Totalsynthese von alpha-, beta- und gamma-Naphthocyclinon

• Antragsteller: Dr. Mark Marcello Maturi
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290521118

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die erste Totalsynthese von alpha-, beta- und gamma-Naphthocyclinon, drei Naturstoffen aus der Familie der Naphthocyclinone. Diese Klasse von Naturstoffen, die eine antibiotische Wirkung gegen Gram-positive Bakterienstämme besitzen, wurde 1974 als die Farbpigmente aus dem Wurzelwerk der Streptomyces arenae isoliert. Die Biosynthese der Naphthochinone und Naphthocyclinone ist eingehend untersucht und aufgeklärt. Von Bedeutung für das Projekt ist, dass Mutter Natur die Naphthocyclinone durch Dimerisierung einer Monomereinheit, einem Pyranonaphthochinon, aufbaut.Die Retrosynthese von alpha-, beta- und gamma-Naphthocyclinon sieht für diese einen gemeinsamen Vorläufer mit dem kompletten Kohlenstoff-Grundgerüst vor. Die bicyclische Kernstruktur dieses Vorläufers soll durch die in der Gruppe um Suzuki entwickelte Methodik einer Aldol-Addition durch reduktive Cyclisierung aufgebaut werden. Der Cyclisierungsvorläufer soll durch eine asymmetrische, Rhodium-katalysierte C-C-Verknüpfung aus einem westlichen Fragment und einem östlichen Fragment dargestellt werden. Inspiriert von der Biosynthese sollen diese beiden Teilfragmente aus dem gemeinsamen Schlüsselintermediat, einem Pyranonaphthalin, synthetisiert werden. In synthetischer Richtung soll das Naphthalin-Gerüst des Schlüsselintermediats durch eine Anellierung eines Benzoesäureesters und einem literaturbekannten chiralen Dihydropyron, welches eines der beiden stereogenen Zentren des Schlüsselintermediates mit sich bringt, generiert werden. Der Pyranring soll durch eine diastereoselektive Alkylierung aus einem Lactol voll funktionalisiert werden.Nach Modulation des Schlüsselintermediates in das westliche und das östliche Fragment, einer C-C-Verknüpfung beider Fragmente und reduktiven Cyclisierung soll der gemeinsame Vorläufer mit dem kompletten Kohlenstoff-Grundgerüst generiert werden. Über eine Synthesesequenz aus a) Oxidation zum para-Naphthochinon-Chromophor, b) Darstellung einer Carbonsäure-Gruppe und c) Abspaltung der Phenol-Schutzgruppen soll das beta-Naphthocyclinon darstellt werden. Durch Umstellung der ersten beiden Schritte dieser Synthesesequenz (zuerst Darstellung der Carbonsäure-Gruppe und anschließende Oxidation zum para-Naphthochinon-Chromophor) soll es in Anlehnung an die Literatur zur Lactonisierung kommen und sich somit nach Abspaltung der Schutzgruppen das gamma-Naphthocyclinon darstellen lassen. Ausgehend von beta-Naphthocyclinon soll das alpha-Naphthocyclinon in Analogie zur Biosynthese durch eine Epoxidierung und eine photochemische Umlagerung zugänglich sein.In den bisherigen Studien konnte der synthetische Zugang zum razemischen Schlüsselintermediat, als auch die Modulation dessen in das westliche und östliche Fragment erfolgreich etabliert werden. Diese Ergebnisse ebnen somit den Weg zur enantioselektiven Totalsynthese der als Ziel gesetzten Naturstoffe.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Japan
• Gastgeber: Professor Keisuke Suzuki, Ph.D.