西司他丁与亚胺培南制成的复合剂泰能是目前应用于临床治疗混合感染的首选药,具有较强的广谱抗菌活性。S-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酸(DMCPA)是合成西司他丁的关键手性中间体,通过生物催化水解S-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酸乙酯(DMCPE)制备DMCPA,具有专一性强、反应条件温和、环境污染少等优点。但由于脂肪酶在水介质中催化水解反应时酶分子溶易脱落,致使酶活不稳定,同时底物DMCPE的水溶性较差,与酶分子反应存在传质问题,从而影响了酶催化效率。本文将通过建立含不同介质的反应体系,并分别考察其对反应的影响,以期增加底物的溶解性和提高酶的稳定性。首先,分别对5种亲水性和5种疏水性有机溶剂进行了考察,选择N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为最适有机介质,并构建含DMF介质的反应体系。通过反应条件的优化,得到最优反应条件为:底物浓度40 g/L,Novozyme 435 用量 16 g/L,DMF 加量 5%(v/v),磷酸缓冲液pH为7.2,反应温度为30℃,反应时间为144 h。在此条件下,产物产率为40.2%,ee值为99.0%。相比水相中的产物产率33.4%提高至40.2%,底物溶解度由113.3 mg/L提高至366.3 mg/L。其次,考察了 24种亲水性和12种疏水性离子液体对DMCPE生物拆分的影响。结果表明,在亲水性离子液体[BMIM][OTF]介质中酶的催化效果最显著。对反应条件进行优化后得到最优条件为:底物浓度 60 g/L,Novozyme 435 用量 16 g/L,[BMIM][OTF]加量 7%(v/v),磷酸缓冲液pH 7.2,反应温度为30℃,反应时间为144h。在此条件下,产物产率为42.8%,ee值为99.2%。与水相相比,产率由原来的31.4%提高至42.8%,底物溶解度由113.3 mg/L提高至371.5 mg/L。再者,研究了表面活性剂与离子液体的混合体系对反应的影响。首先对[BMIM][OTF]与8种三类表面活性剂(阴离子型、阳离子型、非离子型)的组合进行筛选,得到双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠(AOT)与其组合对反应的促进作用最为显著,继而优选得最适添加比例为AOT3%(w/v),[BMIM][OTF]4%(v/v),接着对反应条件进行了优化,最后以底物浓度60 g/L,Novozyme 435用量16 g/L,磷酸缓冲液pH 7.2,反应温度30℃,反应时间120h为最优反应条件。此条件下产率达45.1%,ee值为99.2%。与水相体系144 h相比,产率由31.4%提高至了 45.1%,反应时间缩短了 24 h,底物溶解度可由113.3 mg/L 提高至 490.9 mg/L。最后,实验通过对底物溶解度、固定化酶结构、酶重复利用率等方面综合比较了已优选出的几种介质。通过比较,最终确定以[BMIM][OTF]与AOT的组合为最优反应体系,并在该体系下对实验进行了 5L罐反应考察,反应120 h,产率可达43.2%,ee值为99.1%,较好的重现了摇瓶实验结果,为今后规模化制备提供了依据。