶（Chloroperoxidase, CPO）具有與其它血紅素過氧化物酶不同的獨特的活性位點結構，是套用前景廣泛的生物催化劑。氯化是很多藥物合成中常用的反應，本課題組旨在製備各種CPO修飾電極、利用生物酶催化具有很高的選擇性的同時，結合套用電化學方法實現CPO催化下的定位氯化，進行沒有或很少副產物的抗生素藥物的綠色合成。重點探索CPO催化藥物合成的最佳實驗條件，並研究和探討相關的反應機制。.課題組構想的通過電化學方法原位產生啟動反應所需的過氧化氫，可控性強、基本解決了常規的CPO催化體系中因加入過氧化氫的量不當而導致酶失活的問題。與已有的液相CPO催化反應方法相比較，本法的CPO的用量少，並有望實現反覆使用，大大提高反應的總轉化數（total turnover number, TTN），是一種新型的高效、長壽和環境友好的生物催化膜。本課題具有重要的基礎研究和實際套用價值。
結題摘要
生物酶催化劑是一類無毒、清潔、高效的催化劑，使用生物酶作催化劑，可減少有毒有害物的排放，有利於環境保護，完全符合綠色化學的要求。 氯過氧化物酶（Chloroperoxidase, CPO）具有與其它血紅素過氧化物酶不同的獨特的活性位點結構，是套用前景廣泛的生物催化劑。由於CPO結構上的特殊性，對烯烴的鹵化、環氧化、羥基化和有機硫化合物的磺化氧化具有的手性催化活性等引起了廣泛的關注。但是作為氧供體的H2O2很容易導致酶失活、降低酶的催化效率。所以已經發展了一些更加溫和而高效利用CPO的方法，但目前大都存在CPO無法反覆利用、需要控制過氧化氫加入而導致的反應裝置複雜、過程繁瑣等問題。 課題組利用類生物膜（DDAB）、碳納米管、金納米粒子、電化學聚合L-賴氨酸等多種材料、探索了CPO的固定化方法，並利用電化學等技術對各種方法製備的CPO修飾電極性能進行了表征，最佳化並確定了CPO修飾電極的最佳製備方法和條件，為後續的催化有機合成反應奠定了紮實的基礎。將固定了CPO的修飾電極用作工作電極，在一定的電位下電解，利用原位產生的過氧化氫催化氯化、氧化等反應，利用紫外可見光譜、高效液相色譜、氣相色譜、質譜和核磁共振等對催化產物進行了表征，結果顯示，可催化一氯二甲酮氯化為二氯二甲酮、催化岩白菜素的氯化反應、可催化肉桂醇氧化為肉桂醛。 基於Chi/CPO-DDAB-Nafion/GC修飾電極的體系還可以催化萬古黴素的定位氯化。但催化產物隨恆電位電解時間的變化而改變。反應剛開始的1小時以內，主要產物為一氯萬古黴素，4小時以內以二氯萬古黴素產物為主，進一步延長電解時間，萬古黴素的轉化量不再變化。經過固相萃取柱純化的萬古黴素氯化產物經核磁氫譜鑑別確定在7號環上發生氯化反應。 項目組開發的通過電化學方法原位產生啟動反應所需的過氧化氫，可控性強、基本解決了常規的CPO催化體系中因加入過氧化氫的量不當而導致酶失活的問題。與已有的液相CPO 催化反應方法相比較，本法的CPO 的用量少，並可實現反覆使用，大大提高反應的轉化率，是一種新型的高效、長壽和環境友好的生物催化膜體系，還未見同類研究工作報導
