Konsolen- und Probenkopferneuerung 500 MHz NMR-Spektrometer

• Subject Area: Molecular Chemistry
• Term: Funded in 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 237236811

• Final Report Year: 2018

Final Report Abstract

Das erneuerte 500 MHz NMR-Spektrometer wird überwiegend von den vier organisch orientierten Arbeitsgruppen der Universität Bayreuth genutzt, deren Schwerpunkt auf der stereoselektiven Synthese neuer bioaktiver Verbindungen, Naturstoffe und chiraler Katalysatoren liegt. Es dient zur Strukturaufklärung und Charakterisierung neuer Substanzen sowie zur Analytik von Reaktionsgemischen. Die überwiegende Anzahl aller seit 2014 publizierten NMR-Daten (1D und 2D) wurde auf diesem Gerät gemessen. Die Arbeitsgruppe Prof. Breuning entwickelte mehrere hoch effiziente Katalysatoren für enantioselektive Henry-Reaktionen. Als chirale Liganden dienten rigide Diamine auf Basis von Bispidinen und Prolinen. Mit einem 5-cis-substituierten Prolinamin wurden >98.5% ee mit >35 aromatischen, heteroaromatischen, vinylischen und aliphatischen Aldehyden erreicht (aktuell weltweit erfolgreichstes System). Verwandte Diamine wurden erfolgreich in Cu-katalysierten, oxidativen Biarylkupplungen von 2-Naphtholen (bis zu 87% ee) eingesetzt. Die Arbeitsgruppe Prof. Schobert beschäftigte sich mit der Totalsynthese und Strukturaufklärung natürlicher glykosylierter und 3-oligoenoyl- oder -decalinoylsubstituierter Tetramsäuren. In einigen Fällen konnten falsch publizierte Strukturen solcher Naturstoffe revidiert werden (z.B. für Methiosetin und Spiroscytalin) durch Vergleich der für das Naturstoffisolat publizierten NMR-Daten mit den für unsere synthetischen Isomeren gemessenen. Des weiteren wurden Untersuchungen zur Struktur, Stabilität und Metabolisierung von pharmakologisch aktiven Metallkomplexen (Pt, Ru, Au) durchgeführt. In der Arbeitsgruppe Unverzagt werden Oligosaccharide chemisch und enzymatisch synthetisiert. Die Qualität der Zwischen- und Endprodukte wird durch HPLC-MS und NMR bestimmt. Der Strukturzuordnung komplexer N-Glycane durch NMR kommt eine besondere Bedeutung zu und erfordert eine Kombination speziell abgestimmter 1-D und 2-D NMR-Experimente. Dies gilt auch für Glycokonjugate wie z.B. Glycopeptide. Wir haben vor kurzer Zeit eine intensive Zusammenarbeit mit einer renommierten NMR-Gruppe in Spanien (J. Jimenez-Barbero, Bilbao) im Bereich der paramagnetischen NMR-Spektroskopie von Glycanen etabliert. Diese NMR- basierte Methode erlaubt zum ersten Mal die Differenzierung der ansonsten spektroskopisch identischen pseudosymmetrischen Antennen, die Konformationsanalyse in Lösung und die Bestimmung der Bindungsspezifität von Lectinen. In der Arbeitsgruppe Hahn wurde das NMR-Spektrometer für die Analytik komplexer Moleküle verwendet, die im Rahmen von Biosynthesestudien und (chemoenzymatischen) Totalsynthesen von Naturstoffen hergestellt wurden. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Projekte sind die Charakterisierung mehrerer Schlüsselenzyme aus dem Biosynthesewegen der Ambruticine und Jerangolide. Hierdurch konnten komplexe, in dieser Form bisher nicht beschriebene Biosynthesemechanismen aufgeklärt werden. Weiterhin wurde eine effiziente Totalsynthese der Jerangolide entwickelt, welche einen flexibln Zugang zu Derivaten ermöglicht.

Publications

• "Flexible and Modular Syntheses of Enantiopure 5-cis-Substituted Prolinamines from L-Pyroglutamic Acid" Synthesis 2015, 47, 575–586
  F. Prause, J. Kaldun, B. Arensmeyer, B. Wennemann, B. Fröhlich, D. Scharnagel, M. Breuning
  
• "The First Modular Route to Core-Chiral Bispidine Ligands and their Application in Enantioselective Copper(II)-Catalyzed Henry Reactions" Chem. Eur. J. 2015, 21, 12488–12500
  D. Scharnagel, A. Müller, F. Prause, M. Eck, J. Goller, W. Milius, M. Breuning
  
• "Ferrocenyl-coupled N-heterocyclic carbene complexes of gold(I): a successful approach to multinuclear anticancer drugs" Chem. Eur. J. 2016, 22, 18953–18962
  J. K. Muenzner, B. Biersack, A. Albrecht, T. Rehm, U. Lacher, W. Milius, A. Casini, J.-J. Zhang, I. Ott, V. Brabec, O. Stuchlikova, I. C. Andronache, L. Kaps, D. Schuppan, R. Schobert
  
• "Synthesis of the bioherbicidal fungus metabolite macrocidin A" Org. Lett. 2016, 18, 6352–6355
  R. G. Haase, R. Schobert
  
• "The Interplay between a Multifunctional Dehydratase Domain and a C-Methyltransferase Effects Olefin Shift in Ambruticin Biosynthesis" Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13589–13592
  G. Berkhan, C. Merten, C. Holec, F. Hahn
  
• "Total synthesis of aurantoside G, an N-β-glycosylated 3- oligoenoyltetramic acid from Theonella swinhoei" Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10122–10125
  M. Petermichl, S. Loscher, R. Schobert
  
• „Highly Efficient Synthesis of Multiantennary Bisected N-glycans Based on Imidates“ Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10487–10492
  M. Mönnich, S. Eller, T. Karagiannis, L. Perkams, T. Luber, D. Ott, M. Niemietz, J. Hoffman, J. Walcher, L. Berger, M. Pischl, M. Weishaupt, C. Wirkner, R. G. Lichtenstein, C. Unverzagt
  
• “Breaking the Limits in Analyzing Carbohydrate Recognition by NMR Spectroscopy: Resolving Branch-Selective Interaction of a Tetra-Antennary N-Glycan with Lectins” Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 14987–14991
  A. Canales, I. Boos, L. Perkams, L. Karst, T. Luber, T. Karagiannis, G. Domínguez, F.J. Cañada, J. Pérez-Castells, D. Häussinger, C. Unverzagt, J. Jiménez-Barbero
  
• „Synthetic Glycoforms reveal Carbohydrate-Dependent Bioactivity of Human Saposin D“ Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 5252–5257
  C. G. F. Graf, C. Schulz, M. Schmälzlein, C. Heinlein, M. Mönnich, L. Perkams, M. Püttner, I. Boos, M. Hessefort, J. N. Lombana Sanchez, M. Weyand, C. Steegborn, B. Breiden, K. Ross, G. Schwarzmann, K. Sandhoff, C. Unverzagt
  
• "Insights into the dual Activity of a Bifunctional Dehydratase- Cyclase Domain" Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 1, 343–347
  K. H. Sung, G. Berkhan, T. Hollmann, L. Wagner, W. Blankenfeldt, F. Hahn