文 献 综 述

1.1手性醇的催化合成

1.1.1手性醇合成的概况

二十一世纪是手性药物的发展时期，而具有特定功能基团的手性醇是合成手性药物与其他手性化学品的重要中间体，因此，手性醇合成方法的成熟与改进对手性药物的合成具有积极的促进作用[1]。目前已研究将潜手性化合物不对称还原合成手性醇的方法，即将前手性酮还原生成相应的手性醇，其理论产率可达100 %[2]。酮的不对称还原方法主要包括化学催化法和生物催化法，其中生物催化羰基的不对称还原在不对称合成中占有很重要的地位[3]。

1.1.2生物催化合成手性醇

与化学方法相比这类反应具有很高的立体、区域和化学选择性以及安全性和环境相容性的优点。生物催化剂通常为微生物、动植物细胞以及分离的酶，这些都是可再生的，使用后在环境中也很容易降解[4]，可以称得上是绿色过程。生物催化法合成手性化合物是通过酶来进行的，其实质是一个动力学反应过程，即底物（前手性化合物）与酶的活性中心结合，其反应产物有两种构型。由于两种产物的反应速率不同而产生选择性，从而使反应产物具有光学活性[5]。

生物催化羰基的不对称还原主要是在一些氧化还原酶和醇脱氢酶的作用下进行的，其合成方法中由还原酶催化的不对称合成因较好的应用优势成为研究热点，该加氢反应通常由烟酰型辅酶NADH/NADPH介导，但这些辅酶价格昂贵，稳定性差，不可能在反应过程中加入化学计量需要的酶量。为了实现氧化还原酶的工业应用，需要提供高效低成本的辅酶再生系统[6]。因而全细胞催化制备手性醇依赖于细胞中辅酶的高效供应，建立高效低成本的辅酶再生系统成为实现其生物催化的重要研究内容。

1.2辅酶再生

所谓辅酶再生，就是把辅酶从氧化态再生为还原态，或者反之,从而使辅酶保持在一定的催化剂量水平。近年来，为了解决辅酶再生的问题，已经提出了一系列的方法，包括酶学、电化学和光化学等再生系统[7]，其中酶法再生系统由于具有反应速率快、选择性高、再生体系与合成体系兼容性好、过程易于监控等优点，受到了广泛重视。脱氢酶被广泛的用在酶法再生系统中。其中，葡萄糖脱氢酶由于具有活性高和双辅酶特异性等优点，在辅酶再生领域有广泛的前景。葡萄糖脱氢酶(GDH)可将葡萄糖氧化为葡萄糖酸，同时生成一份子的NADH或NADPH，该体系不仅可实现NADH/NADPH的再生，而且底物葡萄糖价格低廉，因此羰基还原酶与葡萄糖脱氢酶的双酶耦合已成为生物催化不对称合成中辅酶循环系统应用最多的方式[8-9]。所用的葡萄糖脱氢酶多来自巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌，反应后生成葡萄糖酸（图1-2）。