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JACS: 黄素酶光催化分子内自由基亲核加成手性控制

纳米技术

2020-08-29

黄素依赖烯还原酶ERED（flavin-dependent ene-reductases）能够在可见光催化反应中生成稳定的烷基自由基物种，但是其未有形成非稳定自由基物种相关报道。有鉴于此，普林斯顿大学Todd K. Hyster等报道了一种对映选择性的自由基成环反应，该反应中通过烷基碘化物作为非稳定亲核自由基的前体物种。相关证据显示，黄素和底物在活性位点上通过光催化形成电荷转移复合物后，生成该物种。黄素半醌位点上选择性的将氢转移到成环反应后形成的手性前自由基在多种反应中得到了高度立体选择性的反应。此外，作者发现还原活性酯能够取代烷基碘化物作为产生自由基的相关物种。

本文要点：

（1）

反应优化。将环戊内酯基正己烯碘化物作为反应物，在1.5 mol % GluER-Y177F作为酶催化剂，加入2 mol % NADP⁺，通过葡萄糖脱氢酶、d₁-glucose对黄素原位标记，在W LED光催化作用中，以蓝绿色LED(λ_max = 497 nm)作为光源，对戊内酯α-位点上的烯烃进行分子内手性选择性自由基亲核加成反应，实现了90 %的产率和92:8 er手性选择性。

（2）

总之，该过程说明光化学酶催化能够通过对ERED位点产生的高反应活性亲核自由基的立体控制，解决自由基化学中长期悬而未决的反应选择性问题。