Selektive Oxidation von Alkoholen zu wertvollen Aldehyden durch Lyophilisate des Weißfäulepilzes Bjerkandera adusta

Abstract

Aldehyde sind wichtige Bausteine der organischen Synthese und werden als Aromastoffe in Lebensmitteln und Getränken eingesetzt. [1] Ihre Herstellung erfolgt meist durch Extraktion oder Alkoholoxidation, wobei oft teure und toxische Substanzen zum Einsatz kommen, was ihre Nutzung in Lebensmitteln und Kosmetika einschränkt. Aktuelle Ansätze zur Aldehydherstellung beruhen auf verschiedenen enzymatischen Methoden, einschließlich Alkoholoxidasen, Alkoholdehydrogenasen, Carbonsäurereduktasen und Decarboxylasen. Diese Methoden stehen jedoch oft vor Herausforderungen wie dem Bedarf an teuren Cofaktoren, Substratspezifität und Problemen wie Überoxidation, Empfindlichkeit gegenüber der Alkylkettenlänge, langen Reaktionszeiten und geringer Effizienz. [2]

Eine selektive und umweltfreundliche Methode zur Oxidation verschiedener Alkohole zu den entsprechenden Aldehyden unter Verwendung von lyophilisierten Myzelien des ungiftigen Weißfäulepilzes B. adusta wurde entwickelt. Die Mycel-Lyophilisate aus Submerskulturen sind bei -20 °C langzeitstabil. Die biokatalytische Herstellung von (E)-2-Allylaldehyden aus Alkoholen wird durch organische Lösungsmittel beschleunigt, wodurch Überoxidation zu Carbonsäuren vermieden wird. Darüber hinaus wurde die Isomerisierung von (Z)-2-Nonenal zu seinem (EJ-lsomer und die Bildung entsprechender Isomere aus Geraniol, Nerol und (Z)-2-Nonen-1-ol beobachtet.

Das Lyophilisat von B. adusta zeigte hohe oxidative Aktivitäten gegenüber substituierten Benzylalkoholen und Allylalkoholen. So wurde Cuminaldehyd (2), das in traditionellen Küchen als Gewürz mit positiven gesundheitlichen Auswirkungen verwendet wird, mit einer isolierten Ausbeute von 85% erhalten. Piperonal (4), das einen süßlich-blumigen und würzigen Geruch aufweist, wurde mit einer Ausbeute von 67% erhalten. (E)-2-Nonenal (6), das einen gurkenartigen Geruch aufweist, wurde mit einer isolierten Ausbeute von 99% erhalten.