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手性α-苯乙醇及其衍生物是重要的手性中间体，其在手性药物、环保农药、高档液晶和香料等方面有广泛的应用；脂肪酶催化动力学拆分是获得手性α-苯乙醇及其衍生物的一条重要途径，而且也是研究脂肪酶催化特异性的分子机理的重要内容。因此研究脂肪酶催化拆分α-苯乙醇及其衍生物不仅具有重要的应用价值，同时有重要的理论意义。虽然脂肪酶催化拆分α-苯乙醇及其衍生物已经取得一定的进展，但是仍然存在一系列问题；如产物得率不超过50％，难以同时得到两个高纯度的对映体；影响因素研究不透彻，酶活易受抑制；系统的规律和详细的分子机理解释较少等。基于上述问题，本论文主要就α-苯乙醇及其衍生物的脂肪酶催化动力学拆分的过程优化和其中的科学问题进行了系统深入的研究；重点探讨了PCL（Pseudomonas cepacia）和WGL（wheat germ）对α-苯乙醇及其衍生物的催化特异性和调控规律，探讨了同时获得两种高纯度对映体的催化工艺的可能性，并对水活度这一重要的影响因素做了深入的研究；在实验的基础上结合生物计算对PCL催化拆分手性α-苯乙醇及其衍生物的分子机理进行详细的分析。本文的主要内容和结论如下：
1）对（R，S）-α-苯乙醇在非水相中脂肪酶催化动力学拆分进行系统的研究。首先，从13种酶中筛选得到一种来源于Pseudomonas cepacia的脂肪酶PS IM具有最高的活力；同时一种来源于wheat germ的脂肪酶WGL催化时优先酰化（S）-α-苯乙醇，而其它脂肪酶优先酰化（R）-α-苯乙醇。其次，考察了加酶量、溶剂、酰基供体、底物摩尔比和反应温度对催化反应的影响；结果表明该酶的最适反应条件为：加酶量50U/ml，正己烷中，乙酸乙烯酯为酰基供体，底物摩尔比为1：1．5，40℃。在最适有机溶剂正己烷中，脂肪酶催化拆分α-苯乙醇的催化效果随着水活度的变化存在差异。在优化的反应条件下，不同的脂肪酶酶的最适水活度不一致：按水活度依赖性可以分为三类，第一类为低水活度依赖性的，最适水活度在0．2左右，如Rhizopus miehei来源的；第二类为中等水活度依赖性的，如Candida rugosa来源的；第三类为高水活度依赖性的，仅在较高的水活度下反应（aw>0．75），如Wheat germ来源的。大部分脂肪酶属于第二类，且它们的最适水活度大致都在0．60左右。固定化脂肪酶相较游离酶而言，水活度对其影响较小。
2）（R，S）-2-氯-1-苯乙醇这一重要的α-苯乙醇的衍生物在非水相中被多种脂肪酶催化动力学拆分；PS IM（Pseudomonas cepacia）有着最高的活力和立体选择性；在正己烷体系，35℃，水活度0．69下获得最高的得率（50％）和立体选择性（E>200）；5次重复使用后酶活仍保留约85％。由于反应后的eep和ees均达到了99％；且（R，S）-2-氯-1-苯乙醇乙酸酯易于分离和水解，这使得同时获得两种高纯度对映体成为可能。小麦胚芽脂肪酶（WGL）优先酰化（R）-2-氯-1-苯乙醇，而其它脂肪酶优先酰化（S）-2-氯-1-苯乙醇。
3）研究了小麦胚芽脂肪酶（WGL）在非水相中催化拆分α-苯乙醇及其衍生物的特性和调控规律。小麦胚芽脂肪酶催化拆分α-苯乙醇及其衍生物有较高的酯化酶活和立体选择性；对（R，S）-α-苯乙醇催化效果最好（C32．0％，E>200）。WGL最适温度为40℃，正己烷体系中，水活度0．93，酰基供体为丁酸乙烯酯时时催化拆分具有最好的催化效果。首次发现WGL在催化拆分α-苯乙醇及其衍生物中具有反‘Kazlauskas’规则的特性，这就为我们建立基于WGL和PCL连用的同时获得两个高纯度的对映体的催化工艺提供了理论支持。
4）研究了PCL（Pseudomonas cepacia）在非水相中催化拆分α-苯乙醇及其衍生物的特性和调控规律。发现PCL催化动力学拆分α-苯乙醇及其衍生物均有较好的催化效果；反应72h后，转化率均大于40％。但是立体选择性差异较大，当苯环上含有较大取代基团的往往E值较低，如（R，S）-1-（4-甲氧基苯基）乙醇仅为2．5。当小基团上含有氯原子，其立体选择性与催化（R，S）-α-苯乙醇时相反。同时对主要的影响因素进行了分析，发现在正己烷体系中，水活度0．73，40℃左右，酰基供体为丁酸乙烯酯时能取得高转化率和高对映体纯度的结果。
5）在实验的基础上，耦连生物计算对PCL催化拆分α-苯乙醇及其衍生物的分子机理进行解释。通过分子对接发现，α-苯乙醇及其衍生物与PCL结合时，以手性C为中心的两个取代基团分别放置在活性中心的两个疏水口袋中，两个构象化合物与底物的结合模式的差异较小。通过分子动力学模拟发现，PCL与α-苯乙醇及其衍生物间的非键相互作用中，静电势能大于范德华势能，居于主导地位。同时α-苯乙醇及其衍生物与PCL活性中心的三个区域的相互作用中，与Cavity的相互作用大于与两个疏水口袋之和。在反应构象的形成过程中，底物与Hydrophobic creavity起主要作用。当小取代基团上含有氯原子时，△E jnteraction（R-S）为正值，反应将优先酰化S构象。