Marine Oxylipine: Eine Herausforderung für die Naturstoffsynthese

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Pietruszka
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5375230

• Erstellungsjahr: 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Verlaufe des Projektes wurden Totalsynthesen von 16 marine Oxylipine mit Cyclopropyllacton-Einheit verwirklicht: Neben dem Halicho- und Neohalicholacton (9-Ring-Lactone), wurden 6 der bekannten 7 Constanolactone (6-Ring-Lactone) synthetisiert. Ein besonderes Augenmerk lag auf der Bereitstellung der 8 Solandelactone A-H (8-Ring-Lactone), deren Synthese ebenfalls möglich wurde, wobei für alle Verbindungen auf Basis unserer Daten eine Strukturrevision vorgenommen werden musste. Für die Constanolactone C+D sowie die Solandelactone C/D/G/H sind unsere Totalsynthesen die bislang einzigen publizierten, die Solandelactone A+B wurden zeitgleich von White et al. erstmals veröffentlicht. Die abgeschlossenen Arbeiten basieren im Wesentlichen auf zwei methodischen Fundamenten:  Zum einen konnten neue Allylborreagenzien mit einem stereogenen Zentrum in α-Position zum Bor entwickelt und angewendet werden; von zentraler Bedeutung war hier nicht nur die hohe Enantioselektivität der Umsetzung, sondern vielmehr die hohe Z-Selektivität für die erhaltenen Homoallylalkohole. Die initialen Ergebnisse werden gegenwärtig in einem neuen, unabhängigen Projekt mit dem Ziel vertieft, neue Reagenzien zu generieren und diese für weitere Naturstoffsynthesen zugänglich zu machen.  Die Biokatalyse stellt das zweite Standbein: Wurden ursprünglich kinetische Racematspaltung mit Lipasen für die Bereitstellung von enantiomerenreinen Cyclopropanbausteinen nutzbar gemacht, so untersuchen und nutzen wir in jüngeren Arbeiten intensiv Alkoholdehydrogenasen. Auf diesem Wege lassen sich mittlerweile die Lactoneinheiten effizient enantioselektiv synthetisieren. Die Herstellung, Optimierung und Nutzung neuer Biokatalysatoren ist inzwischen eine verbreitete Methode im Arbeitskreis, die regelmäßig zu Schlüsselintermediaten von Synthesen führt. Beide Methoden werden zurzeit herangezogen, um die letzten bislang bekannten Vertreter der Naturstoffklasse – das Constanolacton G sowie das Solandelacton I – erstmals zu synthetisieren. Speziell die Strukturaufklärung der letzteren Verbindung stellt noch immer eine besondere Herausforderung dar, da prinzipiell 4 diastereomere Strukturen möglich sein sollten.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Adv. Synth. Catal. 2003, 345, 1273
  J. Pietruszka, A. C. M. Rieche, T. Wilhelm, A. Witt
  
• Angew. Chem. 2003, 115, 5796
  J. Pietruszka, N. Schöne
  
• Synlett 2003, 1698
  J. Pietruszka, T. Wilhelm
  
• Eur. J. Org. Chem. 2004, 5011
  J. Pietruszka, N. Schöne
  
• Jahrbuch der HHU Düsseldorf (2005/2006), 2006, 519
  J. Pietruszka, A. C. M. Rieche, T. Wilhelm, N. Schöne
  
• Synthesis 2006, 24
  J. Pietruszka, N. Schöne
  
• Adv. Synth. Catal. 2007, 349, 1533
  T. Fischer, J. Pietruszka
  
• Synlett 2007, 2525
  J. Pietruszka, A. C. M. Rieche, N. Schöne
  
• Adv. Synth. Catal. 2008, 350, 1407
  J. Pietruszka, A. C. M. Rieche
  
• Chem. Eur. J. 2008, 14, 5178
  J. Pietruszka, N. Schöne, W. Frey, L. Grundl
  
• Synthesis 2010, 527
  M. Bischop, V. Doum, A. C. M. Nordschild (née Rieche), J. Pietruszka, D. Sandkuhl
  
• Top. Curr. Chem. 2010, 297, 1
  T. Fischer, J. Pietruszka