酶催化升级手性农药合成技术

“让菊酯生产成本下降三成，废水减少八成。”这是浙江大学杨立荣教授领衔开发的全有机溶剂中化学—酶法高效制备手性菊酯关键技术带来的效果。从浙江大学获悉，常州康美化工有限公司采用这一技术建成的菊酯生产线产能达到300吨/年，产品吨成本从30余万元降至20余万元，所产生的废水较传统方式减少了80%。

据杨立荣教授介绍，酶催化反应因具有高度专一性、高效性、反应条件温和等独特优点，引起了全球科学家的高度重视，利用生物催化来实现有机化合物的合成成为人们追求的目标和研究热点。如果要将酶催化技术应用到化学加工体系加工脂溶性产品，那么最好能让酶在有机溶剂中发挥作用并具有催化活力。但是目前在有机溶剂中进行的生物催化过程缺乏高效生物催化剂、催化效率低、酶容易失活， 虽然科研人员已经开展了广泛的实验室研究，但至今未见有酶催化技术工业化应用的报道。

针对上述问题，杨立荣教授带领研究团队从1998年开始，在十多年的攻关过程中，他们重点研究了适用于有机溶剂的高效工业生物催化剂和生物催化反应工程技术，并针对全有机溶剂反应体系的特殊要求，通过菌种选育和高效固定化技术，显著提高了固定化脂肪酶的活力、稳定性和对映体选择性，解决了缺乏适用于有机溶剂环境高效工业生物催化剂的问题。他们还创新了全有机溶剂中酶促拆分制备手性醇的工艺路线，解决了底物浓度和反应效率低的问题。在此基础上，发明了在全有机介质中的生物催化新技术。这项技术的关键创新点在于：将生物加工的方法应用于化学加工的生产领域，在降低生产成本的同时，最大限度地减少生产过程中可能产生的环境污染。

此后课题组通过与常州康美化工有限公司合作，将全有机介质中生物催化新技术应用在该公司拟除虫菊酯类杀虫剂的生物制备过程中，并建成了全有机溶剂中化学—酶法高效制备手性菊酯的工业化生产线。通过采用杨立荣教授的这项新技术，常州康美将拟除虫菊酯类杀虫剂的生产成本降低了10万余元/吨，在产品性能提高的同时，污染物大量减少，生产中所产生的废水较传统方式也减少了八成以上。全有机溶剂中化学—酶法高效制备手性菊酯关键技术及产业化项目也因此荣获2012年度国家技术发明二等奖，并引起了国内各医药、农药企业的热切关注。