有机介质中的酶促酯化或转酯反应过程中,根据热力学原理,反应物醇或酸的一种对映体容易参与反应,而另一种对映体的醇或酸不容易参与反应从而实现光学拆分。
（1） 转酯反应拆分手型药物
2-氨基丙醇是合成左旋氧氟沙星的中间体,其(S)(+)型异构体才具有药理活性。韦某等先用ClCO2Et 对氨基进行保护,然后在乙酸乙酯中利用胰脂酶作为催化剂进行转酯反应,控制反应使R型异构体的酯交换速率远远大于S型异构体,最后经处理得到(S)(+)2-氨基丙醇,收率达97%。无论是从经济角度还是从实用角度来讲,这一结果都非常可观,是化学催化剂不可比拟的。有机相酶催化转酯化反应拆分西酞普兰中间体，抗抑郁药物西酞普兰(citalopram) 是新一代5-羟色胺(5-HT) 再摄取抑制剂(SSRIs)与其它的SSRIs相比,对5-HT 的再摄取抑制性强、选择性高。研究表明,S型西酞普兰的活性是R型的100 倍以上。(S)-4-[4-(二甲基氨基)-1-(4-氟苯基)-1-羟基丁基]-3-(羟基甲基)苄腈是合成(S)-西酞普兰的重要中间体,其季碳手性中心上连接有一个叔醇,目前可通过化学法和酶法拆分二醇得到S型单一对映体,进一步反应得到(S)-西酞普兰。化学法例如诱导结晶和手性色谱分离存在成本高、所得产品旋光纯度低、收率低等问题。与化学法相比,酶法拆分具有反应条件温和、高度的选择性等优点, 酶促拆分手性药物在光学纯化合物的制备方面显示出巨大的开发潜力及广阔的应用前景。脂肪酶催化选择性催化伯醇与仲醇反应已得到广泛应用,由于空间位阻作用,只有少量酶对含有季碳手性中心的叔醇有选择性。研究表明,来源于南极洲假丝酵母(Candia antarctica)和洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)的脂肪酶可通过催化距离季碳手性中心四个化学键的伯羟基发生转酯化或水解反应
远程拆分二醇,且具有较好的选择性。
（2）酯化反应拆分手型药物
与消旋醇的拆分原理相似,酸在参与非水酶促酯化反应过程中只有一种对映体容易参与反应,从而使消旋体得到拆分。萘普生、布洛芬、酮洛芬等非甾体消炎药的不同对映体的生理活性有差别,已证实S型萘普生在体内的抗炎活性是R型的28倍。这些消炎药都是2-芳基丙酸(CH3CHArCOOH)的衍生物,光学纯萘普生、布洛芬等是由光学纯2-芳基丙酸制备的。Tsai 等利用脂肪酶在有机溶剂中通过立体选择性酯化反应得到了光学纯的芳基丙酸,从而进一步得到高效的非甾体消炎药。
有机介质中的酶促水解反应制备手性药物
某些酶在水解酯的过程中,只能作用于单一对映体的酯得到光学活性的酸或醇,而另一对映体的酯不被水解,从而得到光学纯的产物酸或醇。脂肪水解酶、蛋白水解酶以及酯酶是常用的水解酶。Vantol 等在有机溶剂中采用猪胰脂肪酶水解2,3环氧丙醇丁酸酯,得到了单一对映体的环氧丙醇。环氧丙醇是合成一种β受体阻断剂类药物的中间体。普萘洛尔的S型异构体可用于治疗高血压和心肌梗塞,其合成中间体为(±)-1-氯-3-(1-萘氯)-2-丙醇,即萘氧氯丙醇。先制备了消旋的萘氧氯丙醇酯,再利用脂肪酶在有机溶剂中水解外消旋的萘氧氯丙醇酯,得到了高对映体过量值(大于95%)的R酯,而S酯水解得到了酸和醇。最后由光学纯的萘氧氯丙醇制备了S型普萘洛尔。
有机溶剂中的酶催化在精细化工,医药和特种新材料的研制与主产中具有广阔的应用前景，酶在有机介质中的反应无论对酶学家还是对化学家来都是一个具有魅力的新领域。大量的实验已有力地证明了酶在有机溶剂中可以保持其生物活性而且可以顺利地进行某些极有意义的反应,并在有机合成反应中表现了良好的应用前景。但是影响酶在有机溶剂中的反应因素是复杂的,溶剂的性质,不同酶在不同溶剂中对必需水含量的要求,底物性质等都影响了反应的产率与选择性(区域选择性和立体选择性)对于在有机介质中进行酶促反应的内在规律及对反应结果的预测还有待于进行大量的实验与深人的研究才能得到满意的回答。
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