P-450單加氧酶被譽為通用的生物催化劑，能在常溫下實現(xiàn)一系列具有挑戰(zhàn)性的反應。然而，P-450穩(wěn)定性差，分離純化困難，價格昂貴，同時底物適用面窄和反應量通常難以擴大，導致難以推廣應用。10月1日，南京師范大學化科院博士生導師、教授韓維帶領的課題組在細胞色素P-450單加氧酶仿生催化氧化領域取得的突破性進展，在國際頂尖學術期刊《科學》發(fā)表。
發(fā)展P-450的仿生催化劑或催化體系，實現(xiàn)其催化作用，特別是實現(xiàn)高效和高選擇性烴的氧化反應，一直是化學家們夢寐以求的目標。
酚是全球緊俏的化學品，廣泛應用于藥物、農用化學品、染料和功能材料等的合成。最為理想的合成酚的方法是選擇性催化非導向的苯環(huán)碳-氫的直接羥基化，然而理想的反應過程被列為催化領域十大挑戰(zhàn)性難題之一。
韓維介紹，課題組的該項研究成果基于生物催化劑P-450活性中心結構，突破前人仿生催化設計配體的認識和局限性，設計合成了新型催化劑BCPOM/Fe，首次成功實現(xiàn)了非導向的芳碳-氫鍵氧化羥基化，具有優(yōu)良的選擇性和活性，適用于惰性缺電子芳香底物，氧化敏感基團兼容性好，能用于天然產物和藥物分子的后期修飾以及代謝產物的合成，甚至能實現(xiàn)芳碳-氫的多重羥基化合成多酚。
他表示，機理研究表明，該仿生催化過程類似于P-450生物催化芳碳-氫鍵氧化羥基化過程。該仿生催化劑取得了比P-450生物催化氧化芳環(huán)更廣的底物適用范圍和可比的反應選擇性，以及更好的實用性，不僅解決了非導向的芳碳-氫鍵氧化羥基化的難題，為非導向芳碳-氫鍵的官能團化奠定了重要基礎，更為設計高效仿生催化劑提供了全新的思路，同時也有助于生物催化過程的研究。(通訊員 徐翎 記者 金鳳)
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