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Metals in carbohydrate synthesis
Indium and Titanium mediated chain elongations of chiral pool monosaccharide and amino acid building blocks
Christopher Albler
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Betreuer*in
Walther Schmid
DOI
10.25365/thesis.34264
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30081.96812.270853-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die vorliegende Arbeit beinhaltet zwei Projekte. Einerseits wurde ein Protokoll für die
Synthese von höheren Aminozuckern konzipiert, andererseits wurde ein neuer Ansatz für die
Fluorierung von Kohlenhydraten entwickelt. Die Indium vermittelte Allylierung, welche ein
wertvolles Werkzeug for die Kohlenstoff Kettenverlängerung darstellt, wurde hierbei für die
Synthese von 2-Acetamido-Heptosen sowie Oktosen ausgehend von leicht verfügbaren
Pentosen und Hexosen eingesetzt. Die neuen Stereozentren wurden durch eine Prolin
katalysierte Epoxidierung aufgebaut, gefolgt von der Einführung des Stickstoffs durch eine
Tsuji-Trost artige Azid Öffnung von allylischen Epoxiden. Eine allgemeine
Entschützungssequenz für die erhaltenen Azidoalkohole wurde entwickelt, welche abhängig
von den Reaktionsbedingungen einerseits die gewünschten höheren Aminozucker,
andererseits deren korrespondierende Acetyl C-Glykoside zugänglich macht. Diese
Verbindungen sind von erheblichem Interesse bezüglich ihrer biologischen Aktivität, da
Aminoheptosen und –oktosen Bausteine von bekannten Aminoglykosid Antibiotika
darstellen. Das zweite Projekt, welches hierin beschrieben wird, stellt einen neuen Ansatz für
die Synthese von fluorierten Aminopentosen und –hexosen dar. Serin, Threonin und Cystein
abgeleitete Verbindungen, welche verwandt mit Garner’s Aldehyd sind, wurden über eine
stereoselektiven Aldol Addition mit Fluoroacetyl Ephedrinoxazolidinon kettenverlängert. Auf
diese Weise wurde das vollständig funktionalisierte Kohlenstoffgerüst der Zielverbindungen
in einem Schritt aufgebaut. Im Fall der Serin und Threonin Derivate führte eine sequentielle
saure Abspaltung der Schutzgruppen schließlich zu den entsprechenden 4-Acetamido-2,4-
Didesoxy-2-Fluoro-Pentosen beziehungsweise 4-Acetamido-2,4,6-Tridesoxy-2-Fluorohexosen.
Im Fall der Cystein Derivate wurde eine photochemische Pummerer Umlagerung
durchgeführt wodurch 2-Acetamido-2,4-Didesoxy-4-Fluoro-pentosen erhalten wurden. Diese
Verbindungen sind von hohem Interesse, da sie mögliche antimikrobielle Wirkstoffe
darstellen und in biochemischen Assays für die Aufklärung von biologischen Prozessen, wie
etwa Antigen-Antikörper Interaktionen, herangezogen werden können.
Abstract
(Englisch)
This thesis comprises two projects. On the one hand, a synthetic protocol for the preparation
of higher amino sugars was devised; on the other hand, a short approach for the incorporation
of fluorine into amino sugars was developed. The indium mediated allylation protocol for
unprotected carbohydrates, which represents a valuable tool for carbon chain elongation, was
applied in the synthesis of 2-acetamido-heptoses and octoses starting from readily available
pentoses and hexoses. The new stereocenters were constructed by a proline catalyzed
epoxidation followed by the introduction of nitrogen via a Tsuji-Trost like azide opening of
allylic epoxides. A general deprotection sequence for the obtained azido alcohols was
devised, furnishing either the target higher amino sugars or their corresponding acetyl Cglycosides,
depending on the conditions applied. These compounds are of considerable
interest regarding their biological activity since aminoheptoses and –octoses are known
constituents of aminoglycoside antibiotics. The second project described herein represents a
new approach for the synthesis of fluorinated amino-pentoses and hexoses. Serine, threonine
and cysteine derived compounds related to Garner’s aldehyde were chain-elongated via a
stereoselective aldol addition using fluoroacetyl ephedrine-oxazolidinone. Thus, the fully
functionalized carbon backbone of the target compounds was constructed in a single step. In
the case of serine and threonine derivatives sequential acidic cleavage of the protecting
groups furnished 4-acetamido-2,4-dideoxy-2-fluoro-pentoses respectively 4-acetamido-2,4,6-
trideoxy-2-fluoro-hexoses. In the case of the cysteine derivatives, a photochemical Pummerer
rearrangement was performed, finally yielding 2-acetamido-2,4-dideoxy-4-fluoro-pentoses.
These compounds are of high interest since they represent potential antimicrobial reagents
and can be used in biochemical assays for the elucidation of biological processes such as
antigen-antibody interactions.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Carbohydrates Indium Allylation Higher Amino Sugars Stereoselective Aldol Addition Titanium Chiral Auxiliaries Fluorinated Amino Sugars
Schlagwörter
(Deutsch)
Kohlenhydrate Indium Allylierung Höhere Aminozucker Stereoselektive Aldol Addition Titan Chirale Auxiliare Fluorierte Aminozucker
Autor*innen
Christopher Albler
Haupttitel (Englisch)
Metals in carbohydrate synthesis
Hauptuntertitel (Englisch)
Indium and Titanium mediated chain elongations of chiral pool monosaccharide and amino acid building blocks
Paralleltitel (Deutsch)
Metalle in der Kohlenhydratsynthese ; Indium und Titan vermittelte Kettenverlängerungen von Monosaccharid und Aminosäure Bausteinen aus dem chiralen Pool
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
175 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Tanja Wrodnigg ,
Ronald Micura
AC Nummer
AC12178769
Utheses ID
30415
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 419 |