Angew. Chem. ：光激发环己酮单加氧酶催化脱卤实现手性氟代酮的合成

有机氟化合物由于其独特的生物和物理性质，广泛应用于药物和材料合成领域。其中，α-氟酮结构是许多药物的活性成分和重要的合成中间体，但α-氟酮结构中羰基和氟原子都具有很强的吸电子特性，很容易引发产物的消旋。因此，反应过程中温和的条件对手性α-氟酮的对映选择性合成至关重要。近年来，光酶催化领域取得了重要的研究进展，具有高立体选择性和反应条件温和的特点使其成为合成手性α-氟酮化合物的理想反应手段。

近日，浙江大学吴起教授团队报道了一种光激发黄素依赖型环己酮单加氧酶(Cyclohexanone Monooxygenase)催化脱卤实现手性氟代酮的合成方法。反应以2-氯-2-氟-1-四氢萘酮作为模型底物，在酶活性中心附近选择具有潜在作用的位点，利用“FRISM”突变策略修饰酶的活性中心，建立了一个小型突变库。通过筛选，获得的最优突变株L144A和L435V，均能够以99%产率，99:1 e.r.值获得目标产物。

在后续实验中，作者运用最优突变株合成了一系列手性氟酮化合物，并通过进一步串联酮还原酶KtCR和LbADH，可以分别获得(S, S)-构型氟代醇（产率为73%，e.r.和d.r.分别为99:1和90:10）和(R, S)-构型氟代醇（产率为84%，e.r.和d.r.分别为99:1和99:1）。除此之外，反应底物还可以进一步推广到其他二卤代酮，以获得2-氯代酮和2-溴代酮化合物。

文章通过紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、自由基捕捉实验、氘标记实验来探究反应的过程，提出了可能的反应机理：底物与还原态黄素酶形成电子给受体复合物，在光照下，通过单电子转移过程脱卤形成底物自由基，自由基再通过电子转移/质子转移过程猝灭而完成反应。并通过计算模拟实验，解释了最优突变株催化模型反应的立体选择性来源和电子转移/质子转移机理的合理性。

在该工作中，吴起教授团队报道了光激发环己酮单加氧酶催化脱卤实现手性氟代酮的合成方法。作者利用“FRISM”策略筛选出具有高催化性能的突变株，并将其应用到手性氟代酮及其衍生物的合成过程中。光酶催化体系具有条件温和、立体选择性高等优点，为手性氟代酮类化合物的合成提供了一种简便的方法。

论文信息

Photoinduced Promiscuity of Cyclohexanone Monooxygenase for the Enantioselective Synthesis of α-Fluoroketones

Yongzhen Peng, Zhiguo Wang, Yang Chen, Weihua Xu, Yujing Hu, Zhichun Chen, Jian Xu, and Qi Wu

该论文的第一作者是浙江大学化学系博士生彭永珍，通讯作者是浙江工业大学徐鉴教授和浙江大学吴起教授。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202211199