用维生素B6衍生物实现手性自由基偶联反应

本文报道了一种新的非天然光酶催化方法。传统上，光酶可以利用可见光触发化学反应，尤其能实现许多小分子催化剂难以完成的不对称成键反应。然而，这类反应通常需要辅因子能够强烈吸收可见光，并在受光后形成寿命足够长的激发态，例如黄素或烟酰胺。现实中，仍有许多发色辅因子虽然存在，却未被证明具有光酶活性，这部分未被开发的领域被称为辅因子的“暗空间”。研究团队以磷酸吡哆醛（PLP）为对象，将其拓展为一种光酶辅因子。他们利用 PLP 在酶中形成的醌型激发态中间体，使其成为一种强单电子还原剂。为克服天然醌型中间体光物理性质较弱的问题，研究采用非天然苄胺底物，并通过外源光敏剂进行福斯特共振能量转移，把光吸收后的能量传递给酶内醌型中间体，从而获得可用的激发态。该方法属于氧化还原中性策略，使苄胺与还原性自由基前体在酶活性中心同时生成自由基并发生不对称自由基-自由基交叉偶联。由于反应中产生的两个自由基被约束在同一活性位点内结合，避免了常规自由基偶联中需要让不同自由基正确配对（自由基分选）的问题，也减少了对持久自由基效应的依赖。研究结果表明，PLP 的光激发中间体能大幅扩展 PLP 依赖酶参与有用成键反应的可能性，为开发新的生物催化反应提供了新路径。