自上世纪80年代以来非水酶学一直是化学和生物领域研究的热点之一。相对于水相环境,酶在有机相中具有许多优点,例如能催化新反应、增加非极性底物的溶解度、有利于酶与产品的分离及酶的再利用等,但活性通常比在水相中低,开展有机相中酶催化反应和提高酶活性方法的研究具有重要的科学意义和潜在的应用价值。论文研究了南极假丝酵母脂肪酶B (CALB)催化Michael加成反应及酰胺小分子的调控作用。在Michael反应中,通过无酶、BSA、失活酶及固定化载体的对照实验证实了酶活性中心的催化作用,CALB和酰胺在反应中缺一不可。CALB/乙酰胺协同催化体系对不同底物的Michael加成反应具有普适性,乙酰胺还能提高CALB催化Mannich反应的活性。利用底物和酰胺结构设计、氢键表征等手段研究CALB/乙酰胺的催化机理。考察酰胺对CALB催化酰化反应的影响,利用核磁共振表征,进一步探索酰胺在酶中的结合情况。论文研究了猪胰脂肪酶(PPL)催化不对称aldol反应及小分子调控作用。实验考察了水和甲酰胺两种分子对PPL催化aldol反应立体选择性的影响,发现水和甲酰胺的调控作用机制是完全不同的；水能使酶在有机相中的构象更松弛,进而提高酶活性,而甲酰胺通过氢键作用提高环己酮的亲核进攻能力。从核磁共振谱图中能检测出甲酰胺和环己酮之间的氢键,同位素标记实验也证明了水和甲酰胺都是作为氢键供体起作用的。此外在酶促脱水反应中,甲酰胺比水具有更多的优势。论文建立了脂肪酶CALB/酰胺催化多组分反应生成螺嗯嗪化合物的新方法,并实现PPL催化aldol反应和CALB催化多组分反应串联成一锅合成手性螺嗯嗪化合物方法。实验通过合成中间体、同位素标记和酶定向进化等手段验证了CALB催化芳香醛、环己酮、硝基烯烃和乙酰胺多组分反应的机理；以醛和环酮的aldol产物为下一步反应的底物,考察了酶源、酶量、酰胺结构、酰胺量、底物比例等条件对反应的影响,合成一系列螺嗯嗪类化合物,并考察这类化合物的荧光性质。研究进一步利用PPL催化aldol反应和CALB催化多组分反应的串联反应,得到一系列手性螺蟋嗪化合物。论文研究建立D-氨基酸酰化酶(DA)催化双Michael加成合成螺[5.5]十一烷化合物及水调控方法,实验发现酰化酶DA具有催化1,3-二酮和(1E,4E)-1,5-二芳基-1,4-二烯-3-戊酮类化合物的双Michael加成反应的新活性,无酶、添加抑制剂和BSA的对照实验表明,双Michael加成反应主要是由DA酶活性中心催化的；实验研究发现少量水对该双Michael加成反应具有明显的促进作用；研究不同底物的酶促双Michael加成反应合成一系列螺[5.5]十一烷化合物,产物结构经核磁共振表征证实为顺式构型。论文共合成73种化合物,主要包括10种手性螺嗯嗪化合物,15种消旋螺嗯嗪化合物,5种螺[5.5]十一烷化合物。产物经’H-NMR、13C-NMR、FTIR、 HRMS等手段表征分析和验证。