The chiral switch

Một phần của tài liệu ứng dụng của chất xúc tác sinh học trong việc sản xuất hóa chất có độ tinh khiết cao (Trang 25 - 26)

Ngày nay vẫn còn một vài sự phản đối sử dụng enzyme trong sản xuất quy mô lớn, tuy nhiên đã có rất nhiều quy trình công nghiệp được tiến hành đã cho thấy nhiều lợi ích từ công nghệ này mà trong đó có lợi nhuận thương mại. Có hai thành phần dẫn đến ngày càng sử dụng các chất xúc tác được trích lọc từ enzyme hoặc từ các phản ứng hóa học hữu cơ nơi mà hóa học lập thể được chuyển từ chiral này sang chiral khác. Yếu tố đầu tiên là giảm chất thải và các sản phẩm phụ. Thứ hai là sự có mặt của đồng phân đối hình không mong muốn và dược phẩm không tinh khiết, nếu dược phẩm bất hoạt thì không sao, nhưng nếu hoạt động thì sẽ tác động rất khác so với sản phẩm tinh khiết, ví dụ như thalicomide.

Chính quyền cũng đã nêu rõ rằng nếu sản phẩm là chiral thì phải phân loại và kiểm tra nghiêm ngặt đồng phân của chúng. Hơn thế nữa, họ cũng nghĩ rằng một loại thuốc chiral hoạt động thì nên được bán kèm với đồng phân đối hình không hoạt động. Cuộc tranh luận đã ảnh hưởng đến chương trình tổng hợp hóa học trong ngành công nghiệp dược phẩm khi một nhóm người cho rằng chỉ nên tổng hợp thuốc từ những thành phần là achiral. Những người khác thì quan tâm đến phương pháp tổng hợp chỉ tạo ra một đồng phân đối hình. Chiral tinh khiết đã nhấn mạnh sự cần thiết của phương pháp tổng hợp bất đối xứng, và lúc này được biết đến là "chiral switch".

Một vài nhà sản xuất hóa chất trong ngành dược phẩm đã sử dụng enzyme để tổng hợp chiral synthons. Chiral cyanohydrins, α-amino, β-amino và acid hydroxy là một số ít sản phẩm được sản xuất trực tiếp từ tiền thân achiral. Nhiều acid hydroxy như acid citric và cả đồng phân đối hình của acid lactic đều là sản phẩm của lên men. Tổng hợp một số chất giống sản xuất aspartate ở bản chất của phản ứng (cần một lyase để thêm nước [chứ không phải ammonia] qua liên kết đôi C-C) và sử dụng các tế bào trưởng thành.

Tinh chế fumarate hydrolyase có thể sản xuất khoảng 500 tấn L-(S)-malate mỗi năm, maleic hydrolyase có thể xúc tác tổng hợp D-(R)-malate, một sản phẩm ngày nay không còn trên thị trường nữa. Những phản ứng này rất quan trọng trong tổng hợp L-carnitine và captopril.

Lactate dehydrogenase trong hầu hết sinh vật thì chịu trách nhiệm tổng hợp đồng phân đối hình của acid lactic và cũng tổng hợp một dãy từ acid α-hydroxy đến α-keto. Enzyme tinh khiết được sử dụng và phản ứng thì phức tạp hơn phản ứng xúc tác lyase, nên cần đến chất khử NADH giúp tái chế enzyme, như là alcohol dehydrogenase. Nguồn enzyme tái chế sau đó có thể giảm hóa chất để ngăn sự tăng lên của đồng sản phẩm oxy hóa (acetaldehyde) từ trạng thái cân bằng giữa acid keto và hydroxy. Thay vào đó, formate dehydrogenase có thể được sử dụng vì sản phẩm oxy hóa cuối cùng là nước và CO2. D-glycerol-3-phosphat (sn-glycerol-3-phosphate), được sử dụng trong sản xuất phospholipit, là một synthon khác mà sản phảm của nó phải tái chế co-factor. Nó được tổng hợp từ glycerol và ATP, với enzyme glycerol kinase để xúc tác, ADP được tái chế bởi enzyme riêng biệt. Các nguồn của phosohate este chủ yếu là phosphoenol pyruvate, nhưng có thể thay thế bằng polyphosphate và carbamoyl-phosphate vì chúng dễ được tổng hợp.

Một phần của tài liệu ứng dụng của chất xúc tác sinh học trong việc sản xuất hóa chất có độ tinh khiết cao (Trang 25 - 26)

Tải bản đầy đủ (DOCX)

(39 trang)
w