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Neue Erkenntnisse zur enantioselektiven Synthese

Viele biologische Moleküle wie etwa Aminosäuren funktionieren ausschließlich als eines von zwei Spiegelbildern bzw. Enantiomeren. Bei der Medikamentenherstellung können zwei Enantiomere entstehen, deren jeweilige Form entscheidenden Einfluss auf die biologische Aktivität hat.
Neue Erkenntnisse zur enantioselektiven Synthese
Enantiomere kommen in der Natur häufig vor, wobei bei lebenden Systemen der Grad an chemischer Chiralität sehr hoch ist (nicht deckungsgleiches Spiegelbild, wie beispielsweise rechte und linke Hand). Enantiomere besitzen oft unterschiedliche chemische, physikalische und biologische Eigenschaften, was von großer Bedeutung für die pharmazeutische Produktion ist, da das Gegenstück (Stereoisomer) toxische Nebenwirkungen haben kann.

Das dreijährige Projekt ALKENESTOAMINOACIDS forschte an effizienten Möglichkeiten der enantioselektiven Synthese. Insbesondere konzentrierte sich das Projekt auf die chiralen Gegenionen für die hoch enantioselektive elektrophile Fluorierung von Alkenen. Dem Anhängen von Fluor an kleine organische Moleküle kommt große Bedeutung zu, da so die biologischen Eigenschaften einer pharmazeutischen Substanz entscheidend beeinflusst werden können. Außerdem wird das Fluorisotop zur radioaktiven Markierung bei medizinischen Bildgebungsverfahren eingesetzt.

Die Wissenschaftler entwickelten eine hoch asymmetrische Fluorierung von Keton- und Aldehyd-derivierten Enamiden. Beide Verbindungen sind vielseitige Alpha-Fluor-Imin-Vorläufer für therapeutische Beta-Fluoramine. Danach gelang eine hoch enantioselektive fluorierte Dearomatisierung einfacher Phenole. Diese Art der direkten Dearomatisierung ist sehr komplex und eignet sich möglicherweise für die Herstellung fluorierter Analoga von natürlichen Substanzen. Phenole mit angehängten elektronenreichen Alkenen können fluoriert werden, sodass Allylfluoride mit hoher Enantioselektivität entstehen.

Das Projekt entwickelte zudem eine Methodik zur asymmetrischen alpha-Fluorierung einfacher Ketone. Diese Synthese wird möglich durch zwei ineinander greifende chirale Katalysezyklen (Enaminkatalysezyklus und Phasentransferkatalysezyklus mit chiralen Anionen). Die Projektergebnisse resultierten in einem Patent für die Phasentransferkatalyse mit chiralen Anionen als gängiger Methode der asymmetrischen Fluorierung. Hierzu wurden sieben unabhängige wissenschaftliche Publikationen zu verschiedenen Anwendungen der Methodik veröffentlicht.

Das relativ junge und emporstrebende Forschungsfeld der asymmetrischen Katalyse mit chiralen Anionen dürfte für die Pharmakologie in mehrerer Hinsicht von enormer Bedeutung sein.

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Schlüsselwörter

Enantioselektive Synthese, Enantiomere, Alkene, Katalyse, chirales Anion
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