【综述】生物驱动，高效催化——“拟酶“的协同催化及其在生物活性分子和药物合成中的应用

酶调节着生命体内绝大部分生物转化过程，是人类认识和利用最早的催化剂，也是迄今为止最高效的催化剂。现代研究表明，酶利用多个活性位点的协同以实现底物的识别、活化及反应的选择性控制，其中氢键、离子键等非共价作用发挥了关键的作用。二十年来，基于非共价作用的有机小分子“仿生“催化取得了令人瞩目的成果；然而，基于金属催化和有机催化协同的高效催化剂仍然十分匮乏，尤其是在药物合成中广泛应用的过渡金属催化领域。

近日，国际著名期刊《Accounts of Chemical Research》（Impact Factor 2019: 20.832)以封面的形式发表了我校赵庆阳副教授、Caltech的陈才友博士、武汉大学董秀琴副教授、南方科技大学温佳琳研究助理教授和张绪穆教授合作的综述文章“Noncovalent Interaction-Assisted Ferrocenyl Phosphine Ligands in Asymmetric Catalysis” （Acc. Chem. Res. 2020, 53, 9, 1905）。该综述全面系统地总结了基于非共价协同催化的二茂铁类新型配体Zhaophos和Wudaphos/SPO-Wudaphos的发展、其在过渡金属不对称催化方法学研究方面的进展、以及在生物活性分子和药物合成中的应用，对协同催化的基础理论研究领域和手性分子/药物合成的应用研究领域具有积极的借鉴意义。赵庆阳副教授是该综述的共同第一作者和通讯作者，该系列实验研究是在张绪穆教授指导下团队合作完成。

图1 封面和摘要

基于生物驱动的“拟酶“策略，赵庆阳副教授和张绪穆教授在2013年首次报道了Zhaophos配体，之后与合作者将研究扩展到酶催化中常见的两种非共价作用（氢键作用和离子对作用），最终实现了天然产物、生物活性分子和药物分子的高效高选择性制备。迄今为止，金属-Zhaophos催化体系已经被用于多种有挑战性底物的不对称氢化（烯烃、亚胺、杂环、氧鎓盐等）、还原胺化和烯丙基化，实现了系列非天然氨基酸、生物活性分子和上市药物的绿色高效制备。截至2020年9月，Zhaophos相关研究成果已经发表30篇文章。

图2  生物驱动，高效催化