酶催化升級手性農(nóng)藥合成技術(shù)

“讓菊酯生產(chǎn)成本下降三成，廢水減少八成?！边@是浙江大學楊立榮教授領(lǐng)銜開發(fā)的全有機溶劑中化學—酶法高效制備手性菊酯關(guān)鍵技術(shù)帶來的效果。從浙江大學獲悉，常州康美化工有限公司采用這一技術(shù)建成的菊酯生產(chǎn)線產(chǎn)能達到300噸/年，產(chǎn)品噸成本從30余萬元降至20余萬元，所產(chǎn)生的廢水較傳統(tǒng)方式減少了80%。

據(jù)楊立榮教授介紹，酶催化反應(yīng)因具有高度專一性、高效性、反應(yīng)條件溫和等獨特優(yōu)點，引起了全球科學家的高度重視，利用生物催化來實現(xiàn)有機化合物的合成成為人們追求的目標和研究熱點。如果要將酶催化技術(shù)應(yīng)用到化學加工體系加工脂溶性產(chǎn)品，那么最好能讓酶在有機溶劑中發(fā)揮作用并具有催化活力。但是目前在有機溶劑中進行的生物催化過程缺乏高效生物催化劑、催化效率低、酶容易失活， 雖然科研人員已經(jīng)開展了廣泛的實驗室研究，但至今未見有酶催化技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的報道。

針對上述問題，楊立榮教授帶領(lǐng)研究團隊從1998年開始，在十多年的攻關(guān)過程中，他們重點研究了適用于有機溶劑的高效工業(yè)生物催化劑和生物催化反應(yīng)工程技術(shù)，并針對全有機溶劑反應(yīng)體系的特殊要求，通過菌種選育和高效固定化技術(shù)，顯著提高了固定化脂肪酶的活力、穩(wěn)定性和對映體選擇性，解決了缺乏適用于有機溶劑環(huán)境高效工業(yè)生物催化劑的問題。他們還創(chuàng)新了全有機溶劑中酶促拆分制備手性醇的工藝路線，解決了底物濃度和反應(yīng)效率低的問題。在此基礎(chǔ)上，發(fā)明了在全有機介質(zhì)中的生物催化新技術(shù)。這項技術(shù)的關(guān)鍵創(chuàng)新點在于：將生物加工的方法應(yīng)用于化學加工的生產(chǎn)領(lǐng)域，在降低生產(chǎn)成本的同時，最大限度地減少生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的環(huán)境污染。

此后課題組通過與常州康美化工有限公司合作，將全有機介質(zhì)中生物催化新技術(shù)應(yīng)用在該公司擬除蟲菊酯類殺蟲劑的生物制備過程中，并建成了全有機溶劑中化學—酶法高效制備手性菊酯的工業(yè)化生產(chǎn)線。通過采用楊立榮教授的這項新技術(shù)，常州康美將擬除蟲菊酯類殺蟲劑的生產(chǎn)成本降低了10萬余元/噸，在產(chǎn)品性能提高的同時，污染物大量減少，生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢水較傳統(tǒng)方式也減少了八成以上。全有機溶劑中化學—酶法高效制備手性菊酯關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化項目也因此榮獲2012年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎，并引起了國內(nèi)各醫(yī)藥、農(nóng)藥企業(yè)的熱切關(guān)注。