Abstrakt

Advanced Chemistry 2018: Studien zur Naturstoffsynthese: Elevenol, Lodopyridon und Isochinocyclinon – Ulrich Koert

 Ulrich Koert

 Elevenol, das aus den Wurzeln von Flueggea virosa isoliert wird, ist ein 7,-20-Oxa-überbrücktes Dinorditerpen, das eine Wirkung gegen das Hepatitis-C-Virus zeigt. Lodopyridon, ein beispielloses pentasubstituiertes 4-Pyridon, stammt aus dem marinen Bakterienstamm CNQ490, der in der Nähe des La Jolla Canyon gesammelt wurde. Isochinocyclinon ist das gemeinsame Aglykon von Isochinocyclin A und B. Beide Naturstoffe gehören zu den Chinocyclinen, einer Klasse von Anthracyclin-Naturstoffen mit antimikrobiellen und zytotoxischen Verbindungen, die zuerst aus Streptomyces aureofaciens isoliert wurden. Hier präsentieren wir Fortschritte bei der Totalsynthese dieser Naturstoffe. Schlüsselschritte für die Synthese von Elevenol sind eine stereoselektive Michael-Addition vom Stetter-Typ, eine Tischtschenko-Reaktion und eine intramolekulare Lacton-Enolat-Arylierung. Für Lodopyridon wird ein pentasubstituiertes 4-Pyridon aus Kojisäure durch eine regioselektive Bromierung, eine Thio-Ullmann-Reaktion und eine regioselektive Lithiierung/Iodierung hergestellt. Der Anthrachinonkern von Isochinocyclinon wird durch eine Hauser-Anellierung synthetisiert. Die 2,4,5,6-Tetrahydropyrrolo[2,3-b]pyrrol-Substruktur kann durch eine Ni(0)-vermittelte Cyanid-Addition, gefolgt von der Umwandlung eines O,O- in ein N,O-Acetal und einer intramolekularen N-Alkylierung, hergestellt werden. Ein Naturprodukt ist eine chemische Verbindung oder Substanz, die von einem lebenden Organismus produziert wird, d. h. in der Natur vorkommt. Im weitesten Sinne umfassen Naturprodukte alle von Lebewesen produzierten Substanzen. Naturprodukte können auch durch chemische Synthese (sowohl Halbsynthese als auch Totalsynthese) hergestellt werden und spielen eine zentrale Rolle bei der Entwicklung des Gebiets der organischen Chemie, da sie schwierige Syntheseziele liefern. Der Begriff Naturprodukt wurde auch für kommerzielle Zwecke hinzugefügt, einschließlich Kosmetika, Nahrungsergänzungsmittel und Lebensmittel ohne Zusatz natürlicher Quellen. Auf dem Gebiet der organischen Chemie ist die Definition von Naturprodukten im Allgemeinen auf gereinigte organische Verbindungen beschränkt, die aus natürlichen Quellen isoliert werden, wie z. B. primäre oder sekundäre Stoffwechselwege. Auf dem Gebiet der medizinischen Chemie ist die Definition häufig auf sekundäre Metabolite beschränkt, die nicht überlebensnotwendig sind, den Organismen, die sie produzieren, jedoch einen evolutionären Vorteil verschaffen. Viele sekundäre Metabolite sind zytotoxisch und wurden evolutionär für den Einsatz gegen „chemische Kampfstoffe“ ausgewählt und optimiert. Die chemische Untersuchung eines organischen Extrakts von CNQ490, einer Saccharomonospora-Art, die aus Meeresablagerungen vor der Küste von San Diego isoliert wurde, ergab Lodopyridon. Die niedrigen Protonen/Kohlenstoff-Verhältnisse, die die Struktur von Lodopyridon aufweist, verhinderten eine Aufklärung durch NMR-spektroskopische Methoden, und die Struktur wurde schließlich durch Röntgenkristallographie bestimmt. Lodopyridon Krebs als Massenspektrometrie-Test in Ultrafiltration, aber es hemmt nicht die enzymatische Aktivität. Alle natürlichen Produkte beginnen mit Mischungen und anderen natürlich vorkommenden Verbindungen, oft sehr komplexe Mischungen,aus dem das Produkt, das von Interesse ist, isoliert und gereinigt werden muss. Die Isolierung eines Naturprodukts bezieht sich auf den Kontext, auf den Grad der Aufklärung des chemischen Inhalts, die Derivatisierungs-/Abbauchemie, die biologischen Tests und die Forschungsanforderungen (normalerweise Milligramm bis Gramm, aber historisch oft mehr), [Zitat erforderlich] oder auf die Isolierung „analytischer Mengen“ der Substanz von Interesse, wobei der Schwerpunkt auf der Identifizierung und Quantifizierung der Substanz liegt (zum Beispiel in Geweben oder biologischen Flüssigkeiten). Die Isolierungsmethoden, die angewendet werden, um diese beiden getrennten Produktskalen zu berücksichtigen, sind ebenfalls getrennt, umfassen jedoch im Allgemeinen Extraktion, Niederschlag, Adsorption, Chromatographie und manchmal Kristallisation. In beiden Fällen wird die isolierte Substanz bis zur chemischen Homogenität gereinigt, das heißt, dass spezifische kombinierte Trenn- und Analysemethoden wie LC-MS-Methoden gewählt werden oder „- ihre Trennungen auf der Grundlage von Wechselwirkungsmodi zwischen der Substanz und der Isolationsmatrix durchführen - mit dem Ziel, die wiederholte Erkennung einer einzelnen Spezies in der mutmaßlichen Substanz zu erreichen.