生物拆分法课件

手性化合物的生物拆分法随着科学技术的不断发展，人们对手性药物安全性的认识逐渐深入，手性药物的市场不断扩大，世界医药领域对手性药物的开发正形成一股潮流.不对称合成和拆分技术的研究快速发展，其中化学合成手性药物是利用手性源、手性助剂、手性催化剂及各种中间体等，通过不对称合成得到手性药物。尽管化学合成方法日趋成熟，但是手性药物种类多样、更新迅速，化学合成的应用有一定的局限性，并且化学合成方法造成的环境问题不容忽视，因此，利用生物系统的多样性和安全性来获得光学纯药物已成为另一选择。微生物酯酶／脂肪酶法生产手性药物的单一对映体是除了化学合成之外的重要途径。已经越来越受到人们关注。一、生物拆分法生物拆分法：生物拆分法是利用生物催化材料主要包括酶、微生物菌体、动植物的组织及细胞等，与外消旋手性化合物作用，得到单一对映体，其实质是酶催化的动力学拆分。二、生物拆分法特点：立体专一性强，拆分效率高和生产条件温和。目前，酶法拆分已从水溶液向有机介质发展。三、生物拆分法的起源1958年，Pasteur就观察到：外消旋酒石酸在酵母或青霉的存在下进行发酵，天然的（+）-酒石酸铵逐渐被消耗，而经过一段时间之后，从发酵液中分离出纯的（-）—酒石酸铵。这是微生物代谢了天然的（+）-酒石酸，而留下了（-）—酒石酸。（1）酶催化反应通常具有高度立体专一性；(2)副反应少，产率高，产品分离提纯简单；（3）反应条件较温和，如0—50。C，pH接近中性：（4）酶无毒，易降解，不会造成环境污染，适于规模生产。

五、生物拆分法的现阶段特点及常用方法随着酶固定化、多相反应器等新技术的日趋成熟,越来越多的酶已用于外消旋体的拆分。酶催化立体选择性强、反应条件温和、操作简便、副反应少、产率高、成本低,且不会造成环境污染,这些都使得用酶拆分外消旋体成为理想的选择。

常用方法：1.环氧化合物选择性拆分

手性环氧氯丙烷是一种重要的有机合成中间体，可以制备多种药物的中间体和天然产物，如芳氧丙醇胺类药物、环戊酮衍生物、阿伐他汀等。通过生物拆分外消旋环氧氯丙烷获得手性环氧氯丙烷的经济效益明显，其副产物3-氯-1，2-丙二醇也是一种重要的手性合成原料。

2酰胺选择性拆分

D-对羟基苯甘氨酸(D-p-HPG)是制备β-内酰胺类半合成抗生素的侧链重要原料以及合成多种多肽类激素和农药的主要侧链，广泛应用于药学领域。D-对羟基苯甘氨酸的制备方法有化学法和生物法，化学方法已逐渐被生物酶法所代替。生物酶法制备D-对羟基苯甘氨酸主要以DL-对羟基苯海因为底物，在海因酶的作用下进行不对称水解开环成N-氨甲酰-D-对羟基苯甘氨酸，再经过氨甲酰水解酶作用得到D-对羟基苯甘氨酸。

3.脂肪酶催化的拆分

普瑞巴林(pregabalin)是治疗神经源性疼痛的药物Lyricade有效成分，在使用化学拆分的路线中，在拆分步骤前70%以上的物料已转化为废物。2008年美国辉瑞公司利用在水溶体系中利用脂肪酶的生物拆分进行中间体合成，转化率达到48%，然后进一步反应生成普瑞巴林。3.4腈水解酶的选择性拆分

桃酸，是一种重要的医药合成中间体。扁桃酸是一种手性分子，R-扁桃酸是不对称半合成头孢菌素和青霉素的重要中间体。德国BASF公司利用腈水解酶进行生产R-扁桃酸。国内上海农药研究所从土壤中筛选出一株扁桃腈水解酶菌种，成功的利用腈水解酶立体选择性生物催化制备R-扁桃酸，转化率达到90%以上，产物光学纯度大于99%。六、：生物拆分的具体过程1.菌体，酶的选择及培养2.转化条件优化：每次只优化一个条件,其他条件固定为已选定结果.分别对菌体培养时间、转化温度、转化时间、转化pH和缓冲体系、底物质量浓度及加入方式、影响因子和乳化剂的影响进行了研究.选择性地引进消化吸收国外先进技术成果的同时，以发酵工程、酶工程和生物化学工程的