Page 97 - 《精细化工》2020年第3期

第 37 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.37, No.3
202 0 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2020

生物工程
吐温/缓冲液体系中酶法合成(R)-对氯环氧苯乙烷

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王婷婷 ，董文彦 ，胡 蝶 ，李 闯 ，胡博淳 ，邬敏辰
（1. 江南大学 药学院，江苏 无锡 214122；2. 江南大学 无锡医学院，江苏 无锡 214122；3. 江南大
学 生物工程学院，江苏 无锡 214122）
摘要：利用环氧化物水解酶突变体 PvEH1 Z4X4-59 制备了 (R)-对氯环氧苯乙烷〔(R)-pCSO〕。以 E. coli/pveh1 Z4X4-59
全细胞作为生物催化剂，在磷酸盐缓冲液体系（Na 2 HPO 4 -NaH 2 PO 4 , 100 mmol/L, pH=7.0） 中有效拆分 250 mmol/L
对氯环氧苯乙烷（rac-pCSO）制备(R)-pCSO（ee s > 99%）。随后，依据 6 种非离子型表面活性剂对 E. coli/pveh1 Z4X4-59
全细胞酶活力和对映选择性的影响，筛选吐温-20 作为最佳添加剂，构建并优化吐温-20/缓冲液反应体系。在最
优反应条件下,吐温-20 的添加量为 4%（体积分数），E. coli/pveh1 Z4X4-59 全细胞的添加量为 200 g/L，反应时间为
12 h，初始底物浓度显著提高至 800 mmol/L（123.7 g/L），获得(R)-pCSO 的 ee s 和产率分别为 99%和 45.7%（理论产
率为 50%），时空产率高达 4.71 g/(L·h)。反应体系放大至 100 mL 后，制备 4.5 g (R)-pCSO 的总收率为 36.3%。
关键词：环氧化物水解酶；动力学拆分；(R)-对氯环氧苯乙烷；吐温-20；生物工程
中图分类号：Q814.9; O624 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 03-0515-06

Enzymatic synthesis of (R)-p-chlorostyrene
oxide in Tween/buffer system

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WANG Tingting , DONG Wenyan , HU Die , LI Chuang , HU Bochun , WU Minchen
（1. School of Pharmaceutical Science, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China; 2. Wuxi School of Medicine,
Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China; 3. School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122,
Jiangsu, China）
Abstract: Whole cells of E. coli/pveh1 Z4X4-59 expressing a Phaseolus vulgaris epoxide hydrolase mutant
PvEH1 Z4X4-59 was used as biocatalyst to catalyze hydrolytic kinetic resolution of 250 mmol/L racemic
p-chlorostyrene oxide (rac-pCSO) in Na 2HPO 4-NaH 2PO 4 buffer system (100 mmol/L, pH=7.0) to prepare
(R)-p-chlorostyrene oxide [(R)-pCSO) with an over 99% enantiomeric excess (ee s). The effects of six
nonionic surfactants on the activity and enantioselectivity of whole cells of E. coli/pveh1 Z4X4-59 were
investigated. It was found that Tween-20 was the best reaction additive. Thus, a Tween-20/buffer system
was constructed and optimized. The optimized conditions were as follows: dosage of Tween-20 in
Tween-20/buffer system was 4% (volume fraction), dosage of whole cells of E. coli/pveh1 Z4X4-59 was 200 g/L,
and reaction time was 12 h. Under these conditions, the initial substrate concentration was significantly
increased to 800 mmol/L (123.7 g/L), (R)-pCSO with 99% ee s, 45.7% yield (theoretical yield 50%) and
4.71 g/(L·h) space-time yield was obtained. When the reaction system was amplified to 100 mL, the total
yield of 4.5 g (R)-pCSO was 36.3%.
Key words: epoxide hydrolase; kinetic resolution; (R)-p-chlorostyrene oxide; Tween-20; biological engineering

[1]
环氧化物水解酶（epoxide hydrolases, EHs, EC 或生成邻二醇 。手性纯环氧化物和邻二醇是药物、
[2]
3.3.2.x）可特异性催化外消旋（rac-）环氧化物动力 精细化学品、农药和功能材料的重要中间体 。如
学拆分或对映归一性水解，保留单一构型环氧化物 (R)-对氯环氧苯乙烷（p-chlorostyrene oxide, pCSO） [3]

收稿日期：2019-07-15; 定用日期：2019-09-09; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190685
基金项目：中国博士后基金面上项目（2018M630522）；江苏省研究生科研与实践创新计划项目（SJCX18_0641）；江苏省青年基金项
目（BK20180622）
作者简介：王婷婷（1993—），女，硕士生。联系人：邬敏辰（1962—），男，教授，E-mail：biowmc@126.com。