血红素蛋白是一类含有血红素的天然蛋白，包括细胞色素、过氧化物酶、肌红蛋白和血红蛋白。很多研究表明，血红素蛋白可高效催化卡宾介导的 C-C键形成、C-H 插入、环丙烷化和叶立德形成等反应。因此血红素蛋白作为一类极具吸引力的生物催化剂，是生物催化中的热点前沿之一。
含手性氰基取代的环丙烷类化合物 (NSCs) 广泛存在于药物和功能材料中，关于这类化合物的高效合成也是手性催化合成中的难点。
近日，我实验室王磊教授带领研究团队基于原位生成重氮乙腈的方法利用酶催化合成了手性 NSCs。该工作构建了一种由野生型透明颤菌血红蛋白（WT VHb）催化合成手性 NSCs 的策略。在原位生成的重氮乙腈的存在下，利用 WT VHb 催化烯烃底物不对称环丙烷化，该方法具有立体选择性高，底物适用范围广，环境友好等优点。
该成果以“Vitreoscilla hemoglobin: A natural carbene transfer catalyst for diastereo- and enantioselective synthesis of nitrile-substituted cyclopropanes”(《透明颤菌血红蛋白：一种用于合成手性氰基取代环丙烷类化合物的天然卡宾转移催化剂》)为题，发表在英国皇家学会期刊 Green Chemistry 上。
该研究报告了一种环境友好的策略，将原位生成的重氮试剂与生物催化相结合，用于烯烃的不对称环丙烷化。这种利用 WT VHb 的方法能够以优异的效率合成广泛的含手性氰基取代的环丙烷类化合物，实现高周转数 (3232) 和优异的立体选择性 (99.9% de 和 99.9% ee)。
