轴手性化合物是一类重要的手性化合物,其手性源于化学键两端取代基的位阻效应,阻碍了化学键的自由旋转,产生不能完全重合、互为镜像的两个异构体。轴手性结构是构成天然产物、功能性材料、分子机器、手性金属配体等高值分子的重要结构元素。目前已报道了多种化学法合成轴手性化合物的策略,如卡宾催化(NHC)、手性磷酸(CPA)催化、多肽催化、过渡金属催化等。与之相比,生物催化在不对称合成轴手性化合物方面具有温和环保、高选择性等优点,但相关研究成果较少,亟待进一步深入研究。
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所生物催化研究中心在醇脱氢酶催化的去对称化合成醛类轴手性化合物方向取得进展。该工作通过筛选得到了一组醇脱氢酶,能够以高转化率(>99%)及对映体选择性(>99% ee)催化联芳基双醛的去对称化反应,并获得R与S两种构型的轴手性单醛产物,同时揭示了由于轴两侧基团与酶活性中心关键残基相互作用不同而导致轴手性选择性差异的手性识别机制。该研究有效地扩展了轴手性化合物的酶促合成领域,并为该类分子未来应用奠定良好的基础。
该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、天津市合成生物技术创新能力提升行动的支持。成果发表于JACS Au,中国科学院天津工业生物技术研究所叶梦静硕士与李聪聪博士为论文的共同第一作者,袁波副研究员与孙周通研究员为共同通讯作者。
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醇脱氢酶催化联芳基双醛的去对称化反应