Bjerkandera adusta冻干粉选择性氧化α,β-不饱和醇制备(E)-2-烯丙醛的生物催化研究

本文报道了利用白腐真菌Bjerkandera adusta(BAD)冻干粉催化α,β-不饱和醇选择性氧化为(E)-2-烯丙醛的创新方法。研究发现添加10%异丙醇可显著提高反应效率，在温和条件下实现高达90%的转化率。该方法具有立体选择性高、条件温和（pH7，24°C）、仅需大气氧作为氧化剂等优势，为食品香料和化妆品用醛类化合物的绿色合成提供了新思路。

　　

引言

α,β-不饱和醛作为有机合成砌块和食品香料成分具有重要价值，但传统化学合成依赖有毒金属催化剂。研究聚焦开发基于白腐真菌Bjerkandera adusta(BAD)冻干粉的生物催化体系，该冻干粉含有保持活性的芳醇氧化酶(AAO)，能以O₂为氧化剂，避免昂贵辅因子消耗。

反应条件优化

以(E)-2-辛烯-1-ol为模型底物，发现pH7时转化率最高（45%）。添加10%异丙醇使(E)-2-辛醛产率提升至90%，而30%溶剂会导致酶变性。对比甲醇、乙醇后确认异丙醇因其适中极性和空间位阻最具优势。

底物范围研究

测试13种烯醇显示：

1. 1.

   伯醇转化优异：(E)-2-壬烯-1-ol和肉桂醇完全转化为相应醛

2. 2.

   链长影响：碳链较短的(E)-2-己烯-1-ol转化率仅20%

3. 3.

   立体选择性：(Z)-2-壬烯-1-ol专一性转化为(E)-2-壬烯醛（83%收率）

4. 4.

   二烯醇：(E,E)-2,4-己二烯醇和(E,E)-2,4-癸二烯醇分别获得65%和68%收率

5. 5.

   非伯醇（如1-庚烯-3-ol等）完全无反应

异构化机制探究

(Z)-构型底物（如橙花醇）会异构化为更稳定的(E)-醛。实验证实(Z)-2-壬烯醛在BAD冻干粉作用下完全转化为(E)-异构体，推测真菌蛋白中的两性离子氨基酸稳定了异构化中间体。

其他真菌比较

测试平菇(Pleurotus sapidus)和杏鲍菇(P. eryngii)冻干粉显示：

• •

  P. sapidus具有微弱活性（转化率<20%）

• •

  BAD冻干粉活性显著优于对照菌株

实验方法要点

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  培养：BAD在麦芽提取物培养基（24°C，6天）

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  冻干：菌丝体经水洗后真空冷冻干燥

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  反应：10mM底物+10%异丙醇+100mM磷酸缓冲液(pH7)

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  检测：GC-MS以1-金刚烷醇为内标

应用前景

该方法避免了重组表达和酶纯化步骤，冻干粉可长期保存，操作简便（仅需过滤/萃取），特别适合(E)-构型醛类香料的大规模生产。未来可拓展至更多伯醇底物，并探索冻干粉的固定化回收技术。