何首烏毛狀根對(duì)外源化合物的生物轉(zhuǎn)化研究以及貫葉連翹中化學(xué)成分的分離純化

何首烏毛狀根對(duì)外源化合物的生物轉(zhuǎn)化研究以及貫葉連翹中化學(xué)成分的分離純化（完整版）(文檔可以直接使用，也可根據(jù)實(shí)際需要修改使用,可編輯歡迎下載）

何首烏毛狀根對(duì)外源化合物的生物轉(zhuǎn)化研究以及貫葉連翹中化學(xué)成分的分離純化何首烏毛狀根對(duì)外源化合物的生物轉(zhuǎn)化研究以及貫葉連翹中化學(xué)成分的分離純化（完整版）(文檔可以直接使用，也可根據(jù)實(shí)際需要修改使用,可編輯歡迎下載）暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要該論文由兩部分組成。第一部分為何首烏毛狀根對(duì)外源化合物的生物轉(zhuǎn)化研究;第二部分為貫葉連翹HypericumperforatumL.中化學(xué)成分的研究。第一部分研究了何首烏毛狀根對(duì)呋喃橐吾酮的生物轉(zhuǎn)化。何首烏毛狀根生物轉(zhuǎn)化體系預(yù)培養(yǎng)10d后,加入乙醇溶解的外源底物呋喃橐吾酮,共培養(yǎng)一段時(shí)間后終止轉(zhuǎn)化。通過(guò)TLC手段檢測(cè)培養(yǎng)物和培養(yǎng)基中的產(chǎn)物,并利用柱層析法分離得到兩個(gè)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和,通過(guò)理化性質(zhì)和譜學(xué)方法鑒定其結(jié)構(gòu)分別為:3-oxo-eremophila-1,711-dien-12,8-olide和3-oxo-8-hydroxy-eremophila-1,711-dien-12,8-olide。第二部分為貫葉連翹中化學(xué)成分的研究。作者利用大孔樹(shù)脂、硅膠柱層析等多種現(xiàn)代色譜分離技術(shù)從貫葉連翹中分離得到6個(gè)化合物,并運(yùn)用波譜學(xué)方法,結(jié)合化學(xué)定性鑒別和物理常數(shù)測(cè)定等方法,對(duì)其中3個(gè)化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定。分別為:金絲桃素hypericin、β-谷甾醇β-sitosterol和胡蘿卜苷daucosterol。關(guān)鍵詞:何首烏毛狀根;生物轉(zhuǎn)化;呋喃橐吾酮;貫葉連翹;金絲桃素;分離鑒定1CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThepaperiscomposedoftwoparts.ThefirstoneistheresearchonbiotransformationofxenobioticsbytransgenichairyrootsofPolygonummultiforum.ThesecondisabouttheisolationandpurificationofchemicalcompoundsinHypericumperforatumL.Inthefirstpart,biotransformationoffuranoligularenoneinthehairyrootsofP.multiforumwasstudied.Afterpre-incubationofthehairyrootsofP.multiforumfortendays,thesubstratewasaddedintothehairyrootssystem.Andthentheywereco-culturedforsomedays.Twotransformedproducts,3-oxo-eremophila-1,711-di-en-12,8-olideand3-oxo-8-hydroxy-eremophila-1,711-di-en-12,8-olidewereisolatedfromthecultureandmedium.ThesecondchapterofthethesisisaboutthechemicalconstituentsfromH.perforatum.Sixcompoundswereisolatedfromtheplantsthroughthemodernchromatographic,suchasmacroporousresin,silicagelcolumnchromatography.Threecompounds,hypericin,β-sitosterolanddaucosterolwereidentifiedby113physical-chemicalpropertiesandspectradataH-NMR,C-NMR,MS.Keywords:TransgenicPolygonummultiforum;Hairyroots;Biotransformation;furanoligularenone,Hypericumperforatum;chemicalconstituents;Isolationandstructuralelucidation2CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章何首烏毛狀根對(duì)外源化合物的生物轉(zhuǎn)化研究緒論生物催化體系是迄今為止人類所知的最高效和最具有選擇性的溫和催化體系。生物體中的酶以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們想像的高速度催化各種生化反應(yīng)。酶不僅在生物體內(nèi),也能在生物體外促進(jìn)天然的和人工合成的化學(xué)分子的諸多轉(zhuǎn)化反應(yīng),并且顯示出優(yōu)良的化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性和立體選擇性。因此生物合成和生物轉(zhuǎn)化提供了許多常規(guī)化學(xué)方法不能或不易合成的化合物的合成方法。眾多研究結(jié)果表明,利用生物合成和生物轉(zhuǎn)化方法可以合成和制備許多包括光學(xué)純的醫(yī)藥產(chǎn)品及中間體在內(nèi)的復(fù)雜的功能化合物。絕大多數(shù)的生物合成和生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的條件非常溫和,而且反應(yīng)產(chǎn)物單純。從本質(zhì)上講生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)是一個(gè)與環(huán)境友善的綠色化學(xué)過(guò)程。生物合成和生物轉(zhuǎn)化方法不但經(jīng)濟(jì)效益明顯,而且對(duì)環(huán)境及社會(huì)發(fā)展,對(duì)綠色工業(yè)的建立都具有重要的戰(zhàn)略意義。眾所周知,植物能生產(chǎn)許多有價(jià)值的產(chǎn)品和許多有用的基本材料,包括纖維素、木材和橡膠等。植物還能生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物,如萜類、強(qiáng)心苷、香豆素、蒽醌、黃酮、芥子油苷和生物堿等,來(lái)用作藥物、香料、色素(食品添加劑)和農(nóng)藥。由于一些次生代謝產(chǎn)物的形成和累積不發(fā)生在高等植物的培養(yǎng)細(xì)胞中,且很難通過(guò)有機(jī)合成或工業(yè)化生產(chǎn)來(lái)解決。為了解決這些問(wèn)題,人們開(kāi)展了利用植物細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化外源底物的研究。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),植物培養(yǎng)細(xì)胞具有將容易得到以及廉價(jià)的底物轉(zhuǎn)化為稀有并且昂貴產(chǎn)物的能力。最近幾十年,利用植物培養(yǎng)細(xì)胞轉(zhuǎn)化外源化合物的研究越來(lái)越受到人們的重視。目前用作生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的植物細(xì)胞培養(yǎng)物主要有懸浮培養(yǎng)細(xì)胞、懸浮培養(yǎng)器官(莖尖、根)、固定化細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因器官(如毛狀根和冠癭組織)、植物酶制劑等。3CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文1.1植物生物轉(zhuǎn)化概述定義生物轉(zhuǎn)化Biotransformation,bioconversion,也稱生物催化Biocatalysis,是指利用植物離體培養(yǎng)細(xì)胞、固定化的植物(或微生物)細(xì)胞或從這些有機(jī)體中分離得到的酶等,對(duì)外源底物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾而獲得更有價(jià)值產(chǎn)物的一種技術(shù),其本質(zhì)是利用生物體系本身所產(chǎn)生的酶對(duì)外源化合物進(jìn)行酶催化反應(yīng)。它具有反應(yīng)選擇性強(qiáng)(立體選擇性、位置選擇性)、反應(yīng)條件溫和、副產(chǎn)物少、不造成環(huán)境污染和后處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),并且可以進(jìn)行傳統(tǒng)有機(jī)合成不能或很難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。生物轉(zhuǎn)化與生物合成Biosynthesis不同,后者是指利用整體細(xì)胞、器官和機(jī)體中簡(jiǎn)單的底物合成復(fù)雜化合物的過(guò)程。它們又和生物降解Biodegradation不同,在生物降解中,復(fù)雜的底物被分解為簡(jiǎn)單物質(zhì)。利用植物組織培養(yǎng)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,反應(yīng)的類型很多,包括糖基化、糖基酯化、羥基化、氧化還原反應(yīng)、甲基化、脫甲基化、水解反應(yīng)等。從某種意義上來(lái)說(shuō),植物培養(yǎng)體系作為一個(gè)多酶體[2]系可以催化一種外源底物發(fā)生多種反應(yīng)。但是由于產(chǎn)物產(chǎn)量的差別很大,說(shuō)明負(fù)責(zé)催化各個(gè)反應(yīng)的酶的數(shù)量和活性是不同的。從另一角度來(lái)說(shuō),可以通過(guò)調(diào)節(jié)酶來(lái)控制反應(yīng)發(fā)生的階段。植物生物轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)[3]利用植物培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化具有以下優(yōu)點(diǎn):1植物培養(yǎng)細(xì)胞可以在實(shí)驗(yàn)室條件下生長(zhǎng)。培養(yǎng)物具有性狀均一性,試驗(yàn)可以不受季節(jié)以及氣候的影響全年可以進(jìn)行,并且可以重復(fù)試驗(yàn)。2通過(guò)植物細(xì)胞培養(yǎng)可以累積到需要的足夠的產(chǎn)物含量。3植物細(xì)胞生長(zhǎng)周期一般在1~2周,方便進(jìn)行試驗(yàn)。4植物培養(yǎng)細(xì)胞幾乎可以無(wú)限制的生長(zhǎng)獲得足夠生物量。因此,現(xiàn)在植物培養(yǎng)細(xì)胞已經(jīng)象微生物如酵母、真菌和細(xì)菌一樣成為有機(jī)合成的一個(gè)良好的工具。利用微生物及其產(chǎn)生的酶進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化能夠產(chǎn)生許多有用的化合物。該方法所具有的優(yōu)點(diǎn)是:①生物量倍增時(shí)間短;②微生物的基因操作方法已廣泛建立。而植物生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)與之相比,生物量倍增時(shí)間較長(zhǎng),產(chǎn)生酶的種類較少且酶量低微。雖然具有這些缺點(diǎn),植物生物轉(zhuǎn)化還是有它的獨(dú)特之處:植物中具有許多微生物中不存在的獨(dú)特的酶,它們可以催化一定的反應(yīng)生成許多復(fù)雜的化合物,甚至是新化合物;而用化學(xué)合成的方法來(lái)合成這些化合物步驟煩瑣且費(fèi)用昂貴。4CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文因此利用植物細(xì)胞及從植物細(xì)胞中分離出的酶來(lái)進(jìn)行藥物生產(chǎn)或新藥研制開(kāi)發(fā)具有極大潛力。主要的生物轉(zhuǎn)化類型體外培養(yǎng)的植物細(xì)胞、器官可以生物轉(zhuǎn)化眾多類型的底物,幾乎可以對(duì)所有類型的天然產(chǎn)物進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化(包括芳香化合物、萜類、生物堿類、香豆素類和[4]甾體類等),進(jìn)一步的研究表明也可以對(duì)一些合成產(chǎn)物進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。體外培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是一種酶的催化反應(yīng),所以具有明顯的區(qū)域和立體選擇性,其反應(yīng)類型包括羥基化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、糖基化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)、甲基化反應(yīng)、乙?；磻?yīng)、異構(gòu)反應(yīng)等。羥基化植物細(xì)胞培養(yǎng)物通過(guò)在分子中的不同部位進(jìn)行立體選擇性羥基化反應(yīng)轉(zhuǎn)化外源底物。這些細(xì)胞具有部位特異和立體特異性,以及區(qū)別底物的不同對(duì)映體并選擇性地對(duì)其中之一進(jìn)行羥基化的能力。長(zhǎng)春花Catharanthusroseus的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物可將香葉醇、橙花醇以及左旋和右旋香芹酮通過(guò)其戊基側(cè)鏈羥基化為一系列的單羥基化異構(gòu)體轉(zhuǎn)化為抗真菌代謝物5--羥基新二羥基香芹醇。銀杏GinkgobilobaL.細(xì)胞懸浮培養(yǎng)體系對(duì)于紫杉烷類化合物SinenxanA進(jìn)[5,6]行生物轉(zhuǎn)化時(shí),可以將底物選擇性地進(jìn)行C-6、C-9位的羥基化,并且以C-9位的羥基化產(chǎn)物為多,反應(yīng)生成的羥基均為構(gòu)型,這個(gè)反應(yīng)說(shuō)明銀杏細(xì)胞懸浮培養(yǎng)體系具有對(duì)底物進(jìn)行區(qū)域選擇性和立體選擇性羥基化的能力(Fig.1)。AcOR1OHGinkgocellculturesOAcOAc25,6daysHH2020AcOHOAcAcOHOAcSinenxanA1RAcO12ROH1Fig.1BiotransformationofSinenxanAbyGinkgocellcultures5CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文1羥基化的區(qū)域選擇性對(duì)目標(biāo)分子的區(qū)域和立體選擇性羥基化是植物細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化外源底物的一個(gè)重要特征,利用這一特征可以生產(chǎn)有用化合物Scheme1。plantculturedcellsCHCHOH2Scheme1文獻(xiàn)報(bào)道了煙草培養(yǎng)細(xì)胞Nicotianatabacum具有羥基化沉香醇linalool、二羥沉香醇dihydrolinalool以及他們的乙酰衍生物反式甲基的能力,得到的產(chǎn)[7]物為8位羥基衍生物。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)具有端基、橋環(huán)、環(huán)外C-C雙鍵的單萜類化合物也具有這種羥基化的能力。轉(zhuǎn)化成功的底物包括-萜品醇及其乙[8-10][11][12]酰衍生物,-萜品醇及其乙酰衍生物,-萜品醋酸脂-terpinylacetate等。這些萜品醇化合物被羥基化的位置在烯丙基碳碳雙鍵的碳原子上,產(chǎn)物為相應(yīng)的烯丙allyl醇類化合物Scheme2。plantculturedcellsOHScheme22羥基化的立體選擇性植物細(xì)胞進(jìn)行的羥基化反應(yīng)幾乎全部具有立體選擇性:1-萜品醇及其乙酰[11]化合物的4位羥基化僅得到順式異構(gòu)體;2-萜品醇乙酰衍生物橋環(huán)碳的羥基[10]化的主要產(chǎn)物是一個(gè)反式的二醇;3-萜品醋酸脂terpinylacetate的羥基化[12]產(chǎn)物主要是一個(gè)反式的二醇(羥基與1-acetoxyl基為反式)。因此,植物培養(yǎng)細(xì)胞具有立體選擇性羥基化碳碳雙鍵的能力Scheme3。plantculturedcellsOHHOScheme33羥基化的底物特異性人們利用-萜品醇及其衍生物進(jìn)行了植物細(xì)胞羥基化反應(yīng)的對(duì)映選擇性研6CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文究。-萜品醇的6位羥基化產(chǎn)物以4R--萜品醇及其衍生物為主,4S-產(chǎn)物相對(duì)[10]較少。另一方面,植物細(xì)胞對(duì)4S--萜品醋酸脂terpinylacetate烯鍵的羥基化能力強(qiáng)于4R-異構(gòu)體Fig.2。7HydroxylationHydroxylation162534OROR81094R--tepinol4S--tepinolFig.2Biotransformationof-tepinolbyplantcell因此,植物培養(yǎng)細(xì)胞能夠區(qū)別底物的對(duì)映異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)差異,并且會(huì)選擇性的優(yōu)先羥基化其中一個(gè)異構(gòu)體。據(jù)推測(cè)植物細(xì)胞這種區(qū)別不同異構(gòu)體進(jìn)行生物轉(zhuǎn)[9]化的能力可能是由不同的酶系統(tǒng)催化的。4二醇的形成利用煙草培養(yǎng)細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化-乙酸松油酯terpinylacetate,進(jìn)而研究了二醇[13]的形成過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)二醇是有碳碳雙鍵的環(huán)氧化作用形成環(huán)氧化合物、然后環(huán)氧化合物的水解形成的Fig.3。OAcOAcOAcOHOOHγFig.3BiotransformationofterpinylacetatebyN.tabacum人們利用培養(yǎng)的Jsminumofficnale愈傷組織無(wú)細(xì)胞cell-free系統(tǒng)環(huán)氧化異戊烯(基),證明了植物細(xì)胞中環(huán)氧化酶的存在;盡管該植物的愈傷組織以及懸[14]浮細(xì)胞培養(yǎng)物中都不能產(chǎn)生任何環(huán)氧化物。7CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文糖基化糖基化反應(yīng)可以使得許多外源化合物的理化性質(zhì)與生物活性發(fā)生較大的變化,例如糖基化反應(yīng)可促使水不溶或溶解性不好的化合物轉(zhuǎn)化為水溶性化合物,由于化學(xué)合成和微生物體系較難完成糖基化反應(yīng),因此,植物細(xì)胞糖基化在這一[15]反應(yīng)中起著重要的作用。各類培養(yǎng)體系的植物培養(yǎng)物都具有糖基化外源化合物的能力。植物細(xì)胞糖基化與化學(xué)反應(yīng)合成糖苷相比,有如下特點(diǎn):a前者是一步反應(yīng),副產(chǎn)物少;而后者包括乙?；?、糖基化、去乙?；榷嗖椒磻?yīng),副產(chǎn)物多;b前[16]者具有空間特異性,后者需要使用保護(hù)劑才能糖基化特殊的空間位點(diǎn)。糖基化的機(jī)制植物及其培養(yǎng)物體內(nèi)富含尿苷二磷酸葡萄糖。是葡萄糖的高能活性形式,是合成葡萄糖苷的前體。植物培養(yǎng)物利用外源化合物糖基轉(zhuǎn)移酶糖基化外源化合物,得到相應(yīng)的糖苷和尿苷二磷酸。果糖苷、鼠李糖苷、洋地黃糖苷、阿拉伯糖苷等的形成機(jī)制與葡萄糖苷的形成機(jī)制相似。ER-OH+UDPGUDP+R-OG植物培養(yǎng)物糖基化外源化合物的反應(yīng)可以分為兩類:直接糖基化:如含、、、、、等官能團(tuán)的化合物被糖基化,這類反應(yīng)較為常見(jiàn)。間接糖基化:如桉樹(shù)腦、茴香酮、龍腦、石竹烯氧化物等不含上述官能團(tuán)的化合物被糖基化。這類反應(yīng)可能先由植物微粒體內(nèi)的單加氧酶羥基化,再由糖基轉(zhuǎn)移酶發(fā)揮作用。糖基化的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):糖基化形成的苷鍵原子絕大多數(shù)是氧,目前只發(fā)現(xiàn)一例是氮。氧苷又包括酚苷、醇苷、酯苷。苷鍵的構(gòu)型一般是β構(gòu)型。糖的種類主要有葡萄糖、葡萄糖衍生物、果糖、鼠李糖、洋地黃糖、阿拉伯糖、木糖等。內(nèi)端糖常以、、位極少數(shù)以位與外源化合物相連。糖與糖之間以、連接為主極少數(shù)以連接。糖基化產(chǎn)物的分布特點(diǎn):糖基化產(chǎn)物的分布方式有兩種:細(xì)胞內(nèi)和培養(yǎng)基中。[17]糖基化產(chǎn)物被分泌到培養(yǎng)基中,細(xì)胞毒性降低。Ushiyama發(fā)現(xiàn)外源化合物極性越小,糖基化產(chǎn)物越易被分泌到培養(yǎng)基中。8CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文植物培養(yǎng)細(xì)胞能夠進(jìn)行兩種類型的糖基化反應(yīng):一種是羧基和糖分子之間的[18][19]酯化反應(yīng)。另一種是羥基和糖分子之間的糖基化反應(yīng)。①酯化作用丙酸鹽衍生物和幾種糖如葡萄糖、木糖、肌糖和蔗糖的酯化反應(yīng),已經(jīng)在人參Panaxginseng的根培養(yǎng)中和煙草,Dioscoreophyllumcummensii,阿拉伯咖[20]啡Coffeaarabica和Coronillavaria的細(xì)胞培養(yǎng)中被觀察到scheme4。HOHOOHOHOHOPanaxginsengCOOHOmyo-inositolesterRS-2-phenylpropionicacidScheme4②糖基化人們研究植物培養(yǎng)細(xì)胞的羰基化能力發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)以酚類化合物為底物的糖基化表現(xiàn)出非常高的活性。在靜止期晚期植物培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)七葉苷原的糖基化能力達(dá)到最高,共培養(yǎng)24h后大約10%的底物被轉(zhuǎn)化為6-O--D葡萄糖苷[21]Scheme5。OHHOHOHOHOGardeniajasminoidesOHOHHHOOOHHOHOOScheme5另外,在植物培養(yǎng)細(xì)胞的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期對(duì)水楊醇表現(xiàn)出很高的糖基化活性,共[22]培養(yǎng)4d后大約70%的底物被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的葡萄糖苷。有趣的是,雖然多種植物獲得的不同細(xì)胞珠系糖基化水楊醇的主要產(chǎn)物是異水楊苷,但用梔子Gardeniajasminoides培養(yǎng)細(xì)胞糖基化該底物的主要產(chǎn)物是水楊苷。這提示我們[22]不同植物系統(tǒng)內(nèi)的糖基化酶存在一定的差異。9CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文[23]Fliniaux等人將7-羥基-6-甲氧基香豆素Scopoletin加入到幾種茄科植物N.plumbaginifolia,N.tabacum,Duboisiamyoporoides,Solanumaviculare,PapaversomniferumL.的懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系中,發(fā)現(xiàn)底物加入后濃度迅速降低,24小時(shí)后,底物已檢測(cè)不到,其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物為其糖基化衍生物ScopolinFig.4。OHOOOGlc.OOMeOMeOScopoletinScopolinFig.4BiotransformationofScopoletintoScopolin3影響糖基化的因素植物培養(yǎng)物的影響:植物培養(yǎng)物的種類、株系、生長(zhǎng)階段都將影響特定外源[23]化合物的糖基化。Nakajima等發(fā)現(xiàn)不同株系的煙草懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的糖基化產(chǎn)物的構(gòu)型不同,白色煙草細(xì)胞的糖基化產(chǎn)物全是R構(gòu)型,綠色煙草細(xì)胞的糖基化產(chǎn)物全是S構(gòu)型,原因可能是不同株系產(chǎn)生了不同的酶系統(tǒng)。[24]Solet發(fā)現(xiàn)懸浮培養(yǎng)的積雪草Centellaasiatica細(xì)胞的生長(zhǎng)階段將影響糖基化產(chǎn)物的產(chǎn)量、含量、糖基化率,并認(rèn)為懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期初期是糖基化外源化合物的最佳期。外源化合物的影響:外源化合物的量、理化性質(zhì)(如極性、溶解性、穩(wěn)定性、分子結(jié)構(gòu))等都會(huì)影響其被植物培養(yǎng)物糖基化。外源化合物有細(xì)胞毒性,任何一種植物培養(yǎng)物所能糖基化外源化合物的量都有一個(gè)閾值,一旦超過(guò),其生長(zhǎng)將被抑制,甚至導(dǎo)致其死亡。懸浮培養(yǎng)的人參根對(duì)極性越強(qiáng)的外源化合物,其糖基化率越低,可能是外源化合物的極性越強(qiáng),根的吸收率越低。洋地黃毒苷元、甘草次酸、鬼臼毒素等外源化合物溶解度小,難以被植物培養(yǎng)物吸收,加入吐溫-80、環(huán)糊精等助溶劑增加其溶解度,可改善吸收而易被糖基化。[23]Nakajima等研究懸浮培養(yǎng)的白色煙草細(xì)胞糖基化羥基苯甲酸的三種異構(gòu)體,發(fā)現(xiàn)只有伯醇基被糖基化,且酚羥基的取代位置會(huì)影響伯醇基的糖基化率,糖基化率的大小順序是間位對(duì)位鄰位。4糖基化的生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)10CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文從理論上講,各類培養(yǎng)體系的植物培養(yǎng)物都具有糖基化外源化合物的能力。懸浮培養(yǎng)細(xì)胞是最常見(jiàn)的糖基化反應(yīng)器。例如桉樹(shù)細(xì)胞Eucalyptusperriniana能糖基化對(duì)氨基苯甲酸、丁香酚、異丁香酚、托品酸、甘草次酸、單萜類化合物。細(xì)胞發(fā)酵培養(yǎng)是懸浮培養(yǎng)的放大,不但能大規(guī)模合成次生代謝產(chǎn)物,而且能大規(guī)模糖基化外源化合物,但由于植物細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢、轉(zhuǎn)化率低、易污染,所以細(xì)胞發(fā)酵培養(yǎng)糖基化外源化合物成功的例子不多。少量固定化培養(yǎng)細(xì)胞能糖基化大量外源化合物,轉(zhuǎn)化率高。Ri質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的毛狀根和Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的冠癭組織具有激素自養(yǎng)、生長(zhǎng)迅速、遺傳性狀穩(wěn)定、次生代謝產(chǎn)物合成能力強(qiáng)等特點(diǎn),可作為一種大規(guī)模培養(yǎng)的新型糖基化反應(yīng)器。5糖基化的應(yīng)用前景外源化合物被植物培養(yǎng)物糖基化后,其理化性質(zhì)與生物活性發(fā)生較大改變,能得到新的調(diào)味品、化妝品、藥品等。辣椒堿被糖基化后刺激性減小,水溶性增強(qiáng),可以用做調(diào)料。崖柏素被糖基化后水溶性和穩(wěn)定性增強(qiáng),可用做洗發(fā)液防腐劑。通過(guò)懸浮培養(yǎng)的小果咖啡Coffeaarabica細(xì)胞糖基化香草醛,既能消除其怪味,又不改變其抗菌、抗突變的作用,使香草醛氧苷有可能成為新的調(diào)料和藥品。大麻酚、大麻二酚和大麻二醇酸的生理活性強(qiáng),但難以化學(xué)合成,水溶性和穩(wěn)定性也很差,通過(guò)懸浮培養(yǎng)的半夏Pinelliaternate細(xì)胞使其糖基化,可能得到藥用價(jià)值更大的化合物。華蟾毒精是蟾蜍中的主要蟾蜍甾烯類成分。體外實(shí)驗(yàn)表明,它們對(duì)多種腫瘤[24]細(xì)胞株均具有較強(qiáng)的抑制作用。葉敏等利用長(zhǎng)春花植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)對(duì)華蟾蜍精進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化研究表明,長(zhǎng)春花細(xì)胞體系對(duì)華蟾蜍精具有很強(qiáng)的轉(zhuǎn)化能力,可以選擇性的對(duì)華蟾蜍精C-16位進(jìn)行糖基化修飾,6d后底物幾乎全部發(fā)生轉(zhuǎn)化。研究發(fā)現(xiàn),蟾蜍甾烯天然的結(jié)合方式均為與有機(jī)酸形成酯鍵,而未見(jiàn)有與糖基形成苷鍵的化合物。因此,利用外源性植物酶體系的糖基化能力,催化天然產(chǎn)物生成糖苷,體現(xiàn)了生物轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢(shì)。氫醌hydroquione是酪氨酸酶活性抑制劑,但其刺激性強(qiáng)、副作用大,僅[25]在臨床中限量使用。趙明強(qiáng)等在培養(yǎng)22d的人參毛狀根中,加入氫醌培養(yǎng)24h,使其轉(zhuǎn)化為熊果苷,轉(zhuǎn)化率達(dá)89%。氫醌轉(zhuǎn)化為熊果苷后,其水溶性增強(qiáng),毒性降低,擴(kuò)大了使用范圍。由于該糖基化條件可控,產(chǎn)量高且穩(wěn)定,為工業(yè)化開(kāi)發(fā)人參屬植物所不能合成的天然化合物奠定了基礎(chǔ)。11CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文醇和酮的氧化還原反應(yīng)通過(guò)植物細(xì)胞培養(yǎng)可以將醇轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酮。對(duì)于一些手性化合物的生產(chǎn)來(lái)說(shuō),對(duì)映選擇性氧化反應(yīng)是非常有用的。煙草細(xì)胞對(duì)單萜醇以及二環(huán)單萜醇醇羥基的氧化具有對(duì)映選擇性;植物培養(yǎng)細(xì)胞能夠區(qū)別p-menthan-2-ol、bicyclo、heptane-2-ol以及bicyclo、heptane-3-ol[26,27]的衍生物,并且對(duì)映選擇性的氧化他們的羥基。煙草的懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系能夠?qū)⑼庠吹腞S-borneol(冰片,龍腦)和RS-isoborneol(異龍腦)轉(zhuǎn)化成[28]1R,4R-campho(r樟腦)。實(shí)驗(yàn)表明1S,2S,4R-Borneol和1S,2R,4R-isoborneol被氧化成相應(yīng)的酮,但是1S,2R,4S-borneol和1S,2S,4S-isoborneol不能被轉(zhuǎn)化[29]Fig.5。并且他們的光學(xué)收率大約為90~95%Scheme6,7。所以對(duì)映選擇性的氧化反應(yīng)可以通過(guò)外消旋的羥基化合物制備手性醇或酮類化合物。OHOOHHON.tabacam++RS-borneolHOOHOOHN.tabacam++RS-isoborneolFig.5BiotransformationofBomeoltoCamphorbyN.tabacum水解反應(yīng)1乙?；乃鈱?duì)映選擇性水解非常的有意義,因?yàn)檫@個(gè)轉(zhuǎn)化反應(yīng)有利于外消旋醋酸鹽的光學(xué)拆分。煙草培養(yǎng)細(xì)胞能夠方便的將-乙酸松油酯對(duì)映選擇性的水解Scheme,[910]6。OHN.tabacamHydrolysisOAcOHScheme612CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文隨后,人們又利用煙草培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行了其他底物對(duì)映選擇性水解的研究,底物為乙酸冰片酯bornylacetate,異乙酸冰片酯isobornylacetate和異松樟酮isopinocamphenylacetate。R構(gòu)型的乙?；鶊F(tuán)容易發(fā)生水解反應(yīng)。人們還進(jìn)行了用Spirodelaoligorrhiza對(duì)RS-1-苯乙烯乙酸phenylethylacetate及其衍生物進(jìn)[30]行水解反應(yīng)的研究,結(jié)果產(chǎn)物僅為R-醇類。2003年,葉敏等用長(zhǎng)春花懸浮Catharanthusroseus培養(yǎng)細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化蟾蜍毒素,得到5個(gè)16位的水解產(chǎn)物,且16位碳均為R構(gòu)型。戴均貴在利用銀杏懸浮培養(yǎng)細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化sinenxanA的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn),sinenxanA被區(qū)域選擇性的[31]在C-10、C-14位脫去乙酰基。趙昱等利用蛇根木懸浮Rauwolfiaserpentina培養(yǎng)細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化紫杉醇也區(qū)域選擇性的得到C-10乙酰水解產(chǎn)物。[32]果德安等還利用長(zhǎng)春花CatharanthusroseusL.G.Don,桔梗PlatycodonGrandiflorum懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系對(duì)來(lái)源于動(dòng)物的cinobufagin1蟾蜍二烯羥酸內(nèi)酯進(jìn)行了研究。培養(yǎng)6d得到2~5四個(gè)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,它們對(duì)HL-60細(xì)胞毒活性都高于母體化合物1,其中4為新化合物Fig.6andTable1-2。OOR5R4HOHR1R2R3RRRRR123451OHHHHOAc2OHHOHHOH3HOHHHOH4OHHHOHOH5HOHOHHOHFig.6BiotransformationofcinobufaginbyCatharanthusroseusandPlatycodonGrandiflorumsuspensioncells13CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文Table1-2Cytotoxicactivitiesofcompounds1?5againsthumancancercelllinesICmol/l50CompoundBel-7402HelaHL-60MCF-710.603.1120.2914.5627.4124.2611.00?3??4.9074.034?60.200.02?5??3.10?2其他基團(tuán)的水解有人報(bào)道了羥氨基和醚鍵的水解,香芹(酮)肟和二氫黃蒿萜醇被煙草培養(yǎng)[33]細(xì)胞水解為相應(yīng)的酮類化合物。替巴因thebaine也能夠被罌粟Papaver[34]somniferum細(xì)胞水解為相應(yīng)的醇Scheme7。MeNNHPapaversomniferumMeOOMeMeOOMeScheme7Fig.7Biotransformationofthebainebypapaversomniferumcells[35][36]果德安等應(yīng)用長(zhǎng)春花CatharanthusroseusL.G.Don,桔梗PlatycodonGrandiflorum懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系對(duì)天麻素進(jìn)行了生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)研究。經(jīng)過(guò)8d培養(yǎng)形成轉(zhuǎn)化產(chǎn)物?對(duì)羥基苯甲醇,為天麻素水解后形成的甙元Fig.8。CHOH2CHOH2suspensioncells25,8dOGluOHFig.8ThebiotransformationpathwayofgastrodinbyCatharanthusroseusandPlatycodonGrandiflorumcellsuspensioncultures.14CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文環(huán)氧化作用環(huán)氧化作用可以用于具有細(xì)胞毒性的倍半萜烯的結(jié)構(gòu)修飾。莪術(shù)Curcumazedoaria細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物中大根香葉酮(germacrone)的環(huán)氧化反應(yīng)就是成功的實(shí)例之一。在煙草懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系中加入terpinylacetate(乙酸松油酯),在環(huán)氧酶的[25]作用下其C-C雙鍵環(huán)化生成環(huán)氧化物,但此產(chǎn)物會(huì)繼續(xù)水解生成二醇Fig.6。將thujopsene加入紅麻,煙草,長(zhǎng)春花的植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)體系中一部分底物發(fā)[37]生環(huán)氧化反應(yīng),其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物為3-epoxythujopsan-5-olFig.9。thujopsene3-epoxythujopsan-5-oFig.9Biotransformationofthujopseneto3-epoxythujopsan-5-ol羰基還原反應(yīng)在植物細(xì)胞培養(yǎng)中有很多關(guān)于酮和醛經(jīng)過(guò)還原反應(yīng)生成相應(yīng)的醇的報(bào)道。在這一反應(yīng)中,氫進(jìn)攻羰基表面發(fā)生還原反應(yīng),使羥基化合物在具羥基基團(tuán)的部位具有手性。N.sylvestris或長(zhǎng)春花細(xì)胞懸浮培養(yǎng)中得到的全細(xì)胞、細(xì)胞提取物或者培養(yǎng)液都能夠?qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng),這要?dú)w因于其過(guò)氧化物酶胞外分泌到培養(yǎng)基中。在合適的條件下,大約87%的底物可在40分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)產(chǎn)物。桔梗(Platycodongrandiflorus)懸浮培養(yǎng)體系中加入抗癌天然活性成分斑蝥素Ia,培養(yǎng)6d,從培養(yǎng)液中分離得到一對(duì)差向異構(gòu)體1-羥基斑蝥素IIa及[38]1-羥基斑蝥素IIb。IIa和IIb均為未見(jiàn)報(bào)道的新化合物Fig.10?？梢?jiàn),桔梗細(xì)胞培養(yǎng)體系對(duì)斑蝥素具有較強(qiáng)的選擇性還原作用,此轉(zhuǎn)化反應(yīng)可用于斑蝥素衍生物的制備。15CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文OOOOOOOOO+OHOHOHHIaIIaIIbFig.10BiotransformationofcantharidinbyPlatycodongrandiflorusEutypine[4-hydroxy-3-3-methyl-3-butene-1-ynylbenzaldehyde],是由ascomycetefungus細(xì)菌Eutypalata產(chǎn)生的,它會(huì)導(dǎo)致葡萄樹(shù)的頂枯病。在葡萄愈傷組織及體外培養(yǎng)的葡萄小植株中都存在Eutypine還原酶能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化成為還原產(chǎn)物?無(wú)毒[39]的醇,試驗(yàn)結(jié)果還表明在體外培養(yǎng)葡萄小植株的葉子中不存在這種還原酶Fig.11。CHOHCHO2EutypinereductaseOHOHEutypinolEutypineFig.11Thebiotransformationofeutypineintoitscorrespondingalcoholmetaboliteeutypinol用煙草培養(yǎng)細(xì)胞對(duì)映選擇性還原2-和3-氧代,p-薄荷烷,如1R,4R-和1S,4S-二羥基香芹酮,1S,4R-和1R,4S-異二羥基香芹酮見(jiàn)Scheme8,9。OHON.tabacamScheme816CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文OHOOHN.tabacam+Scheme91R,4S-menthone,1R,4R-和1S,4S-carvomenthones也能被煙草細(xì)胞立體選擇性還原。在還原反應(yīng)過(guò)程中,氫原子優(yōu)先從羰基的re面進(jìn)攻得到一個(gè)具有S手性的羥基化合物。有趣的是,培養(yǎng)的植物細(xì)胞在還原轉(zhuǎn)化過(guò)程中能夠區(qū)別2-和3-氧代,p-薄荷烷;p-薄荷烷-2-酮能夠高效率的轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醇,但是當(dāng)用[40]p-薄荷烷-3-酮為底物時(shí)不能發(fā)生上述反應(yīng)。另外,細(xì)胞立體選擇性還原1R,4R-2-oxo-p-menthanes,然而對(duì)4S差相異構(gòu)體的選擇性較低。雙鍵的還原反應(yīng)Astasialonga的細(xì)胞培養(yǎng)物能夠產(chǎn)生兩種烯酮enone還原酶,可以還原香芹[58]酮的C-C雙鍵Fig.12。人們利用此反應(yīng)來(lái)研究了carvone的立體化學(xué)及其作用機(jī)制。OOHOH+carvoneFig.12Biotransformationofcarvonetoenone該反應(yīng)具有部位特異性。Carvone的C-C雙鍵還原包括反式加成Fig.13。Fig.13StereospecifichydrogenattackinthereductionoftheC?CdoublebondandthecarbonylgroupofR?carvonebyA.longa.17CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文人們對(duì)煙草培養(yǎng)細(xì)胞以及從其細(xì)胞中提取的酶還原4R-香芹酮環(huán)內(nèi)雙鍵的立體選擇性進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn):1碳碳雙鍵被區(qū)域選擇性的被還原。2還原的立體選擇性表現(xiàn)在:在香芹酮C-1的si面和C-6的re面反位加氫得到1R,4R-二氫[41]香芹酮。3C-1,C-6還原的反應(yīng)中的氫原子分別來(lái)自培養(yǎng)基和NADH。在長(zhǎng)葉薄荷酮pulegone和馬鞭草烯酮verbenone的生物轉(zhuǎn)化中也發(fā)生了這樣的立體選擇性還原。另外,培養(yǎng)細(xì)胞能夠區(qū)別馬鞭草烯酮verbenone的[42]對(duì)映異構(gòu)體,并且能夠?qū)τ尺x擇性的還原1S,5S-對(duì)映異構(gòu)體的碳碳雙鍵。硝基還原反應(yīng):北洋金花Daturainnoxia,長(zhǎng)春花以及Myrophyllum屬植物細(xì)胞培養(yǎng)物都能夠?qū)NT2,4,6-trinitrotoluene經(jīng)過(guò)硝基還原反應(yīng)生成ADNT2,4,6-aminodinitrotoluene。1.3毛狀根培養(yǎng)物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)年Chilton等報(bào)道發(fā)根農(nóng)桿菌Agrobacteriumrhizogenes能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生細(xì)小、多分枝、叢生枝的根,沿著這些根有更細(xì)小的毛狀物伸出,故稱這種根為毛狀根hairyroot。毛狀根是由發(fā)根農(nóng)桿菌含有的rootinducing質(zhì)粒引起的。許多天然藥物是植物次級(jí)代謝產(chǎn)物這些產(chǎn)物來(lái)源于種植的植物或培養(yǎng)的植物細(xì)胞或器官。隨著天然植物資源的匱乏,培養(yǎng)植物細(xì)胞和器官來(lái)獲取植物藥顯得越來(lái)越重要。毛狀根是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的植物藥來(lái)源。毛狀根中代謝產(chǎn)物種類多數(shù)情況下與原植物根中一樣。毛狀根中次級(jí)代謝產(chǎn)[43]物含量有時(shí)高于原植物根,趙壽經(jīng)等培養(yǎng)的人參毛狀根中人參皂甙單體[44]含量達(dá)到10.38mg/g,超過(guò)栽培六年生人參根中含量6.45mg/g。胡之璧等在中國(guó)傳統(tǒng)藥材丹參毛狀根培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn),有七種丹參酮存在于毛狀根組織中,其中丹酚酸的含量超過(guò)原植物的倍。此外,毛狀根還能產(chǎn)生某些藥用植物細(xì)胞培養(yǎng)不能合成的有效成分。如長(zhǎng)春堿和長(zhǎng)春新堿是存在于長(zhǎng)春花中的具有抗癌作用的雙吲哚生物堿,在長(zhǎng)春花細(xì)胞培養(yǎng)中,一直未能檢測(cè)到這兩種生物堿。誘導(dǎo)長(zhǎng)春花形成毛狀根后,從毛狀根中檢測(cè)到了長(zhǎng)春堿。18CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)部分2.1材料儀器:ALC-110.4電子天平ACCULAB公司雷磁pHS-25數(shù)顯pH計(jì)上海精密科學(xué)儀器LDZX-40BI型立式自動(dòng)壓力蒸汽滅菌鍋上海申安醫(yī)療器械廠SW-CJ-ZFD型雙人單面凈化工作臺(tái)蘇州凈化設(shè)備HPS-250生化培養(yǎng)箱哈爾濱東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)HZQ-QX全溫振蕩器哈爾濱東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)DHG-9123A型鼓風(fēng)干燥箱上海益恒實(shí)驗(yàn)儀器EYELA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上海愛(ài)朗儀器SGW顯微熔點(diǎn)儀上海精密科學(xué)儀器WR0-20B型超純水機(jī)杭州萬(wàn)潔水處理設(shè)備YA.ZDI-5自控型不繡鋼電熱蒸餾水器上海申安醫(yī)療器械廠JJ-500型精密電子天平美國(guó)雙杰兄弟(集團(tuán))KQ-250B型超聲波清洗器昆山市超聲儀器ZF-I型三用紫外分析儀上海顧村電光儀器廠玻璃儀器氣流烘干器鞏義市英峪予華儀器廠BrukerAdvance400MHz核磁共振波譜儀Bruker公司BrukerEsquise2000質(zhì)譜儀(ESI-MS)Bruker公司4000QTrab質(zhì)譜儀(FAB-MS)ABI公司N-1000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀日本Eyela公司A-3S真空泵日本Eyela公司冷阱CCA-1110日本Eyela公司DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥器上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備DZF-6050型真空干燥器上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備19CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishtoremovethisline,clickheretobuyVirtualPDFPrinter暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文試劑薄層層析硅膠青島海洋化工廠柱層析硅膠青島海洋化工廠大孔樹(shù)脂安徽三星SephadexLH-20AmershamPharmaciaBiotechAB其它有機(jī)試劑均為分析純。培養(yǎng)體系[45]何首烏毛狀根懸浮培養(yǎng)體系的建立及培養(yǎng)參照文獻(xiàn),所用培養(yǎng)基為MS,蔗糖用量為30g/L,pH在滅菌前調(diào)至5.75,培養(yǎng)條件:25℃,110rpm下暗培養(yǎng);繼代周期:15d。底物呋喃橐吾酮:王乃利教授惠贈(zèng);底物經(jīng)HPLC檢測(cè),純度達(dá)98%以上。2.2實(shí)驗(yàn)方法轉(zhuǎn)化預(yù)實(shí)驗(yàn)將接種量約為5g的何首烏毛狀根(鮮重)加入250mL三角瓶(內(nèi)裝100mL培養(yǎng)基)中,在搖床轉(zhuǎn)速為110rpm,25℃,黑暗條件下振蕩培養(yǎng)10d。精確稱取底物,乙醇溶解,使其濃度為20mg/mL,底物溶液在無(wú)菌下加入3瓶培養(yǎng)物中,0.5mL/瓶,迅速搖勻,同樣條件下繼續(xù)培養(yǎng)。另取3瓶培養(yǎng)物,每瓶加入相同體積的乙醇(不含底物)作為空白對(duì)照。產(chǎn)物的檢測(cè)底物加入培養(yǎng)物中,共培養(yǎng)一段時(shí)間后,抽濾,分別獲得何首烏毛狀根培養(yǎng)物和培養(yǎng)基。培養(yǎng)物用蒸餾水沖洗3次,于55℃條件下烘干至恒重,粉碎機(jī)打成粉末狀,稱取10mg培養(yǎng)物于容量瓶中,甲醇定容至5mL,超聲提取1h后,甲醇補(bǔ)足至刻度;培養(yǎng)基定容至200mL后,取10mL,-20℃保存。TLC檢測(cè)。同時(shí)同樣方法平行處理對(duì)照組的培養(yǎng)基和培養(yǎng)物,進(jìn)行TLC檢測(cè)。產(chǎn)物的分離純化將128mg底物加到預(yù)培養(yǎng)10天的何首烏毛狀根培養(yǎng)瓶中,共培養(yǎng)一段時(shí)間。20CreatePDFwithGO2PDFforfree,ifyouwishto 第二章堿金屬第一課時(shí)鈉及其化合物【考綱要求】1.鈉的性質(zhì)及用途。2.Na2O和Na2O2的性質(zhì)及用途。3.Na2CO3、NaHCO3、NaOH的性質(zhì)及用途。4.Na2O2與H2O、CO2的反應(yīng)原理，以及反應(yīng)前后氣體體積差和質(zhì)量差在計(jì)算中的應(yīng)用。教與學(xué)方案【自學(xué)反饋】一、鈉的物理性質(zhì)金屬鈉質(zhì)地、光澤，密度比水，能于水，熔點(diǎn)低。是的良導(dǎo)體。二、鈉的化學(xué)性質(zhì)1.金屬鈉露置在空氣中的變化過(guò)程(在下面括號(hào)中填寫化學(xué)式)銀白色金屬鈉→表面變暗→出現(xiàn)白色固體→表面變成溶液()()()()()()()→白色塊狀物質(zhì)→白色粉末狀物質(zhì)()()()()2.完成下列化學(xué)方程式①Na+H2O→解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；浮熔游紅②Na+H2O+FeCl3→③Na+HCl→④C2H5OH+Na→三、CO2與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷1.CO2+2NaOH→2.CO2+NaOH→3.CO2+Na2CO3+H2O→4.由CO2和NaOH如何制取Na2CO3？四、Na2CO3與鹽酸的反應(yīng)(不用其它試劑鑒別Na2CO3與鹽酸的方法)1.向鹽酸里逐滴加入Na2CO3溶液化學(xué)方程式2.向Na2CO3溶液里逐滴加入少量的鹽酸化學(xué)方程式五、過(guò)氧化鈉的強(qiáng)氧化性(完成化學(xué)方程式)1.Na2O2與SO2反應(yīng)2.Na2O2投入FeCl2溶液中，可將Fe2+氧化Fe3+，同時(shí)生成Fe(OH)3沉淀3.Na2O2投入氫硫酸中，可將H2S氧化成單質(zhì)硫，溶液變混濁4.Na2O2投入Na2SO3溶液中，可將SO32－氧化成SO42－5.Na2O2投入品紅溶液中，因其有氧化性，所以有漂白性，可使品紅溶液褪色。六、鈉的冶煉化學(xué)方程式；七、鈉的存放和取用?！纠}解析】[例1]用金屬鈉制取Na2O通常采用下法；2NaNO2+6Na=4Na20+N2↑。試說(shuō)明為什么不采用鈉在氧氣中燃燒而采用此法制取Na2O的原因解題思路：。易錯(cuò)點(diǎn)：。[例2]2.38克CO2和H2O蒸氣的混合氣體通過(guò)18.58克Na2O2固體后，充分反應(yīng)，得到20克固體，求混合氣體中CO2和H2O蒸氣的物質(zhì)的量之比解題思路：。易錯(cuò)點(diǎn)：?！究碱}再現(xiàn)】1.將40ml1.5mol/L的CuSO4溶液與30ml3mol/L的NaOH溶液混合，生成淺藍(lán)色沉淀，假如溶液中〔Cu2+〕或〔OH－〕都已變得很小，可忽略，則生成沉淀的組成可表示為()A.Cu(OH)2B.CuSO4?Cu(OH)2C.CuSO4?2Cu(OH)2D.CuSO4?3Cu(OH)思維方法：。展望高考：2.下列俗稱表示同一物質(zhì)的是()A.蘇打、小蘇打B.膽礬、綠礬C.三硝酸甘油酯、硝化甘油D.純堿、燒堿思維方法：。展望高考：【針對(duì)訓(xùn)練】A．基礎(chǔ)訓(xùn)練1.金屬鈉分別與下列溶液反應(yīng)時(shí)，既有沉淀析出，又有氣體逸出的是()A.BaCl2溶液B.K2SO4溶液C.FeCl3溶液D.NH4NO3溶液2.下列關(guān)于鈉的敘述錯(cuò)誤的是()A.實(shí)驗(yàn)后剩余少量鈉可放回原試劑瓶中B.用一般的化學(xué)還原法不能制取金屬鈉C.自然界中無(wú)游離態(tài)的鈉存在D.鈉在空氣中燃燒生成氧化鈉3.金屬鈉著火時(shí)，能用來(lái)滅火的是()A.水B.濕抹布C.泡沫滅火器D.干沙4.200℃時(shí)，11.6克CO2和水蒸氣的混合氣體與足量的Na2O2充分反應(yīng)，反應(yīng)后固體的質(zhì)量增加了3.6g。則A.5.8B.11.6C5.某淡黃色粉末常用作潛水員的供氧劑，在該供氧反應(yīng)中，被氧化和被還原的物質(zhì)的質(zhì)量比為A.1∶1B.2∶1C.3∶1D.3∶26.氫化鈉(NaH)是一種白色的離子化合物，其中鈉+1價(jià)。NaH與水反應(yīng)放出H2。下列敘述正確的是A.NaH中H－半徑比H+的半徑大B.NaH不論放入水中還是鹽酸中都有氣體產(chǎn)生C.NaH中H－可被還原成H2D.NaH在水中顯酸7.將一定質(zhì)量的鈉投入到24.6克t℃的水中，得到t℃的NaOH飽和溶液31.2克。t℃時(shí)NaOH的溶解度是()A.48gB.62.5gC.23gD.31g8.將2molNa2CO3和一定量的Na2O2固體混合，在加熱條件下使其充分反應(yīng)，經(jīng)測(cè)定反應(yīng)后Na2O2無(wú)剩余，則最后所得固體物質(zhì)的量為()A.1mol~2mol之間B.1mol~4mol之間C.1mol~6mol之間D.大于4molB．提高訓(xùn)練9.用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中的CO32－和HCO3–的物質(zhì)的量濃度之比約是()A.1∶3B.1∶2C.2∶3D.3∶210.金屬與鹵素所形成的化合物大都具有的性質(zhì)是()①高沸點(diǎn)②能溶于水③水溶液能導(dǎo)電④低熔點(diǎn)⑤熔融狀態(tài)不導(dǎo)電A.①②③B.③④⑤C.①②⑤D.②③⑤11.向下列物質(zhì)的溶液中加入一定量的Na2O2固體，不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的是()A.飽和H2S溶液B.Ca(HCO3)2稀溶液C.Na2SO3溶液D.飽和CaCl2溶液12.下列物質(zhì)能使品紅溶液褪色的是()①干燥Cl2②Na2O2③NaClO④活性炭⑤SO2A.除①外都可以B.只有①③⑤C.只有②④D.全部都可以13.鑒別K2CO3、KNO3、K2SO4、KOH和Ba(OH)2溶液，所需試劑最少()A.一種試劑B.二種試劑C.三種試劑D.不用任何試劑14.O和H2混合氣體3g和足量的氧氣燃燒后，在150℃時(shí)將混合氣體通過(guò)足量的Na2O2后，Na2O2A.1.5gB.3gC.6gD.無(wú)法計(jì)算15.25℃101Kpa下由HCHO(g)、H2和CO組成的混合氣體共6.72g，其相對(duì)氫氣的密度為14將該氣體與2.24L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))充分反應(yīng)后的產(chǎn)物通過(guò)足量的Na2O2粉末，使Na2OA.等于6.72gB.小于6.72gC.大于6.72gD.無(wú)法計(jì)算16.列物質(zhì)混合以后，有氣體生成，最終又有沉淀或固體的是()A.過(guò)量氫氧化鈉溶液和明礬溶液B.少量電石和過(guò)量碳酸氫鈉溶液C.過(guò)氧化鈉和少量氧化亞鐵溶液D.銅片和三氯化鐵溶液17.X、Y和Z代表三種元素，且知X與Y可形成原子數(shù)之比為1：1的化合物甲，Y與Z也可形成原子數(shù)之比為1∶1的化合物乙，又知甲分子含18個(gè)電子，乙分子含38個(gè)電子，請(qǐng)?zhí)羁眨孩旁豗在第周期⑵化合物甲的分子式是⑶化合物乙的分子式是18.一定量的Na2CO3、NaHCO3和Na2SO4的混合物與250ml1.00mol/L過(guò)量鹽酸反應(yīng)，生成2.016LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，然后加入500ml0.100mol/LBa(OH)2溶液，得到沉淀的質(zhì)量為2.33g，溶液中過(guò)量的堿用10.0ml1.00mol/L鹽酸恰好完全中和。計(jì)算混合物中各物質(zhì)的量。C．能力訓(xùn)練19.下列敘述正確的是()A.稀硝酸、稀硫酸均能將木炭氧化成二氧化碳B.Na2O2與水反應(yīng)，紅熱的Fe與水蒸氣反應(yīng)均能生成堿C.Li、C、P分別在足量氧氣中燃燒均生成一種相應(yīng)氧化物D.NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三種固體受熱后均能生成氣體20、1mol過(guò)氧化鈉與2mol碳酸氫鈉固體混合后，在密閉的容器中加熱充分反應(yīng)，排出氣體物質(zhì)后冷卻，殘留的固體物質(zhì)是()A.Na2CO3 B.Na2O2Na2CO3C.NaOHNa2CO3 D.Na2O2NaOHNa2CO321.對(duì)于下列常見(jiàn)化學(xué)的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是()A.明礬可用作凈水劑B.干冰能用于人工降雨C.碳酸鈣是文物陶瓷的主要成分D.小蘇打是一種膨松劑，可用于制作饅頭和面包22.下列化學(xué)用語(yǔ)正確的是()A.Na2O2中氧元素的化合價(jià)是－2 B.乙醇的分子式：CH3CH2OHC．16C．16S的結(jié)構(gòu)示意圖：D．甲烷的結(jié)構(gòu)式為：D．奧賽一瞥23、小蘇打、胃舒、平達(dá)喜都是常用的中和胃酸的藥物。⑴小蘇打片每片含0.5gNaHCO3，2片小蘇打片和胃酸完全中和，被中和的H＋是___________mol。⑵胃舒平每片含0.245gAl(OH)3。中和胃酸時(shí)，6片小蘇打片相當(dāng)于胃舒平_____片。⑶達(dá)喜的化學(xué)成分是鋁和鎂的堿式鹽。①取該堿式鹽3.01g，加入2.0mol·L－1鹽酸使其溶解，當(dāng)加入鹽酸42.5mL時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)生CO2，加入鹽酸至45.0mL時(shí)正好反應(yīng)完全，計(jì)算該堿式鹽樣品中氫氧根與碳酸根的物質(zhì)的量之比。②在上述堿式鹽溶于鹽酸后的溶液中加入過(guò)量的氫氧化鈉，過(guò)濾，沉淀物進(jìn)行干燥后重1.74g，若該堿式鹽中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.040，試推測(cè)該堿式鹽的化學(xué)式第二章堿金屬第一課時(shí)鈉及其化合物【例題解析】1.解析；解答本題時(shí)，若從題中化學(xué)方程式著手分析，很難直接理出頭緒；但若從條件的反面去思考，不難得出答案。答案；金屬鈉在空氣或氧氣中燃燒會(huì)生成Na2O2，而此法在N2環(huán)境中不會(huì)被繼續(xù)氧化為Na2O2。2.解析；氣體質(zhì)量和Na2O2固體質(zhì)量之和為18.58+2.38=20.96(克)，而所得固體質(zhì)量為20克，二者差值即為放出氧氣的質(zhì)量m(O2)=20.96－20=0.96(克)。2H2O+2Na2O2=4NaOH+O22CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2由反應(yīng)可看出無(wú)論是CO2還是H2O(g)與Na2O2反應(yīng)時(shí)，均是1mol產(chǎn)生0.5molO2。答案∶物質(zhì)的量之比為∶0.05/0.01=5【考題再現(xiàn)】1.D2.C【針對(duì)訓(xùn)練】1.C2.D3.D4.C5.A6.AB7.B8.B9.A10A11C12D13A14B15B16BC17二H2O2Na2O218.Na2CO30.07molNaHCO30.02molNa2SO40.01mol19、D20、A21、C22、D23、⑴0.012mol。⑵3.8。⑶n(OH－)∶n(CO32－)＝16∶1。⑷Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O。書是我們時(shí)代的生命——?jiǎng)e林斯基

書籍是巨大的力量——列寧

書是人類進(jìn)步的階梯———高爾基

書籍是人類知識(shí)的總統(tǒng)——莎士比亞

書籍是人類思想的寶庫(kù)——烏申斯基

書籍——舉世之寶——梭羅

好的書籍是最貴重的珍寶——?jiǎng)e林斯基

書是唯一不死的東西——丘特

書籍使人們成為宇宙的主人——巴甫連柯

書中橫臥著整個(gè)過(guò)去的靈魂——卡萊爾

人的影響短暫而微弱，書的影響則廣泛而深遠(yuǎn)——普希金

人離開(kāi)了書，如同離開(kāi)空氣一樣不能生活——科洛廖夫

書不僅是生活，而且是現(xiàn)在、過(guò)去和未來(lái)文化生活的源泉——庫(kù)法耶夫

書籍把我們引入最美好的社會(huì)，使我們認(rèn)識(shí)各個(gè)時(shí)代的偉大智者———史美爾斯

書籍便是這種改造靈魂的工具。人類所需要的，是富有啟發(fā)性的養(yǎng)料。而閱讀，則正是這種養(yǎng)料———雨果有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)·烴復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．理解和掌握碳原子的成鍵方式的多樣性及同分異構(gòu)現(xiàn)象。2．從結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)的角度理解和掌握烷烴、烯烴、炔烴、苯及其同系物的性質(zhì)。重點(diǎn)、難點(diǎn)：同分異構(gòu)現(xiàn)象；烷烴、烯烴、炔烴和苯及其同系物的性質(zhì)。一、有機(jī)物的分類例1．已知下列有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，請(qǐng)完成填空部分內(nèi)容。CH2－CCH⑴CH3CH2CH2CH3⑵CH2=CH2⑶⑷CHCH2－CCHCH3－CHCH3－CH－CH2－CH3CH3CH3－C－CH=CH－CH3CH3CH3⑸⑹⑺⑻－－CH2－CH－CH3CH3—CH—CH3—NO2CH2－CH－CH2OHOHOH⑼⑽(11)CHCH3－CHCH3—C—OHO——CH3—CH2Br(12)(13)(14)CH3CHBrCH3CHCH3CH2CH2—C—HO—CH3(15)(16)(17)CH3COOCH2—CH3Ⅰ⑴請(qǐng)你根據(jù)以上有機(jī)化合物進(jìn)行分類，其中屬于烷烴的是屬于烯烴的是屬于炔烴的是屬于環(huán)烷烴的是屬于苯及其同系物的是屬于芳香烴的是屬于芳香族化合物的是屬于鹵代烴的是屬于醇的是屬于醛的是屬于羧酸的是屬于酯的是⑵以上有機(jī)化合物中，符合以下關(guān)系的是屬于同分異構(gòu)體的是屬于同系物的是Ⅱ?qū)⑸鲜龌衔镞M(jìn)行上述分類的依據(jù)是。二、烴的命名CH3CH3－C－CH2－CH－CH2－CH3CH3CH3CHCH3——CH3⑴CHCH3－CH－CH2－CH－CH3CH3CH—CH3CH3⑵CH3－CH=CHCH3－CH=CH－CH－CH3CH3CH3CH3⑷CH2=CH－CH=CHCH3CH3⑸小結(jié)：⑴烷烴命名的步驟：⑵烯烴、炔烴命名的步驟：三、同分異構(gòu)體例3．寫出C4H8、C5H8的同分異構(gòu)體。C4H8C5H8小結(jié)：⑴同分異構(gòu)體的類型有哪些？⑵同分異構(gòu)體的書寫原則？四、烴的性質(zhì)例4．10mL某種氣態(tài)烷烴在50mL氧氣中充分燃燒，得到液態(tài)水和體積為35mL的混合氣體(所有氣體體積都是在同溫同壓下測(cè)定的)。則該氣態(tài)烴可能是 A．甲烷 B．乙烷 C．丙烷 D．異丁烷例5．對(duì)于Cl2和CH4在光照條件下發(fā)生反應(yīng)后，生成的有機(jī)化合物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)敘述正確的是 A．產(chǎn)物為四種，全部為非電解質(zhì) B．產(chǎn)物中只有CCl4可以萃取Br2和I2 C．四種產(chǎn)物均不是正四面體 D．四種產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和為發(fā)生反應(yīng)的化合物物質(zhì)的量的2.5倍小結(jié)：烷烴的化學(xué)性質(zhì)CHCH3例6．在以下各組化合物中，可以看作為高分子化合物CH2－CH－CH2－CH2的單體的是 A．CH3－CH=CH2和CH2=CH－CH=CH2 B．CH2=CH2和CH2=CH－CH=CH2 C．CH3CH2CH=CH2和CH2=CH－CH3 D．CH2=CH2和CH2=CH－CH3例7．某烯烴與氫氣加成后得到2，2－二甲基丁烷，則該烯烴的名稱是 A．2，2－二甲基－3－丁烯 B．2，2－二甲基－2－丁烯 C．2，2－二甲基－1－丁烯 D．3，3－二甲基－1－丁烯例8．下列有關(guān)乙炔性質(zhì)的敘述中，既不同于乙烯，又不同于乙烷的是 A．能燃燒生成CO2和H2O B．能和溴水發(fā)生加成反應(yīng) C．能與KMnO4發(fā)生氧化反應(yīng) D．能與HCl反應(yīng)生成氯乙烯小結(jié)：烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)例9．苯分子