卤过氧化物酶是中药和自然界中广泛存在的一大类酶的总称,依氧化能力强弱可进一步分为氯过氧化物酶、溴过氧化物酶和碘过氧化物酶;该酶以H2O2为绿色氧化剂,可催化产生活性中间体X+(X = Cl, Br or I),参与数十种以上的生源合成反应,具有绿色、高效、反应条件温和等优势。然而,该酶在实验室及工业制备领域却面临酶活不稳定的困境,无法充分展现其广阔的绿色合成优势;为此,我校中药学院赵国栋课题组长期关注于如何利用廉价、易得且稳定的Fenton反应,实现卤过氧化物酶仿生催化剂的制备,进一步基于“Fenton-卤过氧化物酶仿生”催化体系,构建特异性Linker连接子,开发“多肽平行合成微反应器”新技术,最终服务于动物药多肽类药效物质的深入挖掘,尤其是珍稀濒危动物药的相关研究。
课题组在前期 Science Advances , 2024, 10(49), eadq0028基础上,进一步开展深入研究,开发了绿色新型Bis(2-pyridylmethyl)amine(BMPA)配位Fe盐催化剂[Fe(BMPAm)Br3],实现了绿色氧化剂H2O2驱动的各类基元反应,包括杂环制备、吲哚氧化重排、二氢吡喃酮构建、1,3-二噻烷脱保护、硫亚胺合成等。实验完成了X-射线晶体结构表征、核磁数据采集、红外峰归属、高分辨质谱确证、手性分子比对拆分等工作,采用了荧光探针追踪活性中间体HOBr、ABTS捕获羟基自由基HO∙、电子顺磁自旋和同位素O18标记等技术。相关研究成果于近期发表于自然指数期刊/四大化学顶刊Angew Chemie International Edition,DOI: 10.1002/anie.202505907,北京中医药大学为第一且通讯单位。
上述基于“Fenton-卤过氧化物酶仿生”催化体系可应用于关键Linker连接子HMPA和HMPB的制备,完成“多肽平行合成”微反应器的构建,实现中药多肽类药效物质的批量制备和结构确证,最终服务于动物药药效物质的深度挖掘。部分相关研究成果,可参见课题组于近期发表于中科院一区及多肽领域的期刊( Food Research International , 2025, 212 , 116475; Peptide Science , 2025, 117 , e70002; Journal of Peptide Science , 2025, 31 , e70023)。赵国栋课题组后续将基于“Fenton-卤过氧化物酶仿生”绿色催化体系,合成不同的Linker连接子,进一步提升“多肽平行合成”微反应器的制备性能,为中医药领域相关瓶颈问题的解决助力。