Neuartige Bausteine aus natürlichen Molekülen
Die Herstellung chrialer Moleküle, die zwei Formen des gleichen Moleküls enthalten, mit hoher Produktreinheit ist schwierig. Enantiomere verfügen über die gleiche Anordnung von Atomen und sind zueinander spiegelverkehrt, jedoch nicht deckungsgleich. Die selektive Synthese einer Form ist problematisch, jedoch sind diese Moleküle für zahlreiche Chemikalien von entscheidender Bedeutung. Mit dem EU-unterstützten Projekt ACAD (Asymmetric chlorofunctionalization of activated carbon-carbon double bonds) setzten sich Wissenschaftler zum Ziel, ein neuartiges asymmetrisches Funktionalisierungsprotokoll zu entwickeln, um die enantioselektive Synthese einer breiten Auswahl von Bausteinen zur Herstellung natürlicher Produkte zu ermöglichen. Die Initiative wurde von den Chlorosulfolipiden inspiriert, einer Familie natürlicher Moleküle, die stark chlorierte lineare Kohlenwasserstoffgerüste aufweisen. Diese wurden in den 1960er Jahren entdeckt und erhalten nun erneut Aufmerksamkeit, da neuartige Syntheseverfahren diese komplexen natürlichen Moleküle in greifbare Nähe rücken. In der ersten Phase entwickelten die ACAD-Wissenschaftler mit Erfolg ein sehr durchdachtes Mono-Funktionalisierungsprotokoll für Enolester. Dieser neue Schritt war in Kombination mit der Michael-Addition von Chlorid erforderlich, die bereits von anderen Forschern etabliert wurde, um die Grundlage für die Chlorosulfolipid-Synthese zu legen. Die Arbeit führte zur ersten direkten Methode zur katalytischen enantioselektiven Sulfonierung von Enolestern. Mit diesem Verfahren wurden hervorragende isolierte Erträge mit einem guten bis ausgezeichneten Anteil von Enantiomeren erzielt. In der nächsten Phase arbeitete das Team am Sonderfall der 1,2-Dichlorierung und hatte dabei die Synthese von Chlorosulfolipiden vor Augen. Die Wissenschaftler entwickelten schnell ein Protokoll zur Dichlorierung zahlreicher ungesättigter Substrate, was zu Gemischen aus Enantiomeren führte. Jedoch war die enantioselektive Synthese – wie so häufig – nur schwer erreichbar. Anschließend konzentrierten sich die Forscher auf die groß angelegte Synthese polyhalogenierter Kohlenwasserstoffe, da es sich bei Chlor um ein Halogen handelt. Diese Arbeit ist essentiell für die Synthese von Undecachlorosulfolipid A, dem bis heute komplexesten je isolierten Chlorosulfolipid. Mit dieser Arbeit wurden verbesserte Reaktionsbedingungen für zwei wichtige Transformationen erreicht. Die ACAD-Mitglieder erzielten wesentliche Fortschritte in Richtung der sehr komplizierten enantioselektiven 1,2-Dichlorierung, die erforderlich ist zur Herstellung von Chlorosulfolipiden, komplexen natürlichen Molekülen, die zunehmend interessant werden. Es wird erwartet, dass von den Verfahren zur optimierten Synthese neuartiger Molekülarchitekturen sowohl die akademische Welt als auch die Industrie profitieren werden.
