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用猪肝酯酶不对称酯水解是通过酶猪肝酯酶（EC 3.1.1.1）的作用将酯转化为羧酸的对映选择性转化。不对称酯水解涉及一对对映体中的一个（在同一分子内并且通过分子的对称平面相关）或对映体（在对映体分子中并且与镜像相关）酯基的选择性反应。[1]
介绍
由手性氨基酸组成的酶催化具有高立体选择性的化学反应。具体而言，酯酶催化酯水解成羧酸。如果在底物中存在两个对映异构酯基团或者如果使用手性酯的外消旋混合物，则可以使该转化不对称。在前一种情况（去对称化）中，酶活性位点的手性环境导致酯的选择性水解，当底物与酶结合时，酯更接近催化活性的丝氨酸残基。在后一种情况下（动力学拆分），一种对映体比另一种更快地水解，导致来自一种对映体的过量水解产物。[2]
猪肝酯酶（PLE）是一种广泛用于不对称酯水解的酶。虽然它最初用于戊二酸酯的去对称水解，[3] PLE也可以水解丙二酸酯，环状二酯，单酯和其他底物。已经提出了活动站点模型来解释PLE的选择性。[4]
（1）
机制与立体化学
流行机制
PLE的活性位点促进底物结合和水解。活性位点中的关键丝氨酸残基促进水解，但在与酶活性位点结合后，底物必须在该残基上呈现酯基以进行水解。底物是否能够向催化丝氨酸残基提供酯基取决于其在活性位点中的结合构象，其由活性位点中的氨基酸侧链决定。因此，已经推进了PLE的活性位点模型，其目的是从底物的结构预测两个对映体酯基团中的哪一个将被水解（或者是否可能完全发生水解）。
PLE活性位点中酯的结合构象的简单模型如下所示。[5]该模型准确地预测了水解的胶合板和类似底物的构型。
（2）
范围和限制
尽管PLE的基底范围很宽，但对映选择性随基底结构的变化而变化。该部分描述了具有最高对映选择性的PLE水解的底物，以及可以高产率水解成非手性羧酸而没有副反应的敏感底物。
戊二酸是第一个用高对映选择性的PLE水解的底物。虽然产率适中，但对映选择性极高。[6]
（3）
具有小烷基取代基的3-烷基戊二酸酯水解成（R） - 单酯; 但是，当存在大的烷基取代基时，形成（S） - 单酯。[7]通过上面给出的活性位点模型准确地预测了对映选择性的这种转换。
（4）
在2-对甲基丙二酸酯的去对称化水解中观察到相反的趋势，当C-2上的另一取代基很小时，它提供（S）对映体，而当另一个C-2取代基很大时，提供（R）对映体。[8]
（5）
除了上述基材之外的许多内消旋二酯可以通过具有高对映选择性的PLE水解。环状内消旋二酯倾向于比非环状二酯更有选择性地水解。[5]产品的主要对映体取决于环的大小。[9] [10]
（6）
7-Oxabicyclo [2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸酯是一类有趣的二酯，它们被PLE水解，具有高对映选择性。[11]这些底物已用于生物相关糖的对映选择性构建（参见下面的合成应用）。
（7）
可以使用PLE分辨上述所有底物的外消旋混合物，以及另外的手性二酯（例如式（8）中的环氧酯），用于动力学拆分。[12]动力学拆分的显着缺点是水解产物的最大产率为50％。然而，如果在水解（动态动力学拆分的一个例子）的同时发生快速外消旋化，则最大产率可以达到100％。[13]
（8）
酯酶也可用于碱敏感单酯的水解。PLE已经应用于前列腺素的合成，用于酯的选择性水解而不破坏β-羟基酮部分。[14]
（9）
合成应用
许多合成目标具有隐藏的对称性，可以通过应用逆合成“对称”变换来发现。在向前方向上，该操作对应于去对称化反应。例如，甲羟戊酸内酯可以通过去对称水解，化学选择性还原和内酯化从对称二酯快速合成。[6]虽然产品本身是不对称的，但去对称化和官能团操作允许其从非手性起始材料合成。
（10）
对偶选择性水解结合的二酯，然后进行臭氧分解，得到核糖骨架。然后将所得糖继续用于合成核苷。[15]
（11）
L-α-甲基多巴可以从非手性丙二酸酯通过从去对称化开始的序列快速合成。随后的化学选择性转化将羧酸转化为胺。[16]
（12）
与其他方法比较
可用于不对称酯水解的其他酶包括电鳗乙酰胆碱酯酶，[17]胰凝乳蛋白酶，[3]和贝克酵母。[18]这些酶的底物范围不同于PLE，并且在某些情况下，它们可以提供比PLE更高产率或对映选择性的水解产物。微生物也可用于对映选择性水解; [19]然而，与微生物的处理相关联的困难已经使这些方法不受欢迎用于有机合成。
用于区分对映异构基团的非酶促方法使用手性催化剂或助剂。例如，在内消旋二酸的两个羧酸基团上引入手性离去基团导致非手性亲核试剂在（现在）非对映异构体羰基基团之一上的选择性攻击。[20]
（13）
实验条件和程序
典型条件
酶反应受到水性溶剂和近中性反应条件的限制。PLE水解通常用磷酸盐缓冲液进行以保持pH在7和8之间。由于底物在水性介质中的溶解度是关键的，有时将少量极性有机助溶剂加入到水溶液中。酶。对于大多数应用，市售PLE具有足够的纯度。
示例程序[5]
（14）
在剧烈搅拌下，向悬浮于50mL 0.1M磷酸盐缓冲液（pH8）中的1.98g（10mmol）顺式 - 环己-4-烯-1,2-二甲酸二甲酯中加入500单位PLE。通过加入1N氢氧化钠将pH保持在7.5-8.0的范围内。在消耗1摩尔当量的碱后，混合物是均匀的。将pH调节至9，并用乙醚萃取水相。用水洗涤有机层，将合并的水溶液酸化至pH 2.5。将溶液再次用乙醚萃取，干燥，真空蒸发，得到95％的单酯; 1 H NMR（CDCl 3）δ：2.0-2.8（m，4H），2.8-3.2（m，2H），3.7（s，3H），5.65（br s，2H），10.1（br s，1H）。
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