Synthese von chiralen fluorierten Aminosäuren und Peptiden

Der Ersatz von Wasserstoffatomen durch Fluoratome in organischen Verbindungen hat sich als sehr wertvolle und leistungsstarke Strategie in zahlreichen Teilgebieten der Chemie etabliert. Dies beruht vor allem darauf, dass Fluor die physikalischen, biologischen, medizinischen und chemischen Eigenschaften fundamental verändert. Eine sehr vielversprechende biologisch aktive Familie chiraler fluorierter Verbindungen sind fluorierte Aminosäuren und Peptide. Leider ist die Synthese solcher Moleküle nach wie vor sehr herausfordernd und schwierig. Es ist daher das Ziel dieses Projektes neue katalytische Verfahren für die Synthese dieser wichtigen Zielverbindungen zu entwickeln. Diese Methoden werden sowohl für organische Chemiker als auch für medizinische Chemiker von großem Interesse sein, da somit Zugang zu Zielmolekülen erhalten wird welche bisher nicht, oder nur sehr schwierig, synthetisierbar sind. Mario Waser 1

Der Ersatz von Wasserstoffatomen durch Fluor in organischen Molekülen ist zu einem sehr wichtigen und leistungsfähigen Instrument in verschiedenen Forschungsbereichen geworden. Obwohl sich H und F in Bezug auf ihre sterischen Anforderungen nicht allzu sehr unterscheiden, haben diese Veränderungen in der Regel einen sehr dramatischen Einfluss auf die physikalischen, chemischen, biologischen und medizinischen Eigenschaften dieser Verbindungen. Unter den verschiedenen Klassen fluorhaltiger organischer Moleküle haben sich enantiomerenangereicherte fluorierte Aminosäuren und Peptide als besonders vielversprechende Leitverbindungen für zahlreiche (biologische) Anwendungen erwiesen. Die Entwicklung neuer effizienter asymmetrischer Synthesemethoden, um diese wertvollen Targets aus einfachen Ausgangsmaterialien zu gewinnen, ist daher eine wichtige Aufgabe. Dementsprechend war das primäre Ziel dieses Projektes die Einführung neuer (asymmetrischer) Methoden, die die Synthese von fluorierten a- und b-Aminosäuren (AA) ermöglichen. Unser Hauptaugenmerk lag auf den folgenden drei (konzeptionell überlappenden) Zielen: a) Synthese von a-Fluor-a-Aminosäuren und entsprechenden Derivaten; b) Synthese von fluoralkylierten a-Aminosäuren und Derivaten; und c) a-F und a-fluoralkylierten b-Aminosäurederivaten. Wir haben in allen drei Teilprojekten sehr umfangreiche Untersuchungen durchgeführt und eine Vielzahl neuer Strategien für den Zugang zu den gewünschten Aminosäuren entwickelt. Darüber hinaus haben wir ein detailliertes Verständnis der Möglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Methoden sowie der manchmal problematischen Stabilitäten der neuartigen Derivate erlangt. Zusätzlich haben einige der hier gemachten Beobachtungen zu interessanten Nebenprojekten geführt und damit auch neue Wege für zukünftige Forschungsthemen eröffnet.