光酶催化γ-手性肟的立体消旋对映汇聚反应:氢原子转移新策略

【字体: 时间:2025年06月25日 来源:Nature Catalysis 42.9

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  来自国际团队的研究人员通过改造黄素依赖型烯还原酶(Flavin-dependent ene-reductases),开发了γ-手性肟的光酶催化立体消旋对映汇聚反应。该研究利用光诱导单电子还原产生亚胺自由基(iminyl radical),经1,5-氢原子转移(HAT)实现远程γ-立体中心的精准构建,最终获得高对映选择性的γ-手性酮。这项突破为远程C–H键功能化提供了新工具,拓展了光生物催化的合成应用边界。

  

这项突破性研究揭示了如何通过光酶协同催化实现分子手术般的精准改造。研究人员巧妙改造了黄素依赖型烯还原酶(Flavin-dependent ene-reductases),使其在蓝光激发下能够选择性还原γ-手性肟,生成高活性的亚胺自由基(iminyl radical)。这个自由基就像分子级别的"拆弹专家",通过1,5-氢原子转移(1,5-HAT)精准切断γ位碳氢键,同时酶活性中心就像智能"3D打印机",以原子级精度重建新的手性中心。

整个过程犹如分子级别的多米诺骨牌:光能驱动单电子转移启动反应,酶控环境确保立体选择性,最终水解"卸除"肟基团,得到高光学纯度的γ-手性酮。这种将光化学的激进性与酶催化的精确性相结合的策略,突破了传统方法难以在远离官能团位置构建手性中心的限制,为复杂分子修饰提供了新思路。研究不仅拓展了生物催化的反应类型,更为药物合成中关键手性砌块的制备开辟了绿色高效的新途径。

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