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Einflussfaktoren auf die Stabilität und Aktivität der ... - JuSER
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Einleitung<br />
Für die Synthese von 2-Hydroxyketonen werden sowohl chemische als auch biologische<br />
Methoden genutzt. Bei chemischen Verfahren ist beispielsweise die enantioselektive<br />
Oxidation von Enolethern weit verbreitet (Adam et al., 1998, Solladié-Cavallo et al., 2003).<br />
Dabei kommen elektrophile Sauerstoffdonoren, wie zum Beispiel Osmiumtetraoxid in<br />
Gegenwart chiraler Auxillare (ee 86-95%) (Hashiyama et al., 1992) oder Mangan-(III)-Selen-<br />
Komplexe (ee 11-89%) (Adam et al., 1996, Adam et al., 1998) zum Einsatz. Des Weiteren<br />
wurden oxidative Prozesse, wie die α -Hydroxylierung von Ketonen oder Keto-<br />
Hydroxylierung von Olefinen beschrieben (Plietker, 2005). Mildere Reaktionsbedingungen,<br />
sind durch den Einsatz von Katalysatoren wie Cyanidionen oder bizyklischer Thiazoliumsalze<br />
möglich. Die Synthese beruht auf einer Aldehyd-Verknüpfung unter Ausbildung einer<br />
C-C-Bindung im Sinne einer Benzoinkondensation und es können Enantiomerenüberschüsse<br />
(ee) von bis zu 95% erreicht werden (Baburina et al., 1998, Breslow, 1957, Enders et al.,<br />
1996, Enders und Kallfass, 2002, Knight und Leeper, 1998).<br />
Für die chemische Synthese sind oft Mehrschrittsynthesen notwendig, dies kann zu<br />
verringerten Ausbeuten und zu Abfallprodukten führen. Des Weiteren sind hohe<br />
Enantioselektivitäten nur selten zu erreichen (Hachisu et al., 2003, Hoyos et al., 2010). Eine<br />
Alternative bietet der Einsatz von Biokatalysatoren wie z.B. die NAD-abhängige<br />
Glyceroldehydrogenase (GDH, EC 1.1.1.6) aus Enterobacter aerogenes oder Cellulomonas<br />
Spezies. Das Enzym ermöglicht die Synthese von chiralen 2-Hydroxyketonen entweder durch<br />
die kinetische Racematspaltung von 2-Hydroxyketonen durch R-enantioselektive Reduktion<br />
oder durch stereoselektive Oxidation von cis-1,2-Diolen (ee 99%) (Lee und Whitesides,<br />
1986). Auch Lipasen finden bei der Synthese von chiralen 2-Hydroxyketonen Anwendung.<br />
Dabei ist sowohl eine Racematspaltung durch enantioselektive Acylierung von<br />
Hydroxyketonen als auch eine selektive Hydrolyse der acylierten Spezies möglich (ee 66-<br />
96%) (Adam et al., 1999). Eine weitere wichtige Gruppe von Biokatalysatoren stellen die<br />
Thiamindiphosphat-abhängigen Enzyme dar. Sie ermöglichen durch die C-C-Verknüpfung<br />
ausgehend von kostengünstigen Aldehyden den Zugang zu einer Vielzahl enantiomerenreiner<br />
HPP-, PAC- sowie symmetrischen und gemischten Benzoin-Derivaten, mit ausgezeichneten<br />
Enantiomerenüberschüssen von bis zu 99,9% (Hoyos et al., 2010). Aufgrund der nur geringen<br />
Löslichkeit der aromatischen Substrate und Produkte wird die enzymatische Synthese von<br />
2-Hydroxyketonen in einer Reihe von unkonventionellen Medien untersucht (Demir et al.,<br />
2001, Demir et al., 2002, Hildebrand et al., 2007, Janzen et al., 2006, Kokova, 2009, Kokova<br />
et al., 2009, Kühl, 2009, Kühl et al., 2007, Mikolajek et al., 2007, Mikolajek et al., 2009,<br />
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