Synthese und Reaktionen optisch aktiver Cyanhydrine

Abstract

Bei der großen Bedeutung, die Cyanhydrine in der Technik und in der Organischen Chemie immer schon hatten, ist es erstaunlich, daß optisch aktive Cyanhydrine erst in den letzten Jahren intensiver untersucht und in der Synthese eingesetzt wurden. Der Grund dafür ist wohl darin zu sehen, daß es erst in neuerer Zeit gelungen ist, chirale Cyanhydrine, hauptsächlich mit enzymatischen Methoden, relativ einfach und in hoher optischer Reinheit herzustellen. Chirale Cyanhydrine sind, zumeist als Glycoside geschützt, in der Natur weit verbreitet. Annähernd dreitausend Pflanzen und vielen Insekten dienen sie unter anderem als Abwehrstoffe gegen Fresser. Ihre große Bedeutung in der Organischen Chemie beruht auf ihrem enormen Synthesepotential für die Gewinnung anderer wichtiger chiraler Verbindungen. In Wirkstoffen sind chirale Cyanhydrinbausteine nur vereinzelt enthalten. Wegen der Notwendigkeit, bei neuen Wirksubstanzen mit Chiralitätszentren, sämtliche Stereoisomere herzustellen und sie bezüglich ihres Wirkungsspektrums sowie ihres Metabolismus zu untersuchen, ist die Entwicklung neuer und einfacher stereoselektiver Synthesen erforderlich. Chirale Cyanhydrine können hierbei wertvolle Ausgangsverbindungen sein. Im vorliegenden Artikel warden folgende Themen behandelt: die durch die Enzyme (R)- oder (S)-Oxynitrilase katalysierte enantioselektive Addition von Blausäure an Aldehyde und Ketone zu (R)-bzw. (S)-Cyanhydrinen; die durch cyclische Dipeptide katalysierte enantioselektive Addition von Blausäure an Aldehyde; die durch Lipasen und Esterasen katalysierte enantioselektive Hydrolyse bzw. Veresterung racemischer Cyanhydrine und Cyanhydrinester; Folgereaktionen der Nitrilgruppe chiraler Cyanhydrine zu optisch aktiven α-Hydroxycarbonsäuren, α-Hydroxyaldehyden, α-Hydroxyketonen und 2-Aminoalkoholen; Folgereaktionen der OH-Gruppe chiraler Cyanhydrine durch Sulfonylaktivierung und anschließende stereoselektive Substitution mit Nucleophilen unter Konfigurationsumkehr zu optisch aktiven α-Azidonitrilen, α-Aminonitrilen und α-Fluornitrilen.