Хиральные амины являются важными молекулами в химии, особенно для синтеза активных фармацевтических ингредиентов (АФИ). В Институте молекулярных наук Ван т Хоффа исследовательская группа по биокатализу с 2015 года изучает использование ферментов для атомно-эффективного, устойчивого и высокоселективного синтеза хиральных аминов. Поскольку эти амины содержат стереогенный центр, основной задачей при разработке таких путей биокаталитического превращения является обеспечение получения одного из двух возможных энантиомеров с достаточно высокой химической чистотой и селективностью. За прошедшие годы группа сообщила о некоторых замечательных успехах в этой области, применяя как встречающиеся в природе, так и полученные от природы (т.е. сконструированные) ферменты.

Исследование, опубликованное в настоящее время в Катализ ACS представляет собой значительный шаг вперед не только для портфеля группы, но и для области биокаталитической конверсии в целом. Это устраняет трудность, связанную с тем, что многие фармацевтические препараты содержат амины с двумя (или даже более) стереогенными центрами. Биокаталитический синтез таких аминов требует превосходного стереохимического распознавания, чтобы желаемый стереоизомер мог быть получен из четыре возможные из них.

Доступ ко всем стереоизомерам наряду с устойчивым синтезом

Используя ен-редуктаза/иминредуктаза каскадом, во многих случаях все четыре возможных стереоизомера амина могли быть синтезированы с превосходной селективностью (т.е. был получен один стереоизомер из четырех возможных для данной реакции) и с очень высокой химической чистотой (т.е. никаких других продуктов не образовывалось). Фактически, в результате реакции желаемый стереоизомер мог быть получен с химической и оптической чистотой, превышающей 99,8%, и было предотвращено образование возможных побочных продуктов, таких как аминоалкены. В целом, разработанная каскадная стратегия обеспечивает устойчивый химический синтез за счет минимизации количества реагентов и образующихся химических отходов. Фактически, единственным используемым реагентом является формиат аммония или алкиламмония, служащий в качестве донора амино, в качестве источника восстанавливающих эквивалентов (т.е. противоаниона формиата) и в качестве водной буферной соли. Это стало возможным благодаря включению в каскадную реакцию новой NADP-зависимой формиатдегидрогеназы (FDH).

Будущие исследования

Будущие исследования будут сосредоточены на разработке и открытии большего количества ERED и IRED, обладающих дополнительной стереоселективностью, улучшенной стабильностью и более широким спектром применения подложек. Такие исследовательские усилия повысят влияние биокаталитического ретросинтеза на устойчивый синтез хиральных органических молекул, обладающих множеством стереогенных центров.