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19-羟基雄烯二酮(C19-OH-AD)是一种重要的医药中间体,其合成方法以化学合成法居多,化学法合成C19-OH-AD工艺复杂、污染大且收率较低。因此,本课题以植物甾醇为原料,采用化学合成和微生物转化相结合的方法,研究19-羟基雄烯二酮的合成及相关工艺。首先原料植物甾醇经过乙酰化、加成和环氧化三步化学反应合成6,19-环氧乙酰甾醇中间体,然后经微生物转化得到6,19-环氧雄烯二酮,6,19-环氧雄烯二酮再经过开环反应合成19-羟基雄烯二酮。具体研究成果如下:乙酰化反应:以植物甾醇为原料,甲苯为溶剂,乙酸酐为乙酰化试剂。适宜的合成工艺条件为:反应温度为90℃,反应时间为3h,原料配比为m(甾醇):m(乙酸酐)=1:2.16,溶剂加入量为植物甾醇的9倍(质量),通过薄层色谱分析,产率可达92.5%。加成反应:以乙酰化产物为原料,丙酮为溶剂,次氯酸钙和冰醋酸为加成试剂。适宜的合成工艺条件为:反应温度为-20℃,反应时间为45min,加料方式为分批加入,原料配比为m(乙酰甾醇):m(次氯酸钙):m(30%醋酸)=1:0.5:1.21,溶剂加入量为乙酰甾醇的24倍(质量),通过薄层色谱分析,产率为60.2%。环氧化反应:以加成产物为原料,环己烷为溶剂,氯代丁二酰亚胺为环氧化试剂。适宜的工艺条件为:反应温度为80℃,反应时间为4.5h,400W光照反应,原料配比为m(氯醇化物):m(氯代丁二酰亚胺)=1:0.5,溶剂加入量为氯醇化物的27倍(质量),通过薄层色谱分析,产率为85.12%。微生物转化过程的高效液相色谱操作条件为:C18烷基硅烷键合反相柱,流动相为V(甲醇):V(乙腈):V(水)=35:35:30;进样量为20μL;体积流量为0.8m L/min;色谱柱温为室温;紫外检测器波长为242nm。微生物转化适宜的工艺条件为:摇瓶装液量为50ml/500ml。底物加入量2g/L,接种量8%,发酵温度30℃,发酵时间72h,产率可达到95%以上。开环反应:以微生物转化产物为原料,乙醇为溶剂,锌粉和冰醋酸为开环试剂,适宜的反应条件为:反应温度80℃,反应时间45min,原料配比为m(6,19环氧雄烯二酮):m(冰醋酸):m(锌粉)=1:0.63:1.21,溶剂加入量为微生物转化产物的12倍(质量),通过液相色谱分析,产率可达60.25%。