Stereoselektive Multikomponentenreaktionen von ungeschützten und nichtaktivierten Kohlenhydraten. Ein direkter Zugang zu glykosidierten Peptidmimetika

• Antragsteller: Professor Dr. Rainer Mahrwald
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265673199

Mit diesem Projekt wird ein außergewöhnlich einfacher und hochselektiver Zugang zu glykosidierten, artifiziellen Peptiden vorgestellt. Ziel dieses Projektes ist es, erste Ergebnisse von explorativen Untersuchungen dieser Multikomponentenreaktionen auszubauen, tiefer auszuloten und somit die Basis für eine allgemeine Anwendbarkeit dieser Methode zu schaffen. In vorbereitenden Arbeiten haben wir eine erfolgreiche Grundlage für eine weitere Verallgemeinerung dieser hochselektiven Multikomponentenreaktion von ungeschützten Kohlenhydraten und Aminosäuren erarbeitet. Bei diesen Untersuchungen konnten bisher folgende chemoselektive und stereoselektive Regeln aufgestellt werden. Die Konfiguration der eingesetzten Kohlenhydrate bestimmt die Bildung von Diketopiperazinen oder Lactonen. Bei Reaktionen von Ribose mit Prolin und Isocyanessigester werden ausschließlich Lactone gebildet, währenddesen bei Verwendung von Arabinose die Bildung von 2.6-Diketopiperazinen unter identischen Reaktionsbedingungen beobachtet wird. Die Konfiguration der eingesetzten Aminosäuren bestimmt die Richtung der C-C-Bindungsknüpfung. Bei Reaktionen mit L-Prolin wird selektiv eine syn-konfigurierte C-C Bindungknüpfung beobachtet, währenddessen bei Verwendung von D-Prolin eine anti-konfigurierte Bindungknüpfung erfolgt. Bei Verwendung von hydroxylierten Aminosäuren (Serin bzw. Threonin) kommt es zur selektiven Bildung von Imidoester. Dies stellt eine ungewöhnliche Kettenverlängerung der eingesetzten Kohlenhydrate dar. Mit dieser Transformation sollte ein einfacher Zugang zu Iminokohlenhydraten möglich sein. Mit dem Projekt sollen die stereo- wie auch chemoselektiven Regeln dieser Multikomponentenreaktion tiefer untersucht und eindeutig definiert werden. Weitere Untersuchungen zur Substratbreite dieser außerordentlich einfachen und effizienten Reaktion sollen deren allgemeine Anwendung demonstrieren. Dies betrifft vor allem die eingesetzten Aminosäuren, Kohlenhydrate und Isocyanide. Im Rahmen dieses Projektes sollen weitere Di- bzw. Trisaccharide (generell Oligosaccharide) in diesen Reaktionen getestet werden. Das Gesamtziel dieses Projektes ist es, die existierenden Synthesen von C-glykosidierten, artifiziellen Peptiden mit dieser direkten Multikomponentenreaktion von ungeschützten Kohlenhydraten und Aminosäuren deutlich zu vereinfachen und zu verallgemeinern. Somit ergibt sich eine neue Möglichkeit zur Totalsynthese von komplizierten C-Glycopeptiden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen