Enantioselektive Synthese

Die enantioselektive Synthese beschäftigt sich mit der Synthese von enantiomeren Molekülen, wobei ein Enantiomer bevorzugt oder im Idealfall ausschließlich gebildet wird. In klassischen Synthesen (z. B. Aldolreaktion) werden dagegen oft racemische Gemische aus zwei oder mehr Stoffen gebildet, die aufwendig getrennt werden müssen. Die enantioselektive Synthese ist ein Spezialfall der stereoselektiven Synthese und gehört zu den asymmetrischen Synthesen.

Geschichte

Die erste gezielte asymmetrische Synthese erfolgte durch Emil Fischer im Jahr 1894, der über die Cyanhydrin-Reaktion von L-Arabinose die beiden Epimere L-Mannonsäure und L-Gluconsäure im Verhältnis 3:1 erhielt.

Durch die Decarboxylierung von 2-Ethyl-2-methylmalonsäure, welche Willi Marckwald im Jahr 1904 mit Brucin, einem optisch aktiven Alkaloid, vorher zum Salz umgesetzt hatte, gelang ihm die Darstellung optisch aktiver 2-Methyl-Butansäure.

W. Marckwald definierte im Jahr 1904 die asymmetrische Synthese wie folgt:

„Asymmetrische Synthesen sind solche, welche aus symmetrisch constituierten Verbindungen unter intermediärer Benutzung optisch aktiver Stoffe, aber unter Vermeidung jedes analytischen Vorganges, optisch aktive Substanzen erzeugen.“

– W. Marckwald^[1]

Prinzip

Das Prinzip beruht auf der Abschirmung von enantiotopen Halbräumen bei Übergangszuständen durch sterisch anspruchsvolle Gruppen, wie beispielsweise iso-Propyl-Gruppen. Dadurch wird ein Enantiomer bevorzugt gebildet. Das Edukt muss dazu prochiral sein. Ein chiraler Hilfsstoff muss auch vorhanden sein, der unter Umständen zurückgewonnen werden kann. Zum Beispiel eignet sich die Aminosäure (S)-Valin oder die Verwendung von Iminosäuren^[2]. Das Prinzip unterscheidet sich demnach von dem der enantioselektiven Katalyse.

Beispiele

Hydrierung von Carbonylgruppen

• Reduktion von Carbonylgruppen mit BINAL-H aus BINOL, LiAlH₄ und ROH
• Reduktion von chiralen Boranen, z. B. Alpine-Boran

Alkylierungen

• α-Alkylierung von Ketonen mit den Enders-Reagenzien SAMP/RAMP
• Evans-Auxiliare
• Bislactimether-Verfahren (Schöllkopf-Methode): alpha-Alkylierung von Aminosäuren über chirale Bislactimether

chirales Auxiliar: 2,5-Diketopiperazin

Literatur

Dieter Enders, Reinhard W. Hoffmann: Asymmetrische Synthese, Chemie in unserer Zeit, 19. Jahrg. 1985, Nr. 6, S. 177-190, ISSN 0009-2851

Einzelnachweise