细菌推动绿色化工

【英国《自然》周刊网站10月9日文章】题：细菌推动绿色化学工业（作者　菲利普·鲍尔）
细菌也许能够清洁工业化学过程。日本的化学家已经发现，细菌可以加速在有利环境的超临界二氧化碳溶剂中进行具有工业用途的化学反应。
龙谷大学的松田友子及其同事研究了一种把二氧化碳加到有机吡咯分子中的化学反应。这种“羧基化”反应通常把单个分子转化为进行比较复杂的合成反应所需的初始原料。
以前细菌在水中进行羧基化反应。但是在许多工业反应中，如果初始原料不溶于水则需要使用有机溶剂。不幸的是这些有机溶剂往往是有毒的。超临界二氧化碳是目前的“绿色”首选。
它被冠以超临界是由于它以混合状态存在，同时表现出气体和液体的特性。它的生成是通过在100个大气压下使二氧化碳液化，然后把液体加热到一定温度。在这个温度下，二氧化碳不再表现为明显的液体或气体，而是作为单流体存在。
化学家们也希望能够利用自然界的催化剂——酶——用于工业生产。酶需要在适度的条件下发挥作用，如低温，而且与人工催化剂相比，酶通常对它们可以加速的反应类型更加挑剔。
一些工业程序需要利用从细菌细胞中提取的特定的酶，但是利用整个的活细胞往往更为方便———数百年来人们利用酵母菌把糖变成酒精就是一例。
超临界二氧化碳已经被用作这类生物催化反应的溶剂———但是仅适用于分离出来的酶，不能是整个细菌。
现在松田的研究小组发现，巨大芽孢杆菌能够在100个大气压条件和一定温度下的超临界二氧化碳中存活，而且它们可以使吡咯分子羧基化。
这个反应可以在正常大气压下在水中进行，但是在超临界溶剂中反应速度要快得多。如果这一过程要大规模应用于工业，加快反应速度至关重要。