【Angew. Chem. Int. Ed.】水中实现酯化/外消旋化双酶动力学拆分仲醇

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动态动力学拆分(DKR)是一种将外消旋底物通过对映异构体的相互转化与对映选择性转化相结合,以100%的理论收率制备光学纯化合物的重要方法。目前,已经开发了各种化学酶促DKR方法来拆分仲醇,而这一过程通常需要有机溶剂来促进主要由脂肪酶催化的对映选择性酰化,以及由非酶促催化剂介导的外消旋化。在水溶液中实现这两个步骤仍然难以实现。

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图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

有鉴于此,Warsaw University of TechnologyPaweł Borowiecki课题组发展了一种外消旋仲醇在水溶液中的DKR,这一过程只需要醇脱氢酶Lk ADH Prince和酰基转移酶MsAcT两种生物催化剂。首先,在缓冲液中通过氢借用氧化还原序列使用醇脱氢酶Lk ADH Prince的非立体选择性突变体实现快速外消旋化。

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图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

随后,对耻垢分枝杆菌酰基转移酶MsAcT的工程化突变体进行筛选,使其能够在水中实现对映选择性酰基转移。通过对不同突变体适用的酰基供体进行筛选后,使用(R-选择性MsAcT突变体可用于广泛的外消旋(杂)苄醇,以2,2,2-三氟乙酸乙酯为酰基供体,得到的(R-乙酸酯具有高达>99%的纯度和优异的光学纯度(83-99.9% ee)。使用立体互补(S-选择性MsAcT突变体可以获得(S-乙酸酯。

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图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

最后,这种策略可适用于大规模制备,有一定的情况下可以耐受的底物浓度高达400 mM

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图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

原文标题:Bienzymatic Dynamic Kinetic Resolution of Secondary Alcohols by Esterification/Racemization in Water

原文作者:Aleksandra Rudzka, Tamara Reiter, Wolfgang Kroutil,* and Paweł Borowiecki*

Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202420133


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