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孕二烯酮（gestodene）（17α-Ethinyl-17β-hydroxy-18-methyl-4,5-estra-dien-3-one）是最新一代的孕激素之一。它是以原形直接与孕激素受体结合。临床上与炔雌醇组成复合片或三相片作为短效口服避孕药。其避孕效果可靠,副作用小,周期控制好,是目前活性最强、有效剂量最低的口服避孕药,几乎无雌激素与雌激素活性,对脂代谢无不良影响,因而被广泛使用。 目前在工业生产中合成孕二烯酮采用纯化学方法合成路线,但是这种方法需要昂贵的Pb（OAc）2和Bu3SnOMe,成本较高。本文采用生物转化技术,利用Penicillium raistrickii（ATCC10490）催化甾体化合物左旋乙基甾烯双酮的15α位羟基化反应,得到了合成孕二烯酮的重要中间体——15α-羟基左旋乙基甾烯双酮,大大方便了后续合成反应。与有机合成方法相比,生物催化反应条件比较温和;产物比较单一,具有很高的立体选择性、区域选择性和化学选择性,易于纯化,且不污染环境,从而提高了转化率,降低了成本。 我们对生物转化工艺进行优化:重点对底物的助溶剂进行了筛选,包括甲醇,二甲亚砜,丙酮等有机溶剂以及Tween80,β环糊精和2—羟丙基—β环糊精在内的分散剂进行了考察,并测定了混和使用助溶剂的转化效果。同时对培养基成分,接种量,初始pH,通气量,投料浓度,投料时间,转化时间,等转化条件进行了优化。结果表明:在摇瓶发酵中,对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮生物转化,产物15α-羟基左旋乙基甾烯双酮转化率达到60%。以摇瓶发酵转化实验为基础,我们进行了发酵罐放大试验,结果表明,10L,50L,350L的发酵罐发酵培养转化甾体底物左旋乙基甾烯双酮,目的产物得率均达到50%以上,具有工业生产前景。 我们还研究了海藻酸钙包埋法固定化技术在甾体化合物的生物转化中的应用。根据霉菌自身的生理特点,以及固定化技术在实践中的应用情况,我们选择利用海藻酸钙包埋法制备固定化P.raistrickii细胞,并利用其催化左旋乙基甾烯双酮（13-ethyl-estr-4-ene-3,17-dione）的15α位羟基化反应,合成15α-羟基左旋乙基甾烯双酮。我们摸索了固定化P. raistrickii细胞催化反应的条件:包括固定化孢子浓度,固定化孢子接种量,投料浓度,投料时间,转化时间等,并对固定化细胞与游离细胞羟基化催化反应进行了对比。以优化的实验条件为基础,测定固定化细胞连续催化反应能力。结果表明:在摇瓶发酵生物转化中,固定化P.raistrickii细胞可重复利用5次转化能力没有明显下降。 我们进一步研究了双水相体系应用于左旋乙基甾烯双酮的15α位羟基化中的可行性。希望结合双水相反应的优势和生物转化的特点,一方面减小产物积累对转化反应的抑制,另一方面耦连甾体底物的转化和产物的分离,实现连续生产。