酶法拆分技术研究

刘正威

摘要：生物酶法具有转化率及光学纯度高、成本低、反应条件温和、环境污染小等绿色工艺优点，随着生物技术的不断发展，酶法拆分越来越广泛应用于手性药物的制备中。

关键词：酶 手性药物 拆分法

在有机药物合成及天然药物中，有许多具有手性碳或手性中心，因而具有光学异构体。结构特异性药物是作用于受体、酶、蛋白质、离予通道等作用机制，在结构及电性效应上与这些物质互补，而产生激动或拮抗作用，表现出不同的生理效应。因此，光学异构体往往在生物活性上具有较大的差异。但目前临床应用的合成药物约有500多种为外消旋体，而单一对映体的疗效高、副作用低，服用的剂量小，更符合临床应用要求。近几年手性药的年增长率已经超过20%，2005年全世界上市的新药中约有60%为具有手性的单一对映体药物。因此，手性药物的开发已非常重要。

手性药物的制备可采用不对称合成方法、生物酶法或经化学合一成方法先制备药物的消旋体，然后再进行拆分而制得。消旋体药物的拆分有多种方法，传统拆分方法是采用手性拆分剂与不同对映体一形成盐或复合物，根据其在溶剂中的不同溶解性进行分离，或采用物理方法进行诱导析晶分离得到有效的单旋体。该方法具有拆分效，效率低，光学纯度差，另一单旋体需要消旋化后进行再拆分，操作繁琐，配套设备多、拆分剂及溶剂的消耗量较大，拆分成本较高。近年来上市的手性药物不断增长，手性药物的制备和拆分技术也有较，大的发展，如液相酶法、固相酶法、不对称转换法、包结法等拆分技术，均较传统的拆分方法拆分效率高，且光学纯度好，拆分成本低，对环境友好。

酶是一种高活性、高特异性和高立体选择性的催化剂，可催化多种化学反应。由于生物酶有很高的对映体选择性，利用生物酶作催化剂拆分手性药物，具有选择性定向、拆分效率高、光学纯度好的优点，可得到光学纯度很高的单对映体药物，这一方法优越。酶法拆分有液相酶法和固相酶法两种，液相酶法是经微物发酵产生生物酶，直接利用其酶液进行拆分。固相酶法是将酶埋或加载在载体物上，对药物进行拆分。固相酶法具有应用方便可反复多次应用的优点。

例如心血管药物普萘洛尔的S(一)一异构体的疗效是R(+)一异构体的100倍，将昔荼洛尔进行拆分得S(-)普萘洛尔。可降低剂量和副反应。普茶洛尔的制备是先采用化学方法合成得到中间体2一丙醇酯，BevinaKatti等在有机溶剂中，利用脂肪酶PS对外消旋的萘氧氯丙醇酯进行水解得到S（-）一1一氯-3-(1一萘氧基)一2-丙醇(E。E，值大于95%)，最后与异丙胺缩合得S(-)一普茶洛尔。

非甾体抗炎药萘普生的S(十)一构型在体内的抗炎活性是R(一)一构型的28倍，因此现临床应用的主要是S(+)一萘普生。S(~-)一萘普生的制备是先合成得到消旋(±)一萘普生，然后用化学法或酶法拆分而得。化学法拆分可以用碱性手性拆分剂，如奎宁、。葡辛胺、(，--a-g乙胺等，与(±)一萘普生形成非对映体盐，然后根据其盐在溶剂中的溶解性不同分别拆分得到(R)一对映体或(S)一对映体，再将?一对映体消旋化后重复拆分。该法操作步骤多、拆分剂回收损失大、成本高，消耗大量溶剂，对环境污染也较。Battistel等采用固相酶技术，用固定于载体AmberliteXADY上的柱状假丝酵母脂肪醇(liaisefrorn仂址idiocylindracea，CCL)对消旋萘普生的乙氧基乙酯进行酶法水解拆分，得到光学纯的S(+)一萘普生，且酶的活性几乎没有损失，可反复应用。辛嘉英等人将CCL固定在键合有不同疏水基团的多孔硅胶NWG-QH5、NWG-侧和yWG-NH9上，制固定化脂肪酶，在含有磷酸缓冲溶液的异辛烷中~于37℃pH7.5条件下，对消旋萘普生甲酯在连续流动搅拌反应器中进行酶拆分，产生S(十)一萘普生，产物对映体过量95%。可连续化拆分，操作大为简化。

L-苯丙氨酸是合成药物的中间体，也是合成二肽甜味剂阿坦主要原料，可由光学拆分消旋DL-苯氨酸甲酯制得。刘立建等人用多孔硅胶固定化a一胰凝乳蛋白酶，于35℃pH7条件下，在甲苯一水两相中连续拆分DL-苯丙酸甲酯L一苯丙酸，拆分产率达90%以土，纯度大干96%。

L-甲硫氨酸属氨基酸类药，可减少脂肪积聚而用于抗脂肪肝，医药上常用作保肝制剂，也作为复合氨基酸输液的主要组分之一，甲硫氨酸在动物体内几乎都被用作体蛋白质的合成。利用氨基酰化一水解酶拆分混旋甲硫氨酸可制得L-甲硫氨酸。姚绍斌等人采用具有高活性的氨基酸酰化酶做酶源，将乙酰混旋蛋氨酸，在10-41℃温度下进行拆分，然后在0-6℃下分离结晶得L一甲硫氨酸本法收率相对于混旋蛋氨酸的一次拆分理论收得量的99.0%以上.可从动物内脏提取物得到氨基酸酰化酶，酶源易得，成本低。、

泛酸(pantothenicacid)又名本多生酸，为B族维生素之，广泛存在于生物体组织中，与氨基乙醇和腺苷二磷酸构成人和动物体内酰基转移酶类的辅酶.4，参与蛋白质、脂肪、糖的代谢，在物质代谢中起着重要的作用。由于泛酸不稳定，人体和动物的泛酸补充剂是用其钙盐。泛酸钙具有两种构型，D-(十)一和L-(一)一泛酸钙，仅泛酸钙具有生物活性，广泛应用于医药，保健食品及饲料添加剂中。D-泛酸钙的制备方法有化学法和微生物法，化学合成法之一是先制备得到DL一泛解酸内酯中间体，然后拆分得D一泛解酸内酯，再与卢一氨基丙酸钙缩合即得D-泛酸钙。DL一泛解酸内酯的化学拆分法常用拆分剂有:D-N一苄基苯丙醇胺、（R）一扁桃酸乙酯、麻黄碱等，单程拆分收率可达80%左右(按D一泛解酸计算)。但这些手性拆分剂价格昂贵、拆分成本高，难于推广应用。◆

参考文献：

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作者单位：西北民族大学榆中校区化工学院化学工程与工艺05（1）班