(S)-Azetidin-2-carbonsäureFrancoise Couty und Gwilherm Evano: Azetidine-2-carboxylic acid. From lily of the valley to key pharmaceuticals. A jubilee review, Organic Preparations and Procedures International 38 (2006), S. 427. ist eine nicht-kanonische α-Aminosäure aus der Gruppe der Azetidincarbonsäuren, die sich von ihrem Analogon, der proteinogenen Aminosäure L-Prolin [(S)-Prolin] nur durch Ringverkleinerung um eine Methylengruppe unterscheidet. Sie ist ein toxischer Bestandteil des Wurzelstocks einheimischer Maiglöckchen und wirkt hemmend auf das Pflanzenwachstum.Zin Sig Kim: Asymmetrische Synthese von 1,3-Aminoalkoholen und deren Anwendung zur Synthese von Azetidinen und 1-Azabicyclen, TH Aachen, Dissertation, 2006. Die Azetidin-2-carbonsäure besitzt ein stereogenes Zentrum, ist also chiral. Es gibt zwei Enantiomere: (S)-Azetidin-2-carbonsäure und (R)-Azetidin-2-carbonsäure. Letztere besitzt nur geringe Bedeutung.
Natürliches Vorkommen Neben der Stammsubstanz (S)-Azetidin-2-carbonsäure [Synonym: L-Azetidin-2-carbonsäure] in Maiglöckchen (Convallaria majalis) und in geringen Mengen in Zuckerrüben kommen in der Natur vor allem deren Derivate vor: Mugineinsäure dient als Phytosiderophor und Nicotinamin ist in Soja-Sauce enthalten.
Giftwirkung auf Fressfeinde mini|links|200px|Zum Vergleich die proteinogene Aminosäure L-Prolin Falls Fressfeinde (Herbivore) die Maiglöckchen und damit das Gift verzehren, wird (S)-Azetidin-2-carbonsäure anstelle von (S)-Prolin [Synonym: L-Prolin] bei der Proteinbiosynthese des Fressfeindes eingebaut. Infolgedessen ändert sich die Tertiärstruktur neusynthetisierter Proteine, so dass diese in ihrer biologischen Aktivität untauglich oder gar toxisch wirken. Das Maiglöckchen selbst kann aufgrund einer hochspezifischen Prolyl-tRNA-Synthetase den unkontrollierten Einbau von (S)-Azetidin-2-carbonsäure [Synonym: L-Azetidin-2-carbonsäure] in arteigene Proteine umgehen.D. S. Seigler: Plant secondary metabolism. Verlag Springer, 1998, ISBN 0-412-01981-7, S. 222.
Synthese und Anwendung Es sind mehrere SynthesenM. Miyoshi, H. Sugano, T. Fujii, T. Ishihara und N. Yoneda: A Novel Synthesis of Optically Active Azetidine-2-carboxylic Acid, in: Chem. Lett., 1973, S. 5–6.S. Hanessian, N. Bernstein R. Y. Yang, R. Maguire: Asymmetric synthesis of L-azetidine-2-carboxylic acid and 3-substituted congeners - Conformationally constrained analogs of phenylalanine, naphthylalanine, and leucine, in: Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 1999, 9, S. 1437–1442; doi:10.1016/S0960-894X(99)00218-8; PMID 10360752. für (S)-Azetidin-2-carbonsäure sowie des RacematsY. Yamada, T. Emori, S. Kinoshit, H. Okada: Synthesis of (±)-Azetidine 2-carboxylic Acid and 2-Pyrrolidinone Derivatives, in: Agricultural and Biological Chemistry, 1973, 37, S. 649–652. in der Literatur beschrieben. Generell können Azetidine durch Reduktion von β-Lactamen gewonnen werden. Derivate der Azetidincarbonsäure werden als Medikamente (ABT-594 als Nichtopioid-Analgetikum), als Pflanzenschutzmittel sowie als Katalysatoren eingesetzt. Die Synthese und Verwendung von (S)-Azetidin-2-carbonsäure-Derivaten als Katalysatoren in der enantioselektiven Boranreduktion prochiraler Ketone ist in der Literatur beschrieben.W. Behnen, C. Dauelsberg, S. Wallbaum, J. Martens: Enantioselective Catalytic Borane Reductions of Achiral Ketones: Synthesis and Application of new Catalysts prepared from (S)-tert-Leucine and (S)-Azetidinecarboxylic Acid, in: Synthetic Communications, 1992, 22, S. 2143–2153; doi:10.1080/00397919208019066.
Einzelnachweise
Kategorie:Alpha-Aminosäure Kategorie:Azetidin