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Terpenoids as synthetic targets

the pursue for providencin and the total syntheses of Penifulvin A, B and C

Tanja Gaich

Art der Arbeit

Dissertation

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Chemie

Betreuer*in

Johann Mulzer

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DOI

10.25365/thesis.3775

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29626.78956.777561-0

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die vorliegende Doktorarbeit beschreibt die erste Totalsynthese von Penifulvin A, B und C, und synthetische Studien zur Totalsynthese von Providencin Penifulvine sind Sesquiterpene mit einem neuartigen Dioxa[5.5.5.6]fenestrane Strukturtyp. Unter den fünf Mitgliedern dieses Strukturtyps ist Penifulvin biologisch der interessanteste Naturstoff. Es sehr gute insektizide Eigenschaften besonders gegen Spodoptera frugiperda. Dabei handelt es sich um einen der Hauptschädlinge der Landwirtschaft am gesamten amerikanischen ontinent und in China. Bis jetzt sind noch keine SAR Daten von Penifulvin A verfügba. Aufgrund dieser biologischen Wirksamkeit ist besonders für Penifulvin A ein schneller, flexibler und stereoselektiver Zugang erforderlich. Die durchgeführten Synthesen basieren auf der biogenetischen Verwandtschaft der Penifulvine zu Silphinen. Dabei wurde ein möglicher biosynthetischer Zugang nachgestellt. Um das Kohlenstoffgerüst aufzubauen wird eine meta-Photocycloaddition zwischen einem Olefin und einem Benzen Ring verwendet. Die Anwendung dieser Reaktion auf Penifulvin B und C hat gezeigt, dass auch bei Verwendung einer dreifach-substituierten Doppelbindung das beim neu entstandenen quartärnaren Kohlenstoffzentrum die Konfiguration mit der Doppelbindungsgeometrie korreliert. Providencin ist ein hochoxygeniertes Diterpen, welches der Furanocembranolid Familie angehört. Es besitzt eine komplexe hexacyklische Struktur mit einem Cyclobutan Ring – einem sehr seltenenStrukturelement bei Naturstoffen. Providencin zeigt Anticancer Eigenschaften, wenn auch mit mässiger Aktivität. Bis heute wurde noch keine Totalsynthese erfolgreich zu Ende geführt. Die hier durchgeführten synthetischen Studien von Providencin beinhalten zwei Strategien zur Makrozyklisierung. Die erste ist die Horner-Wadsworth-Emmons reaktion und die zweite ist eine ringschliessende Metathese Reaktion. Diese Makrozyklisierung stellt die synthetische Hauptherausforderung dar, da der Ring sehr hohe Ringspannung aufweist.

Abstract

(Englisch)

This Ph.D Thesis describes the first total syntheses of penifulvin A, B and C and synthetic efforts towards the total synthesis of providencin. Penifulvins are sesquiterpenoids that represent an unprecedented dioxa[5.5.5.6]fenestrane structure type. Amongst all five members of this family, penifulvin A is biologically the most interesting one. It displays a very potent antiinsectan activity especially against the fall armyworm Spodoptera frugiperda, which is the mayor pest of corn on the North- and South-American continent and in China. So far no SAR data are available and a short, flexible and stereoselective synthesis of this compound is strongly required. The syntheses are based on their biosynthetic relationship to silphinene and mimic the possible biosynthetic pathway. The key step for the formation of the carbon-skeleton is the meta-photocycloaddition of an alkene with a benzene ring. The application of this key step to penifulvins B and C disclosed a new scope of this reaction, which is the stereoselective introduction of a quaternary carbon atom depending on the double bond geometry. Providencin is a highly oxygenated diterpene belonging to the huge family of furanocembranoids. It exhibits an unprecedented hexacyclic structure containing a cyclobutane ring – a structure element that is very scarce in nature. Providencin shows modest anti cancer activity and up to date no total synthesis was achieved. The synthetic studies to providencin conducted here, describe two approaches with different macrocyclization strategies, one being a Horner-Wadsworth –Emmons reaction and the latter a ring-closing metathesis reaction.

Autor*innen

Tanja Gaich

Haupttitel (Englisch)

Terpenoids as synthetic targets

Hauptuntertitel (Englisch)

the pursue for providencin and the total syntheses of Penifulvin A, B and C

Paralleltitel (Deutsch)

Terpene als Synthetische Targets ; Syntheseweg zu Providencin und Total Synthese von Penifulvin A, B und C

Publikationsjahr

2009

Umfangsangabe

190 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*innen

Günther Schmalz ,

Walther Schmid

Klassifikationen

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines ,

35 Chemie > 35.52 Präparative Organische Chemie

AC Nummer

AC05039994

Utheses ID

3326

Studienkennzahl

UA | 091 | 419 | |

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