虎杖苷是从中药虎杖中分离提取出的一种糖苷类化合物,具有多种生物活性。然而由于虎杖苷的多羟基结构,存在脂溶性差和生物利用度低等问题,限制了其在食品、医药及日化等领域的广泛应用。研究表明,虎杖苷酯衍生物具有比虎杖苷更好的生物利用度。目前生物催化合成糖苷酯衍生物有酶法和细胞法,与酶法相比,全细胞催化技术避免了纯酶复杂的制备过程,成本低,且细胞作为胞内酶天然保护屏障,避免了全细胞催化剂在非水介质中因构象破坏造成的酶活损失,因此,全细胞催化在非水相催化反应中的应用受到研究者的青睐。基于此,本论文以虎杖苷酯衍生物的合成为反应模型,首先筛选出在有机溶剂中可高效催化虎杖苷癸酰化反应的全细胞催化剂,研究了关键反应条件对全细胞催化合成虎杖苷癸酸酯的影响,并合成了9种虎杖苷脂肪酸酯衍生物;进而探究了离子液体和低共熔溶剂介质对全细胞催化虎杖苷酰化反应的影响。本论文首先以虎杖苷癸酰化为反应模型,筛选出能够催化虎杖苷酰化反应的全细胞催化剂。在所研究的不同来源微生物菌株中,米曲霉显示出较高的催化虎杖苷酰化反应的活性,通过研究确定了米曲霉全细胞催化虎杖苷癸酰化反应的最适溶剂、底物摩尔比、全细胞添加量和反应温度分别为丙酮、15:1、45 mg/mL和40℃。在优化后的最佳条件下,米曲霉全细胞催化虎杖苷癸酰化反应的反应初速度、转化率和区域选择性分别达到6.55mM/h、99%和>99%。此外,利用米曲霉全细胞催化剂合成一系列虎杖苷脂肪酸酯类化合物,并发现Hedgehog/Smoothened抑制剂米曲霉全细胞的催化活性因酰基供体的不同存在较大的差异。其次探究了传统有机溶剂中添加离子液体反应介质对全细胞催化虎杖苷肉桂酰化的特性。结果表明,在丙酮反应体系中添加适量的离子液体均能提高全细胞催化虎杖苷肉桂酰化的效率,其中添加[OMIM][TF_2NOptical biometry](1%,v/v)离子液体效果最佳,在丙酮-[OMIM][TF_2N]反应体系中,虎杖苷肉桂酰化的反应初速度、转化率和区域选择性分别可达5.1 mM/h、99%和>99%,反应初速度显著高于纯丙酮反应体系。最后研究了在含有低共熔溶剂介质中全细胞催化虎杖苷十一碳烯酰化反应的特性。研究发现,在合成的5种低共熔溶剂中,添加适量的正癸酸/橙花叔醇(1:2)可以获得较好催化效果;进而研究低共熔溶剂添加量对虎杖苷十一碳烯酰化反应的影响,结果发现正VP-16说明书癸酸/橙花叔醇的最佳添加量为1%(v/v),在此条件下,其反应初速度、底物转化率分别可达5.1 mM/h和99%,其含量增加到20%,其转化率仍可达到85%以上,因此低共熔溶剂作为新型绿色溶剂,在糖苷酰化反应中具有替代传统有机溶剂和离子液体的可能。本研究开拓了虎杖苷高效、高选择酰化的新途径,丰富了全细胞生物催化的相关理论体系,为糖苷酯类衍生物的绿色合成提供新的理论基础和技术支持。