本文将介绍如何合成(S)-环氧苯乙烷，这是一种重要的手性化合物，具有广泛的应用前景。
背景：手性环氧化物是一种高附加值的手性合成子或砌块，被广泛应用于药物、精细化学品、农药和功能性材料等的合成。例如，（S）-环氧苯乙烷（styrene oxide，SO）可用于合成α1-、β2-和β3-肾上腺素能受体激动剂、抗癌药物左咪唑、抗艾滋病药物（-）-hyperolactone C和杀虫剂硫磷嗪等。（R）-或（S）-SO的制备有化学法和生物法，每种方法又分为合成法和拆分法。然而，化学合成或拆分法需使用较昂贵的金属催化剂，且存在摩尔产率和对映体过量（enantiomeric excess，e.e.）值低以及环境污染大等缺陷，从而限制了其工业化应用。
迄今为止，已有较多采用生物拆分法制备（S）-SO的报道，但从外消旋体（R，S）-SO中获得某种对映异构体的最大或理论摩尔产率仅50%。近年来，采用生物合成法制备手性环氧化物已成为研究热点。Schrittwieser 等将短乳杆菌（Lactobacillus brevis）醇脱氢酶LBADH偶联分支杆菌（Mycobacterium sp.GP1）卤代醇脱卤酶HheB催化α-氯代苯乙酮制备（S）-SO，其产率为84%、e.e.值＞99%。
制备：
1. 朱利娟等人在水/有机两相中将羰基还原酶SyS1、葡萄糖1-脱氢酶SyGDH和卤代醇脱卤酶C SyHheC偶联催化α-溴代苯乙酮以高效制备（S）-环氧苯乙烷（SO）。第1步反应催化α-溴代苯乙酮不对称还原为（S）-2-溴-1-苯基乙醇（（S）-BPE）及NADPH的原位再生，其优化的反应条件：100 mmol/L磷酸钾缓冲液（pH 8.0）/正己烷（V∶V=4∶6）、40 mmol/Lα-溴代苯乙酮、80 mmol/ LD-葡萄糖、0.2 mmol/L NADP+和70 mg/mL E.coli/Sygdh-Sys1湿菌体（共表达SyGDH和SyS1）， 终体积1.0 mL，35℃反应8 h。第2步反应催化（S）-BPE脱卤闭环为（S）-SO，其反应条件：在上述反应体系中加入磷酸钾缓冲液（pH 8.0）和0.3 U SyHheC，终体积2.0 mL，35℃反应30 min。 通过连续2步酶催化反应，终产物（S）-SO的摩尔产率为99%、对映体过量值＞99%。
在第1步反应中，SyS1催化 α-溴代苯乙酮不对称还原为（S）-BPE，并借助 SyGDH实现NADPH的原位再生。在第2步反应 中，SyHheC催化（S）-BPE脱卤闭环为（S）-SO。
2. 专利CN 105969837 B公开了一种酶法制备(S)-环氧苯乙烷的方法，属于生物催化技术领域。该发明在正己醇/缓冲液的双相体系中，利用来源于宇佐美曲霉的环氧化物水解酶催化外消旋环氧苯乙烷的水解动力学拆分，制备(S)-环氧苯乙烷的方法；与单相反应体系相比，动力学拆分rac-SO的浓度从24g/L提高至120g/L；时空产率从为3.1g/L/h提高至20.3g/L/h；动力学拆分120g/Lrac-SO制备(S)-SO的ee值从36.8％提高至98.3％，并实现了(S)-SO的克级制备。该发明方法工艺简单、产物的对映体纯度和得率高、催化效率高和环境友好，具有较大工业化应用前景。
参考文献：
[1]朱利娟,胡蝶,储亚琴等.多酶偶联催化制备手性化合物(S)-环氧苯乙烷[J].食品与生物技术学报,2017,36(05):473-478.
[2]江南大学. 一种酶法制备(S)-环氧苯乙烷的方法:CN201610535106.0[P]. 2019-12-24.
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