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芳香羟胺是一类非常重要的化合物,是合成许多精细化学品、天然产物和生物活性化合物的中间体,某些芳香羟胺本身也具有很高的药理及生理活性。芳香羟胺的化学制备方法主要是催化转移加氢或金属还原相应的硝基化合物。但是这些制备方法对羟胺的选择性比较差,在这些硝基还原条件下,生成的羟胺能被迅速地再被还原为胺,并且容易生成偶氮、氢化偶氮和氧化偶氮等副产物。而且,这些制备反应条件也比较苛刻,需要使用危险的高压装置、易燃的氢气、有毒的重金属或有害的化学试剂等。 首次探索了使用酶催化方法制备芳香羟胺。使用面包酵母作为生物催化剂选择性还原带有吸电子基团的硝基化合物到相应的羟胺,反应显示出高的选择性(羟胺/胺=70/30～>98/2)。这个反应除了生成相应的羟胺和胺以外,只检测到有非常少的副产物(<2%)。 植物细胞作为很有前景的生物催化剂已经用于多种有机反应,例如羟基化、糖基化、水解、氧化醇、还原酮和烯烃等。然而尽管硝基还原是最为经典之一的有机反应,在有机合成上还没有使用植物细胞还原芳香硝基化合物的报道。 在有机合成上首次实现了使用植物细胞作为硝基还原剂。发现多种植物细胞能还原4-硝基-1,8-萘酐,进而发现葡萄细胞催化还原带有吸电子基团的多环共轭芳香硝基化合物反应显示了非常高的反应选择性(羟胺/胺=96/4～100/0)。并且葡萄催化反应不需要严格控制反应时间和催化剂的用量,显示出反应条件非常易控制的独特优势。 虽然立体选择性还原潜手性酮是制备手性醇的一个最重要的方法,但是使用化学方法还原取代芴酮制备手性芴醇还是一个挑战。主要是以下两个原因:1)取代芴酮的刚性结构产生高的空间位阻,阻止了手性催化剂的接近;2)潜手性中心旁的两个芳香环不仅立体构型非常相似,而且高度的电子相似,很难被手性配体识别。 首次实现了高立体选择性还原取代芴酮制备相应的芴醇。在强烈的搅拌、并使用DMSO作为底物助溶剂的反应条件下,面包酵母对取代芴酮显示出较高得还原活性,得到立体选择性很高的相应的芴醇(52%～100%ee)。这个研究结果也表明,在克服底物在反应体系中的传质限制下,面包酵母有能力还原带有高度空间位阻的酮。