题目：羰基还原酶催化3,5-双三氟甲基苯乙酮反应体系优化

1.1研究背景，目的及意义

1.1.1研究背景

手性是自然界中的普遍特性，是指物体与其镜像在在三维结构中不能重合的现象。构成生命体的生物大分子大多数有手性。手性醇由于结构中性质活泼的羟基,是天然产物及手性药物合成中重要的中间体[1],种类繁多、作用多样、功能明显,是近年来开发较为活跃的对象之一,两种对映体均可被用于合成多种手性药物,产物广泛应用于医药、农药等行业,具有良好的发展空间和巨大的市场潜力。不对称还原前手性酮是一种简单、可靠而且直接的生产光学活性手性醇的方法。与传统化学合成技术相比，羰基的不对称生物还原具有立体选择性强、能量利用率高以及生产过程对环境友好等优势。羰基还原酶通常也称为醇脱氢酶，是一种具有高度立体选择性的生物催化剂，被广泛应用于具有光学活性的手性醇化合物的制备[2]。

手性3,5-双三氟甲基苯乙醇为NK1受体的拮抗剂,亦是抗抑郁药的重要中间体[3],以其为原料合成的抗抑郁药在治疗一系列中枢和末梢神经系统抑制中具有很好的潜在疗效。主要应用于合成阿瑞吡坦,阿瑞吡坦是2003 年美国食品和药物管理局(FDA) 批准上市的第一个神经激肽-1(NK-1) 受体拮抗剂[4]，能预防所有实验性致吐刺激物( 包括顺铂) 导致的呕吐[5]。此外，阿瑞吡坦还具有治疗抑郁及其他精神疾病的作用[6]。利用羰基还原酶生物转化3,5-双三氟甲基苯乙酮为手性3,5-双氟甲基苯乙醇更有不可取代的优势和市场应用价值。

1.1.2研究目的及意义

手性3,5-双三氟甲基苯乙酮作为光学纯 3,5- 双（三氟甲基）苯乙醇作为合成阿瑞吡坦重要的砌块，具有重要的研究意义。但是对于羰基还原酶催化3,5双三氟甲基苯乙酮不对称还原的文献报道却十分有限。本文主要研究Yarrowia lipolytica发现的两种具有NADPH依赖性，可以生产手性醇的羰基还原酶催化3,5-双三氟甲基苯乙酮反应体系的优化。反应体系的优化作为催化反应中一不可缺少的环节，可以使反应更经济，高效，对工业化生产手性3,5-双三氟甲基苯乙酮有很好的指导意义。因此本文主要研究内容为：重组 E. coli BL21过表达羰基还原酶，纯化后的两种羰基还原酶动力学性能的比较，以及羰基还原酶催化3,5-双三氟甲基苯乙酮为手性醇的几个影响因素，如：底物浓度，辅底物，pH，温度，辅酶浓度和反应溶剂体系可以达到优化的目的。

1.2 国内外研究综述

当前不对称合成手性3,5-双（三氟甲基）苯乙醇的方法主要有化学法和生物法。

化学催化法不对称合成手性醇通常具有较高的收率高，反应速度快，但是条件苛刻，催化剂昂贵，手性醇的对映体过剩量低的问题。Zero[7]利用脯氨酰胺配体钌催化剂以甲酸钠为氢供体，催化还原酮得到相应的（S）-3,5- 双（三氟甲基）苯乙醇，产率79％，e.e.值分别为89％。蒲国荣[8]以[RuCl2（C10 H14 ）2]2为催化剂,（1S,2R）-（-）-1-氨基-2-茚醇为配体，催化 1,3-双（三氟甲基）苯乙酮在异丙醇中发生不对称氢化还原反应得到（R）-3,5-双（三氟甲基）苯乙醇。当反应时间达到6h，转化率达到99.3%，e.e.值可达91.2。