Totalsynthese von Perylenchinon-Toxinen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mykotoxine, toxische Inhaltsstoffe von Pilzen, die Lebens- und Futtermittel befallen, stellen ein erhebliches Risiko dar. Für Toxine aus der Pilzgattung Alternaria (und verwandten Gattungen) gibt es wegen des Fehlens belastbarer Daten bislang keine Grenzwerte für Lebensmittel; umfassende Untersuchungen zur Toxizität und anderen biologischen Eigenschaften liegen für die meisten dieser Toxine nicht vor. Die Synthese dieser Verbindungen erlaubt die zweifelsfreie Strukturaufklärung der Verbindungen und kann signifikante Substanzmengen für umfassende Untersuchungen zur Verfügung stellen. In diesem Projekt wurden synthetische Zugänge zu einigen dieser Toxine untersucht. Ziel dieses Projekts war, Totalsynthesen für Perylenchinon-Mykotoxine, z. B. Altertoxine und Stemphyltoxine, zu entwickeln und durchzuführen. Die hohe Neigung dieser Naturstoffe und insbesondere der im Verlauf der Synthese auftretenden Zwischenstufen, zu aromatisieren, führte zu erheblichen Problemen. Einige der intensiv untersuchten Synthesewege konnten daher letztlich nicht weitergeführt werden. Als erfolgreich erwies sich ein Zugang ausgehend von einem Alkoxytetralon, das nach Reduktion Lewis-Säure-katalysiert zum Grundgerüst des Altertoxin III dimerisiert werden konnte. Zum Abschluss der Naturstoffsynthese fehlen hier – neben Schutzgruppenmanipulationen – noch eine Dehydratisierung und eine Epoxidierung. In einem Teilprojekt zur Synthese anderer Perylenchinonnaturstoffe wie dem Altertoxin I mussten wir die meisten verfolgten Strategien abbrechen; am weitesten fortgeschritten ist ein Ansatz ausgehend von Phenanthrenchinon, in dem fehlende Ringe durch Grignard-Addition und intramolekulare Acylierung eingeführt werden sollen. In einem letzten Teilprojekt wurde erfolgreich die Absolutkonfiguration der Perylenchinontoxine durch Vergleich von berechneten und gemessenen chiroptischen Daten (Circulardichroismus und Drehwerte) bestimmt. Es zeigte sich, dass die Circulardichroismussprektrem im Wesentlichen durch die Struktur des Grundgerüsts bestimmt werden. Die offensichtlich möglichen Probleme bei der Synthese (Aromatisierungstendenz von Intermediaten, Probleme mit der Löslichkeit von Intermediaten) waren von uns im bereits im Vorfeld identifiziert. Das Ausmaß dieser Probleme hat uns gleichwohl „überrascht“. Hinweise darauf, dass die Toxine eventuell nicht enantiomerenrein vorliegen, sind überraschend und interessant. Bislang konnten wir dies nicht belegen, wir beabsichtigen hier aber weitere Untersuchungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Synthesis of the Altertoxin III Framework. Tetrahedron 2013, 69 (18), 3683–3689
Oliver Geiseler, Monika Müller, Joachim Podlech
