Ketonien stereoselektiivinen pelkistys entsyymeillä

Abstract

Työn kirjallisessa osassa käsitellään ketonien enantioselektiivistä pelkistystä entsyymeillä. Entsymaattiset reaktiot ovat kiinnostavia hyvän selektiivisyytensä ja ympäristöystävällisyytensä takia. Kaikki ketoneja pelkistävät entsyymit tarvitsevat toimintaansa nikotiiniamidikofaktoria NADH tai NADPH ja voivat yleensä katalysoida reaktioita sekä hapetus- että pelkistyssuuntaan. Kofaktoreita kierrätetään reaktioissa yleensä joko isopropanolia hapettamalla tai erillisellä entsyymillä, kuten glukoosidehydrogenaasilla. Substraatin liukoisuuden parantamiseksi ja konsentraation kasvattamiseksi reaktioissa kannattaa käyttää veden lisäksi jotain orgaanista liuotinta.

Kokeellisessa osassa tutkittiin ketoreduktaasien käyttöä valterioni C -nimisen luonnonaineen enantioselektiivisessä synteesissä. Aineen absoluuttinen konfiguraatio ei ole tiedossa, joten kumpaakin enantiomeeria pitäisi pystyä valmistamaan. Tavoitteena oli selvittää, missä vaiheessa bentsosuberonista lähtevää synteesireittiä entsymaattinen pelkistys kannattaa tehdä. Parhaiten pelkistys onnistuu 8-nitrobentsosuberonilla, koska siitä voidaan valmistaa selektiivisesti molempia enantiomeereja ja reaktiot ovat myös skaalattavissa. Kumpaakin enantiomeeria valmistettiin noin 15 mg erinomaisella enantioselektiivisyydellä (ee >99% ja 97%). Synteesireitin kannalta olisi kuitenkin hyvä tehdä pelkistys vasta myöhemmin, vaikka silloin voidaankin valmistaa vain toista enantiomeeria.