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化学化工学院在光/酶联合催化领域取得突破性进展
发布时间: 2018-12-25 14:29:12   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

近日,学校化学化工学院何延红和官智教授课题组在联合可见光催化和酶催化,实现不对合成的研究方面取得突破性进展。相关研究成果以“光和酶协作催化的不对称反应:从2-芳基吲哚直接对映选择性合成2,2-二取代吲哚-3-酮”(Concurrent Asymmetric Reactions Combining Photocatalysis and Enzymatic Catalysis: Direct Enantioselective Synthesis of 2,2-Disubstituted Indol-3-ones from 2-Arylindoles)为题,作为热点论文(Hot Paper)在国际顶尖化学期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition,IF 2018 = 12.102)上发表。

  自然界的光合作用是世间万物赖以生存的基础,它利用可见光和酶对映选择性地催化产生有机化合物为生物生存提供了物质来源和能量来源。但是模仿自然界的光合作用利用可见光和酶实现对映选择性合成具有很大的挑战性,因为光催化和酶催化通常在不同的介质中进行,并且这两种反应的条件往往会造成彼此失活。因此,迄今为止,绝大多数已知的光/酶协同催化仅限于使用光氧化还原催化辅酶的再生,成功的光/酶结合的有机合成例子寥寥无几。

 何延红和官智课题组联合可见光催化和酶催化从2-芳基吲哚直接不对称一锅法合成了2,2-二取代的吲哚-3-酮。首先,2-芳基吲哚被光催化氧化成2-芳基吲哚-3-酮,接着小麦胚芽脂肪酶催化2-芳基吲哚-3-酮与其他酮的对映选择性烷基化,直接构建了吲哚C-2的季碳手性中心。实验还证明了具有与小麦胚芽脂肪酶类似催化三联体的其他脂肪酶也可以催化该反应。这是水解酶的非天然催化活性与可见光催化相结合用于对映选择性有机合成的第一个实例,该反应不需要任何辅因子,体系简单易行。该策略为设计光/酶联合催化对映选择性转化提供了借鉴。

 化学化工学院2015级硕士研究生丁璇和2018级硕士研究生董春琳为共同第一作者,何延红和官智为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金以及重庆市基础科学与前沿技术研究计划重点项目的资助。