Effiziente Synthesen natürlicher und unnatürlicher Benztropolone und Pulvinone. Totalsynthese des Pilzfarbstoffs Aurantricholon

• Antragsteller: Professor Dr. Reinhard Brückner
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277682607

1945 wurde als Kern eines Pilz-Inhaltsstoffs ein Hydroxycycloheptatrienon identifiziert, das Tropolon getauft wurde. Letzteres war der erste ladungsfreie isocyclische nicht-benzoide Aromat. Die Anellierung eines Benzolrings an Tropolon definiert 3,4- und der 4,5-Benztropolone. Die Synthese von 3,4-Benztropolonen unterschiedlichster Substitutionsmuster ist das Hauptziel dieses Projekts. Synthetische 3,4-Benztropolone dienen als UV-Absorber, konservieren und wirken gegen Mikroben, Retroviren und Adipositas. Synthetische 3,4-Benztropolone sind überdies leads zur Therapierung von Akne oder Sepsis. Theaflavin ist ein weiteres gesundheitsförderliches 3,4-Benztropolon. Es entsteht bei der Gewinnung von Schwarztee. Als wirkliche 3,4-Benztropolon-Naturstoffe wurden fast 40 Strukturen beschrieben. Eine davon beschreibt den Pilzfarbstoff Aurantricholon. Der Wunsch, dessen Totalsynthese zu bewerkstelligen, wurde zum Taufpaten dieses Projekts. Aurantricholon blieb uns unzugänglich, als wir es durch die Oxidation eines Brenzcatechin/Pyrogallol-Gemischs herstellen wollten, d. h. einstufig und vermeintlich biomimetisch. Dieser Zugang scheiterte vermutlich daran, dass Aurantricholon eine Art Bis(pulvinon) ist. Es enthält nämlich zwei alpha-Aryl-gamma-(arylmethyliden)tetronsäuren. Das letztere Strukturelement ist oxidations- und sogar autoxidationsempfindlich, besonders, wenn seine Arylreste Polyphenole sind. Das weiß man von der Oxidationsanfälligkeit der strukturverwandten Pulvinsäuren. Die Entwicklung Benztropolon-kompatibler Pulvinonsynthesen ist daher auch ein zentrales Antragsziel. Methodisches Fundament dafür legten wir in unseren Vorarbeiten auf drei unterschiedlichen Wegen. Substituierte 3,4-Benztropolone, die biomimetisch unzugänglich sind, gehen aus anderen Synthesestrategien hervor. Deren jüngste entspringt unseren Vorarbeiten. Sie basiert auf folgendem Konzept: 3,4-Benztropolone sind Enole von Benzocycloheptadiendionen; Benzocycloheptadiendione entstammen der Hydrolyse von Benzocycloheptadiendion-Monoketalen; letztere werden per Ringschlussmetathese von ortho-(2-Allyl-2,2-dimethoxyacetyl)styrolen erzeugt. 3,4-Benztropolonen der 2. Generation erhielten wir in weiterführenden Vorarbeiten, indem wir nach der Metathese Brom einführten und der betreffenden Position durch Kreuzkuppeln weiterfunktionalisierten. En détail planen wir, die Synthesechemie neuer 3,4-Benztropolone und Pulvinone in fünf Richtungen zu erforschen: 1) Ausdehnung des Strukturraums von 3,4-Benztropolonen der 2. Generation 2) Realisierung der 1. Totalsynthese des 3,4-Benztropolon-/Bispulvinon-Pilzfarbstoffs Aurantricholon 3) Entwicklung säurefreier Ringschlussmetathese-Synthesen von 3,4-Benztropolonen der 3. Generation 4) Ausarbeitung neuer Wege zu Pulvinonen 5) Untersuchung der unter epigenetischen Aspekten interessanten Histon-Demethylase-Hemmwirkung aller neuen 3,4-Benztropolone. Hierfür belegten unsere Vorarbeiten ein Potential

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Manfred Jung