title: Neue Synthesewege zu hochfunktionalisierten bioaktiven Tetramsäuren : Caldoramid und JBIR-141/142
Creators: name: Wunder, Anja Christina
Publisher: name: University of Bayreuth
Year: 2021
Subjects: subject: Naturstoffsynthese
subject: Tetramsäuren
subject: N-methylierte Peptide
subject: Diazeniumdiolat
subject: 540

description: Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung neuer Synthesewege zu den Naturstoffen Caldoramid, JBIR-141 und JBIR-142, die neben vielversprechenden Bioaktivitäten synthetisch anspruchsvolle Naturstoffe darstellen, zum einen aufgrund der hohen Anzahl an N-methylierten Peptidbindungen und zum anderen aufgrund der hohen Dichte an unterschiedlichen funktionellen Gruppen. Caldoramid ist ein Vertreter der Klasse der peptidischen 3O-Methyltetramate. An anderen Verbindungen dieser Naturstoffklasse sind verschiedene Synthesewege in der Literatur beschrieben, die auf der Verknüpfung einzeln aufgebauter Fragmente basieren. Im Unterschied dazu wird in dieser Arbeit eine Strategie erarbeitet, bei der ähnlich einer Festphasenpeptidsynthese der Aufbau des Gesamtsystems direkt am Kern, dem 3O-Methyltetramat, hin zur N-terminalen N,N-Dimethylalanin-Aminosäure stattfinden soll. An das deprotonierte Tetramat wurde N-Methyl-Boc-Isoleucin nach verschiedenen Versuchen der Aktivierung als Acyl-Imidazol geknüpft. Nach saurer Entschützung konnte die Kupplung der nächsten Aminosäure in Form von Fmoc- oder Boc-N-Methyl-Valin mittels verschiedener Aktivierungsreagenzien nicht erreicht werden, was eine Änderung der Schutzgruppenstrategie auf nosylierte Aminosäuren erforderlich machte. Diese wurden als Säurechlorid mit Ghosez Reagenz, 1-Chloro-(N,N,2-trimethyl)-1-propenylamin, aktiviert, gekoppelt und nachfolgend selektiv am N-Terminus in quantitativer Ausbeute methyliert. Die Zielverbindung konnte in 12 Schritten (längste lineare Kette) mit einer insgesamten Ausbeute von 16% erhalten werden. Aufgrund der leichten Abweichung der NMR-Signale zu höheren ppm und des abweichenden Drehwerts sollte mit einer Probe des natürlichen Isolats ein direkter Vergleich z.B. mittels NMR, CD/ORD oder HPLC durchgeführt werden. MTT-Assays der synthetischen Verbindung zeigten an menschlichen Dickdarmkarzinomzelllinien HT-29 und HCT-116wt IC50-Werte von 77.5 ± 1.3 μM und 43.8 ± 3.7 μM. An der Brustkrebszelllinie MCF-7 wurde ein IC50-Wert von 33.9 ± 1.3 μM ermittelt. Als zweites Ziel der Arbeit sollen die Grundlagen für einen synthetischen Zugang zu den FoxO3a-Inhibitoren JBIR-141/142 erarbeitet werden, da FoxO3a in Zusammenhang mit einigen Krankheit steht und ein wichtiges Target darstellt. Neben der Tetramsäure- sowie der Oxazolin-Einheit enthalten diese Naturstoffe eine N-Nitroso hydroxyaminofunktion, welche bis dato nur in Totalsynthesen strukturell einfacherer Verwandter hergestellt worden ist. In Form von Testsystemen sollte der Aufbau und die Verknüpfung der Funktionalitäten hier erarbeitet werden und der Grundstein für eine spätere Totalsynthese gelegt werden. Die Synthese der Oxazolin-Einheit erfolgte über L-allo-Threonin, da die meisten Oxazolin-Ringschlussmethoden unter Inversion des Stereozentrums am β-Kohlenstoff erfolgen. Das Dipeptid wird in Form des Methylesters unter EDCI-Kupplung erzeugt und zum trans-Oxazolin umgesetzt. Zur Synthese der 3-Acyltetramsäure via Dieckmann-Cyclisierung wurde das entsprechende β-Ketosystem hergestellt. Ausgehend von (S)-2-Hydroxy-3-methyl-buttersäure wurde über drei Stufen die Benzyl-geschützte Verbindung hergestellt und an Meldrumsäure acyliert, welches anschließend mit Ethyl-N-methyl-alaninat unter Abspaltung von CO2 zur β-Ketoverbindung umgesetzt wurde. Neben dieser Tetramsäurevorstufe und dem fertigen Oxazolin-Baustein wurde für Kupplungsversuche ein vereinfachter Testbaustein mit N-Nitroso hydroxyamino-Funktion aufgebaut. Ausgehend von L-Glutaminsäure wurde in der Seitenkette über die Stufe des Aldehyds eine benzylgeschützte Hydroxyaminofunktion erzeugt, die mit Butylnitrit nitrosyliert wurde. Unter Ausschluss von Licht konnte diese Verbindung unter Kühlung über einen längeren Zeitraum ohne erkennbare Zersetzung gelagert werden, jedoch trat im sauren Medium sofortige Zersetzung ein. Durch Umschützung der N2O2-Funktion wurde das stabilere benzylierte Diimid-N-Oxid erhalten, das weitere Transformationen wie eine Boc-Abspaltung mit pTsOH am Baustein erlaubte. Auch eine Kupplung mit dem in situ hergestellten Caesium-Salz des Oxazolins konnte erzielt werden. Dies bekräftigt die gewählte Synthesestrategie und die weiteren Stufen, die zur Verknüpfung aller Bausteine nötig wären, wurden in einer formalen Synthese beschrieben. Daneben wurde die Synthese des Mittelbausteins zum einen mit einer Reformatsky-Reaktion als Schlüsselschritt, zum anderen ausgehend von Pantolacton mit einer Grignard-Reaktion als Kerntransformation untersucht.