Neuartige Anwendungen der Amadori- und Heyns-Umlagerung

Hertha-Firnberg-Stelle T 18Neuartige Anwendungen der Amadori- und Heyns-UmlagerungTanja WRODNIGG09.03.1999 Unter Amadori-Umlagerung versteht man die Reaktion von Aldosen mit geeigneten Aminen, die zu 1- Aminodeoxyketosen führt. So zum Beispiel ergibt die Reaktion von D-Glucose mit Dibenzylamin 1- Dibenzylamino-l-deoxy-D-fructose. Obwohl diese Reaktion der Initiationschritt der Maillard-Kaskade, der Bräunungsreaktion von Lebensmitteln an der Luft oder unter Hitzeeinwirkung ist, hat sie in der traditionellen Synthese praktisch keine Bedeutung. Dies gilt auch für die Heyns-Umlagerung, wie die Reaktion von Ketosen mit Aminen bezeichnet wird, die zu 2- Aminodesoxyalclosen führt. Nun haben explorative Versuche gezeigt, daß beide Reaktionen überaus nützlich in der Naturstoffsynthese sein können und ihr präparatives Potenial bisher deutlich unterschätzt wurde. Der gegenständliche Antrag beschäftigt sich mit einigen neuartigen Anwendungsmöglichkeiten für diese interessanten Reaktionen für die Synthese komplexer Naturstoffanaloga und anderer ungewöhnlicher Strukturtypen. Die chemischen Synthesen sind im Rahmen von sieben Abschnitten skizziert, die jeweils unterschiedliche Zielmoleküle und Absichten beschreiben.

Ziel des vorliegenden Projekts war es, neuartige synthetische Anwendungen der Amadori- und Heyns-Umlagerung zu finden. Es sollte der synthetische Zugang von Strukturen wie z.B. Iminozucker, welche große Bedeutung als Glycosidasenhemmer erlangt haben, glycosylierte Glucosaminderivate, welche als Bausteine komplexer Glycanstrukturen dienen, und Zuckeraminosäurekonjugate untersucht werden. Die hervorragende Eignung beider Reaktionen als Synthesemethode für biologisch wichtige Verbindungsklassen wurde im Verlauf des Projekts auch schlüssig demonstriert. Die Amadori- und die Heyns-Umlagerung sind zwei Reaktionen in der Kohlenhydratchemie, welche schon sehr lange bekannt sind. Bereits 1860 wurden sie von Emil Fischer beobachtet und beschrieben. Sie spielen eine wichtige Rolle in lebenden Organismen wie zum Beispiel bei der Maillard-Reaktionskaskade, dem nicht- enzymatischen Braunwerden von Lebensmitteln. Trotz Ihrer wichtigen biologischen Bedeutung wurde diesen beiden Reaktionen für Synthesezwecke in der Organischen Chemie kaum Beachtung geschenkt. Die Amadori-Reaktion wurde zur Synthese von Glycosidasenhemmern genutzt, wie sie in der Behandlung von Diabetes bereits klinische Anwendung finden. Weitere Vertreter dieser Substanzklasse befinden sich in klinischen Testphasen als Mittel gegen Krebs. Anhand der hergestellten Verbindungen konnten wichtige Struktur-Aktivitäts- Beziehungen aufgezeigt werden. Die Heyns-Umlagerung erwies sich überaus geeignet für die Herstellung wichtiger Synthesebausteine für Bestandteile von Blutgruppendeterminanten und Antigenen sowie komplexen Glycanstrukturen, welche wichtige Rollen bei Entzündungsprozessen und Zell-Zell-Erkennungsprozessen spielen. Das entwickelte Syntheseverfahren ist einfach und kostensparend und dadurch für die industrielle Herstellung komplexer Pharmaka geeignet.