Réactions de Cascade enzymatique pour la synthèse des aminoalcools chiraux de L-lysine

Aurélie Fossey-Jouenne; Carine Vergne-Vaxelaire; Anne Zaparucha

doi:10.3791/56926

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Article de méthode

Réactions de Cascade enzymatique pour la synthèse des aminoalcools chiraux de L-lysine

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DOI :

10.3791/56926

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16 février 2018

Aurélie Fossey-Jouenne¹ , Carine Vergne-Vaxelaire¹ , Anne Zaparucha¹

¹Génomique Métabolique, Genoscope, Institut François Jacob, CEA, CNRS, Univ Evry, Univ Paris-Saclay

Dans cet article

Résumé

Aminoalcools chiraux sont des molécules polyvalents pour une utilisation comme échafaudages en synthèse organique. A partir de L-lysine, synthétiser des aminoalcools par une réaction enzymatique cascade combinant diastéréosélective Cabay oxydation catalysée par dioxygénase suivie d’un clivage de la portion d’acide carboxylique de l’acide aminé hydroxyle correspondant par un décarboxylase.

Résumé

Aminés alcools sont des composés polyvalents avec un large éventail d’applications. Par exemple, ils ont servi comme échafaudages chiraux en synthèse organique. Leur synthèse par classiques de chimie organique nécessite souvent des processus de synthèse à plusieurs étapes fastidieuses, avec contrôle difficile du résultat stéréochimique. Nous présentons un protocole enzymatiquement synthétiser des alcools aminés à partir de la L-lysine facilement disponible en 48 h. Ce protocole combine deux réactions chimiques qui sont très difficiles à mener en synthèse organique classique. Dans la première étape, la régio - et diastéréosélective l’oxydation d’une liaison C-H non activée de la lysine chaîne latérale est catalysée par une dioxygénase ; un deuxième régio - et diastéréosélective d’oxydation catalysée par une dioxygénase regiodivergent peut conduire à la formation des 1, 2-diols. Dans la dernière étape, le groupe carboxylique de l’acide aminé alpha est clivé par une décarboxylase de phosphate de pyridoxal (PLP) (DC). Cette étape décarboxylante affecte uniquement le carbone alpha de l’acide aminé, en conservant le centre stéréogène hydroxy substitué en position bêta/gamma. Les aminoalcools qui en résultent sont donc optiquement enrichis. Le protocole a été appliqué avec succès à la synthèse de quatre aminoalcools semipreparative-échelle. Surveillance des réactions a été réalisée par chromatographie liquide haute performance (HPLC) après dérivatisation par 1-fluoro-2, 4-dinitrobenzène. Simple purification par extraction en phase solide (SPE) accordée les aminoalcools avec d’excellents rendements (93 % de > 95 %).

Introduction

Malgré les avantages offerts par biocatalyse, l’intégration des étapes biocatalytiques de voies synthétiques ou itinéraires biocatalytiques totales reste essentiellement limitée aux résolutions cinétiques enzymatiques. Ces itinéraires ont été largement utilisés dans un premier temps en synthèse asymétrique de chimio-enzymatique, mais biocatalyse offre beaucoup plus de possibilités dans le groupe fonctionnel interconversions avec grande stéréosélectivité¹^,²^,³. En outre, comme réactions biocatalytiques sont déroulent dans des conditions similaires, il est donc possible d’effec....