P-450单加氧酶被誉为通用的生物催化剂，能在常温下实现一系列具有挑战性的反应。然而，P-450稳定性差，分离纯化困难，价格昂贵，同时底物适用面窄和反应量通常难以扩大，导致难以推广应用。10月1日，南京师范大学化科院博士生导师、教授韩维带领的课题组在细胞色素P-450单加氧酶仿生催化氧化领域取得的突破性进展，在国际顶尖学术期刊《科学》发表。
发展P-450的仿生催化剂或催化体系，实现其催化作用，特别是实现高效和高选择性烃的氧化反应，一直是化学家们梦寐以求的目标。
酚是全球紧俏的化学品，广泛应用于药物、农用化学品、染料和功能材料等的合成。最为理想的合成酚的方法是选择性催化非导向的苯环碳-氢的直接羟基化，然而理想的反应过程被列为催化领域十大挑战性难题之一。
韩维介绍，课题组的该项研究成果基于生物催化剂P-450活性中心结构，突破前人仿生催化设计配体的认识和局限性，设计合成了新型催化剂BCPOM/Fe，首次成功实现了非导向的芳碳-氢键氧化羟基化，具有优良的选择性和活性，适用于惰性缺电子芳香底物，氧化敏感基团兼容性好，能用于天然产物和药物分子的后期修饰以及代谢产物的合成，甚至能实现芳碳-氢的多重羟基化合成多酚。
他表示，机理研究表明，该仿生催化过程类似于P-450生物催化芳碳-氢键氧化羟基化过程。该仿生催化剂取得了比P-450生物催化氧化芳环更广的底物适用范围和可比的反应选择性，以及更好的实用性，不仅解决了非导向的芳碳-氢键氧化羟基化的难题，为非导向芳碳-氢键的官能团化奠定了重要基础，更为设计高效仿生催化剂提供了全新的思路，同时也有助于生物催化过程的研究。(通讯员 徐翎 记者 金凤)
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