Total syntese af sesquiterpen agarozizanol B

Med udgangspunkt i tilgængelige kemikalier, et tysk team af forskere gennemførte med succes den totale syntese af agarozizanol B, et interessant naturligt stof, der findes i agartræ. Som beskrevet i journalen Angewandte Chemie , nøglesekvensen i den relativt korte syntesevej er en fotokemisk reaktionskaskade, der involverer en række komplekse omlejringer af polycykliske mellemprodukter.

Terpener er naturlige stoffer, der for det meste kommer fra planter og har stor strukturel mangfoldighed. Formelt, de er bygget op af isoprenenheder (2-methylbuta-1, 3-dien). Sesquiterpener, terpener lavet af tre isoprenenheder, er den største og vigtigste undergruppe. Deres grundlæggende ramme består af 15 carbonatomer, der kan arrangeres på meget forskellige måder, sædvanligvis i systemer med flere carbonatomringe. Nogle polycykliske sesquiterpener bruges som duft- og smagsstoffer, samt farmaceutiske midler.

En familie af sesquiterpener med antidiabetisk aktivitet og en høj grad af strukturel kompleksitet er for nylig blevet isoleret fra agarwood (også kendt som eaglewood) og adskillige andre planter. De deler alle en fælles central ramme kendt som et prezizane-skelet. Ledet af Thorsten Bach ved det tekniske universitet i München (Tyskland), et team har nu afsluttet den totale syntese af et medlem af denne familie af naturlige produkter, agarozizanol B. En total syntese er den fuldstændige dannelse af et naturligt produkt fra basisk, tilgængelige udgangsmaterialer.

Prezizan-skelettet er et system af tre ringe af carbonatomer:en seks-leddet ring, der er knyttet til en fem-leddet ring langs den ene kant og også er brokoblet af yderligere to carbonatomer for at danne en anden fem-leddet ring. Udfordringen ved at syntetisere en sådan struktur er, at skelettet kan eksistere i to spejlbilleder (benævnt (+) og (−) former). Agarozizanol B har også to sidegrupper, der også skal have den korrekte rumlige orientering.

Udgangspunktet for denne elleve-trins reaktionssekvens - som er meget kort for en total syntese - er et indanonderivat. Denne forbindelse indeholder allerede et system med en fem-leddet ring og en seks-leddet ring - dog en aromatisk. De manglende carbonatomer er knyttet til indanonen i form af en olefinsidekæde. Kernen i denne syntese er en fotokemisk kaskade, der omfatter tre lysdrevne reaktioner og en række komplekse omlejringer af polycykliske mellemprodukter. Det første trin producerer en anstrengt tetracyklisk ramme, der indeholder alle carbonatomerne af agarozizanol B i de korrekte relative positioner - med tab af den uønskede aromaticitet af seks-carbonringen. Senere, en omdannelse fører til det tricykliske prezizanskelet gennem åbning af en tre-carbonring i et mellemprodukt (spaltning af en cyclopropanbinding).

"På denne måde opnåede vi en blanding af (+) og (–) formerne samt ren (+)-agarozizanol B, som er identisk med naturproduktet, " siger Thorsten Bach. "Vores nyligt udviklede fotokemiske kaskadereaktion har vist sig at være meget lovende for fremtidige synteser af andre naturlige produkter."