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Wahrend kontinuierliche chemische Prozesse in der akademischen Forschung und der Industrie untersucht werden, werden nach wie vor praktisch alle pharmazeutisch aktiven Wirkstoffe (APIs; active pharmaceutical ingredients) uber eine Abfolge einzelner Batchprozesse hergestellt. Methoden fur die divergente, mehrstufige kontinuierliche Produktion von niedermolekularen Verbindungen sind bislang nicht verfugbar. Wir beschreiben hier die Entwicklung eines chemischen Fertigungssystems bestehend aus austauschbaren Durchflussreaktionsmodulen, das einen grosen chemischen Strukturraum zuganglich macht. Die Steuerung des Gesamtprozesses auf drei Ebenen – durch die Wahl des Ausgangsmaterials, der Reagentien oder der Reihenfolge der Module – ermoglichte die Synthese von funf APIs als Vertreter dreier unterschiedlicher Strukturklassen (γ-Aminosauren, γ-Lactame, β-Aminosauren), einschlieslich der Bestseller-Medikamente Lyrica und Gabapentin, in guten Gesamtausbeuten (49–75 %).

Deracemisierung, also die Umwandlung eines Racemats in ein enantiomerenreines Produkt mit theoretisch 100 % Ausbeute und 100 % ee, stellt eine attraktive, aber auch anspruchsvolle Option fur die asymmetrische Synthese dar. Hier beschreiben wir ein neuartiges Konzept einer chemo-enzymatischen Deracemisierung mittels einer Kaskadenreaktion. Die Reaktionsfolge beinhaltet zwei enantioselektive Oxidationsschritte und einen nicht stereoselektiven Reduktionsschritt, durch welche zur gleichen Zeit eine Stereoinversion und eine kinetische Racematspaltung realisiert werden. Dieses Konzept wird anhand der Umwandlung von rac-Benzylisochinolinen in optisch reine (S)-Berbine vorgestellt. Die racemischen Substrate wurden in enantiomerenreine Produkte (ee>97 %) umgewandelt, wobei Umsatze von bis zu 98 % und Ausbeuten von bis zu 88 % erreicht wurden.

Biocatalytic approaches to the synthesis of optically pure chiral amines, starting from simple achiral building blocks, are highly desirable because such motifs are present in a wide variety of important natural products and pharmaceutical compounds. Herein, a novel one-pot ω-transaminase (TA)/monoamine oxidase (MAO-N) cascade process for the synthesis of chiral 2,5-disubstituted pyrrolidines is reported. The reactions proceeded with excellent enantio- and diastereoselectivity (>94 % ee; >98 % de) and can be performed on a preparative scale. This methodology exploits the complementary regio- and stereoselectivity displayed by both enzymes, which ensures that the stereogenic center established by the transaminase is not affected by the monoamine oxidase, and highlights the potential of this multienzyme cascade for the efficient synthesis of chiral building blocks. Mirror mirror on the wall: A ω-transaminase (ω-TA)/monoamine oxidase (MAO-N) cascade process for the asymmetric synthesis of chiral 2,5-disubstituted pyrrolidines is reported. The methodology exploits the complementary regio- and stereoselectivity displayed by both enzymes, which ensures that the stereogenic center established by the TA reaction is not affected by the MAO-N catalyzed step. Copyright © 2014 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

The chemoselective reductive cyclization of diones of type (I) in the presence of transaminase ATA113 is presented.