Dimeeristen luonnonaineiden biomimeettiset kokonaissynteesit

Abstract

Luonnonaineilla esiintyy paljon variaatiota niiden kemiallisen rakenteen ja ominaisuuksien perusteella. Dimeeriset luonnonaineet ovat samankaltaisista tai samanlaisista yhdisteyksiköistä, monomeereistä, muodostuvia yhdisteitä. Luonnossa dimeeriset luonnonaineet muodostuvat tyypillisesti erilaisissa sekundaarimetabolisissa biosynteeseissä. Sekundaarimetaboliset biosynteesit voivat olla kuitenkin vaikeasti toistettavia laboratorio-olosuhteissa, jos esimerkiksi biosynteesiä ei tunneta riittävän hyvin. Tällöin lähestymistapa, joka yhdistää ymmärryksen luonnon biokemiasta kokonaissynteesin tekniikoihin ja tietoon valmistaa dimeerisiä yhdisteitä laboratorio-olosuhteissa voi osoittautua hyödylliseksi lähestymistavaksi laboratoriossa tehtävissä synteeseissä. Tämän opinnäytetyön kirjallisuuskatsauksessa esitetään tietoa dimeeristen luonnonaineiden biomimeettisista kokonaissynteeseistä. Opinnäytetyön kokeellisessa osassa kehitettiin lähestymistapoja dimeeristen luonnonaineiden lappaseolidi A ja lappaseolidi B biomimeettiseen kokonaissynteesiin. Lappaseolidit A ja B ovat dimeerisiä luonnonaineita, joiden lähtöainemonomeerina rakenteen puolesta hypoteettisesti pidettiin lappaseolidien A ja B kanssa eristettyä sifonodiinia. Lappaseolidi A:n ja B:n biomimeettiseen kokonaisynteesiin kokeiltiin erilaisia lähestymistapoja muun muassa reaktio-olosuhteita muuttamalla sekä lähtöainetta silyloimalla. Sifonodiinin dimerointiyritykset halutuiksi reaktiotuotteiksi ja eivät tuottaneet dimeerisiä luonnonaineita. Lähestymistapa, jossa sifonodiini silyloitiin ja silyloitua sifonodiinia dimeroitiin voitiin havaita erittäin pieniä määriä lappaseolideja A ja B muodostuneen karakterisoinnin perusteella.

Natural products show significant variation in chemical structure and properties. Dimeric natural products are formed from similar or identical compound units, called monomers. In nature, dimeric natural products typically form through various secondary metabolic biosyntheses. However, secondary metabolic biosyntheses can be difficult to replicate in laboratory conditions if, for example, the biosynthesis is not known well enough. In such cases, an approach that combines an understanding of natural biochemistry with techniques and knowledge of total synthesis to prepare dimeric natural products under laboratory conditions can prove to be a useful approach for laboratory synthesis. The literature review of this thesis presents information on biomimetic total syntheses of dimeric natural products. In the experimental part of the thesis, approaches were developed for the biomimetic total synthesis of the dimeric natural products lappaceolide A and lappaceolide B. Lappaceolides A and B are dimeric natural products, and based on structure, the starting monomer was hypothetically considered to be siphonodin, which was isolated along with lappaceolides A and B. Different approaches were tested for the biomimetic total synthesis of Lappaceolides A and B, including altering reaction conditions and silylation of the starting material, for example. Attempts to dimerize siphonodin into the desired reaction products did not yield lappaceolides. However, using an approach where siphonodin was silylated and the silylated siphonodin was dimerized, very small amounts of lappaceolide A and lappaceolide B were observed to have formed, based on characterization.