Es ist daher unerlässlich, eines von ihnen zu isolieren, was jedoch aufgrund nahezu identischer physikalischer Eigenschaften sehr komplex ist. Wissenschaftler schlagen eine neue Strategie vor, um gleichzeitig zwei Enantiomere desselben Moleküls zu präparieren und zu trennen.
Ein Molekül wird als chiral (von griechisch χείρ (kheír), Hand) bezeichnet, wenn es in zwei Formen, genannt Enantiomere, mit derselben chemischen Zusammensetzung existieren kann, die wie ein Bild und sein Spiegelbild sind und sich nicht zur Deckung bringen lassen. Genauso wie unsere beiden Hände. Zwei Enantiomere teilen die gleichen physikalischen Eigenschaften, mit Ausnahme der Drehung des polarisierten Lichts.
Im biologischen Umfeld zeigen jedoch zwei Enantiomere manchmal unterschiedliche chemische Eigenschaften: das Enantiomer eines Medikaments kann therapeutische Wirkungen haben, während das andere toxisch sein kann. Die Verfügbarkeit jedes Enantiomers eines Moleküls ist daher entscheidend, aber auch aus regulatorischen Gründen wichtig, insbesondere für klinische Tests neuer Medikamente.
Bei ihrer Synthese werden die beiden Enantiomere meist in gleichen Mengen produziert und bilden eine sogenannte "racemische" Mischung. Tatsächlich ist es sehr schwierig, selektiv nur eines der beiden Enantiomere zu synthetisieren. Daher wurden mehrere Strategien entwickelt, um Enantiomere aus einem racemischen Gemisch zu trennen.
Man kann beispielsweise eines der beiden Enantiomere selektiv mit Hilfe eines chiralen Katalysators reagieren lassen: Dieser wird umgewandelt, während das andere unverändert bleibt. Die Verwendung von chiralen Membranen, die als Filter zum Trennen der zwei Enantiomere dienen, ist ein weiterer Forschungsweg.
© Cyril Bressy & Damien Hérault
Wissenschaftler des Instituts für Molekularwissenschaften in Marseille (CNRS/Aix-Marseille Universität/Centrale Méditerranée) schlagen eine originelle Strategie vor, um gleichzeitig zwei Enantiomere eines Moleküls aus einem racemischen Substrat sowohl zu präparieren als auch physikalisch zu trennen.
Dieser Ansatz kombiniert zwei chirale Katalysatoren, die wie ein Bild und sein Spiegelbild sind und parallel funktionieren, sowie eine Trennung durch eine nicht-chirale Membran mit selektiver Permeabilität. Getestet mit Erfolg bei der Modellreaktion HKR von Jacobsen, die es ermöglicht, chirale 1,2-Diole* aus racemischen Epoxiden** zu erhalten, könnte sie auf andere Reaktionen ausgeweitet werden, die zu Schlüssel-chiralen Bausteinen in der organischen oder pharmazeutischen Synthese führen. Zu finden sind die Ergebnisse im Journal of the American Chemical Society.
Anmerkungen:
* Ein Diol ist eine organische Verbindung mit zwei Hydroxylgruppen (-OH).
** Funktionelle Gruppe, bei der zwei Kohlenstoffatome durch ein Sauerstoffatom verbunden sind.
Verfasser: CCdM
Referenz:
Jingke Hou, Sabine Chevallier-Michaud, Marion Jean, Luc Favre, Damien Hérault & Cyril Bressy.
Physical Separation of Enantiomeric Products by Compartmentalized Parallel Kinetic Resolution
J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 27236-27241.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c12120