手性N-取代1,2-氨基醇是许多天然产物和药物的关键结构单元，也作为手性催化剂、手性配体或手性助剂广泛应用于重要复杂分子的不对称合成。但是，现有的合成方法存在反应条件比较苛刻、区域/立体选择性较差等不足，因此，开发高效、绿色不对称合成手性N-取代1,2-氨基醇的新方法具有重要的应用价值。 

　　中国科学院天津工业生物技术研究所朱敦明、吴洽庆研究员带领的生物催化与绿色化工研究团队利用亚胺还原酶和苯甲醛裂解酶建立了基于C1化合物（甲醛）的一锅两步酶法不对称合成手性N-取代1,2-氨基醇的新途径，实现了抗疟疾和细胞毒性的四氢喹啉生物碱药物关键中间体的高效、绿色不对称合成。 

　　首先，从大量亚胺还原酶中筛选出10个立体选择性互补的亚胺还原酶进行底物特异性的研究，发现部分亚胺还原酶对不同类型的芳香族及脂肪族α-羟甲基酮和胺类供体具有很高的活性和立体选择性，实现了对映选择性互补的N-取代1,2-氨基醇的不对称合成（光学纯度为91~99% ee，分离收率为41~84%），拓展了亚胺还原酶的底物适用范围；其次，通过对焦磷酸硫胺素（ThDP）依赖型酶的挖掘及筛选，获得一个苯甲醛裂解酶可以催化芳基/烷基醛与甲醛的高效、选择性转化合成α-羟甲基酮类化合物；在此基础上，构建了“一锅两步”酶催化反应体系，以甲醛、简单醛类化合物和胺类化合物为底物，直接合成了光学纯N-取代1,2-氨基醇，避免了中间产物α-羟甲基酮的分离纯化，极大简化了合成路径；最后，利用化学-酶催化相结合的方法，通过羟甲基化、还原胺化以及分子内碳氮耦合反应合成了抗疟疾和细胞毒性四氢喹啉生物碱的重要前体。该工作为手性N-取代1,2-氨基醇的合成提供了新的方法，也为C1化合物（甲醛等）的高值化利用开辟了新的途径。 

　　该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金及天津市合成生物技术创新能力提升行动的支持。相关研究成果发表在国际重要期刊Angew. Chem. Int. Ed.上，天津工业生物所博士生李宇、2020届硕士生胡娜为论文的共同第一作者，朱敦明研究员、吴洽庆研究员和姚培圆副研究员为论文的共同通讯作者。 

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酶促串联反应不对称合成N-取代1,2-氨基醇