【Angew. Chem. Int. Ed.】酶促芳基烯烃的对映选择性反马氏水合反应

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在酸、金属氧化物或粘土催化剂的催化下，烯烃通过碳阳离子中间体发生水合作用生成醇。根据马尔柯夫规则，不对称烯烃的水合反应具有高度的区域选择性，更倾向于对多取代碳进行羟基化。因此，端烯烃很难水合生成伯醇。伯醇是精细化学品和药物的重要前体，反马氏区域选择性的烯烃水合合成伯醇是一种理想的合成方法。然而目前，烯烃有效的反马氏水合反应仍然是一个挑战。on>




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图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.



与化学催化剂一样，水合酶（EC.4.2.1-）也遵循马尔柯夫规则。同时，酶催化氧化还原反应的组合也可以产生具有反马氏区域选择性的水合产物。通过苯乙烯单加氧酶氧化为环氧化物、苯乙烯氧化物异构酶异构化产生对应的醛以及醇脱氢酶还原的酶级联反应，从相应的芳基烯烃中产生具有优异区域选择性（>99:1）的反马氏醇。


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近期，河南农业大学的陈红歌与其合作者报道了一种苯乙烯单加氧酶SMOA，在厌氧条件下催化末端芳基烯烃的反马氏水合作用。这种水合作用针对不同的底物产生对应的伯醇，其最高产率可高达100%、反马氏区域选择性>99:1及具有良好对映体纯度（60-83%ee）。


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图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.



随后，通过蛋白结构模拟、分子对接和定点突变实验表明，残基Asn46、Asp100和Asn309是SMOA催化所必需的，这说明该酶具有类碳负离子中间体的酸碱催化机制，可以解释反马氏区域选择性。


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参考文献：Enzymatic Enantioselective anti-Markovnikov Hydration of Aryl Alkenes

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202206472

原文作者：Hui Lin,* Yinyin Meng, Na Li, Yanhong Tang, Shuang Dong, Zhongliu Wu, Cuilian Xu,  Romas Kazlauskas,* and Hongge Chen*



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