能源管理
有机溶剂中酶多功能性催化有机合成反应
刘志平（漕南市产品质量监督检验所陕西漕南71400）
摘要：随着科学技术的不断进步与发展，有机合成工艺也得到了很大的提高和发展，酶的多功能性在有机合成反应中的应用范图电在不断扩大。酶的种类有很多，有机溶剂中的不同种类的酶对于合成反应的速率以及对于化学键的断裂和重组都有不同的影响，因此对于酶的多功能性催化有机合成反应进行研究具有重要意义。
关键词；有机溶剂；酶多功能性；催化；有机合成反应一、酶多功能性催化有机合成反应的研究现状
在酶催化活性的研究过程中，受到有机溶剂是酶的变性剂、失活剂这一缺乏事实依据以及比较传统的化学思想的影响之下，对于有机溶剂中的酶催化作用的研究一直止步不前，也没有形成完整科学的理论体系。尽管在一定的水中酶的活性相对来说比较稳定，但是仍然稳定性不是太高，后来在研究中发现酶在有机溶剂中的催化性和稳定性较强，所以对有机溶剂中酶多功能性催化有机合成反应进行研究具有重要的意义。
经过Klibanov等的努力之后，他们成功的酶促合成了酯，肽、手性醇等许多有机化合物。而且通过反复的实验证明，在含微量水的有机溶剂之中，无论是水的含量有多少，只要条件适宜，酶的催化活性都会被显现出来，而不是得到抑制或是失活。现在实验证明的酯酶、脂肪酶等水解酶类，过氧化物酶、多细胞色素氧化酶等氧化还原酶类，醛缩酶等转移酶以及部分的裂解酶在适宜的有机溶剂条件下都会具有一定的催化活性。酶的催化多功能性研究拓展了生物催化剂在有机合成中的应用，丰富了有机合成方法学，为生命体系中一些复杂分子的合成提供了一种高效、绿色
的途径，必将在有机合成中发挥着重要的作用。二、有机溶中配活性的论达
在有机合成反应中为了有效的提高酶的活性通常采用两种方法，一种是不断的采用新工艺、新技术改造酶内部的结构来提高酶的活性，一种是通过外界因素对酶活性进行提高或是改变，比如一些有机溶剂、离子液体等都会对酶的活性产生影响。一般情况下，在有机溶剂中的酶分子是不能直接溶于水中的，经常以固态酶和可溶解酶两种形式存在，与此同时酶应用于有机合成中的范围在不断的扩大，有机相中对很多的有机合成反应起到催化作用。
大量的实验证明，有机溶剂对于酶的很多性质如催化活力、酶结构、底物和产物以及酶的选择性等方面都具有很大的影响。其中影响酶催化活力的角度看，溶剂不但直接或间接地影响酶的括力和稳定性，而且也能够改变酶的特异性；从影响酶结构的角度看，在含微量水的有机溶剂之中，能形成水分子的氨键比较少，同时蛋白质的自由度也比较小，限制了蛋白质热力学构象发生变
化，从而能维持着和水溶液中同样的结构与构象。三、酶多功能性催化有机合成反应
1.有机溶剂中水解酶的催化有机反应
一直以来能够促进加成反应的酶比较少，直到后来发现有机溶剂中水解酶对于加成反应具有一定的催化作用。比如脂肪酶催化的不对称Aldol反应，就是充分利用了酶的催化活性完成了醛与丙酮的Aldol缩合反应，在研究酶催化不对称Aldol反应的过程中还发现脂肪酶或是水解酶还具有一定的不对称催化活性。再比如水解酶催化的Michael加成反应，如果Michael供体中存在一个氨基或是亲核的其他的基团时，水解酶对Michael加成反应以及酰胺化反应都具有一定的催化作用。Michael加成反应以
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化置理万方数据
2014年1月
及水解酶的种类也很多，水解酶催化C一N键Michael加成反应，脂肪酶催化仲胺与丙烯腈的Michael加成反应等等都是目前有成功经验的水解酶催化有机反应的实例，至于有机溶剂的环境之下，水解酶能否更好的发挥其在有机反应中的催化作用，还有待进一步的研究和探讨。
2.有机溶剂中氧化还原酶的催化有机反应
在对有机溶剂中氧化还原酶的催化有机反应研究的过程中，一些如蘑菇多酚氧化酶催化多酚氧化形成邻醒、氧化物酶催化酚类的聚合反应、氧化物酶催化酚类聚合的催化反应都是一些比较典型的氧化还原酶催化有机反应的类型。尽管在其中的一些反应中所体现的氧化还原酶的催化作用还不是特别的明显，比如在氧化酶催化合成邻苯二酚的有机合成反应之中，尽管反应产率比较低，但是杂质比较少，同时也直接证明了在有机溶剂中氧化酶对于有机合成反应是具有一-定的催化作用的，这也解决了化学合成邻苯二酚过程中分离难的问题，
3.有机溶剂中转移酶的催化有机反应
转移酶简而言之就是一种可以实现转移的酶，它可以将除了氢以外的官能团的底物从一种转移成另一种，最常见的转移酶就是转氨酶。谷氨酰胺转移酶催化醛与硝基烧经的Henry反应是典型的转移酶催化有机合成反应的类型，在这个反应之中，转移酶可以催化硝基烷烃与一系列的脂肪类芳香类和芳杂环醛间的 Henry反应，正常情况下，反应的产率是控制在12%——96%之间。
4.有机溶剂中裂解酶的催化有机反应
裂解酶又叫傲裂合酶，它可以除去某个基团上面的残留双键或是将某个基团加到某个双键上，这也是它具有催化作用的主要原因。在Henry反应中，裂解酶的催化作用也可以被显现出来，比如羟氰裂解酶就可以应用于Henry反应中，反应中裂解酶就大大提高了反应的速率，充分显示了有机溶剂中裂解酶的催化有机反应的可行性
结语；与水相比，在有机溶剂中的酶的催化作用更好，它可以提高酶的活性、保证酶的稳定性、易于反应后的回收和再利用，这些都是有机溶剂中酶催化有机合成反应的优势。酶作为一种活性较强而且催化效果快、绿色节能的催化剂，经过不断的研究和发
展，酶一定会在有机合成中发挥着更重要的作用参考文献：
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[2]徐天间,贾涛，许建和，非水介质中唐肪酶催化的手性拆分研究进展[]生物加工过程，2005(04)
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[5]邱建华,乐长高，水介质中无像化制的有机反应的研究进
展[化学通报.2010(10) 作者简介：
刘志平（1974.2-），男，陕西渭南，渭南市产品质量监督检验所助理工程师，研究方向食品检验