含多个具有相似性质的杂原子分子的区域选择性烷基化和官能团化是合成中的一个特殊挑战，尤其是对于N-杂环化合物，如吡唑、三唑或吡啶酮，其中互变异构导致杂原子具有类似的反应选择性。这种杂环化合物的烷基化反应受底物控制，产生的混合产物往往难以分离。选择性烷基化依赖于保护基团策略，一般的催化剂无法直接控制烷基化。鉴于在药物化学中有大量C-N烷基化，以及基于此类N-烷基化杂环在生物活性剂中的重要性，选择性烷基化方法在许多有机化学的愿望清单上是十分最重要的。选择性地形成这种C-N键的新方法可以缩短目前的合成路线，甚至可以获得以前难以制备的新分子。

最近，德国比勒费尔德大学Stephan C. Hammer组报道了利用两种酶串联催化吡唑选择性N-烷基化反应。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

首先，对具有混杂活性的烟酰胺N-甲基转移酶（NMT）进行工程化分子改造，结合Funclib和蛋白结构，获得6个活性和选择性提高的突变体。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

NMT突变体结合一种混杂酶NSA合酶催化吡唑N-烷基化，这种混杂酶以卤代烷烃作为前体生成共底物SAM的非天然类似物。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

参考文献：Engineered Enzymes Enable Selective N-Alkylation of Pyrazoles With SimpleHaloalkanes

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202014239

原文作者：Ludwig L. Bengel, Benjamin Aberle, Alexander-N.Egler-Kemmerer, Samuel Kienzle,  BernhardHauer, and Stephan C. Hammer*