厦门大学王斌举等多单位合作，开拓了选择性生物催化反应方法学术资讯

来源：iNature

越来越多地探索不对称合成的酶，但它们的应用通常受到天然酶可利用的反应的限制。最近，对光催化的兴趣促使人们从已知的酶中发现新的反应性。但是，到目前为止，光诱导的酶催化尚未用于两个分子的交叉偶联。例如，酶尚未实现烯烃通过可见光诱导的自由基加氢烷基化与α-卤代羰基化合物的分子间偶联，这可以提供对重要的γ-手性羰基化合物的接近。主要挑战是酶固有的不良光反应性，以及难以控制远程前手性自由基中间体的立体化学控制。2020年6月8日，伊利诺伊大学赵惠民团队（厦门大学王斌举为共同第一作者）在Nature 在线发表题为“Photoenzymatic enantioselective intermolecular radical hydroalkylation”的研究论文，该研究显示了一种新的，自然可见光诱导的烯还原酶催化的末端烯烃与易获得的α-卤代羰基化合物的分子间自由基加氢烷基化反应。该方法为具有γ-立体中心的各种羰基化合物提供了一种有效的方法，具有优异的转化率和对映选择性（高达99％的转化率，99％的对映体），这很难通过化学催化获得。机理研究表明，在酶活性位点的底物/烯-还原酶复合物的形成触发了对映选择性光诱导的自由基反应。该研究工作通过将光催化和酶催化相结合，进一步扩展了生物催化，合成上有用的不对称转化的活性反应。

烯烃的自由基加氢烷基化为构造C（sp.3）-C（sp.3）键提供了一种通用的策略。在化学和制药工业中对对映纯分子的需求不断增长的推动下，由于自由基中间体的高反应性，以催化不对称方式实现自由基加氢烷基化特别具有吸引力，但又非常具有挑战性。

在将亲核烷基自由基共轭加成到羰基取代的活化烯烃上取得了重大进展，其中手性催化剂与羰基的相互作用使前手性C = C双键转化为α-/β羰基立体中心。另一方面，亲电性烷基与烯烃的立体选择性加氢烷基化反应受限，特别是很少能获得带有γ-立体中心的功能分子。这是因为远离手性催化剂的构象柔性手性自由基中间体的立体化学很难控制。

生物催化通常在环境友好的条件下以低催化剂负载量进行，就可持续性，选择性，混杂性和可发展性而言提供了诱人的优势。此外，酶的复杂而精致的结构使它们在控制远程立体中心方面更具优势。酶已越来越多地用于合成手性分子，特别是在工业中，但是酶可利用的化学反应类型远远少于化学催化剂。为了扩大酶的合成效用，探索新的自然生物催化策略是一个持久的需求。

该研究显示了一种新的，自然可见光诱导的烯还原酶催化的末端烯烃与易获得的α-卤代羰基化合物的分子间自由基加氢烷基化反应。该方法为具有γ-立体中心的各种羰基化合物提供了一种有效的方法，具有优异的转化率和对映选择性（高达99％的转化率，99％的对映体），这很难通过化学催化获得。

机理研究表明，在酶活性位点的底物/烯-还原酶复合物的形成触发了对映选择性光诱导的自由基反应。该研究工作通过将光催化和酶催化相结合，进一步扩展了生物催化，合成上有用的不对称转化的活性反应。

来源：Plant_ihuman iNature

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