Methodenentwicklung der ersten Ruthenium-Iminium-SOMO organokatalytischen Kaskade und ihre Anwendung in der Totalsynthese von biologisch aktiven Naturstoffen Viroallosecurinine und Norsecurinine

• Antragsteller: Dr. Dominik Hager
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238839157

Im Laufe der letzten Jahrzehnte wurde Organokatalyse zu einem wichtigen Gebiet der Organischen Chemie. Kleine Moleküle sind in der Lage eine Reihe von verschiedenen Transformationen auf asymmetrische Weise zu katalysieren, um Zugang zu bisher unbekannten Strukturgerüsten zu erhalten. Die gebräuchlichsten organokatalytischen Reaktionen verwenden Aldehyde als Substrate und werden in drei Hauptaktivierungsformen, nämlich Iminium-, Enamin-, und SOMO- (single occupied molecular orbital) Aktivierung, unterschieden. Jeder Modus ist für sich eine wirkungsvolle Methode um chirale Synthone zu generieren, aber die Verschmelzung von zwei oder mehreren organokatalytischen Modi zu Kaskadenreaktionen erlaubt die schnelle Umsetzung von einfachen achiralen Startmaterialien zu stereochemisch komplexen, enantiomerenreinen Produkten. Diese Verbindungen dienen als vielseitige Intermediate auf dem Weg zu strukturell verschiedenen Natur- und Wirkstoffen. Das Konzept der organokatalytischen Kaskade ist daher eine leistungsstarke Methode, um Naturstoffe nach den effizienten Prinzipen der Natur zu synthetisieren. Das vorliegende Forschungsprojekt beschreibt die Entwicklung der ersten Ruthenium-Iminium-SOMO organokatalytischen Kaskade, und ihre Anwendung in der effizienten Totalsynthese von bioaktiven Naturstoffen der Securinega Klasse. In der ersten Phase des Projektes, der Methodenentwicklung, werden drei unterschiedliche Katalysezyklen unabhängig voneinander optimiert und dann zu einer Kaskadenreaktion verschmolzen. Anschließend wird mit Hilfe dieser Methodologie die Synthese der beiden Naturstoffe Viroallosecurinine und Norsecurinine, in nur neun synthetischen Schritten von einfachen Startmaterialien, fertiggestellt. In Anbetracht der antibakteriellen Wirkung von Viroallosecurinine, werden die Ergebnisse dieser Arbeit relevant für die Erforschung und Entwicklung von Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie sein. Darüber hinaus wird diese Forschung bedeutsam zum stetig wachsenden Bereich der Organokatalyse beitragen, und andere Forscher zur Entdeckung neuer Aktivierungsformen und Arten der Kaskadenreaktionen inspirieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor David W. C. MacMillan, Ph.D.