Chirale Methylgruppe - Stereochemie enzymatischer Reaktionen

Das chirale Methanol ist das kleinste, chirale organische Molekül und stellt eine synthetische Herausforderung allerersten Ranges dar. Das eingereichte Projekt präsentiert eine direkte Synthese von diesem Molekül. Die entscheidenden Schritte sind die Racematspaltung eines Boronsäureesters mit einer Silylgruppe und die reduktive Entfernung einer Carbamoyloxygruppe mit LiAlD4, wobei ein Silymethylboronat entsteht. Die oxidative Spaltung der Bor-Kohlenstoff-Bindung liefert ein chirales, deuteriertes Silylmethanol, das unter basischen Bedingungen umgelagert wird (Brook-Umlagerung). Als die Sequenz mit den drei Isotopen des Wasserstoffs im Molekül wiederholt wurde, entstand chirales Methanol mit einem Enantiomerenüberschuß von 96%. Die Diastereoselektivität der Addition des metallierten Carbamats an den Borsäureester ist zu verbesssern. Dies ist wahrscheinlich möglich, wenn Borsäureester verschiedener Diole und Carbamate und Thiocarbamate verschiedener sekundärer Amine eingesetzt werden. Das chirale Methanol soll in das Tosylat übergeführt werden, das zur Synthese von Methionin mit einer chiralen Methylgruppe verwendet wird. Dieses soll zur Aufklärung der Stereochemie zweier Methyltransfers bei der Biosynthese des Fosfomycins, eines klinisch eingesetzten Antibiotikums, und des Phosphinothricins, eines Bausteins eines in der Landwirtschaft eingesetzten Herbizids, verwendet werden. Wir nehmen an, daß diese Übertragungen der Methylgruppe unter Retention der Konfiguration erfolgen, was im Gegensatz zur Mehrzahl der Methylierungen steht. Die in die Naturstoffe eingebauten Methylgruppen werden letztendlich in chirale Essigsäure übergeführt. Ihre Absolutkonfigurationen und Enantiomerenüberschüsse werden mittels eines in der Literatur beschriebenen Enzymtest bestimmt. Auf Grund der Konfiguration der chiralen Essigsäure und des eingesetzten Methionins läßt sich beweisen, ob die Methylierung jeweils unter Retention oder Inversion der Konfiguration erfolgte. Die erarbeitete Methodologie soll auch zur Bestimmung der Stereochemie der Spaltung der P-C-Bindung in Phosphonoacetaldehyde durch die Phosphonatase verwendet werden, wobei als Spaltprodukte Phosphat und Acetaldehyd, der zur Essigsäure oxidiert wird, entstehen. Dazu ist es notwendig, am C-1 durch Deuterium und Tritium chirale 2-Aminoethylphosphonsäure herzustellen.