Le deidrogenasi sono utilizzate come enzimi per l’ossidazione e la riduzione dei gruppi carbonilici, rispettivamente degli alcoli. Gli enzimi sono per lo più NAD(P)H-dipendenti. Per la riduzione di aldeidi e chetoni, viene spesso utilizzato il lievito di birra.
Riduzioni con enzimi isolati: Durante la riduzione di un gruppo carbonilico, il cofattore NAD(P)H – il donatore di idruri – deve essere utilizzato stechiometricamente, o essere rigenerato attraverso la riduzione in situ di NAD(P)+ a causa degli alti costi durante la reazione.
Una possibilità per il riciclaggio del NAD(P)H è l’uso di un secondo enzima e di un substrato adatto che viene ossidato: glucosio / glucosio deidrogenasi, glucosio-6-fosfato / glucosio-6-fosfato deidrogenasi e alcol / alcol deidrogenasi.
Formato deidrogenasi è comunemente usato come enzima per l’ossidazione dell’acido formico a CO2 per il recupero di NADH da NAD. Questo metodo è spesso usato con la riduzione di gruppi carbonilici ad alcoli e ammine ma, tuttavia, non può essere usato per il recupero di NADPH.
Letteratura recente
In un mezzo di reazione bifasico per la riduzione biocatalitica asimmetrica dei chetoni con rigenerazione del cofattore in situ, entrambi gli enzimi (ADH e FDH) rimangono stabili. Riduzioni con chetoni scarsamente solubili in acqua sono state effettuate a concentrazioni di substrato di > 10 mM, e gli alcoli si sono formati con buone conversioni in alta enantioselettività.
H. Groeger, W. Hummel, S. Buchholz, K. Drauz, T. V. Nguyen, C. Rollmann, H. Huesken, K. Abokitse, Org. Lett, 2003, 5, 173-176.
Con un’attenta selezione di enzimi appropriati (alcol deidrogenasi ed enzimi di riciclo del cofattore), il riciclo del cofattore NADH può essere eseguito in presenza di riciclo NADP+ per ottenere deracemizzazioni complessive (R)- o (S)-selettive di sec-alcoli o stereoinversioni che rappresentano un possibile concetto per un equivalente “verde” dell’inversione Mitsunobu ad alta intensità chimica.
C. V. Voss, C. C. Gruber, K. Faber, T. Knaus, P. Macheroux, W. Kroutil, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 13969-13972.