Applications of β-Glucosidase in Organic Synthesis

Abstract

本實驗是將水溶性的β- 葡萄糖甘酵素應用在有機溶劑中，以進行合成上之應用。我 們分別就不同反應條件、如酵素的使用量、反應溫度、溶液酸鹼度、溶劑種類及受質 的濃度等因素來探討酵素於合成反應之催化特性。 研究顯示，酵素於合成反應中係扮演非均相催化的角色，以矽膠(silica gel)分散酵 素於反應系統中，可提升反應速率。酵素在溫度30-60 ℃間進行合成反應時，並不會 因高溫而快速失去活性，四種不同溫度對合成benzyl- β-D-glucopyranoside所得之 產率值幾乎相等。反應系統中所使用之緩衝溶液的酸鹼度對催化反應有明顯的影響， 以pH4.3-6.5 效果最佳。 溶液極性對反應有明顯的效應，溶劑極性大者，反應速率快，但產率低。而溶劑極性 小者，則反之。於混合溶液下反應常可得較佳之產率，其中以氰化甲烷、三級丁醇及 已烷以1:2:1 比例混合而成之90% 溶液效果最好。於反應系統中，提高受質濃度，亦 可有效的增加產率。 在合成研究上，我們使用逆水解法(reverse hydrolysis)進行糖甘化合物之合成，在 非糖受質部分，分別選用醇類、胺類和硫醇類作為反應物，以醇類為反應物時，可合 成出一級、二級和三級等糖甘化合物，其中一級和二級醇類有良好的反應性，而三級 醇類則反應性偏低。胺類則無反應，硫醇類產率偏低。 改變不同單糖為受質的研究顯示，葡萄糖較優於其他單糖如半乳糖、木糖、甘露糖、 果糖及N-acetyl-D-glucosamine等。