Kiraalinen apuaine

Kiraalinen apuaine on optisesti aktiivinen kiraalinen yhdiste, jota käytetään asymmetrisissä synteseissä kontrolloimaan muodostuvien tuotteiden stereokemiaa. Käytettäessä kiraalisia apuaineita kemiallisissa reaktiossa muodostuu prokiraalisesta lähtöaineesta tuotteena lähinnä yhtä tiettyä stereoisomeeria. Kun haluttu tuote on saatu muodostumaan hajotetaan kiraalisen apuaineen ja tuotteen välinen sidos. Kiraalisia apuaineita käytetään monien luonnonaineiden sekä lääkeaineiden kuten antibiootteja, tuumorinekroositekijän inhibiittoreita, mielialalääkkeitä, veren hyytymistä estäviä lääkkeitä ja migreenilääkkeitä.

Kiraalisten apuaineiden käyttö orgaanisessa synteesissä
Kiraaliset apuaineet reagoivat prokiraalisten lähtöaineiden kanssa muodostaen puhtaan enantiomeerin tai diastereomeerin. Muodostuva välituote on usein steerisesti estynyt siten, että seuraavassa vaiheessa tapahtuva reaktio voi tapahtua vain tietystä suunnasta ja tuotteena muodostuu selektiivisesti tietyn stereokemian muodostuva kiraalinen tuote. Muodostuvan tuotteen stereokemia riippuu tällöin vain kiraalisen apuaineen stereokemiasta. Mikäli kiraalinen apuaine sisältää funktionaalisia ryhmiä, jotka eivät ole osa haluttua lopputuotetta, voidaan apuaineen ja tuotteen välinen sidos hajottaa hydrolyyttisesti. Tämä kuitenkin vaatii sitä, että muodostuva tuote ei reagoi käytetyissä hydrolyysiolosuhteissa. Hajotuksen jälkeen voidaan kiraalinen apuaine erottaa ja käyttää uudelleen. Kiraalisten apuaineiden käytön etuna on muun muassa kromatografisten erotusmenetelmien tarpeen väheneminen. Apuaineet ovat kuitenkin usein kalliita, eikä apuaineesta välttämättä ole helposti saataville kuin yksi stereoisomeeri.

Yksiä ensimmäisenä käytettyjä kiraalisia apuaineita ovat D- ja L-mentolit, joita käytetään muun muassa optisesti aktiivisten mantelihappojen valmistuksessa. Nykyään hyvin usein käytettyjä kiraalisia apuaineita ovat David Evansin kehittelemät oksatsolidonirakenteiset kiraaliset apuaineet, joita voidaan syntetisoida aminohapoista kuten fenyylialaniinista. Näitä yhdisteitä nimitetään Evansin apuaineiksi. Evansin apuaineita käytetään muun muassa asymmetrisissä aldoliadditioissa, alkyloinneissa ja Diels–Alder-reaktioissa.

Lähteet

Kemiallinen synteesi