Gezielt zum gewünschten Enantiomer

Die Natur favorisiert jedoch eine Variante, und so unterscheiden sich die Enantiomere in ihrer Wirkung oft ganz erheblich: So kann nur L-Dopa die Blut-Hirn-Schranke aktiv überwinden, während D-Dopa lediglich durch passive Diffusion in die Zellen gelangt. Die Affinität der beiden Cetirizin-Enantiomere zu H₁-Rezeptoren unterscheidet sich deutlich. Das als Levocetirizin bezeichnete R-Enantiomer bindet etwa 33-mal stärker als das S-Enantiomer. Ebenso hemmt das S-konfigurierte Enantiomer Escitalopram die Serotonin-Wiederaufnahme etwa 40-mal stärker als das R-Enantiomer des Citalopram.

Schon lange wird deshalb versucht, gezielt nur das wirksame Enantiomer herzustellen, doch das gestaltet sich schwierig, aufwändig und teuer. Meist werden bisher im Anschluss an die Synthese die beiden Racemate voneinander getrennt.

Mit einem ungewöhnlichen Ansatz ist es Münchener Wissenschaftler jetzt gelungen, das Gemisch der beiden spiegelbildlichen Substanzen fast vollständig in die gewünschte Variante zu verwandeln: Das Team um Professor Dr. Thorsten Bach nutzte dabei einen besonderen Katalysator, einen Thioxanthon-Farbstoff, der selbst chiral ist. Wird einem Gemisch aus zwei Enantiomeren eine kleine Menge dieses Farbstoffs zugesetzt und mit sichtbarem Licht der Wellenlänge 420 Nanometer bestrahlt, kommt es zu einer photochemischen Reaktion, an deren Ende nur noch ein Enantiomer vorhanden ist.

Die Wissenschaftler haben ihre Methode an 17 unterschiedlichen Allenen (aliphatischen Kohlenwasserstoff-Verbindungen mit zwei benachbarten Doppelbindungen) untersucht und dabei eine enantiomerenreine Ausbeute zwischen 89 und 97 Prozent erzielt. Mit dem neuen Verfahren soll es möglich sein, dass nicht die Hälfte der racemischen Syntheseprodukte verworfen werden muss, sondern quantitativ in das gewünschte Enantiomer überführt werden kann.

Noch wurden keine Arzneistoffe getestet. »Alle bisher untersuchten Substanzen verfügen über eine Lactamstruktur und ein einziges Chiralitätszentrum beziehungsweise Achse«, erläutert Professor Bach im Gespräch mit der Pharmazeutischen Zeitung. Der letztgenannte Aspekt treffe jedoch auch auf etliche Arzneistoffe zu, beispielsweise die zu den Sulfoxiden zählenden Protonenpumpenhemmer. »Wenn es uns gelingt, das Verfahren weiterzuentwickeln, wäre dies ein schneller, kostengünstiger Weg zur selektiven Herstellung eines gewünschten Enantiomers.«