不对称合成酶催化经典例子

不对称合成酶催化是有机合成领域中的一个重要分支，它利用酶作为催化剂进行手性分子的合成。不对称合成通常是指合成手性分子的过程，其中反应生成的产物具有手性结构，而且合成过程中保持了不对称性。不对称合成酶催化是一种高效、选择性高、环境友好的合成方法，已经在制备药物、农药、香料等有机分子中取得了显著的成就。下面将介绍一些不对称合成酶催化的经典例子。

### **1. 不对称羟基化反应（Asymmetric Hydroxylation）：**

这是一种通过酶催化实现的手性醇的制备方法。在这个过程中，酶催化可以实现对底物的选择性氧化，从而生成手性的醇。例如，Cytochrome P450是一类在生物体内广泛存在的酶，能够催化对底物的高度选择性氧化反应，生成手性醇。这种方法在制备药物中得到了广泛应用。

### **2. 不对称酮还原反应（Asymmetric Ketone Reduction）：**

酮还原反应是合成手性醇的经典方法之一。使用不对称合成酶催化的酮还原反应，可以实现对底物的高度选择性还原，生成手性醇。例如，使用酮还原酶如Ketoreductase，可以将酮还原为相应手性的醇。这种方法在制备手性药物中具有重要的应用前景。

### **3. 不对称氨化反应（Asymmetric Amination）：**

不对称氨化反应是一类通过酶催化实现手性胺的制备方法。在这个过程中，酶催化可以实现对底物的高度选择性氨化，生成手性胺。例如，使用脱氢酶（Transaminase）可以催化酮和胺之间的氨化反应，生成相应的手性胺。这种方法在药物合成和农药合成中有着广泛的应用。

### **4. 不对称酰基化反应（Asymmetric Acylation）：**

这是一类通过酶催化实现手性酯的制备方法。在这个过程中，酶催化可以实现对底物的高度选择性酰基化，生成手性酯。例如，使用酰基转移酶（Acyltransferase）可以催化对底物的选择性酰基化反应，生成手性酯。这种方法在合成手性药物和香料中有着重要的应用价值。

### **5. 不对称C-C键形成反应（Asymmetric C-C Bond Formation）：**

不对称C-C键形成反应是一类非常重要的不对称合成方法，它可以通过酶催化实现对底物的高度选择性形成C-C键，生成手性分子。例如，使用Aldolase等催化剂，可以催化底物之间的碳碳键形成，实现对底物的选择性连接。这种方法在天然产物合成和药物合成中取得了很多成功的例子。

### **6. 不对称脱羧反应（Asymmetric Decarboxylation）：**

这是一种通过酶催化实现手性醛的制备方法。在这个过程中，酶催化可以实现对底物的高度选择性脱羧，生成手性醛。例如，使用脱羧酶（Decarboxylase）可以催化底物的选择性脱羧反应，生成相应手性的醛。这种方法在手性醛的合成中具有很大的潜力。

### **7. 不对称酯化反应（Asymmetric Esterification）：**

不对称酯化反应是一类通过酶催化实现手性酯的制备方法。在这个过程中，酶催化可以实现对底物的高度选择性酯化，生成手性酯。例如，使用酯酶（Esterase）可以催化底物的选择性酯化反应，生成手性酯。这种方法在合成手性酯和香料中有着广泛的应用。

这些不对称合成酶催化的经典例子展示了在有机合成领域中，通过利用酶的高效、选择性催

化活性，可以实现对手性分子的高效制备。这对于制备手性药物、精细化学品和天然产物等有重要的应用价值。随着生物技术和酶工程的不断发展，相信不对称合成酶催化方法将在未来的有机合成领域中发挥越来越重要的作用。

不对称氢化

摘要：不对称催化反应作为一个手性增量过程已成为人工合成旋光性产物最有效的手段之一。其中不对称氢化反应发展较快,是研究得较多的一类反应。不对称催化具有容量大、产率高、反应速度快、产物分离相对容易、催化剂的手性易于通过改变配体来修饰等优点，使该领域成为国际化学家研究的热点。关键字:不对称氢化、钌、酮、β-酮酸酯。随着科学技术的发展和人类生活质量的提高，人类对生命的重视和对药物的要求亦越来越高。近30年来，特别是最近10年来手性药物的合成已经成为世界各国十分重视的一个领域。20世纪60年代欧洲曾出现过以外消旋体形式出售的药物“反应停”造成的悲剧，因为其Ｒ构型异构体是一种镇静剂，而构型异构体却会导致胎儿的畸型，当外消旋的反应停”作为药物用来治疗妊娠反应时，导致了数以千计的胎儿畸型。为了不使这类悲剧重演，1992年美国食品和药物管理局（FDA）公布了一系列准则以指导这类药物的开发，规定对外消旋药物，必须对其进行拆分并证明其无毒副作用。欧共体也有类似的规定。最新统计结果表明，1999年世界药品销售总额约3600亿美元，其中手性药物约1177亿美元，占药品总额的32.7%；2000年世界药品销售总额约3900 亿美元，其中手性药物约1325亿美元，比1999年约增加13.9%；预计到2005年手性药物的销售总额将达到约１718亿美元。北美、日本和欧共体都将在今后几年里上市一大批单一对映体的手性药物。所以，获得光学纯物质，已经成为当代化学家所面临的最具挑战性的任务之一。长期以来，人们只能从天然产物中提取单一对映体药物，或用生物酶催化方法合成。如用一般的化学方法合成得到的是外消旋体，还需经过繁琐的化学拆分。不对称合成开辟了从非手性物质人工合成手性产物的新途径，而在众多的不对称合成反应中，在手性药物工业制备中最有发展前途的是不对称催化法。它具有手性增殖、高立体选择性和经济性等优点。不对称催化反应体系包括均相不对称催化和多相不对称催化体系。近年来研究得较多的不对称催化反应包括不对称催化氢化、不对称催化环氧化、不对称催化氢甲酰化等。均相不对称催化体系自从20世纪60年代Ｋｎｏｗｅｌｓ发现了手性铑一膦配体的不对称催化氢化反应以来，Ｎｏｙｏｒｉ又成功地合成了BINAP等手性配体，并将其用于不对称催化氢化反应，得到了很好的光学选择

化学合成中的不对称催化技术

化学合成中的不对称催化技术催化反应在化学合成中是非常重要的一步，它可以加速化学反应的速度，促进化学反应的进行，并且能够选择性地合成需要的化合物。在不对称合成中，催化反应中的立体选择性和化学选择性非常重要。对称合成受到的限制非常大，因此需要不对称催化技术。不对称催化技术能够提高化学反应的立体和化学选择性。通过催化剂的选择，可以控制不对称合成中反应物的相对构型，从而得到所需的产物。不对称催化技术的发展为有机合成的氢气化、氢化、烯烃质子化和烯烃还原等反应提供了一种高效的方法。在不对称催化反应中，选择合适的催化剂非常重要，它可以控制反应的速度和选择性。催化剂的种类可以是手性配体、金属配合物、酶催化等。手性配体是最常用的催化剂，如膦、氨基醇、亚胺等能够通过配位使金属离子产生手性。此外，还有类似手性酸酐、手性高分子等催化剂，它们的选择和设计直接影响反应的催化效率和立体选择性。其中，手性配体是应用最广的催化剂。手性配体不仅可以提高反应的选择性，而且可以控制反应的反应程度和反应的放大，广

泛应用于有机合成中的催化反应，如氢化、异构化、氧化、加成、消除等。在手性配体中，如何利用对称坐标来制备手性配体是一个非常重要的问题。一般来说，催化反应中的手性是通过手性配体来实现的，而手性配体的合成通常需要对称合成的方法。又因为大部分手性配体只有一种对称性，因此如何制备左右对称的手性配体是一个很大的困难。此外，在不对称催化反应中，立体选择性和化学选择性的统一也是一个重要问题。在手性催化剂中，如果不加控制，反应的化学选择性和立体选择性很难统一。因此，催化剂的化学结构和反应机理的解析对于催化反应的选择性和速度有着直接影响。总之，不对称催化技术为有机合成提供了一种高效的方法。在催化反应中选择合适的催化剂，可以控制反应的速度和选择性。在不对称催化反应中，立体选择性和化学选择性的统一是一个重要的问题。因此，在催化剂的设计和反应机理的解析中需要充分考虑反应的空间构型和化学特性，以实现对有机合成的控制性生长。

不对称催化反应在手性物质合成中的应用

不对称催化反应在手性物质合成中的应用班级：应用化学08—2班学号：2008302052 姓名：殷金昌摘要：概述了应用不对称催化技术在各类手性有机物合成反应中表现的立体化学特性及优势，因具有催化效率高、选择性高、催化剂用量少、对环境污染小、成本低等优点，不对称催化将发展成合成手性物质最经济有效的一种方法。另外介绍了不对称催化技术在几种手性物质合成反应中的应用举例，包括：脯胺酸及其衍生物催化的不对称Michael加成反应、由甲基酮不对称催化合成非环状脂肪族光学活性胺的合成反应、由樟脑不对称催化合成莰胺这三个有机合成反应，展现出不对称催化合成技术在合成复杂有机化合物中表现的明显优势。最后，对不对称催化合成的应用前景作出展望，这种高催化性、高选择性的手性合成技术将会为全世界带来巨大的经济效益和社会效益。关键词：不对称催化、手性物质、有机合成、应用 1．概述不对称催化反应[1-3]的发现与发展是上个世纪化学界乃至整个自然科学领域取得的重要成就之一。2001年，Knowles、Noyori和Sharpless三位化学家基于他们在不对称氢化反应和不对称氧化反应中的杰出贡献而获得了诺贝尔化学奖，显示该研究领域取得了重大的进展，但是不对催化研究还面临诸多挑战，依然是目前化学学科，乃至药物和材料领域的前沿和研究热点。我们国家对不对称催化的研究虽然起步较晚，但近十年来，随着国家对手性科学与技术的日益重视，目前我国科学家不仅在基础理论研究方面，诸如具有完全知识产权手性配体及催化剂的制备；新的不对称反应的建立；新概念与新方法的创立；以及手性识别、放大与传递、催化机理等研究方面取得了长足的进展，已在某些方面占据了国际领先的水平，而且在手性技术的开发和手性药物的制备等方面也显示了很好的发展前景。不对称催化反应是使用非外消旋手性催化剂进行反应的，仅用少量手性催化剂，可将大量前手性底物对映选择性地的转化为手性产物，具有催化效率高、选择性高、催化剂用量少、对环境污染小、成本低等优点。经过40年的研究，不对称催化已发展成合成手性物质最经济有效的一种方法。不对称催化领域最关键的技术是高效手性催化剂的开发，因为手性催化剂是催化反应产生不对称诱导和控制作用的源泉。美国孟山都公司的Knowles

不对称催化的研究与应用

不对称催化的研究与应用不对称催化是一种重要的有机合成反应方法，其具有高选择性、高反应活性和高效率等优点，因而在有机合成中得到了广泛的应用。本文将着重探讨不对称催化的研究与应用。一、不对称催化的研究现状不对称催化是指在化学反应中，通过使用手性催化剂，使反应生成的产物具有手性。手性是指分子或物质的非对称性，也就是拥有“左右对称”的性质。不对称催化具有高度的选择性和反应性能，能够直接合成大量仅含有一种手性分子的有机化合物，极大地提高了合成效率。目前，不对称催化领域的研究涉及到多种催化体系，如金属催化、有机催化、酶催化等。其中，金属催化是最具代表性的一类催化体系。金属催化有两种类型，一种是以金属离子为活性中心，还有一种是以金属纳米粒子为活性中心。由于金属离子对环境的依赖性很强，且易受到氧化等因素的影响而失活，因此金属纳米粒子催化的研究受到了越来越多的关注。

除了金属催化外，有机催化也是不对称催化领域的重点之一。有机催化主要利用手性分子对底物的选择性作用，能够实现高效选择性地合成手性化合物。酶催化则是一种天然的催化方法，天然酶分子拥有非常强的手性选择性，因此被广泛用于药物合成、生物质转化等领域。二、不对称催化的应用不对称催化的应用涵盖了很多领域，下面将详细介绍其主要应用领域。 1. 药物合成药物合成是不对称催化应用的一个重要领域。手性药物的研究越来越受到人们的关注，不对称催化能够实现对手性化合物的高效选择性合成，因此成为合成手性药物的主要手段。例如，医学界有一种名为对虫脲的杀虫药物，其合成就需要利用不对称催化体系。 2. 食品添加剂生产

不对称催化在食品添加剂的生产中也得到应用，如仲醇的生产中，许多合成路线都需要从仲醛开始，这一步通常需要采用手性催化剂进行。 3. 化妆品生产现代化妆品越来越注重绿色环保和有效性，因此不对称催化在化妆品生产中也得到了广泛应用。不对称催化可以帮助合成更多种的高品质化妆品，并为化妆品打造更谍具有美誉的品牌。 4. 农药合成不对称催化广泛应用于农药的合成，不对称催化在合成农药中能够保证活性成分具备高效的杀虫或抗病能力并尽量减少其毒性。三、展望随着科学技术的不断发展，不对称催化在合成领域中的应用也在不断拓展。未来不对称催化在生物医药、新型材料和新型能源

神奇的手性现象与不对称催化

神奇的手性现象与不对称催化不知道大家有没有注意到生活中的一个有趣现象，就是无论你怎么摆姿势，都无法将自己的左手和右手重合。而当你拿一面镜子时就会发现，左手在镜子里的像刚好跟你的右手重合。我们把这种有趣的现象就叫做手性，即一个物体不能跟自己的镜像重合，我们就说这个物体具有手性。在自然界中手性现象广泛存在。例如喇叭花的缠绕方向是手性的，把右旋的喇叭花强行左旋缠绕，它也会自动恢复右旋；动物中的海螺同样是右旋世家，出现左旋海螺的概率是百万分之一；同样，组成我们生命体基本单位的氨基酸同样具有手性，除了极少数生物体内存在右旋氨基酸外，组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸；另外供给人体能量的葡萄糖都是右旋的，绝大多数生物遗传的物质基础DNA也是以右旋方式相互缠绕成的双螺旋结构等等许多例子，由此可见手性是许多物体的一项重要特点。在化学领域中，手性现象同样广泛存在，而有机分子的手性通常是由不对称碳引起的。在一个有机分子中，碳原子通过共价键能与四个其它原子或基团相连。当相连的四个原子或基团互不相同时，就会产生手性，我们称该有机分子为手性分子。两个互为镜像的手性分子构成一对对映异构体。互为对映异构体两个手性分子在原子组成上完全一致，许多宏观物理性质如熔点、沸点、溶解性等，甚至许多微观化学反应性能也完全相同。我们通常是通过手性分子的光学特征对其识别。例如，如果手性分子所配成的溶液能使平面偏振光按顺时针方向旋转，我们称这个对映体为右旋体，记作（+）或者D；相反能使平面偏振光按逆时针方向旋转的对映体，称之为左旋体，记作（-）或者L。当等量的对映体分子混合在一起时，不会引起平面偏振光的旋转，我们称之为外消旋体。手性分子的右旋体和左旋体在生物体内的生理生化性质有时差不多，有时却差别极大。上世纪60年代前后，很多妊娠妇女通过服用沙利度胺（Thalidomide，反应停）来镇痛和止咳，治疗效果很好。但是随即而来的是，不少妇女生下的婴儿都是短肢畸形的怪胎。其实这种合成药物是两种对映体的混合物，这种药的右旋体的确有镇静作用，但是它的左旋体却有着强烈的致畸作用。当时人们并没要发现这个问题，结果导致了惨痛的悲剧。据统计，这一悲剧事件导致了一万两千多个畸形儿的诞生。沉痛的教训惊醒了人们，也使人们对手性分子，以及它们与生命的关系有了更深刻的认识。特别是在与人们息息相关的药物中，如果含有手性中心，我们一定要弄清楚它每隔异构体的生理生化活性。药物在研制成功后，要经过严格的生物活性和毒性试验，以避免其中所含的另一种对映体对人体的危害。

有机化学中的不对称合成

有机化学中的不对称合成在有机化学领域中，不对称合成是一项重要的研究领域，它可以有效地合成具有手性的有机分子。手性分子在药物合成、天然产物合成以及材料科学等领域中具有重要的应用价值。本文将探讨不对称合成的基本概念、方法和应用，并介绍一些常见的不对称合成反应。一、不对称合成的基本概念不对称合成是指通过使用手性起始原料或手性催化剂，合成出具有手性的有机分子的化学合成方法。在不对称合成中，合成的产物具有不对称的结构或旋光性。与对称合成相比，不对称合成可以得到具有更高的立体选择性和手性纯度的产物。不对称合成的基本原理是利用手性诱导或手性催化剂来选择性地激活反应物中的一个面或一个手性中心，从而控制反应的立体选择性。手性诱导合成方法包括拆分法、不对称催化、酶催化和手性助剂等。其中，不对称催化是最为常见的方法，它通过使用手性催化剂，使化学反应以特定的立体选择性进行。二、不对称合成的方法 1. 手性诱导合成手性诱导合成是通过使用手性起始原料或手性诱导剂来进行的合成方法。手性诱导合成包括手性拆分法和手性诱导剂法。

手性拆分法是通过将手性分子与反应物进行化学或物理上的拆分，使得反应物在反应过程中保持立体选择性。手性拆分法包括光学拆分法、金属配合物拆分法和手性分子的稳定性拆分法等。手性诱导剂法是通过使用手性诱导剂来引发反应中的手性识别过程，从而控制反应的立体选择性。手性诱导剂法包括非手性基团诱导和手性感受性诱导。 2. 不对称催化合成不对称催化合成是通过使用手性催化剂来实现的合成方法。手性催化剂能够选择性地提供一个特定的反应路径，从而控制反应的立体选择性。不对称催化合成通常包括氢化、氧化、醇缩合、酯化、醚化等反应。不对称催化合成中最有代表性的方法是手性配体催化法。手性配体催化法通过使用手性配体配位于金属催化剂上，使催化剂具有手性识别能力，从而实现对反应物的选择性激活。 3. 酶催化合成酶催化合成是通过使用天然酶或人工改造酶来进行的合成方法。酶催化合成具有高立体选择性、高效率和环境友好性的特点。酶催化合成通常用于在生物体系中合成手性物质。三、不对称合成的应用不对称合成在药物合成、天然产物合成和材料科学等领域中具有广泛的应用。

金属催化不对称合成的经典实例

金属催化不对称合成的经典实例金属催化不对称合成是一种重要的有机合成方法，它通过金属催化剂促进反应的进行，实现对手性产物的选择性生成。以下是一些经典的金属催化不对称合成的实例。 1. Sharpless不对称氧化反应： Sharpless不对称氧化反应是一类重要的金属催化不对称合成反应，以铝为催化剂，通过氧化剂和手性辅助剂的协同作用，将不对称二醇氧化为手性醛或酮产物。这种方法可以高效地制备具有手性酮或醛功能团的化合物。 2. Suzuki-Miyaura偶联反应： Suzuki-Miyaura偶联反应是一种重要的C-C键形成反应，通过钯催化剂促进芳香卤化物与有机硼化合物的偶联反应，制备手性芳香化合物。这种反应条件温和，反应底物种类广泛，可以有效地构建手性分子骨架。 3. Stetter反应： Stetter反应是一类重要的金属催化不对称反应，以硒代硫酮和α,β-不饱和酮为底物，以钌为催化剂，通过Michael加成和亲核取代反应，高产率高对映选择性地合成手性醇化合物。 4. Trost不对称合成： Trost不对称合成是以钯催化剂为基础的不对称合成反应，通过手性膦配体的引

入，以底物与稀有金属配合物进行催化转化，有效形成不对称键的手性生物活性分子。例如，Trost在对映选择性的杂环合成和碳碳键的构建方面做出了重要的贡献。 5. Hayashi不对称加氢反应： Hayashi不对称加氢反应是以金属配合物为催化剂的不对称合成反应，通过氢气和手性配体的协同作用，将不对称的烯烃加氢生成手性烷烃。这种反应在制备手性药物、天然产物和有机合成中发挥着重要作用。总的来说，金属催化不对称合成是一种高效、高选择性的有机合成方法。通过金属催化剂的引入，可以有效地实现对手性产物的选择性合成，为有机合成提供了有力的工具。随着金属催化技术的不断发展，对手性合成领域的研究也在不断深入，未来金属催化不对称合成有望在药物合成、天然产物合成等领域发挥更重要的作用。

有机合成中的不对称合成方法

有机合成中的不对称合成方法在有机合成领域中，不对称合成方法是一种应用广泛且具有重要意义的合成策略。通过不对称合成，可以合成具有高立体选择性的有机分子，从而为药物研发、功能材料制备等领域提供了重要的工具和手段。一、不对称合成方法的简介不对称合成方法是指在有机合成中，通过引入手性诱导剂或催化剂，使得反应产物中的手性中心具有高立体选择性。常用的不对称合成方法主要包括催化不对称合成、反应不对称合成和拆分还原法等。二、催化不对称合成催化不对称合成是一种常用的不对称合成方法，通过引入手性催化剂，控制反应过程中的立体选择性。常见的手性催化剂包括金属有机催化剂、酶和有机小分子催化剂等。例如，铑催化的不对称羟醛加成反应、铑催化的不对称氢化反应等都是催化不对称合成的典型例子。三、反应不对称合成反应不对称合成是指通过对称的反应物进行反应，然后在反应后期引入手性诱导剂，实现对产物的手性控制。常见的反应不对称合成方法包括不对称氢化反应、不对称环氧化反应和不对称亲核加成反应等。通过合理选择反应物和手性诱导剂，可以有效地得到具有高立体选择性的产物。

四、拆分还原法拆分还原法是一种利用手性单体进行不对称合成的方法。通过将手性单体进行反应得到手性中间体，然后通过还原、拆分等操作，最终得到目标产物。拆分还原法具有操作简单、适用范围广的特点，常用于合成手性药物和天然产物等。五、不对称合成的应用不对称合成方法在药物研发、功能材料制备以及天然产物合成等领域都有广泛的应用。通过不对称合成可以合成具有特定立体结构和生物活性的分子，为新药物的设计和合成提供了重要的手段。同时，不对称合成还可以合成具有特殊功能的材料，如手性催化剂、手性液晶等。六、不对称合成的挑战与展望尽管不对称合成方法在有机合成领域取得了巨大的进展，但仍然面临着一些挑战。例如，如何提高手性诱导剂的效率和选择性，如何降低催化剂的成本等都是当前亟待解决的问题。未来，随着催化剂的发展和合成方法的创新，不对称合成方法将得到进一步的完善和拓展，为有机合成领域的发展提供更多可能性。综上所述，不对称合成方法在有机合成中具有重要的地位和作用。通过催化不对称合成、反应不对称合成和拆分还原法等方法，可以合成具有高立体选择性的有机分子。不对称合成方法的应用广泛，为药物研发、功能材料制备等领域提供了重要的工具和手段。尽管面临一

酶催化合成中使用的不对称手性识别

酶催化合成中使用的不对称手性识别酶是一种生物大分子催化剂，由蛋白质组成，对于很多有机反应有很高的催化效率和选择性。其中，酶催化的手性反应广泛应用于化学合成中。不对称手性识别是影响酶催化反应选择性的关键因素之一，是酶催化合成中重要的研究课题。下面，本文将探讨酶催化合成中使用的不对称手性识别。酶催化合成中的不对称手性识别不对称手性识别指的是酶催化反应中选择性识别手性分子的过程。当手性分子与酶发生相互作用后，酶会选择将其中的一种手性进行反应，另一种手性则基本不参与反应。具体地说，酶催化合成中不对称手性识别分为基于结构和基于体积两种。基于结构的不对称手性识别基于结构的不对称手性识别是指酶将手性分子的两个异构体中的一个与酶结合，形成一个具有高效催化作用的酶-底物复合物。酶通过结构上的识别作用，选择其中一个异构体进行反应，而另一个异构体则被剔除出反应活性中心。结构上的不对称手性识别

是酶催化合成中最基础的不对称手性识别，其机理也是最为直接的。其中，手性位置，手性中心的数目和手性分子自身的对称性等因素，会影响反应速率和选择性。基于体积的不对称手性识别基于体积的不对称手性识别是指酶将手性分子的两个异构体中的一个与酶结合，形成一个非常紧密的酶-底物复合物。酶通过某些体积上的限制作用，选择与底物分子进行反应的手性异构体，而将另一种限制出反应活性中心。基于体积的不对称手性识别一般都涉及到酶结构的变化，在反应机理中起决定性作用。酶对于该手性限制性分子的选择性不同，主要取决于酶中的组分和活性中心。实例研究对于实例研究，我们以手性纳米孔研究为例。手性纳米孔是由具有不对称手性识别功能的纳米孔材料构成的，具有对于手性分子非常高的选择性。该材料可以通过构建不同的手性孔道，实现对不同手性异构体分子的选择性捕获。其中，通过改变孔道壁上的手性虫草菌素结构，可以实现对手性分子的选择性捕获。此外，

酶催化技术在医药工业中的应用

酶催化技术在医药工业中的应用摘要：近10年来随着生物技术的发展，酶催化技术已愈来愈多地用于有机合成，特别是不对称合成、光学活性化合物及天然产物的合成，已在医药、食品、轻工业、纺织等行业中得到越来越广泛的应用。本文介绍了酶和细胞固定化、非水相介质中的酶催化、低共熔酶催化反应和酶催化反应与分离的祸合等酶催化技术的研究进展，以及酶催化技术在制药工业和临床诊断及治疗上的应用。关键词：酶催化医药工业应用酶作为一种高效生物催化剂，具有高度的特异立体选择性及区域选择性，并在常温、常压和pH值中性附近条件下具有十分高效的催化活力。利用酶的高效选择性催化作用可制造出种类繁多的目的产物，避免了化学法合成中的许多不足。目前,酶催化技术在医药方面的应用是当前最为关注的领域之一，这主要是因为医药产品一般附加值高，且大多是光学活性物质，作为十分优良的手性催化剂一酶,用于多种高效手性药物的合成及制备将十分有效，潜力巨大。在生物学和化学领域中，作为绿色化学和手性技术的总要组成，酶催已经成为重点研究对象。 1、酶催化简介酶催化可以看作在酶的表面吸附了反应物，或者是酶与反应物形成了中间化合物后进行反应。酶催化是酶的减慢或者加速化学反应作用。在多数情况下，化合物作为底物的能力的丧失，其原因是因为底物分子中微小结构产生变化所致。作为一种绿色的手性技术，酶催化工艺已经是化学制药领域重点研究的课题之一。酶催化剂催化的反应可在水中进行，其具有较高的立体选择性和区域选择性，反应条件较为温和是没催化剂催化的特点。随着人类环保意识的提高，制药工业对手性化合物需求的增加，使人们进一步认识了没催化剂。现代基因工程的应用以及生物技术的高速发展，也降低了生产酶成本。作为有机化学合成工具，没催化剂的优点在于选择性好、合成步骤少、多数能够在水相中进行、反应条件温和、催化效率高等。为了进一步提高酶催化剂的适应性和稳定性，利用生物工程改造和筛选酶催化剂。 2、酶催化技术的研究进展随着生命学科的迅速发展和人们对生物大分子结构与功效认识的不断深人，对酶催化技术的研究及创新已取得了长足的进步。主要表现在以下几方面： 2.1酶和细胞固定化技术在实现酶催化生化或化学反应过程中，酶固定化技术可使酶长期反复和连续运行、大幅降低酶的应用成本、精简下游分离工艺，这已成为一个最主要和基础的

DNA 作催化剂:小分子体外不对称催化合成

DNA 作催化剂：小分子体外不对称催化合成卢彦;冯凯波【摘要】综述了以插入非手性二价铜配合物的鲑鱼精DNA（ st－DNA）作为催化剂，于体外催化包括不对称Diels－Alder反应、Friedel－Crafts反应与Michael加成等一系列小分子反应的研究进展。这些反应在天然产物与其他具生物活性物质合成途径设计中有重要作用。反应通常可以取得大于80％的对映体过量百分数（ ee ）值，并于优化后可进一步提高到90％至99％。 DNA的碱基序列对对映选择性将产生影响，且因配体结构而异，有较多G或C相连的DNA序列通常可以产生较好的对映选择性。%This paper reviews recent works on in vitro asymmetric catalysis of small molecules , with salmon testes DNA ( st-DNA) in-serted by achiral Cu(II) complexes as catalysts.Possible reaction types include Diels-Alder Reaction, Friedel-Crafts Reaction and Mi-chael Addition that are crucial for synthetic route design of natural products and other biologically active compounds .These reactions u-sually obtain fairly high enantiomeric excess (ee) of over 80%.After optimization, the ee value can further increase to 90%to 99%. The base sequence of DNA will affect the enantioselectivity in ways differ with the ligand structure .Generally, a DNA molecule with more continuous G or C sequence has better enantioselectivity . 【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2015(000)001 【总页数】5页(P86-89,94)

转氨酶在手性化合物合成中涉及项目的现状-模板

转氨酶在手性化合物合成中涉及项目的现状前言近年来，手性制药工业迅速发展壮大，单一对应体药物每年以大于20%的速度增长，其对手性胺的需求也随之增长。目前，超过70%的药物都是手性胺及其衍生物，如神经类药物、心血管药物、抗高血压药物、抗感染药物及疫苗等的合成都是以手性胺作为中间体，抗糖尿病新药Janu-via的主要成分西他列汀是R-型胺。这就催促人们寻找一种高效制备手性胺的方法，而转氨酶的出现使研究者看到了曙光。转氨酶以其高选择性、高转化率及温和的反应条件赢得了广大研究者的青睐，其能够催化1个氨基供体(氨基酸或简单的胺)上的氨基转移到前手性的受体酮，得到手性胺和副产物酮或者α-酮酸(图1)，反应过程需要磷酸吡哆醛(pyridoxalphosphate，PLP)的参与。转氨酶合成手性化合物已经发展为一项关键的不对称合成技术，受到越来越受到众多研究者的重视和关注。20XX年2月28日，第一届国际转氨酶生物催化研讨会于瑞典斯德哥尔摩召开，鉴于此，本文作者将转氨酶在手性化合物合成中涉及到的蛋白工程、表达与固定化、进程工程及应用方面的研究现状予以综述。 1转氨酶蛋白工程蛋白工程是指通过改变已知蛋白的结构来改变其性质的过程，需要借助计算机和生物信息学手段来实现，是研究酶的功能及进化的重要技术，也是改变酶性质、开发新酶的重要方法。利用蛋白工程的方法对转氨酶进行改造即为转氨酶蛋白工程，其目的是得到有工业应用价值的酶，打通手性药物及化工产品的酶法合成途径。所用关键技术包括理性设计、定向进化以及两者组合方法;所涉及工具主要包括迭代饱和诱变(it-erativesaturationmutagenesis，ISM)、组合活性位点饱和测试(binationofactivesitesaturationtest，CASTing)、蛋白序列活性关系(proteinse-quenceactivityrelationship，ProSAR)等。随着计算机技术以及生物信息学的快速发展，转氨酶蛋白工程迎来了第三次浪潮，成为国内外研究热点。转氨酶蛋白工程主要包括5个步骤:选择合适的模板、稳定模板、确定活性位点、活性位点周围氨基酸残基理性设计或定向进化、突变体活性评估。经过以上几步，就可以根据人们的意愿将一个原本对某一底物无活性的转氨酶变为对此底物活性很高的生物催化剂，在此方面最成功的例子当属Savile等利用蛋白工

biochemistry 水解酶催化不对称碳碳键生成反应

水解酶催化的不对称C-C键生成反应 Abstract 本文综述了水解酶对三种类型的有机化学反应的不对称催化效果，分别是Aldol缩合，Michael加成和Mannich反应。这三种反应中Aldol缩合可以使用的酶催化剂种类较多，使用多种脂肪酶，蛋白酶和核酸水解酶均可以达到非常好的转化率和立体选择性。一般的转化率都在80%以上，ee%都能达到70%以上。而Michael加成反应和Mannich反应的水解酶催化不对称反应的研究起步较晚，文献报道过的较少，对于Mannich反应主要集中于应用SGP 作为催化剂效果较好。而对于Mannich反应，文献报道的是AMA的催化效果最佳，能够达到80%的转化率，88%的ee值和92/8的dr值。 Keywords水解酶C-C键不对称Aldol缩合 Introduction 水解酶是能够催化水解反应发生的酶的总称，在生物体中一般被用以催化酯类，醚类，缩醛（也就是糖类）和肽键的水解。[1]因为其高稳定性，较好的底物兼容性，极高的催化效率和对有机溶剂较好的耐受性，这种酶被广泛应用于工业合成。而且人们近几年发现这种酶具有多功能催化作用，即除了水解反应，水解酶还能高效的催化多种碳碳键形成反应，而碳碳键生成又是有机合成和方法学研究中极其重要的一个环节。[2, 3]因此水解酶在这一领域中的催化反应应用被广泛研究。同时，生物体合成的酶除了具有高反应催化活性外，一般都具有手性的催化中心，因此所催化诱导的反应往往都是不对称反应，往往可以以极高的手性选择性引导潜手性中手性化，从而生成对映体超过量值（enantiomeric excess，ee%）极高的手性产物。在这些不对称合成反应中，酶催化不对称C-C键生成反应就更为重要了。[4]所以本文着重综述了近几年来水解酶催化的不对称C-C键合成反应，并把这些反应分为以下几类来分类论述：1.水解酶催化的Aldol缩合反应。2.水解酶催化的Micheal 加成反应。3.水解酶催化的Mannich反应。本文主要综述对比了不同的水解酶对上述反应催化的反应机理，反应溶剂，产率和ee%。 1.水解酶催化的不对称Aldol缩合反应 Aldol反应在有机合成中对C-C键的合成非常重要，其整体的反应机理展示于图（1）。[5]而且，因为生物体中有众多控制新陈代谢的糖类或有糖结构的物质，这类物质往往可通过不对称的Aldol缩合反应获得，因此这类反应经常被认为是自然合成某种结构分子的途径。[6]有很多水解酶对这种不对称Aldol缩合有较高的催化活性，如脂肪水解酶，蛋白水解酶，核酸水解酶。本文接下来综述它们的催化性能。图（1）Aldol缩合反应机理 1.1.脂肪水解酶催化的不对称Aldol缩合反应

脯氨酸催化的不对称Aldol反应的研究进展

第 17卷第4期化学研究Vol .17No .42006年12月CHE M I CAL RESE ARCH Dec .2006 脯氨酸催化的不对称Aldol 反应的研究进展柯桢,马楠,王筱平3 ,韩超 (同济大学化学系,上海200092收稿日期:2006-06-23. 摘要:不对称合成是手性药物制备的核心环节,A ldol 反应是重要的形成C —C 键的反应之一,在全合成中有广泛应用.脯氨酸的两个异构体均价廉易得,作为一个非金属不对称催化试剂,它催化的不对称A ldol 反应立体选择性高,有很好的应用前景.本文就近二十年来脯氨酸催化A ldol 反应的机理,溶剂效应,最新进展三方面进行了介绍. 关键词:脯氨酸;不对称催化剂;A ldol 反应中图分类号:O 621.3文献标识码:A 文章编号:1008-1011(200604-0096-06 Advance of Asy mmetri c Aldol Reacti ons Cat alyzed by Proli n e

KE Zhen,MA Nan,WANG Xiao 2p ing 3 ,HAN Chao (D epart m ent of Che m istry,Tongji U niversity,Shanghai 200092,China Abstract:The A ldol reacti on is an excep ti onally useful strategic C —C bond 2f or m ing reacti on f or the stereoselective constructi on of cyclic and acyclic molecules .The synthetic value of the A ldol reacti ons has been p r oven by their app licati on in the t otal synthesis of natural p r oducts .The advantages of p r o 2 line based aldolisati on reacti on are that the methodol ogy is metal free and that both enanti omers of the catalyst are cheap and easily available .Pr oline catalysed aldolisati on reacti on shows both high yields and stereoselectivity .The catalytic enanti oselective versi on of this reacti on has received considerable attenti on in recent years . Keywords:p r oline;unsy mmetric catalysts;A ldol reacti on 近年来,脯氨酸(p r oline 催化的不对称A ldol 反应在不对称合成中应用广泛,不仅在于它是廉价易得的手性原料,而且与其结构也有很大关系.首先,它含有羧基、氨基双官能团,既能起酸催化剂又能起碱催化剂的作用,或者起协同作用,在这一点上类似于酶的作用.另外,作为一个双齿配体,它可与金属形成金属配合物.与其它氨基酸不同的是,脯氨酸中的氨基为吡咯环二级胺,可与金属形成双环[3,3,0]辛烷类物质,它的氨基易于形成亚胺,烯胺中间体.