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Tutorial Menue3D-Visualisierung Organischer Reaktionen mit CAVOCLerneinheit 11 von 12

Nucleophile Addition und deren 3D-Visualisierung

Literaturbeispiel [1] von Foerster et al.: Die erste rekombinante Hydroxynitril-Lyase und ihre Anwendungen in der Synthese von (S)-Cyanhydrinen

Foerster et al. haben die enantioselektive Addition von Cyanwasserstoff an die Carbonyl-Verbindungen I bzw. IV unter Zugabe eines katalytisch wirksamen Enzyms durchgeführt.

Vertiefende Informationen zu biologischen Katalysatoren enthalten die folgenden Lerneinheiten:

Umsetzung von Aldehyden

Abb.1
Addition von Cyanwasserstoff an die Aldehyde Ia-e

Als Enzym dient rekombinante Hydroxynitril-Lyase aus der Pflanze Maniok (Manihot esculenta), einem Wolfsmilchgewächs. zeigt die Ausbeuten und Enantiomerenüberschüsse für verschiedene Substituenten R1 .

Tab.1
Reaktionsbedingungen und Ausbeuten für verschiedene Substituenten R1
R1 ReaktionsdauerAusbeuteEnantiomerenüberschuss III
a
4 h 100 %91 % e.e.
b
0,5 h 100 %47 % e.e.
c
3 h 82 %97 % e.e.
d
7 h 100 %98 % e.e.
e
4 h 98 %98 % e.e.

Umsetzung von Ketonen

Abb.2
Addition von Cyanwasserstoff an die Ketone IVa-c

Auch hier wird als Enzym rekombinante Hydroxynitril-Lyase eingesetzt. zeigt die Ausbeuten und Enantiomerenüberschüsse für verschiedene Substituenten R2 .

Tab.2
Reaktionsbedingungen und Ausbeuten für verschiedene Substituenten R2
R2 ReaktionsdauerAusbeuteEnantiomerenüberschuss
a -(CH2)4-Me 2 h 39 %92 % e.e.
b-tBu50 min 81 %28 % e.e.
c -Ph 7 h 13 %78 % e.e.

Informationen zur Literaturreaktion [1]:

Titel:
Enzym-katalysierte Reaktionen.Teil 23. Die erste rekombinante Hydroxynitril-Lyase und ihre Anwendung in der Synthese von (S)-Cyanhydrinen.
Abstract:
Ein gentechnisch in größerem Maßstab leicht zugängliches Enzym katalysiert stereoselektiv die Addition vn HCN an ein breites Spektrum von Carbonyl-Verbindungen. Die enantioselektive Bildung der (S)-Cyanhydrine III und V erfolgt mit hohen optischen Ausbeuten.
Literatur:
Foerster, S.; Roos, J.; Effenberger, F.; Wajant, H.; Sprauer, A. (1996): Enzyme-Catalyzed Reactions. Part 23. The First Recombinant Hydroxynitrile Lyase and Its Application in the Synthesis of (S)- Cyanohydrins. In: Angew. Chem.. 108 (4) , 493-494

Weitere Literatur

  • Lauble, H.; Decanniere, K.; Wajant, H.; Förster, S.; Effenberger, F. (1999): Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of hydroxynitrile lyase from cassava (Manihot esculenta). In: Acta Cryst.. D55 , 904-906
  • Struktur von Hydroxynitril-Lyase
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