Neue Ringumlagerungsmetathesen und deren Anwendung in der Naturstoffsynthese
Diese Arbeit beschäftigt sich mit neuen Formen der Ringumlagerungsmetathese und deren Anwendungsmöglichkeiten in der Naturstoffsynthese. So wurde erstmals eine Transformation beschrieben, bei der aus zwei Ringen mit endocyclischen Doppelbindungen unter Einbau von Ethen ein neuer Ring aufgebaut werden kann. Aus formalen Überlegungen heraus wurde dieser Umlagerungstyp als inverse Ringumlagerungsmetathese (inverse RRM) bezeichnet. Das Hauptprodukt der Umlagerung sind heterocyclische, hochfunktionalisierte Triene, die wertvolle Zwischenstufen für die Synthese von entsprechenden Naturstoffen darstellen. Durch die Desymmetrisierung prochiraler Ringe im Zuge der inversen RRM konnte die Reaktion diastereoselektiv gestaltet werden. Die Wahl der Schutzgruppen, das Lösungsmittel, der Ethendruck und der verwendete Katalysatortyp wurden als besonders bedeutsam für die Richtung und die Höhe der Diastereoselektivität herausgearbeitet. So gelang es, durch Verwendung von Substraten mit geeigneten Schutzgruppen in Gegenwart verschiedener Katalysatoren sowohl syn- als auch anti -2,6-disubstituierte Piperidine darzustellen, mit guten Ausbeuten und Diastereomerenüberschüssen von 82-84%. Außerdem konnte an einem Beispiel eine Temperaturabhängigkeit der Diastereoselektivität nachgewiesen werden. So sank der de von 84% bei 0 °C auf 67% bei 60 °C. Die Werte bei 20 und 40 °C verhielten sich dabei annähernd linear. Auf der Basis dieser Erkenntnisse wurde eine Totalsynthese zu (−)-Aspertin D entworfen, die als Schlüsselschritt die inverse diastereoselektive Ringumlagerungsmetathese verwendet. Die publizierte Struktur dieses Naturstoffes konnte in 10 Stufen mit einer Gesamtausbeute von 8% ausgehend von einem kommerziell erhältlichen, chiralen Alkohol dargestellt werden. Der Vergleich der spektroskopischen Daten mit denen des Naturstoffes zeigte, dass die angegebene Struktur für (−)-Aspertin D inkorrekt ist. In Anlehnung an die Korrekturen zweier strukturell zu dem Aspertin sehr ähnlichen Naturstoffe, wurde ein neuer Strukturvorschlag für (−)-Aspertin D erstellt. Die entsprechende Syntheseroute wurde so angelegt, dass auch das Piperidinalkaloid (−)-Andrachcin in seiner ersten Totalsynthese zugänglich sein sollte. Das gewünschte neue Zielmolekül konnte nur verunreinigt dargestellt werden. Aus Zeitgründen war es nicht mehr möglich diese Route und die Synthese von (−)-Andrachcin vollständig zu beenden. Da bei der inversen RRM formal Ethen addiert wird, wurde die Rolle des Additionspartners näher untersucht und andere Kreuzpartner statt des Ethens eingesetzt. Auf diese Weise gelang es, die Seitenketten der Produkte gezielt zu verlängern bzw. zu funktionalisieren. Die Reaktion verlief dabei immer noch mit guter Ausbeute und Diastereoselektivität. Mit dieser erweiterten Ringumlagerung als Schlüsselschritt gelang die Totalsynthese des tricyclischen Alkaloids (−)-Porantheridin über die längste lineare Sequenz in 7 Stufen in 15% Ausbeute ausgehend von dem chiralen Alkohol, der auch als Startmolekül bei der Syntheseroute zu (−)-Aspertin D verwendet wurde.
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