文档介绍：不对称合成化学asymmetric synthetic chemistry
毛金成
苏州大学化学化工学院
第四章酶参与的不对称合成
Chapter 4 enzymes mediated asymmetric reactions
主要内容
酶及酶催化反应的特点及缺点
酶催化还原反应
酶催化氧化反应
酶催化水解反应
总结
Chiral synthesis with biocatalyst
利用纯酶或有机体催化无手性、潜手性化合物转化为手性产物的过程。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有机化合物的生物转化,又称为生物转化(microbial biotransformation)。固定化酶和固定化细胞技术可使生物催化反应在连续进行生物转化,这将使生物催化法具有工业化应用价值。
酶的特征
酶是决定生物体系中化学转化方式的卓越非凡的分子器件。酶最为显著的特征是其催化能力和专一性。由于它们能专一性地与多种分子结合,并使化学反应加速几个数量级。作为一类大分子,它们在催化各种反应时是高效率的。
生物催化手性合成的反应优点
酶在温和条件下进行,反应PH为5~8,一般在7左右,反应温度在30℃左右。这样可以减少不必要的副反应,如分解、异构和重排反应。
不同酶所催化反应的条件往往是相同或相似的,因此,一个连续反应可以采取多酶复合体系,使这些生物催化反应能在同一个反应器中进行,可以简便操作步骤。
生物催化手性合成的反应缺点(一)
尽管酶催化反应的条件温和,但是酶反应参数必须精确控制。一般酶催化反应都有其最适条件,如温度、PH值、离子强度等。这些参数变化的范围较小,一旦变化幅度超过它们的允许值,将会引起酶的活性丧失。
酶在水溶液中表现出最高的催化活性,而一般都是在有机溶剂中进行,而在非水介质中酶的活性在水溶液中低,一般降低一个数量级水平。
生物催化手性合成的反应缺点(二)
酶催化反应容易被底物或产物所抑制,在底物或底物浓度较高时,会引起酶活性丧失。
酶是生物大分子,可能会引起过敏反应,使用时一定要注意。
许多酶都需要辅助因子或辅酶才能进行,然而辅酶一般较为昂贵,必须使用另外一种酶才能使其原位活化或再生。
酶在生物催化反应中的使用情况