ミオグロビン触媒を用いたカルベンのN-H結合への挿入を介した脂肪族アミンの選択的官能化

Selective Functionalization of Aliphatic Amines via Myoglobin-catalyzed Carbene N-H Insertion.

• Viktoria Steck
• Gopeekrishnan Sreenilayam
• Rudi Fasan

抄録

設計されたミオグロビンは、N-H結合へのカルベン挿入を介してアミンの官能化を含む様々な生物学的カルベン移動反応を触媒する能力のために最近注目されています。しかし、ミオグロビンをはじめとするヘムタンパク質系の生体触媒は、これまでアミン基質としてアニリン誘導体を、カルベン供与体試薬としてジアゾ酢酸エチルを用いたものに限られていた。本報告書では、幅広い範囲の置換ベンジルアミンおよびα-ジアゾ酢酸塩を用いたカルベンN-H挿入反応の促進に有用なミオグロビン系触媒の開発について述べる。この変換の範囲は、環状脂肪族アミンに拡張することができます。これらの研究は、多くの天然および合成生理活性化合物に遍在しているC-N結合の選択的形成のために利用可能な生物触媒のツールボックスを拡大します。

Engineered myoglobins have recently gained attention for their ability to catalyze a variety of abiological carbene transfer reactions including the functionalization of amines via carbene insertion into N-H bonds. However, the scope of myoglobin and other hemoprotein-based biocatalysts in the context of this transformation has been largely limited to aniline derivatives as the amine substrates and ethyl diazoacetate as the carbene donor reagent. In this report, we describe the development of an engineered myoglobin-based catalyst useful for promoting carbene N-H insertion reactions across a broad range of substituted benzylamines and α-diazo acetates with high efficiency (82-99% conversion), elevated catalytic turnovers (up to 7,000), and excellent chemoselectivity for the desired single insertion product (up to 99%). The scope of this transformation could be extended to cyclic aliphatic amines. These studies expand the biocatalytic toolbox available for the selective formation of C-N bonds, which are ubiquitous in many natural and synthetic bioactive compounds.