Model-assisted assessment and reduction of selectivity constraints in the enzyme-catalysed synthesis of chiral hydroxy ketones from prochiral diketones

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Inhalt des Forschungsprojektes ist die systematische quantitative Beschreibung und Bewertung thermodynamischer, kinetischer und molekularer Effekte, die die Regio- und Stereoselektivität der durch Dehydrogenasen katalysierten Synthese aliphatischer und cyclischer chiraler Hydroxyketone beeinflussen, sowie die darauf basierende Entwicklung rationaler molekularer und reaktionstechnischer Ansätze zur Reduktion von Selektionsbeschränkungen. Auf diese Weise soll generelles Wissen zur Verbesserung der enzymkatalysierten Synthese dieser wichtigen Klasse chiraler Bausteine bereitgestellt, das Spektrum zugänglicher Verbindungen erweitert, die Atomeffizienz der chemischen Synthese erhöht und die Abfallmenge, die durch Abtrennung und Aufreinigung von Nebenprodukten erzeugt wird, verringert werden. Gleichzeitig soll eine allgemeine Methode entwickelt und evaluiert werden, die die systematische Analyse der Selektivität in durch Dehydrogenasen katalysierten Reaktionsnetzwerken unterstützt. Als Modellsystem der Untersuchungen dient die selektive Reduktion von 2,3-Pentandion zum korrespondierenden -Hydroxyketon durch Carbonylreduktase aus Candida parapsilosis. Selektivitätsvorhersagen und Optimierungsstrategien werden später auf eine weitere, strukturell verwandte Deyhdrogenase übertragen.