Vanádom katalyzovaná epimerizácia izoleucínu

Authors: Lukáš Krivosudský 1    Peter Schwendt 1   
1 Prírodovedecká fakulta UK v Bratislave, Katedra anorganickej chémie, Bratislava, Slovenská republika   
Year: 2014
Section: Organic, bioorganic and pharmaceutical chemistry, pharmacology
Abstract No.: 1044
ISBN: 978-80-970712-6-4

Príprava vzácnych stereoizomérov aminokyselín pomocou komplexácie chirálnych prekurzorov a derivátov aminokyselín na atóm prechodného kovu, ktorý katalyzuje epimerizáciu, t.j. vznik iného diastereoméru, je zaujímavou alternatívou ku konvenčným metódam stereoselektívnej organickej syntézy. Existuje niekoľko príkladov epimerizácie α-aminokyselín touto metódou s následným rozkladom komplexu a izoláciou cieľových aminokyselín [1‒3]. Epimerizácia izoleucínu nie je jednoduchá, no je možná [4, 5] a transformácia L-izoleucínu na D-allo-izoleucín sa môže dosiahnuť viackrokovou organickou syntézou [6, 7].

Epimerizáciu izoleucínu a jeho derivátov sme pozorovali v roztoku komplexu NBu4[VO2(N-salicyliden-izoleucináto)]. 1H NMR spektrá roztokov Schiffovej bázy pred a po pridaní NBu4VO3 poukazujú na to, že neexistuje žiadna premena Schiffovej bázy na iné diastereoméry ani po niekoľkých týždňoch, zatiaľ čo po pridaní NBu4VO3 konverzia prebieha po troch mesiacoch státia pri laboratórnej teplote až do 50%. Epimerizácia môže prebiehať vo voľnej aminokyseline, voľnej Schiffovej báze ako aj v samotnom komplexe, pretože všetky tieto častice sú prítomné v kryštalizačnom roztoku. Epimerizácia bolo pozorovaná v roztokoch všetkých štyroch stereoizomérov izoleucínu. Ďalšou optimalizáciou reakčných podmienok sa môže dosiahnuť urýchlenie epimerizácie a príprava D-allo-izoleucínu z L-izoleucínu, prípadne D-izoleucínu z L-allo-izoleucínu.

Autori ďakujú za finančnú podporu Vedeckej grantovej agentúre Ministerstva školstva SR (Grant VEGA 1/0336/13) a Agentúre na podporu výskumu a vývoja (APVV-0510-12).
[1] A. E. Sorochinsky, H. Ueki, J. L. Aceña, T. K. Ellis, H. Moriwaki, T. Sato, V. A. Soloshonok, Org. Biomol. Chem. 2013, 11, 4503‒4507.
[2] V. A. Soloshonok, T. U. Boettiger, S. B. Bolene, Synthesis 2008, 2594‒2602.
[3] Y. N.  Belokon, V. I. Maleyev, S. V. Vitt, M. G. Ryzhov, Y. D. Kondrashov, S. N. Golubev, Y. P. Vauchskii, A. I. Kazika, M. I. Novikova, P. A. Krasutskii, A. G. Yurchenko, I. L. Dubchak, V. E. Shklover, Y. T. Struchkov, V. I. Bakhmutov, V. M.  Belikov, J. Chem. Soc. Dalton Trans 1985, 17‒26.
[4] J. L. Bada, M. Zhao, S. Steinberg, E. Ruth, Nature 1986, 319, 314‒316.
[5] T. Ohmori, Y. Mutaguchi, K. Doi, T. Ohshima, J. Biosci. Bioeng. 2012, 114, 457‒459.
[6] T. Yajima, T. Horikawa, N. Takeda, E. Takemura, H. Hattovi, Y. Shimazaki, T. Shiraiwa, Tetrahedron: Asymmetry 2008, 19, 285‒1287.
[7] H. Noda, K. Sakai, H. Murakami, Tetrahedron: Asymmetry 2002, 13, 2645‒2652.