在酸、金屬氧化物或粘土催化劑的催化下，烯烴通過(guò)碳陽(yáng)離子中間體發(fā)生水合作用生成醇。根據(jù)馬爾柯夫規(guī)則，不對(duì)稱烯烴的水合反應(yīng)具有高度的區(qū)域選擇性，更傾向于對(duì)多取代碳進(jìn)行羥基化。因此，端烯烴很難水合生成伯醇。伯醇是精細(xì)化學(xué)品和藥物的重要前體，反馬氏區(qū)域選擇性的烯烴水合合成伯醇是一種理想的合成方法。然而目前，烯烴有效的反馬氏水合反應(yīng)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.
與化學(xué)催化劑一樣，水合酶（EC.4.2.1-）也遵循馬爾柯夫規(guī)則。同時(shí)，酶催化氧化還原反應(yīng)的組合也可以產(chǎn)生具有反馬氏區(qū)域選擇性的水合產(chǎn)物。通過(guò)苯乙烯單加氧酶氧化為環(huán)氧化物、苯乙烯氧化物異構(gòu)酶異構(gòu)化產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的醛以及醇脫氫酶還原的酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從相應(yīng)的芳基烯烴中產(chǎn)生具有優(yōu)異區(qū)域選擇性（>99:1）的反馬氏醇。
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近期，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)的陳紅歌與其合作者報(bào)道了一種苯乙烯單加氧酶SMOA，在厭氧條件下催化末端芳基烯烴的反馬氏水合作用。這種水合作用針對(duì)不同的底物產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的伯醇，其最高產(chǎn)率可高達(dá)100%、反馬氏區(qū)域選擇性>99:1及具有良好對(duì)映體純度（60-83%ee）。
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隨后，通過(guò)蛋白結(jié)構(gòu)模擬、分子對(duì)接和定點(diǎn)突變實(shí)驗(yàn)表明，殘基Asn46、Asp100和Asn309是SMOA催化所必需的，這說(shuō)明該酶具有類碳負(fù)離子中間體的酸堿催化機(jī)制，可以解釋反馬氏區(qū)域選擇性。
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參考文獻(xiàn)：Enzymatic Enantioselective anti-Markovnikov Hydration of Aryl Alkenes
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202206472
原文作者：Hui Lin,* Yinyin Meng, Na Li, Yanhong Tang, Shuang Dong, Zhongliu Wu, Cuilian Xu, Romas Kazlauskas,* and Hongge Chen*
