B. E RGEBNISSE & D ISKUSSION
1.4 Alternative Synthesestrategien zur Kupplung der Spinosyn-Bausteine
Einem neuen Ansatz folgend sollte die Kupplung von Tricyclus und Seitenkette über eine nucleophile Substitution erfolgen. Diese alternative Synthesestrategie sah eine Verwendung des bereits synthetisierten Allylalkohols 186 vor. Die Seitenkette sollte analog zu Verbindung 229 eine gute Abgangsgruppe für die nucleophile Substitution beinhalten (Abbildung 74).
Abbildung 74: Alternative Syntheseroute zur Bildung des Makrolactons.
Bei der Synthese der neu gestalteten Seitenkette konnte auf das bereits synthetisierte enantiomerenreine Diol 207 zurückgegriffen werden. Im ersten Schritt wurden beide Hydroxyfunktionen mit TBS-Triflat und 2,6-Lutidin in hervorragender Ausbeute von 99% in die TBS-Ether 231 überführt (Abbildung 75).
Abbildung 75: Synthese des primären Alkohols 232.
Anschließend sollte eine selektive Spaltung des primären TBS-Ethers erfolgen. Die Verwendung von Pyridin-Hydrofluorid in einem Tetrahydrofuran-Pyridin-Gemisch lieferte den primären Alkohol 232 in einer moderaten Ausbeute von 66% (Tabelle 5, Eintrag 1). Auch die Anwendung von alternativen Entschützungsbedingungen führte nicht zu einer Verbesserung der Ausbeute. Während die Verwendung von Tetrabutylammoniumfluorid in Essigsäure und Tetrahydrofuran das gewünschte Produkt in 47% Ausbeute lieferte, führte eine Umsetzung mit Camphersulfonsäure in einem Chloroform-Methanol-Gemisch lediglich in 43% Ausbeute zum primären Alkohol 232 (Tabelle 5, Einträge 2 & 3).
Tabelle 5: Selektive Entschützung des primären TBS-Ethers in 231.
Eintrag Reaktionsbedingungen Ausbeute
1 HF ∙ py, THF, py, 0 °C → RT, 24 h 66%
2 TBAF, AcOH, THF, RT, 12 h 47%
3 CSA, CHCl3, MeOH, –10 °C, 8 h 43%
Ausgehend von Verbindung 232 sollte im nächsten Schritt die Einführung einer Abgangsgruppe erfolgen (Abbildung 76).
Abbildung 76: Einführung der Abgangsgruppe.
Zunächst wurde unter Appel-Bedingungen mit Tetrabromkohlenstoff und Triphenylphosphin in Dichlormethan das Bromid 233a synthetisiert (Tabelle 6, Eintrag 1). Analog zur Synthese der Seitenkette 214 konnte bei der Bromierung nur eine geringe Ausbeute von 14% erzielt werden. Aufgrund der Präsenz der primären Hydroxyfunktion bot sich eine Überführung in die guten Abgangsgruppen Mesylat, Tosylat und Triflat an.
Die Synthese des Tosylats unter Standardbedingungen mit Tosylchlorid, Triethylamin und katalytischen Mengen an 4-Dimethylaminopyridin in Dichlormethan führte in 85% Ausbeute zu dem TBS-entschützten Tosylat 234 (Tabelle 6, Eintrag 2). Des Weiteren wurden 8% des doppelt substituierten Produktes 235 erhalten. Um eine TBS-Entschützung zu vermeiden, wurde die Reaktion bei 10 °C durchgeführt, was allerdings zu keinem Umsatz führte (Tabelle 6, Eintrag 3). Nach Anwendung von alternativen Reaktionsbedingungen mit Tosylchlorid in Pyridin bei Raumtemperatur konnte das gewünschte Tosylat 233b in 87%
Ausbeute erhalten werden (Tabelle 6, Eintrag 4). Darüber hinaus wurden 7% des eingesetzten Alkohols 232 reisoliert.
Tabelle 6: Reaktionsbedingungen für die Einführung einer Abgangsgruppe an Molekül 232.
Eintrag LG Reaktionsbedingungen Ergebnis
Die Synthese des Mesylats 233c erfolgte unter Verwendung von Mesylchlorid und Triethylamin in Dichlormethan bei 0 °C und erbrachte die gewünschte Verbindung in quantitativer Ausbeute (Tabelle 6, Eintrag 5). Unter analogen Bedingungen wurde mit Trifluormethansulfonsäureanhydrid das zu Zersetzung neigende Triflat 233d in 70%
Ausbeute hergestellt (Tabelle 6, Eintrag 6).
Die synthetisierten C6-Ketten sollten im weiteren Verlauf der Synthese nach Deprotonierung des Allylalkohols in Tricyclus 186 mit dem Grundgerüst gekuppelt werden (Abbildung 77).
Die Verwendung von Natriumhydrid als Base in Dimethylformamid (Tabelle 7, Eintrag 1) erwies sich als zu harsch. So konnte unter diesen Reaktionsbedingungen und der Verwendung
des Tosylats 233b nur eine komplette Zersetzung des tricyclischen Grundgerüsts beobachtet werden.
Abbildung 77: Kupplung der C6-Kette mit dem tricyclischen Grundgerüst.
Mit Kaliumcarbonat in Aceton wurde bei allen drei Seitenketten auch nach zwei Tagen unter Rückfluss nur ein geringer Umsatz beobachtet (Tabelle 7, Eintrag 2). Zwar zeigte die Reaktionskontrolle einen neu gebildeten, UV-aktiven Spot mit erwarteter Polarität, die Bildung eines Kupplungsproduktes konnte nach NMR-spektroskopischen und massen-spektrometrischen Untersuchungen jedoch sicher ausgeschlossen werden. Bei dem isolierten Spot handelte es sich höchstwahrscheinlich um ein Zersetzungsprodukt des tricyclischen Grundgerüsts. Die Verwendung von Kalium-tert-butanolat als Base in Tetrahydrofuran führte wie auch die Behandlung mit Natriumhydrid zu einer Zersetzung des Alkohols 186 (Tabelle 7, Eintrag 3).
Tabelle 7: Bedingungen zur Kupplung der Bausteine 186 und 233.
Eintrag LG Reaktionsbedingungen Ergebnis
1 OTs NaH, DMF, RT 0 °C RT, 12 h Zersetzung
2 OMs/OTs/OTf K2CO3, Aceton, 56 °C, 2 d kaum Umsatz
3 OTs KOtBu, THF, 0 °C Zersetzung
4 OTs NEt3, CH2Cl2, RT, 2 d kein Umsatz
5 OMs/OTs/OTf NEt3, EDC, 80 °C, 2 d kein Umsatz
6 OMs/OTs/OTf 2,6-Lutidin, EDC, 80 °C, 2 d kein Umsatz
7 OMs/OTs/OTf DIPEA, EDC, 80 °C, 2 d kein Umsatz
Da die oben genannten anorganischen Basen für eine Kupplung der Bausteine nicht geeignet waren, wurden in der Folge organische Aminbasen zur Deprotonierung der primären Hydroxyfunktion in 186 eingesetzt. Mit der Standardbase Triethylamin konnte sowohl bei Raumtemperatur in Dichlormethan (Tabelle 7, Eintrag 4) als auch bei 80 °C in 1,2-Dichlor-ethan (Tabelle 7, Eintrag 5) kein Umsatz erzielt werden. Auch der Einsatz von 2,6-Lutidin (Tabelle 7, Eintrag 6) und Hünig-Base (Tabelle 7, Eintrag 7) führte unter erhöhter Temperatur nicht zu dem gewünschten Kupplungsprodukt.
Die überarbeitete Synthesestrategie sah nun eine Kupplung der hydroxy-tragenden Seitenkette 232 und der aktivierten Carbonsäure des Tricyclus, die durch Oxidation des Aldehyds 149 zugänglich ist, vor. Um eine Trennung des Diastereomerengemisches von 186 über Säulenchromatographie an Kieselgel zu ermöglichen, wurde der Allylalkohol 186 nicht direkt zur polaren Carbonsäure oxidiert, sondern zunächst in den Methylester 236 überführt. Unter Verwendung von Mangan(IV)oxid und Natriumcyanid in einem Methanol-n-Hexan-Gemisch konnte Methylester 236 als Rohprodukt isoliert werden. (Abbildung 78).
Abbildung 78: Synthese des Carbonsäure 237.
Eine anschließende säulenchromatographische Reinigung des Rohproduktes an Kieselgel lieferte den diastereomerenreinen Methylester 236 in 61% Ausbeute. Die vergleichsweise leichte präparative Trennung der Diastereomere auf dieser Stufe der Synthese erspart die äußerst zeitaufwendige Aufreinigung der Alkohole 186 über präparative HPLC und ermöglicht so einen leichteren Zugang zu einem diastereomerenreinen tricyclischen Grundgerüst. Überdies konnte bei der Oxidation von enantiomerenreinem Alkohol 186 eine Ausbeute von 87% erreicht werden.
Ausgehend von dem diastereomerenreinen Tricyclus 236 konnte unter Verwendung von Lithiumhydroxid in einem Dichlormethan-Methanol-Wasser-Gemisch die resultierende Carbonsäure 237 in einer exzellenten Ausbeute von 97% synthetisiert werden.
Für die nachfolgende Kupplungsreaktion wurde Verbindung 236 unter Verwendung von Dicyclohexylcarbodiimid und 4-Dimethylaminopyridin in einem Diethylether-Chloroform-Gemisch in situ aktiviert und mit einem Überschuss von Verbindung 232 versetzt (Abbildung 79).
Abbildung 79: Aktivierung der Carbonsäure 237 und Kupplung mit der C6-Kette 232.
Leider konnte das entstandene Produkt 238 nicht durch chromatographische Methoden von dem überschüssigen Alkohol 232 abgetrennt werden. So zeigten massenspektrometrische Untersuchungen der isolierten Fraktion das Vorhandensein von 238 und 232. Die Summenformel des Kupplungsproduktes 238 wurde durch hochauflösende Massen-spektrometrie bestätigt. Ein weiterer Kupplungsversuch unter Einsatz äquimolarer Mengen an Carbonsäure und Seitenkette konnte nicht mehr untersucht werden, da die vorhandenen Substanzmengen von 237 dafür nicht ausreichten. Eine erneute Synthese der Carbonsäure 237 konnte aus Zeitgründen nicht mehr durchgeführt werden.