據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),到2010年,生物技術(shù)在全球精細(xì)化工領(lǐng)域的份額將會(huì)由目前的15%躍升至60%,增速十分驚人。和用于合成手性分子的傳統(tǒng)化工途徑相比,生物催化以其反應(yīng)效率高、產(chǎn)品純度高、生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢(shì)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。市場(chǎng)分析人士認(rèn)為,生物技術(shù)在有機(jī)精細(xì)化工合成領(lǐng)域的份額將會(huì)不成比例地增長(zhǎng),并有望完全取代傳統(tǒng)合成生產(chǎn)工藝,最終成為最為重要的技術(shù)。
生物催化獨(dú)具優(yōu)勢(shì)
作為生物催化劑的代表,酶具有高度的選擇特性,這對(duì)于中間體或活性組分的生產(chǎn)商來說至關(guān)重要。與此同時(shí),生物催化為逆合成分析復(fù)雜有機(jī)分子提供了新方法,對(duì)純化學(xué)方法起到了補(bǔ)充作用。而且酶還提供高度的化學(xué)選擇性、趣味選擇性和立體選擇性,產(chǎn)品的產(chǎn)率很高。通常來說,使用生物催化劑后,外消旋技術(shù)的最大產(chǎn)率可達(dá)到50%,而不對(duì)稱技術(shù)的最大產(chǎn)率高達(dá)100%。
酶的使用還可大大提高生產(chǎn)工藝安全性和環(huán)保性。例如在采用生物降解催化劑時(shí),生物轉(zhuǎn)化過程較為溫和,最大程度地降低了反應(yīng)失控的可能性,也降低了對(duì)工人健康的危害。
盡管價(jià)格較高,但酶有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。在過去的10年中,由于開發(fā)了現(xiàn)在廣泛使用的分子生物技術(shù)工具和高通量篩選技術(shù),生物催化劑已經(jīng)獲得了極大的重視。德國(guó)特種化學(xué)品生產(chǎn)商贏創(chuàng)公司(原德固賽公司)預(yù)計(jì)這種發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)繼續(xù),生物催化劑將會(huì)在手性精細(xì)化工市場(chǎng)擁有和外消旋技術(shù)以及不對(duì)稱均相催化劑同等的份額。
業(yè)界巨頭爭(zhēng)當(dāng)先鋒
基于上述優(yōu)勢(shì),生物催化劑將會(huì)成為業(yè)界生產(chǎn)商的新寵兒,各大巨頭也爭(zhēng)先恐后地充當(dāng)新產(chǎn)品開發(fā)的先鋒。
贏創(chuàng)公司在生物催化劑領(lǐng)域具有很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力,從其前身德固賽公司首次開發(fā)應(yīng)用酶技術(shù)起,將傳統(tǒng)的化學(xué)工程技術(shù)與生物技術(shù)結(jié)合起來的模式,在該公司已經(jīng)有30多年的歷史。其生物催化劑和均相催化劑工業(yè)研究中心主任沃夫?qū)?#183;維南德認(rèn)為,生物催化已經(jīng)成為復(fù)雜有機(jī)分子產(chǎn)品生產(chǎn)商的一項(xiàng)重要技術(shù)。該公司目前正在開發(fā)其獨(dú)有的用于手性分子生產(chǎn)的酶催化技術(shù)。在手性分子生產(chǎn)領(lǐng)域開發(fā)和應(yīng)用酶技術(shù),可以利用其自身的手性特點(diǎn)開發(fā)出高效的生物催化劑。
瑞士生命科學(xué)公司隆察(Lonza)也具有很強(qiáng)的生物催化酶技術(shù)開發(fā)能力,在過去的25年中,公司已經(jīng)開發(fā)了50種不同的生物轉(zhuǎn)化工藝。該公司擁有自身用于工業(yè)生物轉(zhuǎn)化和生物催化劑的酶產(chǎn)品,除了生產(chǎn)水解酶之外,隆察公司還擁有一系列的腈轉(zhuǎn)變和氧化還原酶,另一個(gè)研究領(lǐng)域是轉(zhuǎn)移酶。隆察公司的發(fā)展目標(biāo)是為其合成化工業(yè)務(wù)研制盡可能多的酶。公司與其他公司和大學(xué)有很多的小型合作,一起開展生物轉(zhuǎn)化專利技術(shù)和生產(chǎn)工藝的可行性研究。
創(chuàng)新型企業(yè)是主力
小分子醫(yī)藥化工和精細(xì)化工領(lǐng)域的許多創(chuàng)新型企業(yè),是生物催化領(lǐng)域的生力軍。在氧化還原酶、酶催化碳-碳鍵形成和酶催化碳-氮鍵形成等領(lǐng)域的研究十分活躍,同時(shí)糖基轉(zhuǎn)移酶和氨基轉(zhuǎn)移酶也是創(chuàng)新型企業(yè)的攻關(guān)對(duì)象。此外,在生物催化劑領(lǐng)域,仍需要開發(fā)出活性更高的水解酶,而且市場(chǎng)還期待更多基質(zhì)或選擇性更高的酶出現(xiàn)。
目前世界上開發(fā)和應(yīng)用用于商業(yè)化生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的主要生物催化劑生產(chǎn)商除了贏利公司和瑞士隆察公司外,還包括荷蘭的帝斯曼公司(DSM)、印度制藥企業(yè)尼古拉斯·皮拉馬爾公司(Nicholas Piramal)、日本的大賽璐化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(Daicel Chemical Industries)和鐘淵化工公司(Kaneka)。這些大型生物催化劑公司還在開發(fā)新型酶生產(chǎn)技術(shù)。
贏創(chuàng)集團(tuán)和其他較大的生物催化劑公司能夠覆蓋從酶發(fā)現(xiàn)、酶優(yōu)化、發(fā)酵、生物轉(zhuǎn)化工藝開發(fā)到最終的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的整個(gè)價(jià)值鏈條。另一些側(cè)重技術(shù)開發(fā)的企業(yè)如克迪科思公司也在積極開發(fā)酶技術(shù)。然而它們的業(yè)務(wù)模式在未來有可能發(fā)生變化。






