脂肪酶手性拆分的研究进展*
黄冠廷，杜育芝，彭 昆，张文承，叶 鹏
【摘 要】摘 要：手性拆分广泛应用于手性药物的制备，具有重要的科学意义与实用价值。脂肪酶由于其独特的界面催化特性，可在有机相中进行酶促合成，已成为手性拆分研究中的热点之一。本文重点综述了脂肪酶对手性醇、手性酯和手性胺类等有机合成中间体催化拆分作用的最新研究进展，并从脂肪酶来源、底物分子结构和固定化方法等角度对脂肪酶催化手性拆分机理进行了介绍。 【期刊名称】广州化工 【年(卷),期】2016(044)009 【总页数】5
【关键词】脂肪酶；手性拆分；对映体选择性；酶固定化 专论与综述
手性拆分有结晶法、化学法、酶法和色谱法等方法[1]。酶法拆分具有活性高、反应条件温和和立体选择性高等优点，而被广泛应用。脂肪酶(Lipase，三酰基甘油水解酶，EC 3.1.1.3)在油水界面催化酯水解，也可在有机相中酶促合成，是一种重要的手性拆分酶。
脂肪酶手性拆分在手性药物产业具有巨大的潜能。为提高脂肪酶的稳定性，以及控制其在反应过程中产品的纯度, 常采用固定化的方法脂肪酶稳定其分子结构，并增加其重复使用性[2-3]。脂肪酶用于手性醇、手性胺及手性酯的拆分，具有重要的科学意义与实用价值，本文对其最新研究进展进行综述，并对其机理进行了介绍。
1 手性醇(含羟基化合物)的拆分
(R)-3-氨基-2-[(苯氧基)甲基]-丙醇盐酸盐是一种重要的手性中间体。Shinya等[4]用荧光假单胞菌属(Pseudomonas fluorescens，LAK Amano)在DMSO中催化2-羟甲基-1，3-丙二醇选择性酯化，游离LAK Amano反应24 h，转化率达到74%，产物eep=85%，见图1。
光学纯化合物1，2-二芳基-2-羟基乙酮在药物合成中是非常有用的砌块。Antonio等[5]报道了在2-甲基四氢呋喃中用施氏假单胞菌脂肪酶(Lipase from Pseudomonas stutzeri，PTL)结合钌催化剂，丁酸乙烯酯做酰基供体，动力学拆分1，2-二芳基-2-羟基乙酮，转化率达到50%，对映体选择率E>200，产物eep>99%，见图2。
1-苯乙醇可作为手性中间体被广泛应用于手性药物的合成。Yoshikazu等[6]用离子液体涂覆洋葱伯克霍尔德菌脂肪酶(Burkholderia cepacia lipase，IL1-PS)催化1-苯乙醇和乙酸乙烯酯选择性酯化，用三丁基((2-甲氧基乙基)-甲基)鏻双(三氟甲烷磺酰)亚胺([P444MEM][NTf2])做溶剂比i-Pr2O(二异丙醚)做溶剂，反应速率提高了1.6倍。使得反应转化率为42%，产物eep=99%，对映体选择率E>200。
(R,S)-1-苯乙基醋酸，是一些生物活性物质的手性合成子。Ru等[7]将被羰二咪唑活化的离子液体通过赖氨酸耦合共价连接到猪胰脂肪酶(Porcine pancreatic lipase，PPL)上，相对于天然脂肪酶PPL，展现了很高的水解活性，转化率明显得到了提高。反应转化率为49%，产物eep=94%，对映体选择率E由39提高到101，见图3。
终上所述，脂肪酶广泛应用于手性醇的手性拆分[8]，可以用超临界CO2[9]和离子液体[10]作为酶手性拆分的反应介质，而且固定化的脂肪酶在转化率和对
映体选择性方面优于游离的脂肪酶。脂肪酶拆分手性醇的反应汇总于表1。
2 手性酯的拆分
布洛芬(异丙酚酸)是一种手性药物。Lau等[13]将皱褶假丝酵母脂肪酶(Candida rugosa lipase，CRL)固定在聚丙烯腈(PAN)膜上，然后对酶用量和反应温度等工艺参数进行了研究，在最佳条件下转化率可以达到96%～98%，产物对映体过量eep达到97%～99%。
(2S,3R)-二甲基-1-乙酰吡啶-2,3-二羧酸酯，是一个莫西沙星中间体。Perla等[14]采用南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica lipase B，CAL B)催化(顺)-(±)-二甲基-1-乙酰吡啶-2,3-二羧酸酯，采用自由酶，反应需16 h，而具有相似活性的固定化酶，反应需140 h。对映体选择率E=80，在对映体过量eep>99%，转化率为53%。
Hedwig等[15]对2-庚醇己酸酯进行动力学拆分，以七(2,3-二-O-甲基-6-O-叔丁基二甲基)-β-环糊精作为手性固定相，固定化的CAL B作为催化剂，得到(R)-烷基酯(eep>99.9%)，随后用柱状假丝酵母脂肪酶(Candida cylindracea lipase，CCL)催化酯化反应，得到(S)-酯(eep>81.4%)。
对-甲基磺酰基苯基丝氨酸乙酯的D-苏型(MPSE)是合成氟苯尼考的关键中间体。Rui等[16]研究了脂肪酶催化手性拆分DL-苏-对-MPSE(DL-threo-p-MPSE)，诺维信435(Novzyme 435)脂肪酶的拆分效果最好，转化率为36.83%，ee值为35.13%；发现对-甲基磺酰苯甲醛是副反应的关键中间体，通过加入锌离子来抑制酶催化的副反应，提高了转化率和ee值，达到69.29%和46.26%。 羟丙茶碱[(±)-3,7-(2-羟丙基)-1,3-二甲基-3,7-二氢-1H-嘌呤-2,6-二酮]是一种用于强心剂的化合物。Pawet等[17]报道了用固定化的CAL B催化反应，见图
脂肪酶手性拆分的研究进展
