VO Organische Chemie in der molekularen Biologie I

VO Organische Chemie I 13. Stereoisomerie, Teil 2: Chiralität
verursachte schwere Missbildungen (verkürzte Extremitäten) an Neugeborenen, wenn
es von der Mutter während der Schwangerschaft eingenommen wurde. Diese toxische
Wirkung ist lediglich an das eine Enantiomer gebunden, das andere ist harmlos.
Gerade für die pharmakologische Industrie ist es daher wichtig, bei er Entwicklung eines
neuen Pharmakons darauf zu achten, dass das synthetisierte Molekül in enantiomerenreiner
Form vorliegt.
13.7 Synthese von chiralen Molekülen
1. Asymmetrische Synthese, d.h. nichtchirale Edukte verbinden sich zu chiralen Produkten.
Das entstehende Racemat muss stets getrennt werden.
a. mechanische Trennung von Konglomeraten
ist in der Praxis bedeutungslos, aber von historischem Interesse: Im Jahre 1848
bemerkte LOUIS PASTEUR, als er eine wässrige Lösung von Natriumammoniumtartrat
(Na-NH4-Salz der zweiprotonigen Weinsäure) eindampfte und die sich bildenden
Kristalle unter dem Mikroskop betrachtete, dass sich zwei Arten von Kristallen
entwickelten, die wie Bild und Spiegelbild aussahen. Er sortierte diese Kristalle mit
einer Pinzette, löste sie wiederum in Wasser auf und stellte die verschiedenen
optischen Aktivitäten der beiden Lösungen fest.
b. Biochemische Verfahren
Das Racemat wird mit Enzymen behandelt, welche nur ein Enantiomer abbauen (z.B.
bei der technischen Synthese von Aminosäuren) => Isolierung in reiner Form
c. Überführung der Enantiomere in Diastereomere mittels einer optisch aktiven
Hilfssubstanz, die in enantiomerenreiner Form aus der Natur gewonnen wird (z.B.
Pflanzenbasen wie Strychnin und Chinin oder Säuren wie Milch- und Weinsäure).
allg. A(+)/A(–) + B(+) => A(+)/B(+) + A(+)/B(-)
Die entstehenden Diastereomere haben bekanntlich verschiedene physikalische
Eigenschaften (bei Salzen z.B. Löslichkeit) und können daher leicht getrennt werden.
d. Chromatographische Trennung
Die moderne chemische Industrie bietet für chromatographische Zwecke schon eine
große Zahl an chiralen stationären Phasen an.
2. Da die Trennung in der Praxis aufwändig ist und in manchen Fällen (z.B. 1b) 50 %
Ausschuss unvermeidbar sind, gehen moderne Strategien von chiralen Edukten (aus der
Natur) aus, wodurch eine Trennung vermieden werden kann.
- 73 -