在過去十年中，銅催化的自由基 C(sp3)-N 偶聯已成為合成催化領域的一個主要研究方向。然而，利用酶實現這一反應途徑，仍是一個未解決的難題。
2025 年 8 月 14 日，浙江工業(yè)大學楊云芳團隊聯合約翰斯霍普金斯大學黃雄怡團隊和猶他州立大學饒毅團隊，在國際頂尖學術期刊 Science 上發(fā)表了題為：Enantioconvergent benzylic C(sp3 )N coupling with a copper- substituted nonheme enzyme 的研究論文。
該研究開發(fā)了一種利用銅取代的非血紅素酶進行光生物催化自由基芐位 C(sp3)-N 偶聯的方法，有效拓展了非天然生物催化過渡金屬催化的范圍。
銅催化的自由基胺化反應是有機化學家的關鍵工具，但在生物催化領域尚未開發(fā)出類似的酶促反應。為解決這一問題，研究團隊對非血紅素鐵酶進行改造：通過將酶活性中心鐵替換為銅，并對活性位點周圍的氨基酸進行系統性篩選優(yōu)化，構建了適配該反應的生物催化體系。從而開發(fā)出了了一種利用銅取代的非血紅素酶進行光生物催化自由基芐位 C(sp3)-N 偶聯的方法。
以羅丹明 B（Rhodamine B）作為光氧化還原催化劑，研究團隊發(fā)現了一種銅取代的苯丙氨酸羥化酶，它能促進 N-羥基苯甲酰亞胺酯與苯胺之間的對映體匯聚脫羧胺化反應。定向進化重塑了活性位點，從而對大多數底物表現出高對映選擇性。基于分子建模和機理研究，研究團隊提出，該酶可容納一個銅-苯胺基復合物，其與芐基自由基發(fā)生反應。
該研究巧妙結合光催化與酶催化的優(yōu)勢，在溫和條件下實現了傳統金屬酶無法完成的自由基 C-N 偶聯，將非天然生物催化過渡金屬催化的范圍拓展至銅催化的自由基偶聯反應。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt5986
合作咨詢
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com
2006-2025 上海博華國際展覽有限公司版權所有（保留一切權利）
滬ICP備05034851號-57
