Α-Phenylglycin

α-Phenylglycin (häufig kurz, aber nicht eindeutig als Phenylglycin bezeichnet) ist eine nicht natürlich vorkommende, nicht-proteinogene α-Aminocarbonsäure.

Strukturformel
Strukturformel von α-Phenylglycin ohne Angabe der Stereochemie
Allgemeines
Name	α-Phenylglycin
Andere Namen	2-Phenylglycin 2-Amino-2-phenylessigsäure PhG
Summenformel	C8H9NO2
Kurzbeschreibung	weißes kristallines geruchloses Pulver[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 2835-06-5 (DL-Phenylglycin) 875-74-1 (D-Phenylglycin) 2935-35-5 (L-Phenylglycin) EG-Nummer 220-608-1 ECHA-InfoCard 100.018.735 PubChem 3866 ChemSpider 3732 Wikidata Q15633805
Eigenschaften
Molare Masse	151,16 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	302 °C (Zersetzung, D-Phenylglycin)[1]
Löslichkeit	schlecht in Wasser (D-Phenylglycin, 3 g·l−1 bei 20 °C)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Stereochemie

α-Phenylglycin enthält ein asymmetrisch substituiertes Kohlenstoffatom, es ist daher eine chirale Verbindung. Von α-Phenylglycin kommen zwei spiegelbildliche Moleküle (Enantiomere) vor, das D-Phenylglycin und das L-Phenylglycin.

Stereoisomere von α-Phenylglycin
Name	D-Phenylglycin	L-Phenylglycin
Andere Namen	(R)-Phenylglycin (−)-Phenylglycin	(S)-Phenylglycin (+)-Phenylglycin
Strukturformel
CAS-Nummer	875-74-1	2935-35-5
	2835-06-5 (Isomerengemisch)
EG-Nummer	212-876-3	220-909-8
	220-608-1 (Isomerengemisch)
ECHA-Infocard	100.011.706	100.019.009
	100.018.735 (Isomerengemisch)
PubChem	70134	99291
	3866 (Isomerengemisch)
Wikidata	Q423849	Q27225746
	Q15633805 (Isomerengemisch)
Schmelzpunkt	302 °C[1]
	290 bzw. 255 °C (Racemat)[2]

D-Phenylglycin

D-Phenylglycin [Synonym: (R)-Phenylglycin] ist das ökonomisch bedeutendere Isomer, das in der Seitenkette mehrerer semisynthetischer β-Lactam-Antibiotika als Teilstruktur enthalten ist, etwa im Ampicillin.

Darstellung

D-Phenylglycin kann durch Spaltung des Racemats DL-Phenylglycin mit Hilfe von D-Campher-10-sulfonsäure, in der Gegenwart von Essigsäure und Salicylaldehyd erhalten werden. Die Ausbeute bei diesem Verfahren beträgt 68 % bei einer optischen Reinheit von 95,9 %.^[3][4]

Die enzymatische Darstellung von D-Phenylglycin aus Phenylpyruvat gelang 2006.^[5] Phenylpyruvat ist ein direkter Vorläufer des L-Phenylalanins. Daher wurde für die Darstellung ein E. coli-Stamm eingesetzt, der auf die Produktion von L-Phenylalanin auf Basis von Glucose optimiert war. Die Umwandlung des Phenylpyruvats erfolgte über Mandelat und Phenylglyoxylat in drei Stufen. Diese wurden durch drei Enzyme [Hydroxymandelat-Synthase (HmaS), Hydroxymandelat-Oxidase (Hmo) und die stereoinvertierende Hydroxyphenylglycin-Aminotransferase (HpgAT)] katalysiert. Die diese Enzyme kodierenden Gene stammten aus Amycolatopsis orientalis, Streptomyces coelicolor und Pseudomonas putida.

Eigenschaften

D-Phenylglycin ist ein farbloser Feststoff, der sich bei 305 °C zersetzt. Der Drehwert α einer 1-molaren Lösung in 1-molarer Salzsäure beträgt bei 20 °C und einer Wellenlänge von 589 nm −155°.^[6]

Verwendung

D-Phenylglycin ist ein wichtiger Seitenketten-Baustein für die halbsynthetische Gewinnung von β-Lactam-Antibiotika, wie Cefalexin oder Ampicillin.^[5]

L-Phenylglycin

Die enantiomere Aminosäure L-Phenylglycin [Synonym:(S)-α-Phenylglycin] besitzt nur untergeordnete Bedeutung. L-Phenylglycin ist Bestandteil der Streptogramin-Antibiotika Pristinamycin bzw. Virginiamycin, die von Streptomyces pristinaespiralis bzw. Streptomyces virginiae produziert werden.^[7]

Einzelnachweise

1. Eintrag zu D(-)-α-Phenylglycine bei Thermo Fisher Scientific, abgerufen am 13. Oktober 2023.
2. Eintrag zu Phenylglycine. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 17. Januar 2016.
3. Chikara Hongo, Ryuzo Yoshioka, Masanori Tohyama, Shigeki Yamada, Ichiro Chibata: Racemization of Optically Active Amino Acid Salts and an Approach to Asymmetric Transformation of DL-Amino Acids. In: Bull. Chim. Soc. Jap. 56, 1983, S. 3744–3747; doi:10.1246/bcsj.56.3744
4. Patentanmeldung WO9523805A1: Verfahren zur Herstellung von L- oder D-Homoalanin-4-YL-(Methyl)Phosphinsäure und deren Salzen durch Racematspaltung. Angemeldet am 24. Februar 1995, veröffentlicht am 8. September 1995, Anmelder: Hoechst Schering Agrevo GmbH, Erfinder: Harald Knorr et al.
5. U. Müller, F. van Assema, M. Gunsior, S. Orf, S. Kremer, D. Schipper, A. Wagemans, C. A. Townsend, T. Sonke, R. Bovenberg, M. Wubbolts: Metabolic engineering of the E. coli L-phenylalanine pathway for the production of D-phenylglycine (D-Phg). In: Metab Eng., 8 (3), 2006, S. 196–208; PMID 16466681.
6. Datenblatt D−(−)-α-Phenylglycin bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 19. Februar 2010 (PDF).
7. Y. J. Mast, W. Wohlleben, E. Schinko: Identification and functional characterization of phenylglycine biosynthetic genes involved in pristinamycin biosynthesis in Streptomyces pristinaespiralis. In: Journal of Biotechnology. Band 155, Nummer 1, August 2011, S. 63–67, doi:10.1016/j.jbiotec.2010.12.001. PMID 21146568.