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化学制药中的生物催化技术运用
王德新
（绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化152061）
科技论坛
摘要：生物催化技术已被大量应用到化学制药的领域中，并逐渐形成工业化生产。生物催化技术的广流应用，促进了化学制药产业的发展。为了进一步了解生物催化技术，本文将主要介绍生物催化技术的含义及其在化学制药中的应用。
关键词：生物维化；化学制药；展望
生物催化是指通过酶或生物有机体的催化作用实现生物的化学转化，故又被称为生物转化。随着科技的进步和发展，生物催化逐渐进人人们的生产生活从根本上改善了企业的经济效益、能源消耗和原料来源，对环境保护也作出了积极贡献。生物催化技术是生物技术改革中的第三次浪潮，成为历年来生物技术中的标志性技术。曾被世界联合组织称为是实现工业可持续发展的希望。生物催化技术将改变化工行业的生产方式实现生产的清清高效，
1简介生物催化技术
1.1生物催化技术。经济合作与发展组织(OECD)指出，生物酶
德国Merck公司与美国Codexis公司酶法生产西他列汀游离碱。最初他们发现一种R构型选择性转氨酵对西他列汀酮的结构类似，分子质量较小的阻断甲基酮其有一些活性。后来，Codexis公司通过改进转氨醛，使一种新型的催化加氢路线成为可能，同时，几乎不产生不具有药物活性的S构型西他列汀酮。这种直接的酶催化的反应过程，不需要高压氢化，不必使用钉和铁等金属催化剂，也不必有后续的手性纯化步骤.使现有设备的生产能力提高56%，反应产率提高10%-13%，还从总体上减少了19%的废物的产生%初步研究表明，这种新型的酶催化剂对于合成其他药物的反应也很有
催化技术是目前工业发展中最有利于可持续发展的一项技术。生物
用
催化技术主要涉及到化学领域和生物学领域.在医药化工领域中可
通过醛或微生物的催化作用实现大规模生物的转化。由于生物催化剂能促进反应物在反应中进行分子重组.使得产物种类繁多，增加了产物的多样性，便于化合物库的增添，并且多样性的产物有利于开发产物新特性
微生物是生物催化中最常用的催化剂，因其种类紧多，增殖速度快，含酶种类丰富，固此多用于生物的转化反应。微生物适应性强，反应条件温和，多用于一些较难反应的生产中。微生物结构简单，在做催化剂时可以选择细胞器或固定化细胞。在制备一些不稳定化合物时，微生物是最佳选择，
先导化合物在生物催化作用下具有一定的优越性，主要体现在以下几点：(D可能反应的产物范围大；2在反应过程中无需进行脱保护和基团保护，一步便可完成相关反应；8)实现生产的定向立体选择和区域选择：4)生物催化的反应条件温和，利于稳定复杂的分子结构；5在均一和温和的反应条件下可获取反应的重现性及实现反应的自动化；@由于酶具有固定化特性，故在生产过程中可反复循环使用催化剂。①生物催化剂是完全无公害的可以在环境中直接降解的。催化时产生的污染少甚至无污染，有利于环境保护，
1.2生物催化的研究进展。生物催化是基于生物学的研究产生的。刚开始科学家也只是注意到有机生物体内存在一种物质酶，可以催化物质间的反应，其本身并不发生变化，并且催化的反应条件不昔刻。而当时的药物完全是通过控制化学反应来生产的，反应条件昔刻产物较为单一资源消耗较大。这时生物的某此细胞可以用于特定条件下的化学转化观点的提出，使得生物催化技术出现在化工产业中。在蛋白质工程技术的带动下，生物催化的底物选择范围逐渐加大，生物催化技术在精细化学和药物中间体产生领域里的应用越来越广。
1.3随着科技的不断发展，生物催化技术也在研发新技能。为了能加大生物催化技术的应用范围，专家们致力研究拓展生物催化底物的选择范围，和控制生物催化酶的稳定性。生物催化技术的不断研发使其反应条件越发温和，反应底物可选范围更广，反应中间态物质种类更多，极大的推动了化学制药业的发展。
2生物催化技术在化学制药中的应用
在生物催化技术的发展背景之下.酶和微生物反应成为生物学领域的关注热点。许多长期研究微生物和酶的专家学者开始着手于有机合成的研究，促使生物催化技术逐渐发展成为一项不对称合成的生物技术。
2.1近年来，很多长期从事化学合成研究的工作者对微生物和反应发生了兴趣，与此同时，很多长期从事微生物和酶的研究的工作者对如何将此应用于有机合成发生了兴趣，从而使生物催化技术成为一种进行不对称合成的重要技术。
2.2这种使用生物酶来做催化剂的反应不但省略了高压氢化过
程和金属催化剂更不用进行后期的手工纯化，面且提高了反应速率和设备生产力，更重要的是减少了废弃物的产生，提高了原材料的使用率。从此次生产可以看出，使用酵来催化有利于其他药物的合成
美国公司爵法生产阿伐他汀（立普要)的活性中间体6-鼠-3， 5-二羟基己酸叔丁酯Codexis公司设计了一种生产HN的绿色方法，使用最为先进的基于重组的直接优化技术开发了3种酶，它们在生产中具有活性、选择性和稳定性。在第一步反应中，两种优化酶手性选择性催化前手性氧氯酮(乙烷基-4-氯化乙酰乙酸)的氢化反应，由葡萄糖形成纯手性的
氯乙醇；第二步，第三种优化酶在温和条件下进行新的生物催化氰化反应，将氟乙醇转变为氰醇。在生物催化的基础上，进化酶将还原反应的容积产率提高了近100倍，氰化反应的容积产率提高了近4000倍。
3展望
从上面的论述可以看出，生物催化技术在制药工业上已经占有重要地位。在生物催化技术的日渐完善下，酶的使用量会大大增多，生物催化技术参与的生产环节也会越来越多。也会有越来越多的企业选择生物催化技术。但生物催化技术想要完全利用还有很多挑战。利用生物催化技术进行改变氨基酸生产时，会产生大量的候选物质，改变的越多候选物的数量就越多，这时就需要一个强大的研究团队来进行筛选，这是一个警复的工作，还需要进一步的研究探过
生物催化技术在合成对映体和转化官能团的生产中作用很大，是非常好用的工具。随着基固工程等生物技术的快速发展，生物催化剂的技能也随之优化。增大了酶的产率和稳定性，有了基固的移植克隆技术，更是加快了微生物生产。随着新技术的不断研发改进，更多种类的生物催化技术将会应用到制药过程中
总的来说，生物催化技术已经成为化学制药的重要组成部分。生化的结合运用将会是未来发展的主旅律。面对日渐枯策的资源如何加大资源的利用效率降低污染和损耗，是各个国家的研究重点。生物技术的大力开发和使用，为这一难题提出了解决办法。催化剂的应用在化学界并不稀奇，但使用微生物来进行催化还是比较新的技术，尤其在现在基因技术，细胞移植和生物发酵技术的出现，使得生化的结合越来越紧密，化学制药上生物方法的应用越来越多，生物催化技术给化学制药带来了新生机。
参考文献
[1]杨永.化学制药中生物化技术研究[]]中国包装工业.2014
[2]主学文.生物催化技术在化学制药中的应用研究进展[]北方药学.2013.