Synthèse enzymatique d’amines primaires, secondaires et tertiaires contenant deux stéréocentres


Dans un article qui vient d’être publié sur le site Web de Catalyse ACS, le groupe de recherche sur la biocatalyse de l’Institut Van ‘t Hoff de synthèse moléculaire de l’Université d’Amsterdam présente une méthode polyvalente pour la synthèse d’amines primaires, secondaires et tertiaires contenant deux centres stéréogéniques. En utilisant une cascade d’enzymes biocatalytiques qui combine des ène-réductases (EReds) avec des imines réductases ou des aminases réductrices (IReds/RedAms) pour la conversion des cétones α,β-insaturées, ils rapportent une excellente stéréosélectivité et une pureté chimique très élevée. Le travail, réalisé par les chercheurs Tanja Knaus et Francesco Mutti avec une contribution de Maria Luisa Corrado, sera présenté sur la couverture de l’édition imprimée de la revue.

Les amines chirales sont des molécules importantes en chimie, notamment pour la synthèse d’ingrédients pharmaceutiques actifs (API). À l’Institut Van ‘t Hoff des sciences moléculaires, le groupe de recherche sur la biocatalyse explore depuis 2015 l’utilisation d’enzymes pour la synthèse efficace en atomes, durable et hautement sélective d’amines chirales. Étant donné que ces amines contiennent un centre stéréogène, un défi principal dans le développement de telles voies de conversion biocatalytique est de s’assurer que l’un des deux énantiomères possibles est produit avec une pureté et une sélectivité chimiques suffisamment élevées. Au fil des ans, le groupe a signalé des succès remarquables dans ce domaine, en appliquant à la fois des enzymes naturelles et dérivées de la nature (c’est-à-dire modifiées).

La recherche maintenant publiée dans Catalyse ACS représente une avancée significative, non seulement pour le portefeuille du groupe mais aussi pour le domaine de la conversion biocatalytique en général. Il aborde la difficulté que de nombreux produits pharmaceutiques contiennent des amines avec deux (ou même plus) centres stéréogéniques. La synthèse biocatalytique de telles amines nécessite une reconnaissance stéréochimique supérieure afin que le stéréoisomère souhaité puisse être obtenu à partir de quatre les possibles.

Accès à tous les stéréoisomères avec une synthèse durable

En exploitant la ène-réductase/imine réductase cascade, dans de nombreux cas, les quatre stéréoisomères d’amine possibles ont pu être synthétisés avec une excellente sélectivité (c’est-à-dire qu’un stéréoisomère a été obtenu sur les quatre possibles pour une réaction donnée) et avec une pureté chimique très élevée (c’est-à-dire qu’aucun autre produit n’a été formé) . En fait, dans la réaction, le stéréoisomère souhaité a pu être obtenu avec une pureté chimique et optique supérieure à 99,8 % et la formation d’éventuels sous-produits tels que les amino-alcènes a été évitée. En général, la stratégie en cascade développée permet une synthèse chimique durable en minimisant le nombre de réactifs et les déchets chimiques générés. En fait, le seul réactif utilisé est le formiate d’ammonium ou d’alkylammonium, servant de donneur d’aminé, de source d’équivalents réducteurs (c’est-à-dire de contre-anion formiate) et de sel tampon aqueux. Cela a été rendu possible en incorporant une nouvelle formiate déshydrogénase (FDH) dépendante du NADP dans la réaction en cascade.

Études futures

Les recherches futures se concentreront sur l’ingénierie et la découverte de plus d’EReds et d’IReds possédant une stéréosélectivité complémentaire, une stabilité améliorée et une portée de substrat plus large. De tels efforts de recherche augmenteront l’impact de la rétrosynthèse biocatalytique sur la synthèse durable de molécules organiques chirales possédant de multiples centres stéréogéniques.

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université d’Amsterdam. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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