【手性科学新技术 25. 】

   (25.  生物催化手性合成的概念）

      基本概念：生物催化（biocatalysis）是指利用酶或有机体(细胞、细胞器等)作为催化剂实现化学转化的过程，又称为生物转化(biotransformation)。生物催化的手性合成（chiral synthesis with biocatalyst）是指利用纯酶或有机体催化无手性、潜手性的化合物转变为手性产物的过程。

       微生物生物转化（microbiall biotransformation）生物催化中常用的有机体主要是微生物，其本质是利用微生物细胞内的酶催化非天然的有机化合物的生物转化，因此，又称为微生物生物转化。其实质为生物催化中的一种。

       至此可知，手性合成包括化学合成和生物合成两种方法。手性催化化学合成是利用手性催化剂的增值效应，一个催化剂分子可产生多个手性分子。这比化学剂量型合成具有显著优势，灵活性手性催化成为当今手性合成研究的热点。然而，由于手性催化剂的种类和数目有限，立体选择性不高，目前化学手性合成中经常采用对映体纯辅助试剂或对映体纯起始原料（即手性源），辅助试剂价格昂贵，不易回收，而手性原料是有限的。与之不同的是，酶是高度手性的催化剂，它们所催化的反应具有高度的立体选择性。酶和微生物种类繁多，可催化多种化学反应。人们对它们的研究和使用已有多年的历史积累，在手性技术中，无论是手性合成还是手性拆分都涉及生物催化法。因此，生物催化的手性合成具有巨大的发展潜力。

       前已述及的化学催化手性合成方法，主要是采用手性的化学催化剂，可以是手性配体+金属（或过渡金属）的手性催化剂，体现出不同形式和程度的不对称合成。而生物催化的手性合成主要采用高度手性化的酶催化剂，它们的效率和立体选择性更高。再是已经讨论过的发酵法制备手性药物与生物催化的手性合成本质上是一致的，只不过在过程上有所不同，发酵法是从头合成的生物过程，需有多种酶的协作，且原料简单；而微生物或酶催化的手性合成是利用一步生物合成反应，将非天然有机物转化为手性有机物，反应物为相对复杂的有机分子，反应中仅涉及单一酶或少数几种酶。

       生物催化法与传统的化学合成法具有各自的优点和不足，若将两者结合起来，则可相互取长补短。目前，生物催化的手性合成中个一般采用化学-酶合成法。即在涉及手性中心的生成或转化 步骤中采用生物催化法，其一般合成步骤则采用有机化学合成法。这样可以优势互补，以加速手性化合物的合成。生物催化与化学催化的整合技术为精细手性化学品的合成提供了环境友好、成本低廉的生产过程，代表了绿色化学的发展趋势。

                                           丰都智愚河畔环境技术工作室