Enzymatic assembly of carbon–carbon bonds via iron-catalysed sp3 C–H functionalization
作者:Ruijie K. Zhang、Kai Chen、Xiongyi Huang、Lena Wohlschlager、Hans Renata、Frances H. Arnold
DOI:10.1038/s41586-018-0808-5
日期:2019.1
produced in bacteria, where they can be tuned by directed evolution for activity and selectivity. That these proteins activate iron, the most abundant transition metal, to perform this chemistry provides a desirable alternative to noble-metal catalysts, which have dominated the field of C–H functionalization1,2. The laboratory-evolved enzymes functionalize diverse substrates containing benzylic, allylic
尽管在有机分子中含量丰富,但碳氢 (C-H) 键通常被认为是非反应性的,不可用于化学操作。C-H 功能化技术的最新进展已经开始改变这种逻辑,同时强调了与 sp3 carbon1,2 选择性烷基化相关的重要性和挑战。在这里,我们描述了通过卡宾 C-H 插入对 sp3 C-H 键进行对映、区域和化学选择性分子间烷基化的铁基催化剂。催化剂源自细胞色素 P450 酶,其中天然半胱氨酸轴向配体已被丝氨酸(细胞色素 P411)取代,完全遗传编码并在细菌中产生,可通过定向进化调节活性和选择性。这些蛋白质激活铁,最丰富的过渡金属,进行这种化学反应为贵金属催化剂提供了一种理想的替代品,贵金属催化剂在 C-H 功能化领域占主导地位 1,2。实验室开发的酶以高周转率和优异的选择性功能化含有苄基、烯丙基或 α-氨基 C-H 键的多种底物。此外,它们使开发几种天然产品的简洁路线成为可能。使用这些酶的天然铁 - 血红素辅因子介导