An Engineered Imine Reductase for Highly Diastereo‐ and Enantioselective Synthesis of β‐Branched Amines with Contiguous Stereocenters

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作者
Zhenyu Zhu,Min Shi,Chen-Lin Li,Yunfei Gao,Xin-Yuan Shen,Xu‐Wei Ding,Fei‐Fei Chen,Jian‐He Xu,Qi Chen,Gao‐Wei Zheng
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (47): e202408686-e202408686 被引量:15
标识
DOI:10.1002/anie.202408686
摘要

β-Branched chiral amines with contiguous stereocenters are valuable building blocks for preparing various biologically active molecules. However, their asymmetric synthesis remains challenging. Herein, we report a highly diastereo- and enantioselective biocatalytic approach for preparing a broad range of β-branched chiral amines starting from their corresponding racemic ketones. This involves a dynamic kinetic resolution-asymmetric reductive amination process catalyzed using only an imine reductase. Four rounds of protein engineering endowed wild-type PocIRED with higher reactivity, better stereoselectivity, and a broader substrate scope. Using the engineered enzyme, various chiral amine products were synthesized with up to >99.9 % ee, >99 : 1 dr, and >99 % conversion. The practicability of the developed biocatalytic method was confirmed by producing a key intermediate of tofacitinib in 74 % yield, >99.9 % ee, and 98 : 2 dr at a challenging substrate loading of 110 g L-1. Our study provides a highly capable imine reductase and a protocol for developing an efficient biocatalytic dynamic kinetic resolution-asymmetric reductive amination reaction system.
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