生物催化还原羰基化合物微生物的筛选文献综述
2020-04-30 16:12:09
1. 手性
手性(Chirality)是自然界的普遍特征之一,又称为不对称性,意为事物与其镜像不能完全重合。自然界中分布最广泛的有机化合物糖类多为D型,蛋白质的基本单位氨基酸多为L型。作为生命活动基础的生物大分子、内源性化合物和作用于受体的活性物质均具有手性特征,手性分子的生物活性是通过与大分子之间严格的手性匹配与分子识别实现的。手性分子与其镜像分子互为对映异构体,两者在非手性环境下理化性质相近,但其空间构型的不同往往导致两者的生物活性、毒性机理、毒副作用和代谢机制等方面存在差异。因此,具有手性特征生物活性分子的研究持续成为医药、农用化学品和精细化学品等领域的热点,特别是在手性药物方面。由于单一对映体药物理论上更高效且副作用小,世界各国均出台了鼓励手性药物研发的方针政策,合成单一对映体药物己经成为手性药物研发的重要目标和手段。
1.1 手性醇
手性醇是一类在手性碳上连有羟基的旋光性化合物。羟基能够轻易被转换为多种其他功能基团的性质使手性醇成为最重要的手性硕砌块之一。具有光学活性的手性醇被广泛用作抗抑郁(Sertraline和Hydroxybuspirone)、抗肿瘤(Paclitaxel)、HIV治疗(Atazanavir)、降胆固醇(Atorvastatin,Rosuvastatin和HMG CoA还原酶抑制剂)、抗阿尔茨海默病(γ-分泌酶抑制剂)、钙离子通道阻滞剂(Dilitiazem)和抗过敏(Montdukast)等重大药物合成的关键中间体,在手性药物合成中扮演着非常重要的角色。
1.2 手性醇的应用
手性醇在香精香料领域也发挥着重要的作用。众所周知,芳椿醇为挥发化无环单萜醇,是十大影响番茄及其衍生产品风味的化合物之一,连年蝉联世界常用和最大用量香料的桂冠;其左旋体香气偏甜润,存在于芳樟油、黄樟油、香柠檬油、薰衣草油和玫瑰木油等精油里;右旋单体香气偏清青,存在于芫荽子油、橙花油、橙叶油和甜橘油中。(R,S)-1-苯乙醇是另一广泛使用的芳香化合物,(R)-1-苯己醇具有金银花芳香,而其S构型单体则拥有风信子、栀子花和草莓的芬芳,两者均为多种食用香精和烟用香精合成的重要前体物质。
手性醇及其衍生产品在医药、农业、食品和化王等行业的广泛应用充分体现了其重要性。随着对手性化合物认识的不断深入,人们对单一手性物质的需求量会迅速增加,全球手性化合物市场将进一步扩张。因此,作为手性化合物市场重要品种的手性醇必将拥有更为广阔的市场和应用前景。这种潜在的市场需求和不断提高的品质要求(即单一对映体纯度要求)将进一步引导手性醇、手性醇衍生产品及其合成工艺的研发继续成为国际热点。
1.3 手性醇的合成
目前,手性醇的合成方法主要有手性拆分和不对称合成两种。
1.3.1手性拆分
手性拆分是通过将外消旋的醇转化成为单一对映体的手性醇。手性拆分的方法主要有结晶拆分法、萃取拆分法、动力学拆分法和色谱分离拆分法。