羰基还原酶及其催化不对称合成大基团手性羟基类化合物的研究进展

手性羟基化合物以其独特的光、热和化学性质广泛应用于医药、农药、精细化工、功能材料等行业.立体专一性羰基还原酶能够直接针对关键手性位点催化不对称还原潜手性底物获得目的手性产物.基于羰基还原酶的底物多样性,具有不同化学结构和功能的醇类、酯类、氨基酸、环氧化合物等重要手性中间体能够通过不对称还原途径实现单一光学活性对映体的高效制备.然而,针对具有应用价值的含有大基团、结构复杂的潜手性羰基化合物,已知的羰基还原酶通常催化活性较低.本文综述了生物催化不对称氧化还原反应的特点和规律及其关键立体选择性羰基还原酶的性质和结构特征,并在此基础上,重点针对大基团手性羟基化合物的不对称合成,总结了羰基还原酶及其催化系统开发和应用的研究进展,并进一步提出解决该关键问题的主要发展策略.

水相中酵母细胞催化4-氯乙酰乙酸乙酯不对称还原反应

利用活性酵母细胞催化 4 氯乙酰乙酸乙酯 (COBE)的不对称还原可以直接合成具有光学活性的 4 氯 3 羟基丁酸乙酯(CHBE) .实验发现 ,在水相体系中主要生成 D (S) 型产物 ,COBE的转化率及CHBE的收率和光学选择性都比较高 .考察了底物和产物的浓度、辅助底物的种类和浓度、体系的pH和温度以及菌体培养条件等因素对反应的影响 .结果表明 ,在较低COBE浓度下R型产物占优 ,在高浓度下主要是S型产物 ;较高的反应温度有利于S型产物的生成 ,pH≈ 8 0时可获得较高的S型产物选择性 ;产物CHBE对COBE的还原反应具有一定的抑制作用 .在酵母催化COBE还原的同时需要一定的辅助底物来再生辅酶NAD(P)H ,利用乙醇、异丙醇和仲丁醇作辅助底物可获得较高的立体选择性 .