Nature Catalysis:酶催化制备手性大环分子

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通过化学酶构建复杂手性分子的过程没有得到广泛和充分的研究,目前蒙特利尔大学的Christina Gagnon, Shawn K. Collins等发现Candida antarctica lipase B能够用于合成平面复杂功能化手性大环分子,并发表在最近的Science上(Biocatalytic synthesis of planar chiral macrocyclesScience 2020, 367, 917-921.),为药物分子的发现提供了非常有效的方法,西班牙CSIC催化研究所Palomo, J.M.对该研究工作的意义和进展情况进行总结,并在Nature Catalysis上刊发了新闻报道。



本文要点

要点1. 天然产物分子中具有复杂的立体结构位点,并且这种立体结构位点在催化作用中扮演了关键作用,此外对药物的需求导致了对创新性合成方法的开发。过渡金属催化方法在多种有机反应中展现了非常好的反应活性,比如在构建C-C键、环加成、氧化反应、还原反应等反应中,方便了天然产物的合成、药物分子的开发。反应选择性是这些复杂分子合成中关键的问题,在这个问题中生物酶催化反应体现了高选择性和反应性,并且在温和条件中进行催化反应。但是生物酶催化反应通常只对特定的底物展现反应性,底物的兼容性是个问题,脂肪酶(Lipase)是一类重要的生物酶,同时对多种非天然产物分子有反应活性,脂肪酶通常在自然中用于油水界面上的水解反应,通过寡肽链(oligopeptide chain)对催化位点进行识别,并通过在局部形成疏水环境(hydrophobic)并进行催化反应。

要点2. 其中,Candida antarctica fraction BCALB)在催化反应得到广泛应用,蒙特利尔大学的Christina Gagnon, Shawn K. Collins等最近在Science上报道了相关合成平面复杂功能化手性大环分子的研究进展。该反应过程中通过one-pot级联催化反应,实现了对芳基分子上的二醇酰基化反应、单酯化产物的外消旋化、对映选择性的关环酰基化反应生成平面大环分子。通过市售的CALBNovozym 435)进行催化反应,能够以高对映选择性、高产率进行催化反应,得到了大量手性平面大环分子。

1. Palomo, J.M. Synthetic complexity created by lipasesNature Catalysis 2020, 3, 335-336
DOI10.1038/s41929-020-0453-x
https://www.nature.com/articles/s41929-020-0453-x
 
2. Christina Gagnon, Éric Godin, Clémentine Minozzi, Johann Sosoe, Corentin Pochet, Shawn K. Collins*
Biocatalytic synthesis of planar chiral macrocyclesScience 2020, 367, 917-921.
DOI0.1126/science.aaz7381
https://science.sciencemag.org/content/367/6480/917


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