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<title>Acylale</title>
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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Acylale</span></h1>
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<p><b>Acylale</b> sind <a href="Organische_Chemie" title="Organische Chemie">organische</a> Verbindungen mit der Struktur RCH(OOCR)<sub>2</sub>. Hierbei sind zwei gleiche oder verschiedene <a href="Carbons%C3%A4uren" title="Carbonsäuren">Carbonsäuren</a> über eine <a href="Methylengruppe" title="Methylengruppe">Methylenbrücke</a> <a href="Kovalente_Bindung" title="Kovalente Bindung">kovalent</a> gebunden.<sup id="cite_ref-Hans_Reimlinger_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Hans_Reimlinger-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Sie sind daher auch als <a href="Ester" title="Ester">Diester</a> <a href="Geminal" title="Geminal">geminaler</a> <a href="Diole" title="Diole">Diole</a> zu verstehen. Ein bekannter Vertreter von cyclischen Acylalen ist die <a href="Meldrums%C3%A4ure" title="Meldrumsäure">Meldrumsäure</a>, von linearen Acylalen das <a href="Ethylidendiacetat" class="mw-redirect" title="Ethylidendiacetat">Ethylidendiacetat</a>.
</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Vorkommen">Vorkommen</h2></div>
<p>Neben ihrer Funktion als Schutzgruppe für Carbonylverbindungen finden sich Acylal-Strukturen in einigen biochemisch und pharmazeutisch relevanten Stoffen.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> 1985 wurde <a href="Fura-2AM" title="Fura-2AM">Fura-2AM</a><sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> von <a href="Roger_Tsien" title="Roger Tsien">Roger Tsien</a> und Kollegen entwickelt –&nbsp;ein membrangängiges <a href="Derivat_(Chemie)" title="Derivat (Chemie)">Derivat</a> von <a href="Fura-2" title="Fura-2">Fura-2&nbsp;</a>– welches als Acetoxymethylester („Acylal“) vorliegt und mit der dadurch hohen <a href="Lipophilie" title="Lipophilie">Lipophilie</a> zur passiven <a href="Diffusion" title="Diffusion">Diffusion</a> befähigt ist und in Zellen eindringen kann. Endogene <a href="Esterasen" title="Esterasen">Esterasen</a> spalten die <a href="Ester" title="Ester">Ester</a>, setzen das Fura-2 frei, welches als intrazellulärer Ca<sup>2+</sup>-Indikator dient.
</p><p>Acylale sind Strukturmotiv einigen <a href="Prodrug" title="Prodrug">Prodrug</a>-Moleküle, im Besonderen aus dem Bereich der <a href="%CE%92-Lactam-Antibiotika" title="Β-Lactam-Antibiotika">β-Lactamantibiotika</a>. Beispiele hierfür sind das <a href="Cefuroxim-Axetil" class="mw-redirect" title="Cefuroxim-Axetil">Cefuroximaxetil</a> und das kürzlich zugelassene <a href="Sulopenemetzadroxil" title="Sulopenemetzadroxil">Sulopenemetzadroxil</a>. Die Maskierung der Carbonsäuren führt zu einer erhöhten Membranpermeation, die eine orale Anwendung möglich macht, während die freien Säuren keine orale Bioverfügbarkeit aufweisen<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.
</p><p>Ein anderer Prodrug-Ansatz wurde bei dem Arzneistoff <a href="Sultamicillin" title="Sultamicillin">Sultamicillin</a> verfolgt –&nbsp;in diesem <a href="Molek%C3%BCl" title="Molekül">Molekül</a> sind zwei Wirkstoffe (<a href="Ampicillin" title="Ampicillin">Ampicillin</a> und <a href="Sulbactam" title="Sulbactam">Sulbactam</a>) jeweils über ihre Carbonsäurefunktion über eine Acylal-Struktur kovalent verbunden. Dieses, auch Co-Drug genannte Konzept, führt zu einer Erhöhung der <a href="Bioverf%C3%BCgbarkeit" title="Bioverfügbarkeit">oralen Bioverfügbarkeit</a> beider Arzneistoffe im Vergleich zur Einzelgabe<sup id="cite_ref-Gustav_Paumgartner,_Gerhard_Steinbeck_5-0" class="reference"><a href="#cite_note-Gustav_Paumgartner,_Gerhard_Steinbeck-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.
</p><p>Das <a href="Sesquiterpen" class="mw-redirect" title="Sesquiterpen">Sesquiterpen</a> <a href="Bilobalid" title="Bilobalid">Bilobalid</a>, ein wirksamer Inhaltsstoff des <a href="Ginkgo" title="Ginkgo">Ginkgo</a>-Baumes, ist eines von wenigen Beispielen für ein natürliches Vorkommen eines Acylals.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Gewinnung_und_Darstellung">Gewinnung und Darstellung</h2></div>
<p>Für die Synthese von Acylalen wurde eine Reihe von Methoden entwickelt, wobei hier zwischen symmetrischen und asymmetrischen Acylalen unterschieden. Die am häufigsten angewandten Synthesen für symmetrische Acylale werden unter sauren Bedingungen durchgeführt, indem Aldehyde mit <a href="Carbons%C3%A4ureanhydride" title="Carbonsäureanhydride">Carbonsäureanhydriden</a> in Gegenwart einer <a href="Lewis-S%C3%A4ure-Base-Konzept" title="Lewis-Säure-Base-Konzept">Lewis-Säure</a> als <a href="Katalysator" title="Katalysator">Katalysator</a> behandelt werden<sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>. Eine andere Methode, mit der eine einfachere Variation der Säurekomponente gelingt, ist die Verwendung von Dichlormethan als C1-Komponente für den Methylenlinker in einer konzertierten Veresterung<sup id="cite_ref-8" class="reference"><a href="#cite_note-8"><span class="cite-bracket">[</span>8<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.
</p><p>Asymmetrische Acylale werden in zwei Schritten dargestellt: Im ersten Schritt wird eine Carbonsäure zu einem α-Halidalkylester, etwa Chlormethyl-<sup id="cite_ref-9" class="reference"><a href="#cite_note-9"><span class="cite-bracket">[</span>9<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> oder 1-Bromethylester, umgesetzt, welcher im nächsten Schritt mit einer weiteren Carbonsäure zum Acylal verestert wird. Der zweite Schritt verläuft nach einem <a href="SN2" class="mw-redirect" title="SN2">S<sub>N</sub>2</a>-Mechanismus und wird meist in aprotisch-polaren Lösungsmitteln wie <a href="Dimethylformamid" title="Dimethylformamid">DMF</a> oder <a href="N-Methyl-2-pyrrolidon" title="N-Methyl-2-pyrrolidon">NMP</a> in Gegenwart nicht nukleophiler Basen durchgeführt. Eine neuere Publikation der <a href="Universit%C3%A4t_Greifswald" title="Universität Greifswald">Universität Greifswald</a> zeigt die Verwendung von <a href="Dihydrolevoglucosenon" title="Dihydrolevoglucosenon">Dihydrolevoglucosenon</a> (Cyrene) als grünes Lösungsmittel für die <a href="Mikrowellenchemie" title="Mikrowellenchemie">Mikrowellensynthese</a> von Acylalen<sup id="cite_ref-10" class="reference"><a href="#cite_note-10"><span class="cite-bracket">[</span>10<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>
<p>Die <a href="Hydrolyse" title="Hydrolyse">Hydrolyse</a> von Acylalen wird sowohl von Säuren als auch von Basen katalysiert.<sup id="cite_ref-C.R._Noller_11-0" class="reference"><a href="#cite_note-C.R._Noller-11"><span class="cite-bracket">[</span>11<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p><p>Acylale enthalten zwei Arten von reaktiven Kohlenstoffzentren: das Kohlenstoffatom einer geschützten Aldehydfunktion und die Carbonylgruppe in den Estereinheiten. Im Allgemeinen greifen Kohlenstoffnucleophile vor allem das erstgenannte Zentrum an und verdrängen eine der Acyloxygruppen, wodurch Substitutionsprodukte entstehen. Sauerstoff- und Stickstoffnucleophile hingegen greifen fast ausschließlich eine der Acyloxygruppen an, wodurch die entsprechenden Aldehyde und Säurederivate als Primärprodukte entstehen.<sup id="cite_ref-12" class="reference"><a href="#cite_note-12"><span class="cite-bracket">[</span>12<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Mit <a href="Cyanide" title="Cyanide">Cyaniden</a> unter den bestimmten Bedingungen reagieren Acylale zu Cyanohydrinestern.<sup id="cite_ref-13" class="reference"><a href="#cite_note-13"><span class="cite-bracket">[</span>13<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Verwendung">Verwendung</h2></div>
<p>In der präparativen Chemie dienen Acylale als <a href="Schutzgruppe" title="Schutzgruppe">Schutzgruppen</a> für <a href="Carbonylgruppe" title="Carbonylgruppe">Carbonylverbindungen</a> wie Aldehyde und Ketone.<sup id="cite_ref-14" class="reference"><a href="#cite_note-14"><span class="cite-bracket">[</span>14<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Hierfür werden die Carbonyle mit <a href="Anhydride" title="Anhydride">Säureanhydriden</a> und geeigneten Katalysatoren zu den entsprechenden Acylalen umgesetzt. Ein weiterer Syntheseweg geht von Carbonsäurechlormethylestern aus, die in aprotisch polaren <a href="L%C3%B6sungsmittel" title="Lösungsmittel">Lösungsmittel</a> (etwa <a href="Dimethylformamid" title="Dimethylformamid">Dimethylformamid</a>) basenkatalysiert mit Carbonsäuren umgesetzt werden.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>
<ol class="references">
<li id="cite_note-Hans_Reimlinger-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Hans_Reimlinger_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Hans Reimlinger: <cite style="font-style:italic">Nomenklatur Organisch-Chemischer Verbindungen</cite>. De Gruyter, 2011, ISBN 978-3-11-088321-3, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>478</span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://books.google.de/books?id=ZR6pczgr6l8C&amp;pg=PA478#v=onepage">eingeschränkte Vorschau</a> in der Google-Buchsuche).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Acylale&amp;rft.au=Hans+Reimlinger&amp;rft.btitle=Nomenklatur+Organisch-Chemischer+Verbindungen&amp;rft.date=2011&amp;rft.genre=book&amp;rft.isbn=9783110883213&amp;rft.pages=478&amp;rft.pub=De+Gruyter" style="display:none">&nbsp;</span></span>
</li>
<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Tobias Keydel, Andreas Link: <cite style="font-style:italic">Synthetic Approaches, Properties, and Applications of Acylals in Preparative and Medicinal Chemistry</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Molecules</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>29</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>18</span>, 19.&nbsp;September 2024, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>4451</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.3390/molecules29184451">10.3390/molecules29184451</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Acylale&amp;rft.atitle=Synthetic+Approaches%2C+Properties%2C+and+Applications+of+Acylals+in+Preparative+and+Medicinal+Chemistry&amp;rft.au=Tobias+Keydel%2C+Andreas+Link&amp;rft.date=2024-09-19&amp;rft.doi=10.3390%2Fmolecules29184451&amp;rft.genre=journal&amp;rft.issue=18&amp;rft.jtitle=Molecules&amp;rft.pages=4451&amp;rft.volume=29" style="display:none">&nbsp;</span></span>
</li>
<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Grzegorz Grynkiewicz, Martin Poenie, Roger Y. Tsien: <cite style="font-style:italic">A New Generation of Ca<sup>2+</sup> Indicators with Greatly Improved Fluorescence Properties</cite>. In: <cite style="font-style:italic">The Journal of Biological Chemistry</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>260</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>6</span>, 1985, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>3440–3450</span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Acylale&amp;rft.atitle=A+New+Generation+of+Ca2%2B+Indicators+with+Greatly+Improved+Fluorescence+Properties&amp;rft.au=Grzegorz+Grynkiewicz%2C+Martin+Poenie%2C+Roger+Y.+Tsien&amp;rft.date=1985&amp;rft.genre=journal&amp;rft.issue=6&amp;rft.jtitle=The+Journal+of+Biological+Chemistry&amp;rft.pages=3440-3450&amp;rft.volume=260" style="display:none">&nbsp;</span></span>
</li>
<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">R. D. Foord: <cite style="font-style:italic">Cefuroxime: Human Pharmacokinetics</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Antimicrobial Agents and Chemotherapy</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>9</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>5</span>, Mai 1976, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>741–747</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1128/AAC.9.5.741">10.1128/AAC.9.5.741</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/949172?dopt=Abstract">PMID 949172</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC429614/">PMC&nbsp;429614</a> (freier Volltext).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Acylale&amp;rft.atitle=Cefuroxime%3A+Human+Pharmacokinetics&amp;rft.au=R.+D.+Foord&amp;rft.date=1976-05&amp;rft.doi=10.1128%2FAAC.9.5.741&amp;rft.genre=journal&amp;rft.issue=5&amp;rft.jtitle=Antimicrobial+Agents+and+Chemotherapy&amp;rft.pages=741-747&amp;rft.pmc=429614&amp;rft.pmid=949172&amp;rft.volume=9" style="display:none">&nbsp;</span></span>
</li>
<li id="cite_note-Gustav_Paumgartner,_Gerhard_Steinbeck-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Gustav_Paumgartner,_Gerhard_Steinbeck_5-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Gustav_Paumgartner" title="Gustav Paumgartner">Gustav Paumgartner</a>, Gerhard Steinbeck: <cite style="font-style:italic">Therapie innerer Krankheiten</cite>. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-10475-0, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>1617</span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://books.google.de/books?id=SsogBgAAQBAJ&amp;pg=PA1617#v=onepage">eingeschränkte Vorschau</a> in der Google-Buchsuche).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Acylale&amp;rft.au=Gustav+Paumgartner%2C+Gerhard+Steinbeck&amp;rft.btitle=Therapie+innerer+Krankheiten&amp;rft.date=2013&amp;rft.genre=book&amp;rft.isbn=9783662104750&amp;rft.pages=1617&amp;rft.pub=Springer-Verlag" style="display:none">&nbsp;</span></span>
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<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text">Koji Nakanishi, Kazuo Habaguchi: <cite style="font-style:italic">Biosynthesis of ginkgolide B, its diterpenoid nature, and origin of the tert-butyl group</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Journal of the American Chemical Society</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>93</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>14</span>, Juli 1971, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>3546–3547</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1021/ja00743a052">10.1021/ja00743a052</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Acylale&amp;rft.atitle=Biosynthesis+of+ginkgolide+B%2C+its+diterpenoid+nature%2C+and+origin+of+the+tert-butyl+group&amp;rft.au=Koji+Nakanishi%2C+Kazuo+Habaguchi&amp;rft.date=1971-07&amp;rft.doi=10.1021%2Fja00743a052&amp;rft.genre=journal&amp;rft.issue=14&amp;rft.jtitle=Journal+of+the+American+Chemical+Society&amp;rft.pages=3546-3547&amp;rft.volume=93" style="display:none">&nbsp;</span></span>
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