Conversión enzimática estereospecífica de los ácidos bóricos en aminas

Área de la Ciencia:

• Biocatálisis
• Síntesis orgánica
• Ingeniería de enzimas

Sus antecedentes:

• Los ácidos y ésteres de boro son componentes versátiles en la síntesis química.
• La síntesis biocatalítica de compuestos que involucran enlaces carbono-boro está limitada debido a la escasez de enzimas relevantes.
• La integración de las ventajas de la química del ácido bórico con el biocatálisis ofrece un potencial de ensamblaje molecular altamente selectivo y eficiente.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método biocatalítico para la síntesis de aminas a partir de ácidos y ésteres de boro.
• Para diseñar una enzima capaz de catalizar la aminación de los enlaces carbono-boro.
• Explorar la aplicación de este método biocatalítico en la síntesis enantioselectiva.

Principales métodos:

• Ingeniería de una protoglobina nitrenotransferasa para la aminación de ácidos borónicos.
• Utilizando hidroxilamina como fuente de nitrógeno para la reacción de aminación.
• Pruebas de la actividad de la enzima con varios ácidos aril borónicos y ésteres borónicos, incluidos sustratos racémicos para estudios de enantioselectividad.

Principales resultados:

• La enzima diseñada cataliza eficazmente la aminación de los ácidos aril borónicos para producir anilinas con un rendimiento de hasta el 99% y un número total de volúmenes de ventas superior a 4000.
• El biocatalizador también es eficaz con ésteres de boro, que se hidrolizan in situ.
• La aminación enantioselectiva de un éster alquilo borónico racémico produjo una amina alquilo enriquecida con enantio, una hazaña que no se puede lograr con los quimiocatalizadores actuales.
• Los experimentos de estereospecificidad y de reloj radical apoyan un mecanismo de desplazamiento de 1,2-metalato.

Conclusiones:

• Se ha establecido una nueva transformación biocatalítica para la aminación de ácidos y ésteres de boro.
• Esta enzima de ingeniería proporciona una nueva ruta para la síntesis de diversas anilinas y aminas quirales.
• La metodología ofrece una alternativa sostenible y eficiente a los enfoques quimiocatalíticos tradicionales para la funcionalización del enlace C-B.