Chiralidon
Chiralidon[1] ist der Markenname für einen immobilisierten Biokatalysator, mit dessen Hilfe man mittels Reduktion aus prochiralen Ketonen chirale sekundäre Alkohole herstellen kann. Man unterscheidet Chiralidon-R und Chiralidon-S. Beispielsweise lassen sich aus Acetophenon mit Chiralidon-R der (R)-1-Phenylethanol und mit Chiralidon-S der (S)-1-Phenylethanol herstellen. Die Umsetzung gelingt sehr leicht in wasserhaltigem Isopropylalkohol bei Raumtemperatur, wobei das Chiralidon als Suspension vorliegt, das Keton aber gelöst ist. Die Aufarbeitung erfolgt durch Filtration des Chiralidons von der Reaktionslösung und Destillation des Produktes. Die Ausbeuten sind hoch, die Enantiomerenreinheiten sehr hoch. Chiralidon wie auch das Lösungsmittel sind mehrfach verwendbar.[2][3][4]
| Dieser Artikel wurde auf der Qualitätssicherungsseite der Redaktion Chemie eingetragen. Dies geschieht, um die Qualität der Artikel aus dem Themengebiet Chemie formal und inhaltlich auf ein in der Wikipedia gewünschtes Niveau zu bringen. Wir sind dankbar für deine Mithilfe, bitte beteilige dich an der Diskussion (neuer Eintrag) oder überarbeite den Artikel entsprechend. |
Herstellung
BearbeitenChiralidon ist ein Katalysator auf Enzymbasis. Eine Alkoholdehydrogenase (ADH) wird zusammen mit deren Coenzym und Puffer auf einem Superabsorber (SAP) immobilisiert. Es handelt sich um eine Einschlussimmobilisierung. Für die Herstellung des Chiralidon-R verwendet man standardmäßig eine R-selektive ADH aus Lactobacillus brevis und für Chiralidon-S eine S-selektive ADH aus Thermoanaerobicum sp. Beide Enzyme sind NADP abhängig. Die Immobilisierung erfolgt einfach und unkompliziert, indem zu einer Lösung der entsprechenden Alkoholdehydrogenase und dem Coenzym in Puffer, soviel Superabsorber zugegeben wird, bis die gesamte Flüssigkeit aufgesaugt ist. Das feuchte Immobilisat wird im Vakuumexsikkator getrocknet und ist dann direkt einsatzfähig.
Der Vorteil dieser Immobilisierung ist der, das beide reaktiven Komponente Enzym und Coenzym auf einem Trägermaterial immobilisiert sind.
Verwendung
BearbeitenDie Biokatalyse mit Chiralidon findet in wasserhaltigem Isopropylalkohol statt. Isopropylalkohol dient dabei nicht nur als organisches Lösungsmittel für das Substrat, sondern ist auch wichtig für die Regeneration des Coenzyms wie beispielsweise NADP zu NADPH, was letztlich die Reduktion des Ketons zum chiralen sekundären Alkohol bewirkt. Der Vorteil ist weiterhin, dass auch schlecht wasserlösliche Substrate sich in dem Isopropylalkohol (90%ig) gut lösen.
Beispiele für Reduktionen mit Chiralidon-R oder -S: Acetessigester zu (R)- bzw. (S)-3-Hydroxybuttersäureester [2,3], Lävulinsäure zu (R)- bzw. (S)-4-Hydroxyvaleriansäure[5], selektive Reduktion der Ketogruppe in p-Acetylbenzaldehyd zu p-Formyl-(R)-1-phenylethanol bzw. p-Formyl-(S)-1-phenylethanol[6], Reduktionen von Polyglycerinester mit 3-Oxobuttersäure mit Chiralidon-R zu den entsprechenden Polyglycerinester mit (R)-3-Hydroxybuttersäure.[7]
Mischt man bei der Chiralidon Herstellung eine zweite Reduktase wie eine Iminreduktase hinzu, die ebenfalls NADP abhängig ist, so dient hier das Chiralidon der Cofactorregenerierung NADP zu NADPH ebenfalls mit Isopropylalkohol. Aus prochiralen Iminen lassen sich so chirale Amine in hohen chemischen und optischen Ausbeuten erhalten.[8]
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ Auskunft zur Marke chiralidon-R/S im Register des Deutschen Patent- und Markenamtes (DPMA)
- ↑ Patent DE102008038326B4: Immobilisierung von Alkoholdehydrogenasen und deren Coenzyme sowie Verwendung des Immobilisats. Angemeldet am 19. August 2008, veröffentlicht am 17. März 2011, Erfinder: Günter E. Jeromin.
- ↑ Günter E. Jeromin: Superabsorbed alcohol dehydrogenase—a new catalyst for asymmetric reductions. In: Biotechnology Letters. Band 31, Nr. 11, November 2009, S. 1717–1721, doi:10.1007/s10529-009-0062-x.
- ↑ G.E. Jeromin, Nachr. Chem. 2019, 67, 52–53.
- ↑ Lasse Greiner, Guenter Jeromin, Patience Sithole, Soenke Petersen: Studies on the Enzymatic Reduction of Levulinic Acid using Chiralidon-R and Chiralidon-S. Chemistry, Mai 2023, doi:10.26434/chemrxiv-2023-jlvcv.
- ↑ Guenter Jeromin, Eugen Huber: Selective reductions of ketones in the presence of aldehydes with Chiralidon a superabsorbed alcohol dehydrogenase – a “green” metal free alternative to the Luche-reduction. Chemistry, Mai 2022, doi:10.26434/chemrxiv-2022-hthz6.
- ↑ Patentanmeldung WO2020249196A1: Verfahren zur Herstellung von Polyolbasierten Estern, insbesondere Polyglycerinestern, von Hdyroxycarbonsäuren. Angemeldet am 12. Juni 2019, veröffentlicht am 17. Dezember 2020, Anmelder: IOI Oleo GmbH, Erfinder: Dirk Lochmann, Sebastian Reyer, Michael Stehr.
- ↑ Alina Nastke and Harald Gröger: Biotransformation with Imine Reductase: Design of a Practical Process Avoiding an Extractive Work-Up by Entrapment of Water and Enzymes in an Immobilized Phase. In Eur.J.Org.Chem. 2023, Vol. 26, Issue 43. https://doi.org/10.1002/ejoc.202300158.