Natur- und Effektstoffsynthese
Die Synthese von Naturstoffen gehört zu den anspruchsvollsten und faszinierendsten Aspekten der organischen Chemie. Ihre oft hohe strukturelle Komplexität, der Reichtum an funktionellen Gruppen und ihre ausgeprägte biologische Aktivität machen sie zu besonders reizvollen Zielmolekülen. Ihre gezielte Herstellung im Labor ermöglicht ein tieferes Verständnis biologischer Prozesse und schafft Zugang zu potenziellen Wirkstoffen für die Anwendungen in der Medizin, Agrarchemie oder Materialwissenschaft.
In den vergangenen Jahren ist es uns gelungen, eine Vielzahl anspruchsvoller Strukturen zu synthetisieren. So konnten im Bereich der Biaryle die Naturstoffe (+)-Isokotanin A und (+)-di-epi-Gonytolide A erfolgreich und atropselektiv hergestellt werden. Fortschritte in der Mutasynthese eröffneten uns unter anderem den Zugang zu einer Vielzahl von Prodiginin-Derivaten.
Ein weiteres interessantes Strukturmotiv liefern die 1,2,3,3a,8,8a-Hexahydropyrrolo[2,3-b]indole (Pyrroloindole), die häufig in biologisch aktiven Naturstoffen vorkommen. Die starre, trizyklische Struktur dieser Verbindungsklasse ermöglicht durch hydrophobe Wechselwirkungen eine hohe Affinität zu verschiedenen Proteinzielen. Ihre stereoselektive Synthese ist eine besondere Herausforderung, die sich chemoenzymatisch bewältigen lässt. Ebenfalls ein häufiges Motiv für Naturstoffe mit interessanten physiologischen Eigenschaften sind Pyrroloindole, welche über einen 2,5-Diketopiperazine-Kern (DKP) verfügen. Sie besitzen die Fähigkeit, Wasserstoffbrückenbindungen sowohl als Akzeptor als auch als Donor zu bilden, und interagieren somit effektiv mit einer Vielzahl von Rezeptoren. Ein Beispiel hierfür ist der Naturstoff Lansai B, den wir erfolgreich über eine chemoenzymatische Syntheseroute herstellen konnten.
