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Zusammenfassung
Kohlenhydrate spielen in biologischen sowie chemischen Systemen eine zentrale Rolle und sind daher für die Forschung sehr interessant. Im Rahmen dieser Arbeit wurde versucht, Kohlenhydrate - hauptsächlich Glucosamin - so zu derivatisieren, dass sie entweder als Enzyminhibitoren (i) oder als Organokatalysatoren (ii) für die asymmetrische Epoxidierung von Alkenen und ,-ungesättigten Estern verwendet werden können.
I. Asymmetrische organokatalytische Epoxidierung von Alkenen
Optisch aktive Ketone können als asymmetrische Katalysatoren bei der Epoxidierung von Alkenen verwendet werden. Besonders gute katalytische Eigenschaften weisen in der Literatur Ketone basierend auf Fructose45 und Arabinose173 auf.
In dieser Arbeit wurde eine Reihe von 3- und 4-Ulosen basierend auf Glucosamin oder anderen Pyranosen dargestellt. Dabei wurde großer Wert auf eine einfache, effiziente und kurze Syntheseroute gelegt, mit der auch große Ulose-Mengen hergestellt werden können. Zuerst wurden selektiv die Hydroxygruppen, welche nicht zum Keton oxidiert werden sollten, geschützt. Nach der Oxidation der freien 3- bzw. 4-Hydroxygruppe wurden die Schutzgruppen abgespalten oder modifiziert. Dabei gibt es bei den einzelnen Syntheseschritten immer eine Vernetzung zwischen der 3- und 4-Ulose-Synthese.
Die Epoxidierungen mit den dargestellten 3- und 4-Ulosen zeigten teilweise sehr gute katalytische Ergebnisse. Dabei hat sich ein bisher einzigartiges Paar komplementärer asymmetrischer Organokatalysatoren basierend auf einem einzigen Monosaccharid herauskristallisiert.
II. Synthese neuer Saccharid-Mimetika als Glycosidase-Inhibitoren
Frühere Studien haben gezeigt, dass Aminocyclopentanpolyole sehr gute Glycosidase-Inhibitoren sind.43 Nun sollte geprüft werden, inwiefern in der Glucosaminreihe eine Unsättigung im Cyclopentan-Gerüst, sowie eine Säuregruppe in 6-Position die Inhibition beeinflussen.
Für den ersten Syntheseteil wurde auf eine etablierte Route zurückgegriffen.41 Nachdem Glucosamin in ein voll geschütztes 6-Halogen-6-desoxypyranosid überführt worden war, wurde mit Vitamin B12 (kat.) in situ eine Hexenose generiert, die mit Benzylhydroxylamin in einer 1,3-dipolaren Nitron-Cycloaddition zum entsprechenden Isoxazolidin reagierte. Nach der reduktiven Öffnung des Isoxazolidins bei gleichzeitigem Schützen der neu entstandenen primären Aminogruppe trennten sich die Synthesewege. Im ersten Fall wurde die primäre Hydroxygruppe zur Säure oxidiert und derivatisiert. Im zweiten Fall wurde zuerst ein Aldehyd dargestellt, der anschließend zum ,-ungesättigten Aldehyd umgesetzt wurde und danach zur Säure oxidiert wurde. Dann wurden in beiden Fällen die Schutzgruppen abgespalten. Die erhaltenen "freien" Saccharid-Mimetika wurden bezüglich ihrer Inhibitions- Eigenschaften gegen 19 kommerziell erhältliche Glycosidasen getestet.
