Zwei-Phasen-Strategie zur Totalsynthese von Taxanen

• Antragstellerin: Dr. Insa Prochnow-Sturm
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 218471545

Taxane gehören zu einer der größten und facettenreichsten Familie von Naturstoffen - den Terpenen. Bis heute gibt es mehr als 300 bekannte Taxane, von denen eine Vielzahl cytotoxische Aktivität gegen verschiedene Krebsarten zeigt und sowohl interessante neurologische als auch antibakterielle Eigenschaften besitzt. Ein bedeutendes und berühmtes Beispiel dieser Diterpene stellt der Antitumor-Wirkstoff Taxol® (Paclitaxel) dar. Trotz der außerordentlichen Komplexität gelingt die Taxan-Biosynthese im Allgemeinen einheitlich über eine enzymatische „Zwei-Phasen-Synthesesequenz“ bestehend aus „Cyclase-Phase“ und nachfolgender „Oxidase-Phase“. In der ersten Phase wird aus einem einfachen linearen Kohlenwasserstoff-Phosphat-Baustein durch enzymatisch kontrollierte Cyclisierungs- und Umlagerungsreaktionen das Taxan-Grundgerüst aufgebaut („Cyclase-Phase“). In der zweiten Phase werden Alkene und sp3-C-H-Bindungen chemo-, regio- und stereoselektiv enzymatisch oxidiert und auf diese Weise eine Vielzahl an strukturell unterschiedlichen biologisch aktiven Verbindungen erhalten („Oxidase-Phase“). Inspiriert durch die beeindruckende Effizienz dieser Biosynthese wurde in der Arbeitsgruppe eine biomimetische „Zwei-Phasen-Strategie“ zur Synthese von Terpenen entwickelt. Diese “Zwei-Phasen-Strategie“ soll in dem Forschungsvorhaben zur Darstellung von Taxanen verwendet werden. Hierbei soll in einer ersten retrosynthetisch logisch aufgebauten, möglichst kurzen und effizienten „Cyclase-Phase“ über eine Reihe von C-C-Bindungsbildungsreaktionen das Taxan-Grundgerüst synthetisiert werden. In der darauf folgenden „Oxidase-Phase“ sollen sp3-C-H-Bindungen biomimetisch direkt oxidiert werden, um auf diese Weise hoch funktionalisierte Taxane zu erhalten. Da auf diese Weise eine Vielzahl natürlich vorkommender Taxane überaus effizient synthetisiert werden könnte, ist mit dieser Methode ein divergenter Zugang zur Naturstofffamilie der Taxane gegeben

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Phil S. Baran, Ph.D.