Prof. Dr. Athanassios Giannis: Multigramm-Synthese eines chiralen Bausteins

Fast alle Zwischenprodukte des 1937 formulierten Citrat-Zyklus können heute im Multigramm-Maßstab hergestellt werden, eine Ausnahme bildete bisher die (2R,3S)-Isocitronensäure. Diese Lücke konnten Wissenschaftler von der Universität Leipzig schließen. Ihr Verfahren, eine Kombination aus einem biotechnologischen und einem chemischen Schritt, geht von dem nachwachsenden Rohstoff Sonnenblumenöl aus. Isocitronensäure und davon abgeleitete Verbindungen werden dabei im Kilogramm-Maßstab zugänglich. In der Natur kommt die Isocitronensäure immer zusammen mit ihrem Isomer vor, der Citronensäure. Eine Trennung der beiden Isomere im großen Maßstab war bisher nicht möglich. Auch eine fermentative Synthese der reinen Verbindung gelang noch nicht. Dank der Hefe Yarrowia lipolytica, die aus raffiniertem Sonnenblumenöl Isocitrat in bisher unerreichbarer Ausbeute und in einem günstigen Mengenverhältnis von Isocitrat zu Citrat herstellt, ist dies nun gelungen. Nach dem Abfiltern der Biomasse werden mit Hilfe einer Elektrodialyse die freien Säuren gewonnen. Um Citronensäure und Isocitronensäure voneinander zu trennen, werden die Säuren mit Methanol zu den jeweiligen Methylestern umgewandelt. Dabei kristallisiert der Citronensäureester, der Isocitronensäureester bleibt flüssig. Isocitronensäure ist mit mehreren chiralen Zentren ein interessanter Synthesebaustein für den Nachbau komplexer Naturstoffe und für die pharmazeutische Industrie.