# Pasteurestin A

Pasteurestin A ist ein Sesquiterpen und gehört zu den Terpenoiden.

## Vorkommen und Biosynthese

Pasteurestin A wird durch Fermentation eines Pilzes, des Basidiomyceten Agrocybe aegeritta erhalten.
FPP wird cyclisiert durch ionisationsabhängige Klasse-I-Terpensynthasen, die als Sesquiterpen-Synthasen bekannt sind. Die Ringbildung entsteht durch eine elektrophilen Additionsmechanismus. Durch die Cyclisierung entsteht das Intermediat trans-humulyl-Kation 60. Initiiert wird die Cyclisierung durch eine metallioneninduzierte Ionisierung und der Abspaltung anorganischem Pyrophosphat/Diphosphat (eng. PPi). Das entstehende reaktive Carbokation unterliegt einem Ringschluss an der 1,11-Position. Durch Abspaltung eines Protons an dem C10-Atom, kommt es zu Bildung einer Doppelbindung zwischen C9,10. Durch Protonierung der zuvor entstandenen Doppelbindung, entsteht eine positive Ladung am C9-Kohlenstoffatom. Eine 2,9-Cyclisierung führt zu einem 5,8-Ringsystem. Mit einer 3,6-Cyclisierung entsteht das Protoilluden-Kation. Die Eliminierung des H-Atoms am sechsten Kohlenstoffatom führt zum Produkt Protoilluden. Nach weiteren Reaktionsschritten entsteht Pasteurestin A.

## Eigenschaften

Pasteurestin A gehört zur Stoffklasse der Protoilludene und ist ein tricyclisches Sesquiterpen mit einem 5/6/4-Ring-System. Das 5/6-Ring-System erstreckt sich über die Kohlenstoffatome C2 und C9, während die Atome C5 und C8 das 6/4-Ring-System formen. Eine Doppelbindung ist am C4-Atom lokalisiert. Die Wasserstoffatome an C2 und C9, die Methylgruppe an C11 sowie die Hydroxygruppe an C3 stehen trans zur Methylgruppe am C8. Am C4-Atom ist zusätzlich eine Carboxylgruppe substituiert.
Der Drehwert ist [α]$_D$$^{24}$ = −65°.
Pasteurestin zeigt eine starke selektive Aktivität gegen Mannheimia haemolytica. Dabei handelt es sich um ein wichtiges Pathogen, das bei Rindern Entzündungen der Atemwege auslöst.

## Gewinnung und Synthese
### Isolierung des Naturstoffs

Zur Isolierung wurde ein Pasteurestin A und B produzierendes Bakterium in einer Kultur gezüchtet. Der verwendete Mikroorganismus stammt aus der Präfektur Kagoshima in Japan und ist mit der Stammnummer K-379 gekennzeichnet worden. Als Nährmedium für die Kultur wird eingesetzt, was normalerweise als Energiequelle für Lebewesen verwendet wird. Dazu gehören Fettsäuren, Kohlenhydrate, Proteine, sowie Nährsalze. Je nach Kulturmedium muss die Zusammensetzung des Nährmediums variiert werden und die verwendeten Nähstoffquellen vor Kultivierung steril sein. Der optimale pH-Wert liegt hierbei zwischen 5,5 und 6,5. Die Temperatur sollte konstant bei 25–30 °C gehalten werden. Die Zeit zur Gewinnung der Kultur beträgt dabei zwischen 4 und 14 Tage, je nach Zusammensetzung der Kultur und den gegebenen Bedingungen. Nach abgeschlossener Fermentation wird die Zellkultur einem bekannten Trennverfahren unterzogen, wie einer Zentrifugation. Die Lösung wird mittels einer Lösungsmittelextraktion mit Butylacetat aufgetrennt. Mittels Chromatographie wird das Stoffgemisch aufgetrennt, nach Reinigung zusammengetragen und unter Druck getrocknet. Die Gesamtausbeute bei diesem Verfahren ergibt 3,7 mg Pasteurestin A und 6,0 mg Pasteurestin B. Die hierbei beschriebene Isolierung ist in einem japanischen Patent von 2002 zu finden.

### Totalsynthese

Für die Herstellung von Pasteurestin A orientierte man sich an der Synthese von Illudol nach Vollhardt. Dessen zentraler Syntheseschritt war eine [2+2+2]-Cycloaddition.
Die Synthese von Pasteurestin A besteht aus vielen Teilreaktionen, von denen besonders die Cobalt vermittelte [2+2+2]-Cycloaddition wichtig ist, denn diese erstellt die zugrundeliegende Struktur. Danach werden die fehlenden funktionellen Gruppen in einzelnen Reaktionen an das Molekül gebunden.
Die Reaktion läuft im Grunde zwischen einem Allylbromid und einem Butyrlacton ab. Es wird LDA als starke Base verwendet und Hexamethylphosphoramid als Lösungsmittel. Ausgeführt wird die Reaktion bei einer niedrigen Temperatur von −78 °C, um potenzielle Nebenreaktionen zu vermeiden. Der Ablauf der Reaktion ist dabei wie folgt: 1) Das Butyrlacton wird an einem H-Atom deprotoniert durch LDA. 2) Es entsteht ein Enolat. 3) Die Doppelbindung des Enolats greift dann in einer Sn$^2$-Reaktion das Bromid an. Schlussendlich entsteht dann folgendes Molekül: Dieses wird durch darauffolgende Reaktionen weiterverarbeitet, wodurch dann das Ausgangsmolekül für die [2+2+2]-Cycloaddition entsteht.