Page 150 - 《精细化工》2022年第6期

·1216· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

2.1.6 CALB 催化布洛芬酯化反应机理
文献[24]报道的 CALB 的催化机制被表征为“乒
乒乓乓”机制，据此推测出 CALB 催化布洛芬酯化
反应的可能机理如图 6 所示。由图 6 可知，反应分
两步进行，第 1 步由布洛芬作为酰基供体使脂肪酶
酰化形成第 1 个过渡态（TS1），不稳定继而生成酰
化酶中间体，并且释放出水；第 2 步由醇（R-OH）
充当亲核试剂，使得酰化酶中间体去酰基化形成了
第 2 个过渡态（TS2），继而生成布洛芬酯，脂肪酶

亦恢复为游离状态。CALB 起催化作用的活性部分
A—(S)-布洛芬异丁酯；B—(R)-布洛芬异丁酯；C—(S)-布洛芬
主要由催化三联体（Ser105、Asp187、His224）构
图 5 反应体系的高效液相色谱图
Fig. 5 High performance liquid chromatogram of reaction 成，而立体选择性取决于酶的活性口袋的空间限制
system 和疏水性质以及四面体中间体的稳定性。

图 6 CALB 催化布洛芬酯化反应的机理
Fig. 6 Mechanism of ibuprofen esterification catalyzed by CALB

2.2 布洛芬的化学消旋 表 5 碱及反应介质对布洛芬消旋的影响
(R)-布洛芬的消旋是提高(±)-布洛芬利用率的 Table 5 Effect of bases and reaction mediums on racemization
of ibuprofen
关键环节，先将(R)-布洛芬消旋，再进行消旋体的酶
序号 溶剂 碱 消旋 e.e.值/%
促酯化拆分；如此循环，可将外消旋体完全转化为
1 异辛烷 LDA 否 100
(S)-布洛芬。
2 正己烷 LDA 否 100
2.2.1 碱及反应介质对化学消旋效果的影响
3 四氢呋喃 LDA 否 100
碱和溶剂对布洛芬消旋均有重要影响，探究了
4 二甲基亚砜 LDA 是 34
不同碱及溶剂对消旋效果的影响，结果如表 5 所示。 5 二甲基亚砜 K 2CO 3 否 100
反应条件：0.0206 g（0.1 mmol）(R)-布洛芬、1 mL 6 二甲基亚砜 NaOH 痕量 95
溶剂、0.2 mmol 碱，于 40 ℃恒温培养振荡器 7 二甲基亚砜 KOH 痕量 90
（180 r/min）中反应 2 h。
由表 5 可知，异辛烷、正己烷、四氢呋喃为溶 2.2.2 LDA 添加量对化学消旋效果的影响
剂都不能使(R)-布洛芬消旋；K 2 CO 3 、NaOH 及 KOH LDA 的添加量会影响(R)-布洛芬消旋的速率，
催化时效果都很差；而二甲基亚砜为溶剂，LDA 为 探究了 LDA 添加量对(R)-布洛芬消旋的影响，结果
催化剂时则可以使(R)-布洛芬消旋，说明在二甲基亚 如图 7 所示。反应条件：0.0206 g（0.1 mmol）(R)-
砜中，使用亲核性强的碱更容易使(R)-布洛芬消旋。 布洛芬、1 mL 二甲基亚砜、0.1~0.5 mL（0.2~1.0
因此，选择二甲基亚砜为反应介质、LDA 为催化剂 mmol）LDA，于 40 ℃恒温培养振荡器（180 r/min）
进行后续研究。 中反应 2 h。由图 7 可知，当 LDA 添加量为 0.3 mL