-CF3官能團是重要的醫藥結構官能團,在過去的幾個世紀,三氟甲基化反應的方法學開發得到廣泛發展。但是,目前還沒有能夠形成C(sp3)-CF3化學鍵的金屬酶(metalloenzyme)。
有鑒于此,約翰·霍普金斯大學黃雄怡教授、卡內基梅隆大學Yisong Guo等報道非血紅素Fe酶(放線菌Actinosynnema mirum中的羥基扁桃酸合成酶(hydroxymandelate synthase,HmaS)),能夠通過高價碘(III)試劑產生CF3自由基,并且用于烯烴的立體選擇性三氟甲基化疊氮化。
通過基于Staudinger配體進行高通量篩選(HTS),快速的對AoHMS進行進化得到相關變體。優化的變體具有比較廣的烯烴底物兼容,產率達到73 %,立體選擇性達到96:4 e.r.。這種生物催化平臺能夠進一步拓展用于烯烴的五氟乙基疊氮化或者雙疊氮化。
基于陰離子競爭實驗(anion competition experiments),發現該反應的機理基于自由基回彈。這項研究不僅拓展了金屬酶催化自由基轉化反應的種類,而且為有機氟化合物的合成提供酶催化空間。
參考文獻
James G. Zhang, Anthony J. Huls, Philip M. Palacios, Yisong Guo*, and Xiongyi Huang*, Biocatalytic Generation of Trifluoromethyl Radicals by Nonheme Iron Enzymes for Enantioselective Alkene Difunctionalization, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c14310
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14310