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    科技日报

  • 更新时间

    2021年10月10日

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中国学者合成新型催化剂登上《科学》期刊

P-450单加氧酶被誉为通用的生物催化剂,能在常温下实现一系列具有挑战性的反应。然而,P-450稳定性差,分离纯化困难,价格昂贵,同时底物适用面窄和反应量通常难以扩大,导致难以推广应用。10月1日,南京师范大学化科院博士生导师、教授韩维带领的课题组在细胞色素P-450单加氧酶仿生催化氧化领域取得的突破性进展,在国际顶尖学术期刊《科学》发表。

发展P-450的仿生催化剂或催化体系,实现其催化作用,特别是实现高效和高选择性烃的氧化反应,一直是化学家们梦寐以求的目标。

酚是全球紧俏的化学品,广泛应用于药物、农用化学品、染料和功能材料等的合成。最为理想的合成酚的方法是选择性催化非导向的苯环碳-氢的直接羟基化,然而理想的反应过程被列为催化领域十大挑战性难题之一。

韩维介绍,课题组的该项研究成果基于生物催化剂P-450活性中心结构,突破前人仿生催化设计配体的认识和局限性,设计合成了新型催化剂BCPOM/Fe,首次成功实现了非导向的芳碳-氢键氧化羟基化,具有优良的选择性和活性,适用于惰性缺电子芳香底物,氧化敏感基团兼容性好,能用于天然产物和药物分子的后期修饰以及代谢产物的合成,甚至能实现芳碳-氢的多重羟基化合成多酚。

他表示,机理研究表明,该仿生催化过程类似于P-450生物催化芳碳-氢键氧化羟基化过程。该仿生催化剂取得了比P-450生物催化氧化芳环更广的底物适用范围和可比的反应选择性,以及更好的实用性,不仅解决了非导向的芳碳-氢键氧化羟基化的难题,为非导向芳碳-氢键的官能团化奠定了重要基础,更为设计高效仿生催化剂提供了全新的思路,同时也有助于生物催化过程的研究。



作者:通讯员 徐翎 科技日报记者 金凤

来源:科技日报 2021年10月1日

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