The synthesis of the AB-ring fragment of pectenotoxin

Abstract

Työn tarkoituksena oli kehittää lyhyt ja toimiva synteesimenetelmä pektenotoksiini 4:n AB-rengasfragmentille enantiopuhtaassa muodossa. Tavoitteena oli ensin saada syntetisoitua mahdollinen A-renkaaksi sopiva laktonirakenne, josta edelleen päästäisiin lopulliseen AB-spiroketaalirakenteeseen.

A-renkaan stereokeskusten muodostamisen vaihtoehtoisia strategioita valittaessa tutustuttiin tarkemmin kolmeen eri menetelmään, jotka ovat kirjallisuudessa osoittautuneet parhaiksi tavoiksi juuri tarvittavan syn-alpha,-metyyli-beta-hydroksi-rakenteen aikaansaamiseksi. Lyhyessä kirjallisuuskatsauksessa esiteltiin näitä menetelmiä, jotka ovat aldoliadditio, epoksidointi sekä allyyli- ja krotyylimetallireagenssien additio aldehydeihin.

Aluksi tutkittiin mahdollisuutta muodostaa A-renkaan stereokeskukset proliinikatalysoidulla suoralla ristialdolireaktiolla. Reaktioita ei kuitenkin saatu toimimaan tarpeeksi tehokkaasti. Lopulta A-rengas onnistuttiin syntetisoimaan yhdeksässä vaiheessa, käyttäen avainreaktioina stereokeskusten muodostamisessa Z-selektiivistä Horner-Wadsworth-Emmons olefinaatiota, Sharplessin asymmetristä epoksidointia sekä regioselektiivistä epoksidirenkaan avausta.

Lopullisen AB-rengasfragmentin synteesissä oli tarkoitus käyttää ryhmässämme aikaisemmin A-renkaan mahdolliselle malliaineelle kehitettyä menetelmää. Menetelmää soveltaen onnistuttiin syntetisoimaan vaihtoehtoinen PMB-ketaali, jonka asymmetrisellä dihydroksyloinnilla ja sitä seuraavalla happokatalysoidulla spiroketalisoinnilla päästiin lopulta haluttuun AB-spiroketaalituotteeseen. Kun reaktioaika pidettiin lyhyenä, muodostui myös toista spiroketaalituotetta, jossa spiro-konfiguraatio on epäanomeerinen. Tämän isomeerin uskotaan muodostuvan reaktiossa kineettisenä tuotteena. Tällainen epäanomeerinen konfiguraatio on pektenotoksiineissa 1, 2, 3 ja 6.

Tavoitteen mukaisesti onnistuttiin kehittämään synteesimenetelmä pektenotoksiini 4:n AB-rengasfragmentille ja lisäksi myös menetelmä kaikkien eri pektenotoksiini isomeerien spiroketaaliyksiköiden syntetisoimiseksi. Mikä tärkeintä, stereokeskusten muodostamisessa käytettiin vain katalyyttisiä asymmetrisiä menetelmiä.