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利用生物催化技术来合成手性化合物,其反应条件温和,选择性强,副反应少,收率相对较高,光学纯度高,环境污染较少,生产成本较低,因此受到越来越多的关注。本文对微生物法不对称催化还原4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯(TFAAE)生成(R)-4,4,4-三氟-3-羟基丁酸乙酯((R)-TFHBE)进行了研究,其成果如下:从市场上购得的活性干酵母及本实验室保藏的微生物菌株中,经初筛、复筛,获得一株产TFAAE还原酶的菌株葡萄汁酵母Saccharoinyces uvarum SW-58,该菌产酶稳定,所得TFHBE的摩尔转化率较高,立体选择性较好。对该菌种进行发酵工艺优化,得到了最佳发酵培养基配方:醋酸钠60 g/L,玉米浆30 g/L,KH2PO4 6 g/L ,MgSO4·7H2O 1 g/L。最佳发酵培养条件为:发酵温度30℃,初始pH值6.0,摇床转速180 r/min,发酵周期36 h。经过优化,4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯羰基还原酶酶活最高可达319.2 U/L,产物(R)-TFHBE的浓度由优化前的3.5 g/L提高到4.6 g/L,所得产物的光学纯度由优化前的60.8%e.e.提高到优化后的85.0%e.e.。对菌种还原TFAAE生产(R)-TFHBE工艺进行优化,确定了反应中菌体浓度为40 g/L,转化pH值为5.0,转化温度为30℃,以5%葡萄糖为辅助底物时转化效果较好,反应的摩尔转化率随底物浓度增加而下降,底物浓度30 g/L时产物浓度达到最高,在反应前添加产物,浓度超过10 g/L时产物对菌体的抑制比较明显,转化时间为6 h。初步研究了控制e.e.值的方法,发现通过添加抑制剂烯丙基溴,产物的e.e.值有小幅提高,但反应的摩尔转化率却有所下降,而对菌体进行加热处理,对产物的e.e.值没有影响,经过两次重结晶,产物的e.e.值可达到97.3%。在体系中添加树脂NKA-II来解除底物、产物抑制。首先确定了树脂吸附底物、产物的时间和树脂的添加量,考察了底物浓度对添加树脂NKA-II微生物转化的影响,同时还考察了树脂对辅助底物葡萄糖的吸附作用。经过耦合工艺优化过后,反应的摩尔转化率比优化前提高了66.9%,产物TFHBE最高浓度达到26.2 g/L。对产品的提取纯化进行了研究,采用溶剂萃取、旋转蒸发和减压蒸馏对产物进行提取和纯化,所得产品纯度为92.4%,收率70.6%,按旋光度方法计算本实验提取样品的光学纯度为81.9%e.e.,经过重结晶并用手性色谱分析,产品纯度为94.5%,对映体过量值达到97.3%e.e.。通过旋光度测定和GC-MS对产物进行定性鉴定,产物样品的气质联用图与标样的十分吻合,判断产品即为(R)-4,4,4-三氟-3-羟基丁酸乙酯。