1.1 手性化合物的意义及应用
自然界里有很多手性化合物，这些手性化合物具有两个对映异构体。对映异构体很像人的左右手，它们看起来非常相似，但是不完全相同。当一个手性化合物进入生命体时，它的两个对映异构体通常会表现出不同的生物活性。对于手性药物，一个异构体可能是有效的，而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。手性制药就是利用化合物的这种原理，开发出药效高、副作用小的药物。在临床治疗方面，服用对映体纯的手性药物不仅可以排除由于无效（不良）对映体所引起的毒副作用，还能减少药剂量和人体对无效对映体的代谢负担，对药物动力学及剂量有更好的控制，提高药物的专一性。因而具有十分广阔的市场前景和巨大的经济价值。目前世界上使用的药物总数约为1900种手性药物占50%以上，在临床常用的200种药物中，手性药物多达114种。全球2001年以单一光学异构体形式出售的市场额达到1472亿美元，相比于2000年的1330亿美元增长了10%以上本文来自辣%文,论'文.网，毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324~9114找原文
。预计手性药物到2010年销售额将达到2000亿美元。[5，6]
生物催化法是用生物酶作为催化剂立体选择性控制合成手性化合物。与经典的有机合成相比，酶催化的反应条件温和，无需强酸或强碱、极端温度和压力；其次，立体选择性好，可避免因反应条件苛刻而导致的消旋化、异构化及重排等副反应，也免除了传统有机合成中通常为了阻断不必要的副反应而需要的基团保护和去保护措施；酶是一种高效催化剂，能大幅度加快反应速度，最高可达非酶催化反应速度的1012倍。同时酶催化反应一般不会产生毒副产物，在环境污染问题上比传统化学合成方法要小得多，被称为绿色合成化学。目前，工业用酶大部分来自微生物，少数来自植物和动物，也可通过基因工程和蛋白质工程等现代生物技术大规模生产，具有广阔的应用前景和商业价值。正如DSM公司Wubbolts博士在Science上发表文章预测的那样：“生物催化正蓄势待发，在对映体拆分和不对称合成等领域中将获得更加广泛的工业应用”[7，8]。
1.2生物催化法制备不对称手性化合物
生物催化是合成手性化合物很重要的方法。该方法是通过酶来进行的，其过程实质是一个动力学反应过程，即底物（前手性化合物）与酶的活性中心结合，其反应产物有两种构型。由于两种产物的反应速率不同而产生选择性，从而使反应产物具有光学活性。见如下示意反应式，式中E表示酶，S表示底物，P表示产物，下标A、B分别表示底物或产物的两个不同构型。
E+S +E 1-(1)
在以生物催化法获得光学活性物质时，反应产物的选择性可以用光学纯度 (optical purity，o.p.)或对映体过量值 (enantiomeric excess，ee)来表示，式1-(2)和1-(3)分别计算了反应1-(1)中，产物的o.p.与ee。光学活性物质的光学纯度是指该物质与其纯对映异构体的比旋光度的百分比，式1-(2)中，[a p]和[a pA]分别为实际所得产物和单一A构型产物的比旋光度。同样，产物的对映体过量值可按式1-(3)计算，式中，[PA]和[PB]分别为产物中A构型和B构型的量。[9，10，11，12]
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