Zielgerichtete Totalsynthese von Lycopodium Alkaloiden

Dieses Projekt beschäftigt sich mit der chemischen Herstellung der Alkaloide (-)-Magellanin, (+)- Magellaninon und (+)-Paniculatin, Verbindungen die aus Lycopodium, einer Moosart, isoliert wurden. Einige Vertreter aus der Gruppe der Lycopodium Alkaloide finden als Wirkstoffe, u.A. als Acetylcholinesterase-Hemmer, in der Behandlung von Alzheimer Anwendung. So wie viele andere natürlich vorkommende Substanzen zeichnen sich diese Alkaloide durch ihre hoch komplexe dreidimensionale chemische Struktur aus. Diese Moleküle durch chemische Reaktionen ausgehend von einfachsten Bausteinen nachzubauen ("Totalsynthese") stellt eine der größten Herausforderung in der organischen Chemie dar. In der Vergangenheit haben mehrere Forschungsgruppen die Totalsynthese dieser Naturstoffe erfolgreich abgeschlossen. In Abhängigkeit von der Synthesestrategie wurden 14-45 Reaktionsstufen benötigt, wobei sich der Zusammenbau des Kohlenstoffgerüsts die größte Herausforderung darstellte. Bedingt durch die verwendeten Synthesemethoden mussten aufwendige Vorstufen hergestellt und/oder große Veränderungen am bereits vorhandenen Grundgerüst vorgenommen werden. Dies resultierte in langen und relativ weitschweifigen Synthesesequenzen. Mit nur 8-9 Stufen lassen sich Magellanin und seine verwandten Alkaloide durch die hier vorgeschlagene Synthesesequenz mit beispielloser Effizienz herstellen. Die Auswahl der Reaktionen für die vorgeschlagene Route orientiert sich an folgenden Prinzipien: (1) Funktionelle Gruppen sollen nach Möglichkeit so eingebaut werden, wie sie im Endprodukt vorkommen um Refunktionalisierungsschritte zu vermeiden. (2) In jeder Reaktion sollen möglichst große Schritte Richtung Endprodukt gemacht werden, z.B. durch Mehrkomponentenreaktionen. (3) Um Nebenreaktionen zu vermeiden müssen milde und äußerst selektive Bedingungen gewählt werden was auch empfindliche funktionelle, potentiell reaktive, Gruppen im Molekül schont und Schutzgruppen unnötig macht. (4) Durch die Verwendung von katalytischen Prozessen werden Kosten und Chemikalien gespart und eine Durchführung der Synthese im Gramm-Maßstab möglich. Ziel dieses Projekts ist es, die Machbarkeit einer von obenstehenden Prinzipien geleiteten Synthese und die dadurch erreichte Effektivitätssteigerung zu zeigen.