Nature Catal：光促生物催化烯烃分子间C-C加成

纳米技术

2022-05-04

目前人们追求通过来自天然的催化剂用于发展无法以化学催化方式进行的非天然反应物的合成，但是这种非天然催化反应的实现存在较高挑战。

广泛存在的烟酰胺依赖性氧化还原酶还无法用于单电子转移生物分子交叉偶联；同时，由于该反应容易消旋化，预手性自由基加成反应通常无法表现立体选择性，这导致端烯烃分子的不对称自由基加成反应比较困难。

有鉴于此，伊利诺伊大学赵惠民、厦门大学王斌举等报道通过从N-(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺生成的自由基与端烯烃作为反应物，在可见光激发、烟酰胺依赖性酮还原酶（KREDs）的结合催化体系构建含有α-羰基立体中心的分子。

本文要点：

(1)

通过对蛋白晶体结构解析，通过诱导策略对KRED工程化，得到一系列高品质的变体结构，能够改善反应的性能。

反应情况。通过比较简单的反应过程将羧酸分子转化为N-(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺的酯，随后通过0.75-1.5 mol % KRED作为酶催化剂，加入烯烃反应物，在32 ℃和N₂保护条件进行光促酶催化反应。

(2)

反应机理。通过控制实验、晶体学研究、计算化学模拟的结合，发现工程化的生物催化剂能够克服反应容易发生消旋化的缺点、抑制副反应的进行，从而实现了通过化学催化反应难以实现的优异立体选择性。

参考文献

Huang, X., Feng, J., Cui, J. et al. Photoinduced chemomimetic biocatalysis for enantioselective intermolecular radical conjugate addition. Nat Catal (2022)

DOI: 10.1038/s41929-022-00777-4

https://www.nature.com/articles/s41929-022-00777-4