【手性新产品  8.】

     （8.  平面手性大环化合物的生物催化合成）

 在药物分子、农用化学品、芳香化合物以及基础材料中广泛存在各种大环化合物。其中大环骨架内的取代基排列赋予其平面手性，已经证实的天然产物萜烯和环肽中存在平面手性，同时药物分子中也出现越来越多的阻转异构现象（图A）。

                                                                图A.  各种平面手性大环化合物

如何合成肽环烷已引起化学家越来越多的关注。然而，其合成方法仍颇具挑战，即必须形成刚性且有张力的大环，同时赋予优异的对映选择性。而对于有关阻转选择性的大环化合成的很少，其合成方法可分为两种（图B）：其一是使用辅助剂通过非共价相互作用来调控无环前体的构象，此为多数采用方法；其二是在环烷形成过程中利用催化来诱导不对称，这种情况比较少见。

                     图B.  合成平面手性大环化合物的方法有二种，左为其一，右为其二

 生物催化对重要的手性结构单元（如仲醇和胺）的合成具有深远的影响。特别是动态动力学拆分，它是一种涉及过渡金属络合物催化底物（通常为仲醇或胺）的消旋化以及酶（通常为脂肪酶）选择性地酰化一种对映异构体以形成酯或酰胺，然后脱酰以获得所需的醇或胺（图C）。于是，加拿大蒙特利尔大学化学系Shawn K. Collins教授的课题组设想是否可以将类似的方法应用于平面手性大环化合物的制备？不过，他们发现两种方法存在一定的差异（图D）。首先，选择性酰化只是暂时的，此外加入过量的酰化剂可以提高反应的速率和收率；而在大环化过程产生酰化的最终产物，醇和酰化试剂之间的化学计量也是固定的。其次，在没有仲醇的情况下，必须使用不同的消旋方法。近日，他们做出突破，利用脂肪酶CALB生物催化合成平面手性大环化合物，并且具有优异的收率和对映选择性，反应的官能团耐受性好，相关成果发表在Science 权威刊物上。

      图C. 选择性酰化后再脱酰；图D. 合成平面手性大环化合物（对环芳烷）的两种方法上存在差异

 于是Shawn K. Collins教授课题组报道了一种新型的生物催化策略，即由简单的结构单元以优异的对映选择性合成平面手性大环化合物（对环芳烷），并可以耐受多种官能团。此外，含有卤素的平面手性大环化合物还可以进行一系列的交叉偶联反应。该策略为药物研发中制备平面手性化合物提供了新的解决方案。

                                                        丰都智愚河畔环境技术工作室