华东理工大学许建和教授团队开发的生物催化剂快速定制改造技术,为手性化学品的合成带来了颠覆性变革。该技术采用酶法工艺合成(R)-硫辛酸,将传统化学合成的6步反应缩短至3步,产品收率从25%提升至55%,同时大幅降低了能源消耗和环境负荷,彰显了生物技术在化学工程领域的绿色优势。
手性化学品的合成是精细化工领域的技术难点,传统化学合成方法条件苛刻、污染严重。团队创新性地构建了先导酶库,通过基因进化树聚类约简,将目标酶基因的搜索范围缩小3个数量级,使酶催化剂开发周期从1-2年缩短至1-2周。通过酶分子改造技术,野生酶的催化效率提高960倍,稳定性提高1940倍,为工业化应用奠定了基础。针对工业生产中酶失活的难题,团队开发了专用pH缓冲系统及设备,并构建甲苯—水两相酶催化介质体系,实现了酶反应与后续化学转化的无缝对接。
该技术已在多家企业推广应用,苏州富士莱建成的10吨级反应器生产线,年产(R)-硫辛酸50吨,相关企业近3年累计新增产值9.79亿元。酶法工艺的成功应用,不仅大幅提升了手性化学品生产的经济效益,更推动了精细化工产业从高污染、高能耗向绿色低碳的转型,为我国化工医药行业走向高端化提供了核心技术支撑。