扁桃酸(mandelic acid),其手性单体为重要的手性化合物,是许多手性药物合成的中间体,广泛应用于药物合成和立体化学等研究领域,近年来,市场对于其高纯度单一对映体的需求日益增大。酶法拆分制备扁桃酸单一对映体具有条件温和,对映体选择性高,无污染等优势,但是难以和传统反应体系相配套,反应转化率低等问题,制约其进一步发展。而三液相体系是本课题组开发的一种新型高效的反应体系,具有酶相容性好,产物易分离等诸多优点,有很大的应用潜力。本研究中首先采用有机溶剂异丙醚作为溶剂:通过扁桃酸和甲醇酯化进行拆分,仅能得到R-扁桃酸甲酯对映体过量值(0).0).值)为74.01%的产物,然后构建三液相酶水解拆分扁桃酸甲酯体系,最后基于三液相体系构建高效的酶法酯化-水解拆分级联催化制备高光学纯度的R-扁桃酸,(0).0).值可达98.06%)。主要研究成果如下:1)采用传统的酶法拆分方法,在有机溶剂体系下通过外消旋扁桃酸和甲醇的酯化反应进行拆分。首先筛选到具备R-构型偏好的脂肪酶Novozym 435,继而探究了不同脂肪醇作为酰基受体对扁桃酸酯化的影响,发现短链脂肪醇(1-4个碳)、中链脂肪醇(5-8个碳)、长链脂肪醇(大于9个碳原子)随着碳链长度的增加选择性从总体来看呈降低的趋势,转化率呈升高趋势。然后研究了扁桃酸和甲醇酯化过程中不同条件对拆分反应选择性和转化率的影响。反应体系10m L下,优选加酶量200mg,底物摩尔比1:4,转速200rpm,反应温度30℃的条件反应6 h后,产物中R-扁桃酸甲酯的0).0).值可以达到74.01%,转化率X达到24.27%。另外,脂肪酶Novozym 435在重复使用八次后,酶的催化效率仍能保留73.92%。2)研究利用在三液相体系中,通过水解外消旋扁桃酸甲酯进行拆分。首先对多种拆分体系和脂肪酶进行筛选,在硫酸铵/PEG600/异丙醚体系下得到一种具备R-扁桃酸甲酯构型偏好的新型脂肪酶MAS1有较好的拆分效果。继而研究该三液相体系中不同成相和反应条件对拆分反应选择性和转化率的影响,优选硫酸铵浓度为13%,PEG 600浓度为15%,p H=6,反应温度30℃,反应1h后,产物中R-扁桃酸0).0).值达到78.76%,转化率X达到47.78%。另外中相作为液态固定化酶在重复利用八次后,酶的催化效率仍能保留79.49%。3)基于三液相体系将传统的有机溶剂酯化拆分和三液相体系水解拆分相级联,催化制备高光学纯度的扁桃酸。首先将酯化后的产物通过氢氧化钠溶液冲洗进行除酸处理,去除扁桃酸后仅保留扁桃酸甲酯,将富含扁桃酸甲酯的溶液作为疏水相来构建优化好的三液相体系,级联反应,反应2h后最终R-扁桃酸的0).0).值达到了98.06%,其中水解反应的转化率达到84.27%。通过马尔文粒径仪观察其粒径变化,激光共聚焦观测其显微结构发现三液相体系下形成了一种特殊的底物相包裹于中相液滴,中相分散于下相中的结构,底物相的粒径更小,可以获得更大的催化界面,有效的提升了反应效率。另外,对中相作为液态固定化酶在高纯度底物下的重复性进行了探究,重复利用八次后酶的催化效率仍能保留74.59%。