理性构建用于手性胺制备的高效动态动力学拆分反应（DKR）体系

Chemoenzymatic dynamic kinetic resolution (DKR) is a convenient and efficient method for accessing chiral amines. Now, the researches are only aimed to put the chemical Cat and biocat in one reaction systerm, So the intermediate transfer between the two catlyste become a key problem and have none reports about it. in our future study, under the guide of molecular simulation (MS), we want the Bio-cat to become more stabe by using various directed molecule evolution technologies and enzyme modification technologies. According to different racemization mechanisms, we can prepare high efficient racemization catalysts to dapt the DKR. In order to achieve high efficiently DKR cascade reaction systerm, the two catalysts should be combined together in a appropriate distance and site under the guidance of molecular simulation. At last, the chiral amines will be prepared by this significative method.

把化学催化和生物催化两个反应耦合到一个体系的动态动力学拆分（DKR）方法是目前制备手性胺类化合物的一种重要手段，但已有研究仅仅把两个催化剂简单的放置在一个反应体系中，导致反应中间体的传质成为反应效率高低的瓶颈，目前未有关于化学-生物两催化剂组合优化方面的报道。本项目拟借助分子模拟对生物催化剂脂肪酶进行理性修饰和性能强化，增强其热稳定性；通过对反应物消旋机理的研究，合成活消旋活性更高的化学催化剂；通过分子模拟选择脂肪酶的修饰位点，连接方式，连接臂类型及长度，从而把消旋化催化剂活性中心和生物催化剂的活性中心在一个体系上进行空间上的合理布置，减少反应中间体传质过程，高效实现反应，构建高效的动态动力学拆分体系，并用于手性胺的制备，因此本项目具有重要的理论意义和潜在的应用价值。

动态动力学拆分（DKR）是目前制备光学纯胺类化合物的重要手段。根据已有研究，将化学-生物催化剂简单地放置在一个反应体系中，反应物间的长距离传质问题成为影响反应效率的关键，而目前很少有关于将两种催化剂组合后进行优化的报道。本项目通过对消旋化反应机理的研究，选用合适的载体，制备了新型催化剂HM-MIL@Pd@ZIF-8和组合催化剂HamZIF-90@Pd@CALB，将消旋化催化剂活性中心和生物催化剂的活性中心在同一载体上进行合理的空间分布，缩短反应物之间的传质距离，构建出用于手性胺的高效DKR体系；借助多策略组合、分子模拟等手段对脂肪酶PaL进行理性修饰和功能强化，显著增强了其热稳定性和非对映体选择性；通过理性设计和化学修饰筛选出用于Henry反应的高效生物催化剂，并进行底物拓展；同时对还原偶联反应和氧代芳香化反应途径进行探索及机理解释；通过一锅三酶系统和连续底物补料分批策略生物催化不对称合成L-膦霉素。.本项目通过中空核壳MOFs作为Pd纳米颗粒的载体解决纳米颗粒易团聚和氧化的问题，以及中空无定形MOFs作为负载酶与Pd纳米颗粒的共同载体解决分子传质距离过长等问题，构建出高效DKR反应体系。通过对酶的理性修饰，在保证酶活的前提下，做到了热稳定性提升等功能强化，并进行了机理探索。因此本项目具有重要的理论意义和潜在的应用价值。.在本自然科学基金的大力支持下，在项目执行期间，共发表期刊论文8篇，递交专利申请10项；顺利培养博士生2名，硕士生4名；参加国际会议2次，国内会议1次，资助项目组学生参与国际国内学术交流2次；截至目前已完成3项成果转化。