Nachhaltige Herstellung pharmazeutisch relevanter Aminoalkohole gelingt mit einer neuartigen synthetischen Enzymkaskade

Norephedrin und Norpseudoephedrin gehören zur Substanzklasse der Ephedrea-Alkaloide und finden auf Grund ihrer, das vegetative Nervensystem anregenden, Funktion u.a. Anwendung als Herzkreislauf-Mittel und Appetitzügler. Die chemische Synthese dieser Wirkstoffe in Reinform ist schwierig und nur über mehrstufige Prozesse oder unter Verwendung teurer und teils toxischer Reagenzien durchführbar.

Mit Hilfe einer hoch selektiven Enzymkaskade können diese wertvollen Verbindungen in nur zwei Schritten aus günstigen Ausgangssubstanzen hergestellt werden. Die komplette Reaktion kann dabei ökoeffizient in nur einem Reaktionsgefäß durchgeführt werden, ohne Zwischenprodukte isolieren zu müssen. Zudem ist es möglich, ein ohnehin anfallendes Nebenprodukt des zweiten Reaktionsschritts für den ersten Reaktionsschritt wiederzuverwerten. Diese Art der Prozessführung, genannt Rezyklierungskaskade, bietet einen neuartigen Ansatz, nachhaltige Prozesse zu entwickeln.

Die Entwicklung solcher nachhaltiger bioökonomischer Prozesse ist das Ziel der Helmholtz Nachwuchsgruppe "Synthetische Enzymkaskaden" am IBG-1:Biotechnologie. In einer vom Graduiertenkolleg des Cluster Industrielle Biotechnologie (CLIB2021-GC) geförderten Promotion konnte die Rezyklierungskaskade als Weg zur Herstellung dieser wertvollen Aminoalkohole im Fachblatt Angewandte Chemie International Edition publiziert werden.

Referenz: Sehl T, Hailes H C, Ward J M, Wardenga R, von Lieres E, Offermann H, Westphal R, Pohl M, Rother D. 2013. Two Steps in One Pot: Enzyme Cascade for the Synthesis of Nor(pseudo)ephedrine from Inexpensive Starting Materials. Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201300718