草铵膦是一种高效、广谱、低毒的非选择性除草剂,由德国赫斯特公司开发。它是迄今为止唯一含有C-P-C结构的天然化感除草剂,除草活性约为草甘膦的4倍,为百草枯的2倍,为外消旋体草铵膦的2倍。市场上销售的草铵膦为外消旋体,由50% L-草铵膦与50% D-草铵膦组成的混合物。L-草铵膦具有除草活性,而D-草铵膦没有活性,反而对环境造成手性污染。
草铵膦有两种光学异构体,分别为L-草铵膦和D-草铵膦。但只有L-型具有植物毒性,除草活性为外消旋混合物的2倍,且在土壤中易分解,对人类和动物的毒性较小,除草谱广,对环境的破坏力小。目前市场上销售的草铵膦一般都是外消旋混合物。如果草铵膦产品能以L-构型的纯光学异构体形式使用,可使草铵膦的使用量降低50%,这将极大地提高原子经济性、降低生产和使用成本、减轻环境压力。因此,开发一种低成本、可工业化的L-草铵膦生产方法,具有极其重要的经济价值和社会价值。
一种生产L-草铵膦的方法是以2-羰基-4-(羟基甲基膦酰基)丁酸为底物,经酶催化体系催化获得L-草铵膦。该酶催化体系由γ-氨基丁酸/α-酮戊二酸转氨酶、谷氨酸脱氢酶和辅酶再生系统组成。辅酶再生系统可以选择以葡萄糖脱氢酶、醇脱氢酶或甲酸脱氢酶为辅酶再生酶,以相应的底物和辅酶再生系统进行反应。