Synthese und Reaktionen optisch aktiver Cyanhydrine

Authors

  • Prof. Dr. Franz Effenberger

    Corresponding author
    1. Institut für Organische Chemie der Universität, Pfaffenwaldring 55, D-70569 Stuttgart Telefax: Int. + 711/685-4269
    • Institut für Organische Chemie der Universität, Pfaffenwaldring 55, D-70569 Stuttgart Telefax: Int. + 711/685-4269
    Search for more papers by this author
    • Franz Effenberger, geboren 1930 in Goldenstein (Nordmähren), studierte von 1951 bis 1956 Chemie an der Technischen Hochschule Stuttgart und promovierte 1959 in Stuttgart hei H. Bredereck. 1964 habilitierte er sich in Stuttgart und ging dann für ein Jahr zu P. A. S. Smith an die University of Michigan, Ann Arbor. 1972 wurde er als Nachfolger von H. Bredereck an die Universität Stuttgart berufen. Er war von 1964 bis 1969 Winnacker-Stipendiat. 1977 nahm er eine Gastprofessur an der Cornell University in Ithaca und 1989 eine an der Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles in Paris wahr. 1991 wurde er mit dem Alexander-von-Humboldt-Forschungspreis ausgezeichnet. Seine Arbeitsgebiete sind präparative und mechanistische Untersuchungen an elektronenreichen π-Systemen (Enolethern, Aminobenzolen, Donor-Acceptor-substituierten Polyenen und Oligothiophenen), Synthesen und Reaktionen von α-Aminosäuren, die Anwendung von Enzymreaktionen in der organischen Synthese mit Schwerpunkt stereoselektive C-C-Verknüpfungsreaktionen.


Abstract

Bei der großen Bedeutung, die Cyanhydrine in der Technik und in der Organischen Chemie immer schon hatten, ist es erstaunlich, daß optisch aktive Cyanhydrine erst in den letzten Jahren intensiver untersucht und in der Synthese eingesetzt wurden. Der Grund dafür ist wohl darin zu sehen, daß es erst in neuerer Zeit gelungen ist, chirale Cyanhydrine, hauptsächlich mit enzymatischen Methoden, relativ einfach und in hoher optischer Reinheit herzustellen. Chirale Cyanhydrine sind, zumeist als Glycoside geschützt, in der Natur weit verbreitet. Annähernd dreitausend Pflanzen und vielen Insekten dienen sie unter anderem als Abwehrstoffe gegen “Fresser”. Ihre große Bedeutung in der Organischen Chemie beruht auf ihrem enormen Synthesepotential für die Gewinnung anderer wichtiger chiraler Verbindungen. In Wirkstoffen sind chirale Cyanhydrinbausteine nur vereinzelt enthalten. Wegen der Notwendigkeit, bei neuen Wirksubstanzen mit Chiralitätszentren, sämtliche Stereoisomere herzustellen und sie bezüglich ihres Wirkungsspektrums sowie ihres Metabolismus zu untersuchen, ist die Entwicklung neuer und einfacher stereoselektiver Synthesen erforderlich. Chirale Cyanhydrine können hierbei wertvolle Ausgangsverbindungen sein. Im vorliegenden Artikel warden folgende Themen behandelt: die durch die Enzyme (R)- oder (S)-Oxynitrilase katalysierte enantioselektive Addition von Blausäure an Aldehyde und Ketone zu (R)-bzw. (S)-Cyanhydrinen; die durch cyclische Dipeptide katalysierte enantioselektive Addition von Blausäure an Aldehyde; die durch Lipasen und Esterasen katalysierte enantioselektive Hydrolyse bzw. Veresterung racemischer Cyanhydrine und Cyanhydrinester; Folgereaktionen der Nitrilgruppe chiraler Cyanhydrine zu optisch aktiven α-Hydroxycarbonsäuren, α-Hydroxyaldehyden, α-Hydroxyketonen und 2-Aminoalkoholen; Folgereaktionen der OH-Gruppe chiraler Cyanhydrine durch Sulfonylaktivierung und anschließende stereoselektive Substitution mit Nucleophilen unter Konfigurationsumkehr zu optisch aktiven α-Azidonitrilen, α-Aminonitrilen und α-Fluornitrilen.

Ancillary