苯酚及其衍生物作为典型的结构单元，在化工、制药等领域发挥着关键作用。如雌二醇（Estradiol）、纳洛酮（Naloxone）以及广为人知的解热镇痛药扑热息痛（Acetaminophen）等均含有苯酚结构单元。然而，在芳环附近引入特定的基团是制备这类化合物的重要挑战。自十九世纪以来，亲电芳香族取代反应一直是制备取代苯酚的通用方法。然而，受限于强电子定向效应，该反应在制取邻、对位取代苯酚衍生物方面具有很大困难。从取代环己酮合成相应的苯酚是解决该问题的重要途径，同时也是挑战性难题。

近日，南京工业大学郭凯教授团队利用黄素依赖型烯还原酶的催化混杂性，实现了烯还原酶(TsER)催化取代环己酮的直接芳构化制备取代苯酚。反应以4-甲基环己酮作为模型底物，通过对反应条件优化，获得99%转化率。在后续实验中，作者对底物范围进行了考察，发现邻、对位具有不同类型取代基的环己酮均能顺利进行反应，但间位取代的环己酮反应效率都较差。为解决这一难题，课题组通过丙氨酸扫描突变、迭代位点饱和突变等手段，获得了能高效转化间位取代环己酮的烯还原酶突变株。

同时，作者利用分子动力学模拟探究了突变型烯还原酶（TsER）相对于野生型能更高效催化间位取代环己酮的形成原因。随后，作者通过反应动力学实验、控制实验、光谱学实验以及H/D交换实验等手段，对整体反应机理进行了研究，并提出了可能的反应机理：环己酮底物在碱性条件下通过顺序氢转移，经历两次脱氢去饱和化形成二烯酮产物，后再通过二烯酮异构化形成苯酚。

综上，郭凯教授团队利用黄素依赖型烯还原酶的催化混杂性，成功开发了邻、间、对取代环己酮直接芳构化构筑取代苯酚的新方法。反应具有较高的催化活性和底物范围，有望在含苯酚结构单元的药物研发中得以应用。与传统的化学催化相比，该酶催化体系具有反应条件温和、活性高等特点，为构建取代基苯酚化合物提供了一种简便的方法。