刊首语

手性生物制造是以生物、化学、工程及信息等多学科的交叉为手段,以手性医药、农药、材料等产品的高质量合成为目标,以绿色高效和高选择性为特征,以结构生物学、合成生物学、反应工程学及系统工程理论等为技术支撑,为手性化学品的高效清洁生产提供创造性设计思想和新型科学方法。手性化学品合成占据整个化学品制造领域的核心地位;手性生物制造是化学品绿色制造的必然趋势。     

生物制造手性化学品的现状及其发展趋势

手性化学品是传统制造工业的重要产品之一,具有高度选择性的生物制造技术尤其适用于高光学纯度化学品的制造过程,大力发展手性化学品生物制造技术,符合国家重大需求,也是实现绿色制造的重要手段。论述了生物制造手性化学品的重要意义及国内外研究现状,对生物制造手性化学品的未来发展方向和趋势进行了展望。     

生物制造手性化学品研究现状及发展趋势

手性化学品是传统制造工业的重要产品之一,现代生物技术的快速进步极大地推动了生物制造手性化学品的快速发展。目前,生物制造手性化学品受到世界各国的广泛关注,已经成为发达国家工业生物技术领域重要的科技与产业发展方向。本文主要介绍了国内外生物制造手性化学品的研究现状和发展趋势。今后应大力加强系统技术平台和理论体系的构建,为建设重要手性化学品的先进绿色生物制造产业提供全面的技术支撑。     

手性医药化学品生物催化绿色制造

生物催化具有选择性强、催化效率高、反应条件温和、环境友好等优点,广泛应用于传统化学方法不能或者不易合成的手性化合物的生产过程中,已成为化学合成法的一种重要补充。同时,生物催化能够更好地解决资源、能源和环境方面的压力,维持和谐的生态环境,促进工业的可持续发展。近年来,生物催化技术已在手性医药化学品产业化生产中得到了广泛的应用,有效地实现了手性医药化学品的绿色制造。本文就生物催化介入的手性医药化学品的产业化技术和过程进行介绍。     

手性高效液相色谱法测定S(+)-布洛芬对映体过量

用手性固定相高效液相色谱法(CSP-HPLC)测定了样品或微生物酶不对称水解反应液中S(+)-布洛芬对映体过量(ee)。该法首先将布洛芬转化为二苯酰胺衍生物,然后在N-3,5-二硝基苯甲酰-?-苯甘氨酸[?-DNB-PG]的共价型CSP柱上进行对映体HPLC分离。流动相选择正已烷-异丙醇(98:2),流速1ml/min,对映体分离度1.47。按相同方法同时进行消旋布洛芬的二苯酰胺衍生物的分离,由其对映体峰高比可测定S(+)-布洛芬ee(%)。测定加量回收率相对标准偏差为3.3%。     

转氨酶催化不对称合成芳香族L-氨基酸

芳香族L-氨基酸是合成许多药物、农药、精细化学品和食品添加剂的重要手性砌块(Chiral buildingblocks)。利用酶催化具有高活性和高立体选择性的特点合成手性砌块是目前不对称合成领域重要的研究方向。通过对不同来源转氨酶的进化分析,选择分别源自原核生物大肠杆菌Escherichia coli和真核生物酿酒酵母Saccharomyces cerevisia中的两种具有代表性Ⅰ型芳香族转氨酶TyrB和Aro8,比较研究了两种转氨酶通过平衡逆转不对称氨化催化合成芳香族L-氨基酸的反应过程和催化效率。重组转氨酶TyrB和Aro8都能有效地合成天然芳香族氨基酸苯丙氨酸和酪氨酸以及非天然氨基酸苯甘氨酸。手性HPLC分析表明,合成的氨基酸都是L-构型的,e.e值等于100%。L-丙氨酸是适宜的氨基供体,转氨酶TyrB和Aro8都不能利用D-型氨基酸作为氨基供体。反应体系中氨基供体L-丙氨酸和氨基受体芳香族α-酮酸的最适摩尔比为4∶1。底物芳香族α-酮酸分子结构中芳香环上的取代基以及脂肪酸碳链部分的长度都对酶催化的转氨效率有显著的影响。在制备规模试验中,TyrB催化不对称转氨反应合成L-苯甘氨酸、L-苯丙氨酸和L-酪氨酸的比生产速率为0.28 g/(g.h)、0.31 g/(g.h)和0.60 g/(g.h),Aro8催化上述反应的比生产速率分别为0.61 g/(g.h)、0.48 g/(g.h)和0.59 g/(g.h)。研究结果对利用转氨酶通过平衡逆转不对称催化合成芳香族L-氨基酸的工业化应用具有指导意义。     

手性药物分析方法研究进展

综述了近10 年来手性药物分离检测方法的发展,包括高效液相色谱法、气相色谱法、毛细管电泳法,以及超临界流体色谱法等,旨在为该领域的进一步发展提供参考。     

无溶剂体系脂肪酶动力学拆分2-辛醇及产物的非均相共沸蒸馏提取

为了提高脂肪酶在非水相中对手性仲醇的拆分效率,以2-辛醇为模式底物,建立了以辛酸为酰基供体的无溶剂脂肪酶动力学拆分手性仲醇的反应体系,采用1.5∶1的酸醇摩尔比,45℃条件下反应12 h,2-辛醇的转化率达到49.9%,并且S-2-辛醇的对映体过量率e.e.s=98.2%,反应的对映体比率E600。利用脂肪族仲醇与水形成共沸物的特性,通过非均相共沸蒸馏的方法提取拆分得到的手性仲醇,S-2-辛醇的光学纯度并未降低,并且产率大于90%,产品纯度大于98%。     

离子液体中固定化脂肪酶催化拆分（±）-薄荷醇

以自制的平均粒径为4．5um磁性高分子微球为载体,采用离子交换法固定化Candida rugosa脂肪酶,催化（±）-薄荷醇的酯化反应,以考察反应时间、pH、反应温度、水活度等因素对酶的固定化以及酯化反应的影响。在固定化反应150min、pH5．0、酯化反应温度30℃、固定化酶的水活度为0．78的条件下,所制备的固定化脂肪酶在离子液体[bmim]PF6中催化拆分（±）-薄荷醇的效果最佳,与游离酶相比固定化脂肪酶的立体选择性有很大的提高,对映体过量率可达93％,对映体选择值为35。