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Darstellung von Gilbertin durch Dominoreaktion und Synthesestudien zum Procurcumadiol

Jiricek, Jan

Abstract Gilbertin, ein pentacyclisches Indolalkaloid aus der Familie der Uleinalkaloide, wurde 1982 aus Aspidosperma gilbertii (A. P. Duarte) neben Ulein und einer größeren Zahl anderer Alkaloide isoliert. Die in dieser Dissertation erstmals beschriebene enantioselektive Synthese von Gilbertin ermöglichte die Bestimmung der absoluten Konfiguration des Naturstoffes. Der Schlüsselschritt der Synthese ist eine kationische Dominoreaktion, die den Aufbau von zwei Heterocyclen und das Einstellen von zwei Stereozentren in einem Reaktionsschritt ermöglicht. Mit der Synthese von Gilbertin konnte das Anwendungsspektrum dieser kationischen Kaskadenreaktion zur Darstellung von Indolalkaloiden der Ulein-Familie erweitert werden. Das erste Stereozentrum des Zielmoleküls wurde durch eine Shibasaki-Michael-Reaktion eingeführt. Weitere Reaktionen ermöglichten die Synthese des 2,3-disubstituierten Tetrahydrocarbazolgrundgerüstes (Schema 68), das durch Standardreaktionen in den Cyclisierungsvorläufer überführt werden konnte(Schema 70). Es wurde ein unterschiedliches Reaktionsverhalten dieses 2,3-disubstituierten Cyclohexanonderivates in der racemischen und enantiomerenreinen Form festgestellt. Bei 2,3- disubstituierten Cyclohexanonen kann die relative Konfiguration der Substituenten durch eine basenkata sierte Enolatbildung aufgrund einer Bevorzugung der trans- Konfiguration eingestellt werden. Das in der Synthese verwendete Tetrahydrocarbazol stellt ein anelliertes und damit eingeebnetes Cyclohexanonderivat dar. Es wurde festgestellt, das eine Einstellung der relativen Konfiguration der Substituenten an diesem Substrat in der enantiomerenreinen Form nicht möglich ist. Die Ursache für ein Epimerisieren des Racemats wurde anhand einer konzentrationsabhängigen Kristallisation eines 1:1 Gemisches mit trans- Konfiguration der Substituenten belegt (Schema 69). Die Synthese des Cyclisierungsvorläufers wurde mit dem Diastereomerengemisch fortgeführt und eine Diastereomerentrennung konnte in der kationischen Dominoreaktion erzielt werden (Schema 71). Zusammenfassend ist in einer 17-Stufen Synthesesequenz eine Gesamtausbeute von 5.5 % realisiert worden. Procurcumadiol zählt zu den Vertretern der sesquiterpenoiden Naturstoffe, die ein Hydroazulensystem vom Guaian-Typ aufweisen. In der beschriebenen Synthesestudie wurde das Hydroazulengrundgerüst durch Anwenden eines de Mayo-artigen Dominoprozesses und einer Ringschlussmetathese erzielt (Schema 72). Die Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Metathesekatalysatoren ermöglichte die Ringschlussmetathese zur Darstellung des 2-Methyl-cyclopent-2- ens (trisubstituierte Doppelbindung) in Gegenwart einer freien Alkoholfunktionalität. Die Hydroxygruppe konnte im Verlauf der Synthese zur Einführung eines Epoxides in Allylstellung genutzt werden. Eine regioselektive Epoxidöffnung und das Schützen dieses synthetisierten 1,2- Diols in Form eines cyclischen Carbonates sollte eine Deketalisierung und eine Isomerisierung der vorhandenen exocyclischen Doppelbindung zu einem konjugierten Enon ermöglichen (Schema 74). Nach erfolgter Entschützung des Ketons konnte die Isomerisierungsreaktion nur unter lewissauren Bedingungen erzielt werden, da dieses funktionalisierte Hydroazulensystem zu Nebenreaktionen unter sauren und basischen Bedingungen neigt. Das Einführen einer Isopropylidenseitenkette und das Entschützen der Hydroxygruppen konnte nicht bewerkstelligt werden (Schema 74). Zusammenfassend konnten 11-Stufen dieser 13-Stufen Sequenz zur Darstellung von Procurcumadiol realisiert und Hinweise auf die Reaktivität dieses Moleküls in den letzten beiden Reaktionen erarbeitet werden.