Diversitäts-orientierte Synthese makrozyklischer Verbindungen unter Verwendung der Organo- und Metallkatalyse

• Antragsteller: Dr. André Grossmann
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245388588

In den letzten Jahrzehnten erlangten kleine organische Moleküle eine herausragende Rolle in der Erforschung von biologischen Signalwegen sowie der modernen Medizin, was vor allem auf ihre Fähigkeit, mit Makromolekülen zu interagieren, zurückgeführt werden kann. Die Darstellung eines Molekül-Kollektives mit hoher struktureller Vielfalt wurde im Zuge dieser Entwicklung unter dem Begriff der Diversitäts-orientierten Synthese (DOS) zusammengefasst.In dem vorliegenden Forschungsvorhaben wird eine effiziente Diversitäts-orientierte Synthese eines Kollektivs von makrocyclischen Polyestern und Polyamiden vorgestellt. Diese basiert zum Einen auf der Pluripotenz von alpha,beta-ungesättigten Aldehyden und Dienen und zum Anderen auf der Möglichkeit, Enale und Alkene/Alkyne orthogonal zu verwenden. In Analogie zu Schreibers build/couple/pair-Algorithmus ist dieses Projekt in drei Teile gegliedert. Zunächst wird eine vergleichsweise kleine Anzahl an prä-funktionalisierten Bausteinen synthetisiert (build step). Anschließend werden die einzelnen Bausteine mittels N-Heterocyclischen Carbene-katalysierten Transformationen verknüpft (couple step). Der Ringschluss der Baustein-Kette wird wiederum durch die Ruthenium-katalysierte Enyn-Ringschluss-Metathese (RCM) aufgebaut. Um die strukturelle Vielfalt des Molekül-Kollektivs noch weiter zu erhöhen, soll die entstandene Diene-Gruppe danach durch verschiedene RCM-Modifikationen zusätzlich funktionalisiert werden (pair step). Als Konsequenz werden die hergestellten Makrocyclen eine weite Streuung innerhalb des chemischen und biologischen Raumes aufweisen, sowie alle vier Hauptkomponenten der chemischen Diversität (Grundgerüst, Stereochemie, Seitenketten, funktionelle Gruppen) beinhalten. Zum Abschluss des Projektes werden die Mitglieder des synthetisierten Kollektivs von Makrocyclen in phänotypischen Tests auf ihre Bioaktivität überprüft. Ein Schwerpunkt wird hierbei auf ihren antibakteriellen Eigenschaften liegen, wobei die neuen Makrocyclen gegen gewisse pathogene, multiresistente Bakterienstämme verifiziert werden. Weiterhin wird getestet, in wie fern diese Verbindungen befähigt sind, ausgesuchte Protein-Protein Wechselwirkungen und die Ausbildung von Multiproteinkomplexen zu beeinflussen, welche für die Krebszellen-Proliferation zuständig sind.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. David R. Spring