(R)-1-[4-(Trifluoromethyl)phenyl]ethanol is an important pharmaceutical intermediate of a chemokine CCR5 antagonist. In the present study, a bioprocess for the asymmetric reduction of 4-(trifluoromethyl)acetophenone to (R)-1-[4-(trifluoromethyl)phenyl]ethanol was developed by recombinant Escherichia coli cells with excellent enantioselectivity. In order to overcome the conversion limitation performed in the conventional buffer medium resulting from poor solubility of non-natural substrate, we subsequently established a polar organic solvent-aqueous medium to improve the efficacy. Isopropanol was selected as the most suitable cosolvent candidate, based on the investigation on a substrate solubility test and cell membrane permeability assay in different organic solvent-buffer media. Under the optimum conditions, the preparative-scale asymmetric reduction generated a 99.1% yield with >99.9% product enantiomeric excess (ee) in a 15% (v/v) isopropanol proportion, at 100 mM of 4-(trifluoromethyl)acetophenone within 3 h. Compared to bioconversion in the buffer medium, the developed isopropanol-aqueous system enhanced the substrate concentration by 2-fold with a remarkably improved yield (from 62.5% to 99.1%), and shortened the reaction time by 21 h. Our study gave the first example for a highly enantioselective production of (R)-1-[4-(trifluoromethyl)phenyl]ethanol by a biological method, and the bioreduction of 4-(trifluoromethyl)acetophenone in a polar organic solvent-aqueous system was more efficient than that in the buffer solution only. This process is also scalable and has potential in application.

中文翻译：

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通过重组全细胞介导的还原有效生物催化制备光学纯 (R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇

(R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇是趋化因子CCR5拮抗剂的重要医药中间体。在本研究中，通过具有出色对映选择性的重组大肠杆菌细胞开发了一种将 4-（三氟甲基）苯乙酮不对称还原为（R）-1-[4-（三氟甲基）苯基]乙醇的生物过程。为了克服在传统缓冲介质中由于非天然底物溶解性差而导致的转化限制，我们随后建立了极性有机溶剂 - 水性介质以提高功效。根据对不同有机溶剂-缓冲介质中的底物溶解度测试和细胞膜渗透性测定的研究，异丙醇被选为最合适的候选助溶剂。在最佳条件下，在 100 mM 的 4-（三氟甲基）苯乙酮中，在 15% (v/v) 异丙醇比例下，制备级不对称还原产生了 99.1% 的产率，>99.9% 的产物对映体过量 (ee)。与缓冲介质中的生物转化相比，开发的异丙醇-水系统将底物浓度提高了 2 倍，产率显着提高（从 62.5% 到 99.1%），并将反应时间缩短了 21 小时。我们的研究给出了第一个通过生物方法高度对映选择性生产 (R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇的例子，以及在极性有机溶剂-水系统中生物还原 4-(三氟甲基)苯乙酮比仅在缓冲溶液中更有效。这个过程也是可扩展的并且具有应用潜力。在 15% (v/v) 异丙醇比例下，在 3 小时内在 100 mM 4-（三氟甲基）苯乙酮中，9% 的产品对映体过量 (ee)。与缓冲介质中的生物转化相比，开发的异丙醇 - 水系统将底物浓度提高了 2 倍，产率显着提高（从 62.5% 到 99.1%），并将反应时间缩短了 21 小时。我们的研究给出了第一个通过生物方法高度对映选择性生产 (R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇的例子，以及在极性有机溶剂-水系统中生物还原 4-(三氟甲基)苯乙酮比仅在缓冲溶液中更有效。这个过程也是可扩展的并且具有应用潜力。在 15% (v/v) 异丙醇比例下，在 3 小时内在 100 mM 4-（三氟甲基）苯乙酮中，9% 的产品对映体过量 (ee)。与缓冲介质中的生物转化相比，开发的异丙醇-水系统将底物浓度提高了 2 倍，产率显着提高（从 62.5% 到 99.1%），并将反应时间缩短了 21 小时。我们的研究给出了第一个通过生物方法高度对映选择性生产 (R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇的例子，以及在极性有机溶剂-水系统中生物还原 4-(三氟甲基)苯乙酮比仅在缓冲溶液中更有效。这个过程也是可扩展的并且具有应用潜力。与缓冲介质中的生物转化相比，开发的异丙醇 - 水系统将底物浓度提高了 2 倍，产率显着提高（从 62.5% 到 99.1%），并将反应时间缩短了 21 小时。我们的研究给出了第一个通过生物方法高度对映选择性生产 (R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇的例子，以及在极性有机溶剂-水系统中生物还原 4-(三氟甲基)苯乙酮比仅在缓冲溶液中更有效。这个过程也是可扩展的并且具有应用潜力。与缓冲介质中的生物转化相比，开发的异丙醇 - 水系统将底物浓度提高了 2 倍，产率显着提高（从 62.5% 到 99.1%），并将反应时间缩短了 21 小时。我们的研究给出了第一个通过生物方法高度对映选择性生产 (R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇的例子，以及在极性有机溶剂-水系统中生物还原 4-(三氟甲基)苯乙酮比仅在缓冲溶液中更有效。这个过程也是可扩展的并且具有应用潜力。我们的研究给出了第一个通过生物方法高度对映选择性生产 (R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇的例子，以及在极性有机溶剂-水系统中生物还原 4-(三氟甲基)苯乙酮比仅在缓冲溶液中更有效。这个过程也是可扩展的并且具有应用潜力。我们的研究给出了第一个通过生物方法高度对映选择性生产 (R)-1-[4-(三氟甲基)苯基]乙醇的例子，以及在极性有机溶剂-水系统中生物还原 4-(三氟甲基)苯乙酮比仅在缓冲溶液中更有效。这个过程也是可扩展的并且具有应用潜力。