Chiral Amine Synthesis Using ω‐Transaminases: An Amine Donor that Displaces Equilibria and Enables High‐Throughput Screening

Abstract

The widespread application of ω-transaminases as biocatalysts for chiral amine synthesis has been hampered by fundamental challenges, including unfavorable equilibrium positions and product inhibition. Herein, an efficient process that allows reactions to proceed in high conversion in the absence of by-product removal using only one equivalent of a diamine donor (ortho-xylylenediamine) is reported. This operationally simple method is compatible with the most widely used (R)- and (S)-selective ω-TAs and is particularly suitable for the conversion of substrates with unfavorable equilibrium positions (e.g., 1-indanone). Significantly, spontaneous polymerization of the isoindole by-product generates colored derivatives, providing a high-throughput screening platform to identify desired ω-TA activity.

Biocatálise aplicada à síntese de núcleos <i>&#946;</i>-hidroxi-1,2,3-triazólicos e síntese multienzimática do alcaloide diidropinidina

“…Na análise da solução saturada de NaHCO 3 , 160 µL da solução foi solubilizada em 640 µL de metanol deuterado e a amostra foi filtrada em pipeta Pasteur contendo algodão e transferida para tubo de RMN. Os espectros de RMN de 13 C foram registrados com 1024 scans.…”

“…Análises de RMN de 13 C do extrato bruto da reação foram realizadas para a comprovação da formação do 2-butiril-5-oxo-hexanoato de sódio. A reação entre PLE e 2-butiril-5-oxo-hexanoato de metila foi realizada em escala analítica e, após 24 h, uma amostra do meio reacional foi diluída 5 vezes em metanol deuterado e analisado por RMN de 13 C. As amostras dos padrões de 2-butiril-5-oxo-hexanoato de metila e nonano-2,6-diona foram preparadas com aproximadamente o mesmo teor de água obtido na amostra da reação com PLE para evitar alterações nos deslocamentos químicos dos picos nos espectros de RMN de 13 C (Figura 12).…”

“…Foi avaliado também a presença de sinais que poderiam ser resultantes da solução saturada de NaHCO 3 em metanol deuterado, no entanto, nenhum sinal foi observado (Apêndice). Através das análises dos espectros de RMN de 13 C para a reação entre PLE e 2-butiril-5-oxo-hexanoato de metila foi observado uma mistura de sinais da nonano-2,6-diona, resultante da hidrólise e descarboxilação promovida pela PLE e do 2-butiril-5-oxo-hexanoato de sódio (Figura 12-c). Os quatro sinais após 210 ppm correspondem aos dois carbonos carbonílicos da dicetona e dois carbonos carbonílicos do 2-butiril-5-oxo-hexanoato de sódio (vide espectro ampliado em Apêndice).…”

“…O desenvolvimento de novos métodos e a descoberta de novas enzimas para a aminação redutiva assimétrica tem sido desejável para a indústria farmacêutica. 13 No caso da nonano-2,6-diona as transaminases foram altamente regiosseletivas, já que apenas o produto de aminação redutiva da cetona mais desimpedida, a 2-metil-6-propil- Uma limitação do sistema AlaDH consiste no fato de que uma enzima L-alanina desidrogenase foi utilizada para a reciclagem do piruvato, e portanto, somente a L-alanina poderia ser reciclada. A L-alanina é necessária para as transaminases (S)-seletivas, enquanto a D-alanina é utilizada na biotransformação por transaminases (R)-seletivas.…”

“…Para avaliação do subproduto formado foi realizada a síntese em escala preparativa para a reação de aminação redutiva da nonano-2,6-diona e após a purificação da reação, o subproduto foi isolado e caracterizado por RMN ( 1 H, 13 C, COSY and HSQC) como o produto de oxidação da 2-metil-6-propil-2,3,4,5-tetrahidropiridina (Esquema 33). O subproduto identificado indicou que a imina formada foi sensível à exposição ao oxigênio e, desta forma, não podem ser estocadas por longos períodos e devem ser armazenadas em atmosfera inerte para reduzir a formação de subprodutos de oxidação.…”