Supporting Information - Universiteit van Amsterdam

54
Supporting Information Mechanistic Insight into the Catalytic Promiscuity of Amine Dehydrogenases : Asymmetric Synthesis of Secondary and Primary Amines Vasilis Tseliou, Marcelo F. Masman, Wesley Bçhmer, Tanja Knaus, and Francesco G. Mutti* [a] cbic_201800626_sm_miscellaneous_information.pdf cbic_201800626_sm_Video.avi

Transcript of Supporting Information - Universiteit van Amsterdam

Supporting Information

Mechanistic Insight into the Catalytic Promiscuity ofAmine Dehydrogenases: Asymmetric Synthesis ofSecondary and Primary AminesVasilis Tseliou, Marcelo F. Masman, Wesley Bçhmer, Tanja Knaus, and Francesco G. Mutti*[a]

cbic_201800626_sm_miscellaneous_information.pdfcbic_201800626_sm_Video.avi

      S1  

Table of Contents 

  Abbreviations  3 

  List of substrates, amine donors and obtained products  3 

  General Information  4 

  Biocatalytic transformations  4 

4.1.  Screening of a panel of carbonyl compounds (ketones and aldehydes) with different amine donors for 

the reductive amination catalysed by Ch1‐AmDH and Rs‐AmDH ....................................................................... 4 

4.2.  Reductive amination of 1 using different concentrations of catalyst .................................................... 8 

4.3.  Reductive amination of 1 at different concentrations of methylamine (b) ............................................ 9 

  Computational molecular modelling  10 

5.1.  Rhodococcus sp. amine dehydrogenase (Rs‐AmDH) ............................................................................ 10 

5.2.  Chimeric amine dehydrogenase (Ch1‐AmDH) ...................................................................................... 11 

  Experimental studies on the reaction mechanism  14 

6.1.  Disproving in‐situ generation of ammonia by enzymatic oxidative deamination of amine donor (1st 

option in Scheme 2, main manuscript). ............................................................................................................ 14 

6.2.  Testing for possible elimination of cyclopropanol (2nd option in Scheme 2, main manuscript) ........... 15 

6.3.  Testing for possible NAD+/NADH redox‐mediated formal aminotransferase activity (3rd option in 

Scheme 2, main manuscript) ............................................................................................................................ 16 

6.4.  Study of oxidative deamination on racemic N‐(1‐(4'‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)cyclopropanamine (rac‐

1d) catalysed by Rs‐AmDH ............................................................................................................................... 18 

  Synthesis of secondary α‐chiral amines as reference compounds  20 

7.1.  Procedure for the protection of amines employing a tert‐butyloxycarbonyl group ............................. 20 

Synthesis of tert‐butyl (R)‐N‐[1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl]carbamate. ................................................... 20 

Synthesis of tert‐butyl (R)‐hexan‐2‐ylcarbamate. ........................................................................................ 21 

7.2.  Procedure for the (m)ethylation of protected amines ......................................................................... 22 

Synthesis of tert‐butyl (R)‐ethyl(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)carbamate. .............................................. 22 

Synthesis of tert‐butyl (R)‐(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)(methyl)carbamate. ......................................... 23 

Synthesis of tert‐butyl (R)‐hexan‐2‐yl(methyl)carbamate. .......................................................................... 24 

7.3.  Procedure for the deprotection of amines with a tert‐butyloxycarbonyl group .................................. 25 

Synthesis of (R)‐methyl(1‐methyl‐2‐(4‐fluorophenyl)ethyl)amine. .............................................................. 25 

Synthesis of (R)‐N‐[2‐(4‐fluorophenyl)‐1‐methylethyl]ethylamine. ............................................................. 26 

Synthesis of (R)‐N‐methylhexan‐2‐amine. ................................................................................................... 27 

7.4.  Procedure for the reductive amination of 4’‐fluorophenylacetone to rac‐N‐(1‐(4‐fluorophenyl) 

propan‐2‐yl) cyclopropanamine. ...................................................................................................................... 28 

  Analytical methods for the determination of conversions and of the absolute configurations  29 

8.1.  GC‐FID Method for the determination of the conversions ................................................................... 29 

8.2.  GC‐FID Method for the determination of the absolute configuration of primary amines ................... 29 

8.3.  GC‐MS Method for the identification of the products .......................................................................... 29 

8.4.  GC‐MS Method for the determination of the absolute configuration of secondary amines ................ 29 

      S2  

  Retention times  30 

  GC‐FID and GC‐MS chromatograms  31 

  References  53 

 

   

      S3  

Abbreviations 

AmDH     amine dehydrogenase (variant)  

Rs‐AmDH   amine  dehydrogenase  variant  originated  from  the  L‐phenylalanine  dehydrogenase  from 

Rhodoccoccus species.[1] 

Ch1‐AmDH   chimeric amine dehydrogenase generated through domain shuffling of Bb‐PhAmDH variant 

and L‐AmDH variant.[1b, 2] 

Cb‐FDH    formate dehydrogenase from Candida boidinii  

ee    enantiomeric excess  

ω‐TA    ω‐transaminase 

DCM    dichloromethane 

N.d.     not detected 

N.m.     not measured 

 

List of substrates, amine donors and obtained products 

OF

6

O O

1

O

2 3

5 O

O

7

O

8

O11 O12

O

9

O

10

O4

O

13 

Figure S1. List of prochiral ketones and aldehydes tested in this study. 

 

NH2b NH2 NH2

NH2

NH2

NH2

NH2HN

HN

HN

c f

j

d e

ig h k

NH2

Figure S2. List of amine donors tested in this study 

      S4  

NH2F

6b

1a

HN5eHN

HNF

1b HNF

1cHN

F

1d

NH2 HN

6cHN

6fHN

2a 2b

NH2 HN

3a 3b

6gN

6hN

HN4b

 

Figure S3. Products obtained in this study 

 

General Information 

All chemicals were purchased in highest grade available without further purification from Sigma Aldrich, Alfa 

Aesar, Acros Organics, Fluka or TCI. Nicotinamide cofactor (NAD+) was purchased from Melford Biolaboratories 

(Chelsworth, Ipswich, UK). The Ni2+ affinity columns (HisTrap FF, 5 mL) were purchased from GE Healthcare Bio‐

Sciences (Munich, Germany). Cyclopropanol was purchased by BOC sciences (USA) 

Enantiopure  (S)  and  (R)‐configured  amines  1a‐3a  were  synthesized  by  stereoselective  amination  using 

established  enzymatic  methods  as  reported  in  literature  (employing  commercially  available 

stereocomplementary  ω‐transaminases  ATA‐113,  ATA‐117  from  Codexis,  Redwood  City,  California,  US).[3] 

Enantiopure secondary (S) and (R)‐configured amines 1b, 2b and racemic amine 1d were synthesized chemically 

as described in section 7.  

The  amine  dehydrogenases  Rs‐AmDH  and  Ch1‐AmDH  as  well  as  Cb‐FDH  were  expressed  and  purified  as 

described previously.[1b] 

 

Biocatalytic transformations 

4.1. Screening  of  a  panel  of  carbonyl  compounds  (ketones  and  aldehydes)  with 

different  amine donors  for  the  reductive  amination  catalysed by Ch1‐AmDH 

and Rs‐AmDH 

To identify the products, in the initial set of experiments, all performed biocatalytic reactions were analysed by 

GC‐MS. In the cases that the product could be identified, conversions were determined by GC‐FID and further 

validated with authentic reference compounds. A summary of the screening can be found in Table S1. A detailed 

list of GC‐traces obtained by GC‐MS and GC‐FID measurements of the samples after reductive amination are 

shown in section 10.  

   

      S5  

Table S1. GC‐MS analysis of the biocatalytic reductive amination reactions performed in this study.  

Substrate  Amine donor  AmDH   Secondary amine formation [%] 

“Promiscuous “ Primary amine formation [%] 

Methylamine (b)  

Ch1‐AmDH   19  30 

Rs‐AmDH   2  N.d. 

Ethylamine (c)  

Ch1‐AmDH   1  7 

Rs‐AmDH   8  35 

Cyclopropylamine (d)  

Ch1‐AmDH   4  17 

Rs‐AmDH   36  14 

Propargylamine (e)  

Ch1‐AmDH   N.d.  44 

Rs‐AmDH   N.d.  66 

N‐propylamine (f)  

Ch1‐AmDH   3  N.d. 

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Dimethylamine (g)  

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Rs‐AmDH   N.d.  N.d 

Ethyl‐methylamine (h)  

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d 

Rs‐AmDH   N.d.  N.d 

Allylamine (i)  

Ch1‐AmDH   N.d.  11 

Rs‐AmDH   N.d.  14 

Iso‐propylamine (j)  

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Rs‐AmDH   <1  4 

Pyrrolidine (k)  

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   N.d.  <1 

Ch1‐AmDH   6  13 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   N.d.  5 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Cyclopropylamine (d)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Propargylamine (e)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  13 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Dimethylamine (g)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ethyl‐methylamine (h)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  <1 

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Pyrrolidine (k)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   N.d.  6 

Ch1‐AmDH   18  10 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   N.d.  3 

Ch1‐AmDH   N.d.  9 

Cyclopropylamine (d)  

Rs‐AmDH   N.d.  11 

Ch1‐AmDH   N.d.  3 

Propargylamine (e)  

Rs‐AmDH   N.d.  13 

Ch1‐AmDH   N.d.  26 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  4 

      S6  

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   24  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Cyclopropylamine (d)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Propargylamine (e)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   3  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  Rs‐AmDH   8  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

  Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Cyclopropylamine (d)  

Rs‐AmDH   <1  N.d. 

Ch1‐AmDH   2  N.d. 

Propargylamine (e)  

Rs‐AmDH   4  N.d. 

Ch1‐AmDH   12  N.d. 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   7  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   36  N.d. 

Ch1‐AmDH   14  N.d. 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   22  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Cyclopropylamine (d)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Propargylamine (e)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   14  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Dimethylamine (g)  

Rs‐AmDH   3  N.d. 

Ch1‐AmDH   2  N.d. 

Ethyl‐methylamine (h)  

Rs‐AmDH   8  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Pyrrolidine (k)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   2  N.d. 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

      S7  

Cyclopropylamine (d)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Propargylamine (e)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   9  4 

Ch1‐AmDH   N.d.  2 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   N.d.  <1 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Cyclopropylamine (d)  

Rs‐AmDH   10  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Propargylamine (e)  

Rs‐AmDH   N.d.  <1 

Ch1‐AmDH   N.d.  <1 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Dimethylamine (g)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ethyl‐methylamine (h)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Pyrrolidine (k)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Methylamine (b)  Rs‐AmDH  2  N.d. 

Ethylamine (c) Rs‐AmDH  N.d.  <1 

Cyclopropylamine (d)  Rs‐AmDH  27  N.d. 

Propargylamine (e)  Rs‐AmDH  34  N.d. 

N‐propylamine (f)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  Rs‐AmDH  9  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

10 

Methylamine (b)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH  N.d.  N.d. 

Ethylamine (c)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

Cyclopropylamine (d)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

Propargylamine (e)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

N‐propylamine (f)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  Rs‐AmDH  N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

11 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Cyclopropylamine (d)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

      S8  

Propargylamine (e)  

Rs‐AmDH   <1  N.d. 

Ch1‐AmDH   <1  N.d. 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

12 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Dimethylamine (g)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ethyl‐methylamine (h)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Pyrrolidine (k)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

13 

Methylamine (b)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ethylamine (c)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Cyclopropylamine (d)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Propargylamine (e)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

N‐propylamine (f)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Dimethylamine (g)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ethyl‐methylamine (h)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Allylamine (i)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Iso‐propylamine (j)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Pyrrolidine (k)  

Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. 

Aniline (l)  Rs‐AmDH   N.d.  N.d. 

Ch1‐AmDH   N.d.  N.d. Reaction conditions: 0.5 mL reaction volume; substrate 10 mM; Rs‐AmDH 102.8 μΜ or Ch1‐AmDH 91.8 μM; Cb‐FDH 23.5 μΜ; NAD+ 1mM, 

48 h, 170 rpm. 

N.d.: not detected (the expected product, under assay conditions) 

 

4.2. Reductive amination of 1 using different concentrations of catalyst 

We investigated the influence of the enzyme loading into the reaction mixture for the reductive amination of 1 

with b, catalysed by Ch1‐AmDH. In all reactions, 1 (10 mM) was used in presence of catalytic amount of NAD+ (1 

mM) and Cb‐FDH (23.5 μΜ) for recycling of the nicotinamide cofactor. Reactions were run at 30 oC for 48 h and 

the work up was performed as described  in the main paper.  In  these experiments,  the concentration of  the 

amine donor (b) was fixed to 1 M, whereas the final concentration of Ch1‐AmDH was varied from 4.5 μΜ to 91.8 

μΜ. The results are summarized in Table S2 and Figure 1A (main manuscript). 

 

      S9  

Table S2. Reductive amination of 1 with methylamine b (1M, pH 8.5) using different final concentrations of Ch1‐AmDH.  

Conversions depicted here are the average value obtained from three independent experiments with standard deviation.  

 

4.3. Reductive amination of 1 at different concentrations of methylamine (b) 

The reductive amination of substrate 1 with b as amine donor catalysed by Ch1‐AmDH was further investigated 

by varying the methylamine concentration. In particular, the reductive amination was carried out at the final 

concentrations of: 0.2 M; 0.4 M; 0.6 M; 0.8 M; 1 M; 2 M; 3 M; 4 M; 5M and 6M of amine donor b as buffer 

system while keeping the pH value constant at 8.5 (adjusted with formic acid) and the enzyme loading at 91.8 

μΜ. In all reactions, 10 mM of substrate 1 was used as well as catalytic amount of NAD+ (1 mM). Cb‐FDH (23.5 

μΜ) was also added for recycling of the nicotinamide cofactor. Reactions were run at 30 oC for 48 h and the work 

up was performed as described in the main paper. Conversions as well as ee values are reported in Table S3 and 

Fig. 1B (main manuscript). 

 

Table S3. Reductive amination of 1 using Ch1‐AmDH at varied concentrations of methylamine buffer (b, pH: 8.5) 

Conversions depicted here is the average value obtained from three independent experiments with standard deviation.  

Enzyme [µM]  Secondary Amine [%]  Primary Amine [%] 

4.5  0.5 ± 0.29  0.4 ± 0.33 

9  0.8 ± 0.34  1.0 ± 0.49 

22.9  2.4 ± 0.62  2.7 ± 0.47 

45.5  10.1 ± 1.42  7.1 ± 0.63 

91.8  14.7 ± 0.65  7.9 ± 0.42 

Methylamine [M][M] 1b  1a 

Conv. [%]a  ee [%]  Conv. [%]a  ee [%] 

0.2  3.1 ± 0.68  N.m.  1.1 ± 0.03  N.m. 

0.4  6.4 ± 1.11  N.m.  2.9 ± 0.23  N.m. 

0.6  10.0 ± 0.82  N.m.  4.9 ± 0.32  N.m. 

0.8  13.3 ± 1.04  N.m.  6.9 ± 0.57  N.m. 

1  14.7 ± 0.65  71.7 ± 1.05 (R)  7.9 ± 0.42  >99 % (R) 

2  19.1 ± 0.53  71.3 ± 0.51 (R)  10.3 ± 0.13  >99 % (R) 

3  25.4 ± 0.58  69.7 ± 1.91 (R)  11.1 ± 0.24  >99 % (R) 

4  33.4 ± 0.26  67.6 ± 0.59 (R)  10.6 ± 0.02  >99 % (R) 

5  38.7 ± 1.15  64.8 ± 0.70 (R)  8.3 ± 0.19  >99 % (R) 

6  39.4 ± 0.44  63.9 ± 0.49 (R)  6.1 ± 0.16  >99 % (R) 

      S10  

Computational molecular modelling 

5.1. Rhodococcus sp. amine dehydrogenase (Rs‐AmDH) 

 

Figure S4. Enzyme‐substrate calculated binding poses in the active site of Rs‐AmDH for the imine intermediate formed during 

the reaction of: A) 4’‐fluoro‐phenylacetone (1) with ammonia (a); B) and C) 4’‐fluoro‐phenylacetone (1) with ethylamine (c) 

in  two  different  binding  poses.  Similarly,  D)  acetophenone  (10)  with  ammonia  (a);  E)  and  F)  acetophenone  (10)  with 

ethylamine (c) in two different binding poses. G) 4‐phenyl‐2‐butanone (9) with ammonia (a); H) and I) 4‐phenyl‐2‐butanone 

(9) with ethylamine (c) in two different binding poses. 

A  B  C

D  E  F

G  H I

      S11  

 Figure S5. The best enzyme‐substrate calculated binding poses  in the active site of Rs‐AmDH for the  imine  intermediate 

formed  during  the  reaction  of:  A)  hexanal  (4)  with  methylamine  (b),  B)  heptanal  (5)  with  methylamine  (b),  C) 

phenylacetaldehyde (6) with methylamine (b), D) phenylacetaldehyde (6) with ethylamine (c) and E) phenylacetaldehyde (6) 

with n‐propylamine (f). 

 

5.2. Chimeric amine dehydrogenase (Ch1‐AmDH) 

Table S4: Homology model generation of Ch1‐AmDH. The full amino acid sequence was explored. The multimeric state, the 

selected templates, the excluded templates, and the number of models generated per run are shown. The template that was 

selected as main contributor to the hybrid model is demarked in bold font. Moreover, the accuracy of the generated models 

is reported by the use of Z‐scores.[4] The overall Z‐scores for all models have been calculated as the weighted averages of the 

individual Z‐scores (Dihedrals, Packing 1D, and Packing 3D) using the formula Overall = 0.145*Dihedrals + 0.390*Packing1D 

+ 0.465*Packing3D. 

run Multimeric 

state Templates  Cofactor  Ligand 

Number of 

models 

Overall Z‐score 

(Quality)a 

Overall Z‐score 

(Quality)b 

exploratory  monomer 1LEH[5], 3VPX[6], 1C1X[7], 1C1D [7], 1BXG [8] 

none  none  23 ‐0.290 (Good) 

ND 

production  monomer  1C1D [7]  NADH  L‐Phe  10 ‐0.520 (Good) 

‐0.520 (Good) 

ND: Not determined a.  Z‐score and quality of the model after hybrid model generation. b.  Best Z‐score and quality of the model after molecular dynamic refinement. 

 

A  B  C

D  E 

      S12  

 

Figure  S6:  Interatomic  distance  between  the  hydride  atom  of  NADH  and  the  pro‐chiral  carbon  atom  of  the  imine 

intermediates vs. simulation time. The measured distance vs. time per each simulation run is shown. The average value is 

shown with black traces within a grey area that indicates the standard deviation amongst simulation runs. The simulation 

run 5 (denoted with an asterisk) of substrate 1a* was not considered for the average calculation due to fact that the substrate 

moved away from the active site. The threshold distance is indicated with a dotted black line at 3.0 Å.  

 

      S13  

 

Figure S7: Dihedral angle χ versus time of the simulation. The measured angle vs. time per each simulation run is shown. The 

average value is shown with black traces within a grey area that indicates the standard deviation amongst simulation runs. 

The simulation run 5 of substrate 1a* was not considered for the average calculation due to fact that the substrate moved 

away from the active site. The average values of dihedral angle for the formation of R‐ and S‐products are also shown as 

dashed lines.

      S14  

Experimental studies on the reaction mechanism 

6.1. Disproving in‐situ generation of ammonia by enzymatic oxidative deamination 

of amine donor (1st option in Scheme 2, main manuscript). 

To demonstrate that free ammonia is not generated as a result of the oxidative deamination of the amine donor 

(e.g. cyclopropylamine, d) catalysed by Rs‐AmDH, we incubated cyclopropylamine (50 mM) in the presence of 

Rs‐AmDH (102.8 μΜ) and stoichiometric NAD+ (60 mM). The reactions were performed in duplicates for 1 h, 2 h 

and  7  h.  After  the  reported  times,  reactions  were  quenched  with  KOH  and  extracted  with  ethyl  acetate 

supplemented with toluene (10 mM) as internal standard. For each set of reactions the average ratio between 

the  GC  areas  of  cyclopropylamine  and  toluene  was  calculated.  A  blank  experiment  was  also  performed  in 

triplicate by incubating cyclopropylamine (50 mM) in the reaction buffer (phosphate buffer pH 8.5). After basic 

extraction  with  ethyl‐acetate  containing  the  internal  standard  (toluene,  10  mM),  the  ratios  between 

cyclopropylamine and toluene areas (d/t) were calculated. Comparison among the values (d/t) obtained from 

the reactions performed with those obtained from the blank reactions revealed that cyclopropylamine was not 

consumed by the enzyme over time. Therefore, a possible scenario in which free ammonia is generated by the 

oxidative deamination of cyclopropylamine by RsAmDH and subsequently used by the enzyme to produce the 

primary amine can be excluded. 

NH2 RsAmDH

KPi pH 8.5+ NAD+ O

+ NADH + NH3

Reaction time: 1h, 2h, 7h at 30oC

Internal stadard (10 mM) used with extraction solvent (ethyl acetate):

d

Reaction:

Blank:NH2

d

KPi pH 8.5+ , extraction with ethyl acetate contanining

t

as internal stadard (10 mM):

t

  

Table S5. Analytical quantification of the consumption of cyclopropylamine over time 

Replicate  Compound  GC Area  GC Area 

    Blank Reaction 

1 h  2 h  7 h 

1st 

d  31.6  24.3  27.6  31.9 

t  68.4  75.7  72.4  68.1 

d/t  0.462  0.321  0.381  0.469 

2nd 

d  28.2  26.8  29.6  32.9 

t  71.8  73.2  70.4  67.2 

d/t  0.393  0.366  0.420  0.488 

3nd 

d  22.2       

t  77.8       

d/t  0.285       

Average  d/t  0.380± 0.089  0.343 ± 0.023  0.401 ± 0.019  0.478 ± 0.010 

      S15  

6.2. Testing for possible elimination of cyclopropanol (2nd option in Scheme 2, main 

manuscript) 

We investigated a possible elimination of cyclopropanol as a result of a nucleophilic attack of a water molecule 

on the  iminium intermediate 1d*, which  is generated during the reductive amination catalysed by Rs‐AmDH 

using substrate 1 with amino donor d. Hence, the reference compound (cyclopropanol, 50 mM) was injected 

into GC‐MS to have reference GC trace and MS. Incubation of cyclopropanol in the reaction buffer (30oC, 48 h, 

170 rpm) followed by extraction in MTBE (1 x 600 μL) revealed that cyclopropanol is stable under the reaction 

conditions. Extraction of the reaction performed with RsAmDH (102.8 μM) in cylopropylamine buffer (d, 1M, pH 

8.5)  supplemented  with  NAD+  (1  mM)  using  Cb‐FDH  (23.5  μΜ)  as  recycling  system  did  not  result  in  any 

detectable amount of cyclopropanol in the reaction mixture.  

GCMS chromatograph of MTBE 

 

GCMS chromatograph of cyclopropanol in MTBE (analytical reference) 

 

GCMS chromatograph after incubation of cyclopropanol in buffer and extraction in MTBE (control experiment) 

 GCMS chromatograph of the reaction catalysed by RsAmDH with 1 and d  

 

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

(x10,000,000)TIC

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

(x10,000,000)TIC

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

(x10,000,000)TIC

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

2.75

(x10,000,000)TIC

Cyclopropanol 

Cyclopropanol

      S16  

Overlay of the cyclopropanol (Black) and reaction with RsAmDH (mageda) chromatographs 

 

Mass spectrum of cyclopropanol 

 

 

6.3. Testing  for  possible  NAD+/NADH  redox‐mediated  formal  aminotransferase 

activity (3rd option in Scheme 2, main manuscript) 

In order to rule out any possible “classical” transaminase activity, we incubated 4'‐fluorophenylacetone 1 (10 

mM) in cyclopropylamine buffer (d, 1 M pH 8.5) with Rs‐AmDH in the presence and absence of PLP (0.5 mM) for 

48 h at 30 oC (See below R1‐R3). The reaction with PLP was also performed without the AmDH in order to assess 

spontaneous  chemical  transamination.  As  expected  no  primary  amine  product  was  obtained  in  any  of  the 

reactions  performed.  The  identical  spectra  in  all  cases,  showed  only  the  starting  compound  present  in  the 

reaction mixture after 48 h as well as the secondary imine adduct that is spontaneously formed during extraction 

with organic solvent.  

 

 

 

 

 

 

 

 

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

(x10,000,000)

5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.00

10

20

30

40

50

%

5729

27

39

18

41

15 55

2 368 12 24 45 52 60

Cyclopropanol 

1a1

1d

1di

1  1a d

      S17  

Additional peaks observed after extraction with organic solvent:  

GC‐MS chromatograph of the reaction R1 

 

GC‐MS chromatograph of the reaction R2 

 

GC‐MS chromatograph of the reaction R3 

 

GC‐MS chromatograph of para‐fluoroamphetamine synthetized by Cv (S) ωΤΑ (analytical reference) 

 

GC‐MS chromatograph of para‐fluorophenyl acetone (analytical reference) 

 

 

 

 

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

(x10,000,000)TIC

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

(x10,000,000)TIC

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00(x10,000,000)

TIC

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0(x10,000,000)

TIC

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0(x10,000,000)

TIC

1di 

1di

1

1di

1

1di

1

1a

      S18  

GC‐MS chromatograph of N‐cyclopropyl 4’‐phenylamphetamine (starting material) 

 

 

6.4. Study  of  oxidative  deamination  on  racemic  N‐(1‐(4'‐fluorophenyl)propan‐2‐

yl)cyclopropanamine (rac‐1d) catalysed by Rs‐AmDH 

In this set of experiments, we investigated the possible formation of the primary amine (4’‐fluoro‐amphetamine) 

as a side‐product in the oxidative deamination reaction of N‐(1‐(4'‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)cyclopropanamine 

(1d) catalysed by Rs‐AmDH. The study was extended to six different reaction times (5 min, 30 min, 90 min, 3 h, 

7 h and 24 h) as well as different concentrations of NAD+ in the reaction mixture (2 mM, 4 mM, 6 mM, 10 mM 

and 20 mM) and the results are summarized  in Table S6. The aim of this set of experiments  is to verify that 

primary amine 1a is indeed generated from 1d by the enzyme. The overall possible equilibria are illustrated in 

the scheme below. In general, small amounts of primary amine were observed only in presence of enzyme in 

the reaction. As primary amine 1a can also be deaminated to give 1 by the enzyme, the amount of 1a observed 

at the equilibrium is logically low. 

 

 

 

 

 

Table S6. GC‐MS conversions obtained after the oxidative deamination of 1d. 

NAD+ [mM] 

 Conv. [%] 

5 min  30 min  90 min  3 h  7 h  24 h 

Alcohol  N.d.  N.d.  N.d.  N.d.  0.25  1.22 

Ketone  2.86  3.96  3.71  4.07  6.08  7.64 

Prim. Amine  N.d.  0.66  1  0.89  1  0.98 

Sec. Amine  97.14  95.38  95.29  95.04  92.67  90.16 

Alcohol  N.d.  N.d.  N.d.  N.d.  0.10  0.76 

Ketone  2.69  3.09  3.99  4.72  6.32  7.05 

Prim. Amine  0.44  0.64  0.84  1.02  0.82  0.97 

Sec. Amine  95.97  96.23  95.17  94.26  92.76  91.22 

Alcohol  N.d.  N.d.  N.d.  N.d.  0.14  0.74 

Ketone  2.89  2.83  3.77  4.53  6.59  7.22 

Prim. Amine  0.61  0.87  0.70  0.88  0.94  1.05 

Sec. Amine  96.50  96.30  95.53  94.59  92.33  90.99 

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0(x10,000,000)

TIC

      S19  

10 

Alcohol  N.d.  N.d.  N.d.  N.d.  N.d.  0.24 

Ketone  2.75  3.21  3.64  4.34  5.77  6.29 

Prim. Amine  0.52  1.09  0.98  0.86  0.75  1.12 

Sec. Amine  96.73  95.70  95.38  94.80  93.48  92.35 

20 

Alcohol  N.d.  N.d.  N.d.  N.d.  N.d.  0.24 

Ketone  2.88  3.03  2.96  4.30  5.43  5.50 

Prim. Amine  0.82  1.16  1.11  1.08  0.84  1.04 

Sec. Amine  96.30  95.81  95.93  94.62  93.73  93.22 

 

We have also verified the possible enantiodiscrimination of Rs‐AmDH in an experiment of kinetic resolution on 

rac‐1d.  For  the  efficient  regeneration  of  the  catalytic  NAD+  coenzyme,  the  H2O  forming  NAD‐oxidase  from 

Streptococcus mutans (NOx) was applied. The enantiomeric excess of the remaining starting material 1d was 

monitored during the time. Results are summarised in Table S7. 

Notably, in this case, amine 1a could not be observed because 1a  is rapidly and irreversibly deaminated to 1 

under  the  applied  reaction  conditions.  However,  an  enantioenriched  mixture  of  1d  starting  material  was 

generated indicating that the enzyme can differentiate between the two enantiomers of 1d. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table S7. Determination of conversion into 1 and of the ee of the remaining 1d after different reaction times 

 

 

 

 

 

Experimental conditions: 0.5 mL final volume in Eppendorf tubes, buffer strength: 50 mM Kpi, pH 8.5, T: 30 °C, 170 rpm on orbital shaker, 

[1d]: 20 mM, [NAD+]:  1 mM, [NOx] = 5 µM, [RsAmDH] = 102.8 μM; n.m. = not measured 

Time  Conversion  Enantiomeric ratio (er)  ee 

   into 1 [%]  remaining 1d [%]  [%] 

0h  n.m.  50:50  0 

1h  n.m.  48:52  4 

2h  n.m.  46:54  8 

48h, 1st sample  25  43:57  14 

48h, 2nd sample   30  42:58  16 

      S20  

Synthesis of secondary α‐chiral amines as reference compounds 

7.1. Procedure  for  the  protection  of  amines  employing  a  tert‐butyloxycarbonyl 

group 

Synthesis of tert‐butyl (R)‐N‐[1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl]carbamate.  

  

To a solution of (R)‐1‐(4‐fluorophenyl)‐2‐aminopropane (206.6 mg, 1.35 mmol) in dry dichloromethane (9 mL, 

previously dried on 3 Å molecular sieves), triethylamine (200 µL, 1.43 mmol) and di‐tert‐butyl dicarbonate (322.6 

mg, 1.48 mmol) were added at 0 °C (ice bath) under N2. The mixture was stirred for 2 h and then quenched with 

water. The water layer was extracted with dichloromethane (3 times). The combined organic phase was dried 

with  magnesium  sulphate.  Evaporation  of  the  solvent  yielded  a  yellow  oil  that  was  purified  by  column 

chromatography (material: silica 60; column internal diameter: 5 cm; high of silica bed: 30 mm; eluent; 85:15, v 

v‐1, EtOAc : petroleum ether). The product crystallized out of solution as a white solid (321.3 mg, 1.27 mmol, 94 

%). Rf = 0.59 in EtOAc : petroleum ether (85:15).  

 

 

Figure S8. 1H‐NMR of tert‐butyl (R)‐N‐[1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl]carbamate (400 MHz, CDCl3). 

Analogous  procedure  was  carried  out  for  the  synthesis  of  the  enantiomer  tert‐butyl  (S)‐N‐[1‐(4‐

fluorophenyl)propan‐2‐yl]carbamate. Analogous NMR was obtained as for the R‐enantiomer. 

      S21  

Synthesis of tert‐butyl (R)‐hexan‐2‐ylcarbamate.  

  

To a solution of (R)‐aminohexane (0.7 mL, 5.22 mmol) in dry dichloromethane (35 mL, previously dried on 3 Å 

molecular  sieves),  triethylamine  (770 µL,  5.52 mmol)  and  di‐tert‐butyl  dicarbonate  (1.2  g,  5.50 mmol) were 

added at 0 °C (ice bath) under N2. The mixture was stirred for 2 h and then quenched with water. The water 

layer was extracted with dichloromethane (3 times). The combined organic phase was dried with magnesium 

sulphate.  Evaporation of  the  solvent yielded a  colorless  liquid  that was purified by  column chromatography 

(material: silica 60; column internal diameter: 5 cm; high of silica bed: 30 mm; eluent; 1:1, v v‐1, dichloromethane 

:  petroleum ether).  The  product  obtained  as  a  colorless  oil  (1.00  g,  4.96 mmol,  95 %).  Rf  =  0.20  in  EtOAc  : 

petroleum ether (1:1).  

 

Figure S9. 1H‐NMR of tert‐butyl (R)‐hexan‐2‐ylcarbamate (400 MHz, CDCl3). 

 

Analogous procedure was carried out for the synthesis of the enantiomer tert‐butyl (S)‐hexan‐2‐ylcarbamate. 

Analogous NMR was obtained as for the R‐enantiomer. 

   

      S22  

7.2. Procedure for the (m)ethylation of protected amines 

 Synthesis of tert‐butyl (R)‐ethyl(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)carbamate.  

  

To  a  solution of  tert‐butyl  (R)‐(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)carbamate  (135 mg,  0.53 mmol)  in  THF  (5 mL, 

previously dried over column with activated alumina), NaH (79 mg, 3.29 mmol) was added at 0 °C under N2 

atmosphere. The mixture was stirred for 45 min on ice after which ethyl iodide (142 µL, 1.77 mmol) was added 

dropwise. The mixture was stirred for another 20 min on ice and then warmed to RT and stirred overnight. The 

next day  the  reaction was quenched by adding water  (5 mL) and THF was evaporated. The water  layer was 

extracted with DCM (4x 10 mL). The combined organic layer was dried over magnesium sulphate and evaporated 

to  yield  a  yellow  oil  (134  mg).  Column  chromatography  was  performed  in  1:1,  v  v‐1,  petroleum  ether  : 

dichloromethane to afford a colorless oil (88 mg, 0.32 mmol, 59 % crude yield). Rf = 0.18 (PE : DCM 7:3). 

 

 

Figure S10. 1H‐NMR of tert‐butyl (R)‐ethyl(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)carbamate (400 MHz, CDCl3). 

 

Analogous  procedure  was  carried  out  for  the  synthesis  of  the  enantiomer  tert‐butyl  (S)‐ethyl(1‐(4‐

fluorophenyl)propan‐2‐yl)carbamate. Analogous NMR was obtained as for the R‐enantiomer. 

      S23  

Synthesis of tert‐butyl (R)‐(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)(methyl)carbamate.  

  

To  a  solution of  tert‐butyl  (R)‐(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)carbamate  (139 mg,  0.55 mmol)  in  THF  (5 mL, 

previously dried over column with activated alumina), NaH (72 mg, 3.00 mmol) was added at 0 °C under N2 

atmosphere. The mixture was stirred for 45 min on ice after which methyl iodide (110 µL, 1.77 mmol) was added 

dropwise. The mixture was stirred for another 20 min on ice and then warmed to RT and stirred overnight. The 

next day  the  reaction was quenched by adding water  (5 mL) and THF was evaporated. The water  layer was 

extracted with DCM (4x 10 ml). The combined organic layer was dried over magnesium sulphate and evaporated 

to yield a colorless oil (145 mg, 0.54 mmol, 99 %). No further purification was required. Rf = 0.10 (PE : DCM 1:2) 

 

 

Figure S11. 1H‐NMR of tert‐butyl (R)‐(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)(methyl)carbamate (400 MHz, CDCl3). 

 

Analogous  procedure  was  carried  out  for  the  synthesis  of  the  enantiomer  tert‐butyl  (S)‐(1‐(4‐

fluorophenyl)propan‐2‐yl)(methyl)carbamate. Analogous NMR was obtained as for the R‐enantiomer. 

      S24  

 Synthesis of tert‐butyl (R)‐hexan‐2‐yl(methyl)carbamate.  

  

To a solution of tert‐butyl (R)‐hexan‐2‐ylcarbamate (670 mg, 3.33 mmol) in THF (20 mL, previously dried over 

column with activated alumina), NaH (420 mg, 17.5 mmol) was added at 0 °C under N2 atmosphere. The mixture 

was stirred for 45 min on ice after which methyl iodide (622 µL, 9.98 mmol) was added dropwise. The mixture 

was stirred for another 20 min on ice and then warmed to RT and stirred overnight. The next day the reaction 

was quenched by adding water (10 mL) and THF was evaporated. The water layer was extracted with DCM (4x 

10  ml).  The  combined  organic  layer  was  dried  over  magnesium  sulphate  and  evaporated.  Column 

chromatography was performed in dichloromethane to afford a colorless oil (630 mg, 2.93 mmol, 99 %). Rf = 

0.42 (pure DCM) 

 

Figure S12. 1H‐NMR of tert‐butyl (R)‐hexan‐2‐yl(methyl)carbamate (400 MHz, CDCl3). 

 

Analogous  procedure  was  carried  out  for  the  synthesis  of  the  enantiomer  tert‐butyl  (S)‐hexan‐2‐

yl(methyl)carbamate. Analogous NMR was obtained as for the R‐enantiomer.   

      S25  

7.3. Procedure for the deprotection of amines with a tert‐butyloxycarbonyl group 

Synthesis of (R)‐methyl(1‐methyl‐2‐(4‐fluorophenyl)ethyl)amine. 

 

  To  a  solution  of  tert‐butyl  (R)‐(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)(methyl)carbamate  (143  mg,  0.53  mmol)  in 

dichloromethane (5 mL, distilled over calcium hydride), trifluoro acetic acid (5 mL, 65.3 mmol) was added at 0 

°C under N2 atmosphere. The mixture was stirred for 2 h on ice and then warmed to RT. When the reaction was 

complete, the solvent was evaporated. The crude was quenched with NaHCO3 (10 mL, saturated) and the water 

layer was extracted with methyl tert‐butyl ether (10 mL). The organic layer was washed with brine, dried over 

magnesium sulphate, and evaporated to yield a pink/brown oil (37 mg, 0.13 mmol, 25 % after work‐up). 

 

 

Figure  S13.  1H‐NMR of  (R)‐methyl(1‐methyl‐2‐(4‐fluorophenyl)ethyl)amine  containing  trace of  impurity  (marked with  “i” 

originating from Boc‐anhydride) (400 MHz, CDCl3). Further attempt to purify was unsuccessful. Still, the purity of the final 

compound was well sufficient for our purpose (analytical reference compound for GC‐FID and GC‐MS). 

 

Analogous  procedure  was  carried  out  for  the  synthesis  of  the  enantiomer  (S)‐methyl(1‐methyl‐2‐(4‐

fluorophenyl)ethyl)amine. Analogous NMR was obtained as for the R‐enantiomer.   

i

      S26  

Synthesis of (R)‐N‐[2‐(4‐fluorophenyl)‐1‐methylethyl]ethylamine. 

 

  To  a  solution  of  tert‐butyl  (R)‐(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)(ethyl)carbamate  (88  mg,  0.31  mmol)  in 

dichloromethane (5 mL, distilled over calcium hydride), trifluoro acetic acid (5 mL, 65.3 mmol) was added at 0 

°C under N2 atmosphere. The mixture was stirred for 2 h on ice and then warmed to RT. When the reaction was 

complete, the solvent was evaporated. The crude was quenched with NaHCO3 (10 mL, saturated) and the water 

layer was extracted with methyl tert‐butyl ether (10 mL). The organic layer was washed with brine, dried over 

MgSO4, and evaporated to yield a pink/brown oil (16 mg, 0.09 mmol, 28 % yield after work‐up). Rf = 0.40 in DCM 

: MeOH : NH4OH (95 : 5 : 0.5). 

 

 

Figure S14. 1H‐NMR of (R)‐N‐[2‐(4‐fluorophenyl)‐1‐methylethyl]ethylamine (400 MHz, CDCl3). 

 

Analogous  procedure  was  carried  out  for  the  synthesis  of  the  enantiomer  (S)‐N‐[2‐(4‐fluorophenyl)‐1‐

methylethyl]ethylamine. Analogous NMR was obtained as for the R‐enantiomer. 

   

      S27  

Synthesis of (R)‐N‐methylhexan‐2‐amine. 

 

  To a solution of tert‐butyl  (R)‐hexan‐2‐yl(methyl)carbamate (0.34 mL, 1.38 mmol)  in dichloromethane (5 mL, 

distilled over calcium hydride), trifluoro acetic acid (5 mL, 65.3 mmol) was added at 0 °C under N2 atmosphere. 

The mixture was stirred for 2 h on ice and then warmed to RT. When the reaction was complete, the solvent 

was evaporated. The crude was quenched with NaHCO3 (10 mL, saturated) and the water layer was extracted 

with methyl tert‐butyl ether (10 mL). The organic layer was washed with brine, dried over magnesium sulphate, 

and evaporated to yield a pink/brown oil (150 mg, 0.97 mmol, 70 % yield after work‐up). 

 

Figure S15. 1H‐NMR of (R)‐N‐methylhexan‐2‐amine (400 MHz, CDCl3). 

 

Analogous  procedure  was  carried  out  for  the  synthesis  of  the  enantiomer  (S)‐N‐methylhexan‐2‐amine. 

Analogous NMR was obtained as for the R‐enantiomer.   

 

      S28  

7.4. Procedure for the reductive amination of 4’‐fluorophenylacetone to rac‐N‐(1‐

(4‐fluorophenyl) propan‐2‐yl) cyclopropanamine. 

 

 4’‐fluorophenylacetone (1.1 mL, 8.23 mmol) and cyclopropylamine (635 µL, 9.05 mmol) were dissolved in THF 

(42 mL, previously dried over column with activated alumina) and stirred for 30 min. After 1 h NaBH(OAc)3 (2.62 

g, 12.4 mmol) was added as a solid and the mixture was stirred for 3 h at RT. Sodium hydroxide (3 N) was added 

and  the  water  layer  was  extracted  with  ethyl  ether.  The  organic  fractions  were  combined  and  dried  with 

magnesium sulphate. The solvent was evaporated under reduced pressure affording the product as a yellow oil 

(1.56 g, 8.07 mmol, 98 %). 

 

Figure S16. 1H‐NMR of rac‐N‐(1‐(4‐fluorophenyl)propan‐2‐yl)cyclopropanamine (400 MHz, CDCl3). 

 

      S29  

Analytical methods for the determination of conversions and of the absolute configurations  

8.1. GC‐FID Method for the determination of the conversions 

The conversions for the reductive amination of the ketones were determined by GC using a 7890A GC system 

(Agilent Technologies), equipped with a FID detector using H2 as carrier gas and a DB‐1701 column from Agilent 

(30 m, 250 μm, 0.25 μm). 

DB1701‐30m‐B: constant pressure 6.9 psi, split ratio 40:1, T injector 250 °C. Temperature Program:  T initial 60 

°C, hold 6.5 min, gradient 20 °C/min up to 100 °C; hold 1 min, gradient 20 °C/min up to 280 °C; hold 1 min.  

8.2. GC‐FID Method for the determination of the absolute configuration of primary 

amines 

After  the  extraction  of  the  obtained  amines,  a  solution  of  DMAP  (50 mg)  in  1 mL  of  acetic  anhydride was 

prepared. In total, 50 μL of this solution were added to 600 μL mixture of dichloromethane which contained the 

obtained amines (extract). The mixtures were shaken at 25 oC for 30 min. After that, 500 μL of water was added 

and shaken for another 30 min at 25 oC. The samples were centrifuged for 10 min at 14.800 rpm and the organic 

phases were dried with magnesium sulfate prior to injection in a Chrompack Chiracel Dex‐CB column (length 25 

m, internal diameter 0.32 mm)  

DEX‐CB‐Method‐A: (Standard‐Long): Constant Flow: 1.4 mL/min, split ratio 40:1, T injector 200 °C. Temperature 

Program: T initial 100 °C, hold 2 min, gradient 1°C/min up to 130 °C; hold 5 min, gradient 10 °C/min up to 170 

°C; hold 10 min, gradient 10 °C/min up to 180 °C; hold 1 min 

8.3. GC‐MS Method for the identification of the products 

Amines were identified using a QP2010SE GCMS system (Shimadzu), with He as carrier gas using the same DB‐

1701 column from Agilent (30 m, 250 μm, 0.25 μm) as mentioned above. 

DB1701‐30m‐Method‐B: GC program parameters: Linear Velocity: 38.3 cm/sec, pressure 65.4 KPa, Flow: 1.10 

mL/min, split ratio 40:1, T injector 250 °C. Temperature Program: T initial 60 °C, hold 6.5 min, gradient 20 °C/min 

up to 100 °C; hold 1 min, gradient 20 °C/min up to 280 °C; hold 1 min. MS program, parameters: Ion Source 

Temperature: 200 °C, Detector Voltage: 0.1 Kv, Start Time: 3 min, End Time: 19.5 min, Start m/z: 43, End m/z: 

600. 

8.4. GC‐MS  Method  for  the  determination  of  the  absolute  configuration  of 

secondary amines 

The absolute configuration of the secondary amines were determined by QP2010SE GCMS system (Shimadzu) 

equipped with a Hydrodex‐β‐TBDAC column from Macherey‐Nagel (L: 50m, OD: 0.40 mm, ID: 0.25 mm) 

Hydrodex‐β‐TBDAC‐Method 1. GC program parameters: Linear Velocity: 30 cm/sec, pressure 133 KPa, Flow: 1.08 

mL/min, split ratio 40:1, T injector 220 °C. Temperature Program: T initial 100 °C, hold 2 min, gradient 1 °C/min 

up to 220 °C; hold 2 min. MS program, parameters: Ion Source Temperature: 200 °C, Detector Voltage: 0.1 Kv, 

Start Time: 5 min, End Time: 124 min, Start m/z: 43, End m/z: 600. 

   

      S30  

Retention times 

Table S8. GC retention times of the obtained products (Figure S3) 

Substrate  

retention time [min] 

Primary Amine 

retention time [min] 

Secondary Amine 

retention time [min] 

GC method 

 

1a 

  1b  13.4  DB1701‐30m‐B 

13.6  12.9  1c  13.8  DB1701‐30m‐B 

    1d  15.1  DB1701‐30m‐B 

2  4.7  2a  3.7  2b  4.8  DB1701‐30m‐B 

3  8.3  3a  7  3b  8.25  DB1701‐30m‐B 

4  4.6  ‐  ‐  4b  6.2  DB1701‐30m‐B 

5  8.4  ‐  ‐  5b  13.0  DB1701‐30m‐B 

 

‐ 

  6b  12.9  DB1701‐30m‐B 

    6c  13.6  DB1701‐30m‐B 

12.1  ‐  6f  14.5  DB1701‐30m‐B 

    6g  12.2  DB1701‐30m‐B 

    6h  12.8  DB1701‐30m‐B 

 

Table S9. GC retention times of the derivatised enantiopure primary amines 1a, 2a and 3a (Figure S3) 

number  retention time [min]  number  retention time [min]  GC method 

(S)‐1a  39.1  (R)‐1a  40  DEX‐CB‐A 

(S)‐2a  9.64  (R)‐2a  10.2  DEX‐CB‐A 

(S)‐3a  14.4  (R)‐3a  15.1  DEX‐CB‐A 

 

Table S10. GCMS retention times of the derivatised enantiopure secondary amines 1b and 1d (Figure S3) 

number  retention time [min]  number  retention time [min]  GC method 

(S)‐1b  76.5  (R)‐1b  78.2  Hydr.‐β‐TBDAC‐1 

(S or R)‐1d  75.5  (S or R)‐1d  76.3  Hydr.‐β‐TBDAC‐1 

   

      S31  

GC‐FID and GC‐MS chromatograms 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

(x10,000,000)TIC

GC‐FID chromatogram of the reaction 

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0(x10,000,000)TIC

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.00

1

2

3

4

5

6

7

%44

109

83

57 69107 13863

11891152 207162 178 191

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5(x10,000,000)TIC

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.00

1

2

3

4

5

6

7

%58

109

56

83

43

15276 13510796 166122 148 207168 193185

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5(x10,000,000)TIC

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.00

1

2

3

4

5

6

7

%56

109

83

16563 133

10350 89 148123207197177184

217

Additional peak observed after extraction in organic solvent:1bi 

1b  1a

GC‐MS chromatogram of the reaction with enzyme

1a

1b

1

1bi

GC‐MS chromatograph of the primary amine 

GC‐MS chromatograph of the secondary amine 

GC‐MS chromatograph of the imine (generated via mixing ketone with methylamine in organic solvent) 

1a

1b

1

1bi

1

1a

1b

1

1bi

1bi

1b

1a

      S32  

Determination of the ee for the secondary amine product (1b) 

 

 

Determination of the ee for the primary amine product (1a) 

 

   

74.0 74.5 75.0 75.5 76.0 76.5 77.0 77.5 78.0 78.5 79.0 79.5 80.0 80.5 81.0 81.5 82.0

0.25

0.50

0.75

1.00

(x10,000,000)TIC

74.0 74.5 75.0 75.5 76.0 76.5 77.0 77.5 78.0 78.5 79.0 79.5 80.0 80.5 81.0 81.5 82.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50(x10,000,000)TIC

74.0 74.5 75.0 75.5 76.0 76.5 77.0 77.5 78.0 78.5 79.0 79.5 80.0 80.5 81.0 81.5 82.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25(x10,000,000)TIC

Derivatized reaction with Ch1‐AmDH 

(R) 1b 

Rac. 1b 

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.00

1

2

3

4

5

6

7

%58

10043

109

83 136

71 152133

97 16651 117 153 183171

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.00

1

2

3

4

5

6

7

8%

58100

43109

13683

1521337463

1669651 121 153 184171

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.00

1

2

3

4

5

6

7

%58

10043

109

83 136

15274 133631669651 121 153 178

(MS R‐1b)

(MS of R‐, S‐1b)

(R) 1b 

(S) 1b

(R) 1a

(R) 1b 

(R) 1b 

(S) 1b 

Derivatized Reaction with Ch1‐AmDH 

(R) 1a

(S) 1a

(MS S‐1b)

      S33  

 

 

 

 

 

 

 

 

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

(x10,000,000)TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5(x10,000,000)TIC

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.00

1

2

3

4

5

6

7

%44

109

83

57 69107 13863

11891152 207162 178 191

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

(x10,000,000)TIC

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.00

5

10

15

20

25

30%

43109

15283

5763

8975 133101 121 147 191165 177

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

(x10,000,000)TIC

50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.00

1

2

3

4

5

6

7

%7244

109

73

8356

57

137 166101 11596 121 180150

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

1 1c 1a

1ci

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

1

1a

1c 1ci

1a

1

1ci1c

GC‐MS chromatograph of the primary amine 

GC‐MS chromatograph of the secondary amine 

GC‐MS chromatograph of the ketone 

1a

1

1c

1a

1

1c

      S34  

Determination of the ee of the primary Amine product (1a) 

 

 

   

(R) 1a

(S) 1a

Reaction with Ch1‐AmDH 

      S35  

 

 

 

 

   

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

(x10,000,000)TIC

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.00.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

%

84 109

136

56

4458

1646817812296

192146 176

50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.00

1

2

3

4

5

6

7

%7244

109

73

8356

57

137 166101 11596 121 180150

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.00

5

10

15

20

25

30%

43109

15283

5763

8975 133101 121 147 191165 177

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

(x10,000,000)TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

(x10,000,000)TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0(x10,000,000)TIC

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

1 1d 1a

1di

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the secondary amine 

GC‐MS chromatograph of the primary amine 

GC‐MS chromatograph of the imine (generated via mixing ketone with methylamine in organic solvent) 

1

1a

1d1di

1a

1

1d

1di

1a

1d

1

1di

1a

1d

1di

      S36  

Determination of the ee for the secondary Amine product (1d) 

 

Determination of the ee for the primary Amine product (1a) 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

   

71.0 71.5 72.0 72.5 73.0 73.5 74.0 74.5 75.0 75.5 76.0 76.5 77.0 77.5 78.0 78.5 79.0 79.5 80.0 80.5 81.0 81.5 82.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7(x10,000,000)

TIC

71.0 71.5 72.0 72.5 73.0 73.5 74.0 74.5 75.0 75.5 76.0 76.5 77.0 77.5 78.0 78.5 79.0 79.5 80.0 80.5 81.0 81.5 82.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5(x1,000,000)

TIC

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.00

10

20

30

40

50

60

%84

109

126

43

136

192

10057

6867 15096 138 164 178 201

25.0 50.0 75.0 100.0 125.0 150.0 175.0 200.00

10

20

30

40

50

60

%84

109

126

43

136192

100578568

115 15054 164 178 206

Derivatized reaction with Rs‐AmDH 

MS of 1d 

1d  (enantiomer  1)

   

Identical mass spectrum for 75.5 min and 76.3 min

MS of 1d 

(R)‐1a

Derivatized reaction with Rs‐AmDH

(S) 1a

(R) 1a

1d  (enantiomer  2)

   

1d  (enantiomer  1)

   

1d  (enantiomer  2)

   

      S37  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75(x10,000,000)TIC

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50(x10,000,000)TIC

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

(x10,000,000)TIC

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0

0.25

0.50

0.75

1.00

(x10,000,000)TIC

2 2b 2a

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

2bi

2

2a 2b 2bi

2

2a2b 2bi

2a

2b

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the secondary amine 

GC‐MS chromatograph of the primary amine 

GC‐MS chromatograph of the blank reaction without enzyme

2

2bi

50 60 70 80 90 100 1100.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

%7156

84

98

57

44

68

51 85 11245 7973 9464 10589 102

2bi

35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 90.0 95.0 100.0 105.00

1

2

3

4

5

6

7

8%

44

86

6956

100

875350 59 65 71 8277 9894 103

2a

50 60 70 80 90 100 110 1200

1

2

3

4

5

6

7

8%

5844

100

11555 70

71101

84 11650 65 80 94 110 128

2b

      S38  

Determination of the ee for the primary amine product (2a) 

 

 

 

 

 

   

Derivatized reaction with Ch1‐AmDH 

(R) 2a

(S) 2a 

      S39  

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

(x10,000,000)TIC

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

(x10,000,000)TIC

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0(x10,000,000)TIC

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

(x10,000,000)TIC

3 3b 3a

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

3bi

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the blank reaction without enzyme

GC‐MS chromatograph of the primary amine 

GC‐MS chromatograph of the ketone 

3

3b3a

3bi

3

3b

3a 3bi

3

3bi

3a

3

50 60 70 80 90 100 110 1200.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

%

7156

84

43

9872 11257

12681 9651 66 11010391 117

3bi

50 60 70 80 90 100 110 1200.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

%44

100

55

11458 708353 69

8165 9777 8646 91119

109105

3a

40 50 60 70 80 90 100 110 120 1300

5

10

15

20

25

30%

43 58

71

114

9985

53 11545 8160 69 10091 109 124 131

3

      S40  

Determination of the ee for the primary amine product (3a) 

 

 

 

 

   

Derivatized reaction with ch1‐AmDH 

(R) 2a 

(S) 2a 

      S41  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

4 4b

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

Additional peak observed as reaction byproduct:(generated by Cb‐FDH)  

4bi

4bo

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

(x10,000,000)TIC

44b4bi

4bo

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of blank reaction without enzyme

GC‐MS chromatograph of the substrate 

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5(x10,000,000)

TIC

44bi

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

(x10,000,000)TIC 4

      S42  

 

Mass spectrum of the peak at 6.2 min (secondary amine product 4b)  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

50 60 70 80 90 100 110 120

0

1

2

3

%44

115

58

55

7053 1008669

7865 11246 96 10591 119

 

      S43  

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

5 5e

5ei

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

(x10,000,000)TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

2.75

3.00

(x10,000,000)TIC

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐FID chromatograph of the blank reaction without enzyme

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the aldehyde and imine (generating via mixing the aldehyde and the amine donor in organic solvent)

5

5e

5ei

5

5ei

5

5ei

5e

5

5ei

      S44  

Mass spectrum of the peak at 12.1 min (secondary amine product 5e)  

 

   

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

1

2

3

4

5

6

%68

54

43

82 9680 114

110124

70

9351 13858 121 135105

      S45  

 

   

 

   

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5(x1,000,000)

TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0(x1,000,000)

TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50(x10,000,000)

TIC

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

6 6b

6bi

66bi6b

6bi

6

6b

6bi

6

6

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the blank reaction without enzyme

GC‐MS chromatograph of the substrate 

      S46  

Mass spectrum of the peak at 12.0 min (secondary amine product 5b) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

%44

91

6577

51

10563 1321187656 13087 13610898

HN

      S47  

 

 

 

 

 

 

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

(x10,000,000)TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

(x10,000,000)TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50(x10,000,000)

TIC

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

6 6c

6ci

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the blank reaction without enzyme

GC‐MS chromatograph of the substrate 

6

6ci 6c

6c

6

6ci

6ci

6

6

      S48  

Mass spectrum of the peak at 12.6 min (secondary amine product 6c) 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 1500

1

2

3

4

5

6

7%

58

1059177

65

51

79

44 89149118 13267 102

121111 144 151157

      S49  

 

   

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0(x1,000,000)TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0(x1,000,000)TIC

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5(x10,000,000)

TIC

Additional peak observed after extraction in organic solvent:

6 6f

6fi

6

6fi6f

6

6fi

6f

6

6fi

6

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐MS chromatograph of the blank reaction without enzyme

GC‐MS chromatograph of the substrate 

      S50  

Mass spectrum of the peak at 13.4 min (secondary amine product 6f) 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 1700.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

%72

105

43

77

91

65134

51

56 12016310283 130115 138 152146 173169

      S51  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

6

6

6g

6g

6

GC‐FID chromatograph of the reaction with enzyme

GC‐FID chromatograph of the blank reaction without enzyme

GC‐FID chromatograph of the substrate 

6

Mass spectrum of the peak at 12.90 (secondary amine 6g)

50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

1

2

3

4

5

6

%58

77

10544 51 65 9157 79

133102 11771 10885 97139

125

      S52  

 

 

 

 

 

 

6 6h

6

GC chromatograph of the reaction with enzyme 

GC chromatograph of the blank reaction without enzyme

GC chromatograph of the substrate 

Mass spectrum of the peak at 12.90 (secondary amine 6h)

6

6

6h

50.0 75.0 100.0 125.0 150.00

1

2

3

4

5

6

7%

7244

43

10577

57

10385 9151 65

111

13297 125118

146134

      S53  

References 

[1] a) L. J. Ye, H. H. Toh, Y. Yang, J. P. Adams, R. Snajdrova, Z. Li, ACS Catal. 2015, 5, 1119-1122; b) T. Knaus, W. Böhmer, F. G. Mutti, Green Chem. 2017, 19, 453-463.

[2] B. R. Bommarius, M. Schürmann, A. S. Bommarius, Chem. Commun. 2014 50, 14953-14955.

[3] D. Koszelewski, I. Lavandera, D. Clay, D. Rozzell, W. Kroutil, Adv. Synth. Catal. 2008, 350, 2761-2766.

[4] a) R. A. Laskowski, M. W. MacArthur, D. S. Moss, J. M. Thornton, J. Appl. Crystallogr. 1993, 283-291; b) R. W. Hooft, G. Vriend, C. Sander, E. E. Abola, Nature 1996, 381, 272-272.

[5] P. J. Baker, A. P. Turnbull, S. E. Sedelnikova, T. J. Stillman, D. W. Rice, Structure 1995, 3, 693-705.

[6] Y. Zhao, T. Wakamatsu, K. Doi, H. Sakuraba, T. Ohshima, J. Mol. Catal. B: Enzym. 2012, 83, 65-72.

[7] N. M. W. Brunhuber, J. B. Thoden, J. S. Blanchard, J. L. Vanhooke, Biochemistry 2000, 39, 9174-9187.

[8] J. L. Vanhooke, J. B. Thoden, N. M. W. Brunhuber, J. S. Blanchard, H. M. Holden, Biochemistry 1999, 38, 2326-2339.