Neuartige Schutzgruppendifferenzierung und de novo-Synthesen von Konduriten

Abstract

Kondurite und deren Abkömmlinge fungieren als Glykosidase-Inhibitoren und sind wertvolle Syntheseintermediate zur Darstellung von Inositen, die ihrerseits vielfältige biologische Funktionen erfüllen. So sind phosphorylierte myo-Inosite ein elementarer Bestandteil der intrazellulären Signaltransduktion, ebenso enthalten Glykanphosphatidylinosit-(GPI)-Anker - Glykophospholipide, die Proteine an die Membranen eukaryontischer Zellen binden - einen phosphorylierten myo-Inosit-Baustein; dessen chemische Synthese verläuft über aufwendige Chromatographien sowie eine Racematspaltung und lieferte bisher nur mäßige Ausbeuten. In dieser Arbeit wurde eine Vielzahl schutzgruppendifferenzierter enantiomerenreiner Kondurit B-Abkömmlinge in ausgezeichneten Ausbeuten dargestellt; hierbei wurden sowohl chemische als auch chemoenzymatische Verfahren angewendet, bei denen sich Lipozym®, eine immobilisierte Lipase aus dem Pilz Mucor miehei, als universeller Biokatalysator für Racematspaltungen sowie regioselektive Acylierungs- bzw. Deacylierungsschritte herausstellte. Die erhaltenen Kondurite B können durch eine nachfolgende cis-Dihydroxylierung in die entsprechenden, mit unterschiedlichen Schutzgruppen versehenen myo-Inosite überführt werden, die wiederum als Syntheseäquivalente des myo-Inosit-Bausteins in GPI-Ankersynthesen dienen sollen. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde ausgehend von durch zwei Ethylenacetale geschütztem 1,4-Benzochinon ein neues Synthesekonzept für racemische und enantiomerenreine schutzgruppendifferenzierte Abkömmlinge der Kondurite C und D entwickelt. Schlüsselschritt hierbei war eine Eisen(III)chlorid vermittelte solvensfreie Monodeacetalisierung, die zu den jeweiligen MICHAEL-Systemen führte, die ihrerseits großes synthetisches Potential besitzen. Ebenso konnte aus demselben geschützten 1,4-Benzochinon ein Monoepoxid erhalten werden, dessen eine Acetalfunktion mineralsauer katalysiert entfernt werden konnte und einen Synthesebaustein lieferte, der aufgrund der Vielzahl seiner funktionellen Gruppen einen universellen Synthesebaustein für nachfolgende Umwandlungen darstellt.

Conduritols and their derivatives act as inhibitors of glycosidases and are synthetic intermediates for the preparation of inositols which themselves have various biological functions. Myo-inositol phosphates play an important role in cell signalling as second messengers, and glycanphosphatidylinositol(GPI)-anchors - glycophospholipids which attach proteins to eucaryontic cell membranes - also contain a myo-inositol phosphate. The myo-inositol derivatives needed for chemical GPI-anchor synthesis are available only in poor yields so far. In this work a practical route is described for the preparation of a wide variety of enantiomerically pure conduritol B derivatives which contain different protecting groups. The potential of this approach was demonstrated by the use of both chemical and chemoenzymatical methods, in which Lipozym®, an immobilized Lipase from fungus mucor miehei turned out to be a universal biocatalyst for kinetic racemic resolutions as well as regioselective acylating or deacylating steps, respectively. The conduritol B derivatives can be transferred into the corresponding myo-inositol derivatives by simple cis-dihydroxylation of the double bond, the derived myo-inositol derivatives can than be used for the preparation of GPI-anchors. In the second part of this work, 1,4,9,12-Tetraoxa-dispiro[4.2.4.2]tetradeca-6,13-diene was used as starting material for the synthesis of a variety of racemic and enantiomerically pure conduritol C and D derivatives containing different protecting groups. Key step during this approach was an anhydrous iron(III) chloride catalyzed solvent-free cleavage of only one acetal function. The MICHAEL-systems derived by this method are valuable synthetic intermediates themselves. 1,4,9,12-Tetraoxa-dispiro[4.2.4.2]tetradeca-6,13-diene was also epoxidized, the product was converted into the corresponding monoacetal by treatment with mineral acid either without cleavage of the second acetal function nor opening of the epoxide ring. This led to a synthetic intermediate with a multitude of functional groups being an interesting tool for subsequent reactions.