Detailansicht
The indium-mediated allylation as key step for the synthesis of complex elongated disaccharidic carbohydrate structures
Christian Denner
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (DissG: Chemie)
Betreuer*in
Christian Becker
Mitbetreuer*in
Tanja Wrodnigg
DOI
10.25365/thesis.65403
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24711.70628.698565-8
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Indium vermittelte Allylierung (IMA) von Aldehyden ist ein wertvolles Werkzeug für die Kettenverlängerung des Kohlenstoff-Grundgerüsts von ungeschützten Kohlenhydraten. Diese verlängerten Zucker spielen eine wichtige Rolle im Stoffwechsel von vielen Lebewesen und sind häufig Bestandteile von Zellwänden unterschiedlichster Organismen. Deshalb ist die Synthese solcher Verbindungen ein wichtiges Ziel in der Kohlenhydratchemie, um unser Verständnis ihrer Interaktionen zu verbessern und in Zukunft weitere Möglichkeiten zu finden solche Verbindungen für medizinische Behandlungen und als Impfstoffe einzusetzen. In dieser Arbeit wurde eine zuverlässige synthetische Methode für die Kettenverlängerung von Disacchariden wie Melibiose, Maltose, Cellobiose und Lactose über ein ‘Indium Allylierung – Ozonolyse‘ Protokoll entwickelt. Die IMA wurde für ihre Anwendung an Zweifachzuckern optimiert und die erwartete syn Konfiguration des neu gebildeten Stereozentrums konnte mittels Kristallstrukturanalyse nachgewiesen werden. Die entstehenden sehr polaren Verbindungen wurden anschließend für die darauf folgende Reinigung und Trennung des entstehenden Epimerengemisches vollständig acetyliert. Die reinen allylierten Disaccharide wurden anschließend durch Zemplén Deacetylierung entschützt, die Reaktionslösung direkt mit Dichlormethan verdünnt und daraufhin für die Ozonolyse eingesetzt. Die entstehende Produktmischung enthält α/β-pyranoide als auch α/β-furanoide Isomere und wurde erneut vollständig acetyliert um die Hauptprodukte für die anschließende Strukturaufklärung durch Kernspinresonanzspektroskopie mit der Hilfe von Spinsimulationen (Daisy, TopSpin Software, Bruker BioSpin) zu reinigen. Während der Optimierung der Verlängerung von Lactose konnte außerdem ein interessantes neuartiges 12 gliedriges überbrücktes Disaccharid gefunden und vollständig identifiziert werden. In dieser Dissertation konnte gezeigt werden, dass die Indium vermittelte Allylierung eine sehr gute Synthesestrategie für die effiziente und diastereoselektive Verlängerung von Disacchariden ist, die glykosidische Bindungen unberührt lässt und weiter Optionen für denkbare Modifikationen komplexer Kohlenhydrate ermöglicht.
Abstract
(Englisch)
The indium-mediated allylation (IMA) reaction represents a valuable tool for the elongation of the carbon skeleton of unprotected carbohydrates. Such elongated sugars are present in many metabolic pathways and are often found in cell-walls of different organisms. Therefore, the synthesis of such compounds is an important research goal in Glycoscience, to improve our understanding of these interactions and further explore the possibility of medical interventions such as drugs or vaccines. The aim of this PhD thesis was to introduce a concise synthetic method for the elongation of disaccharides such as melibiose, maltose, cellobiose as well as lactose employing an IMA - ozonolysis protocol. The IMA was optimized for disaccharides and the expected syn configuration of the new stereocenter was confirmed, for the main product, with the help of X-Ray crystallography. The resulting highly polar compounds were per-O-acetylated for the purification and separation of the resulting epimeric mixture. The pure allylated disaccharides were then deprotected using a Zemplén deacetylation and the resulting reaction mixture was directly diluted with dichloromethane and subsequently used for the ozonolysis step. The obtained product mixture of α/β-pyranoid as well as α/β-furanoid isomers was then per-O-acetylated and the main product purified for structural elucidation using nuclear magnetic resonance spectroscopy with the help of spin simulations (Daisy, TopSpin software, Bruker BioSpin). Interestingly, during the optimization process of the elongation of lactose a novel 12 membered bridged disaccharide has been identified. In this thesis the IMA reaction has been demonstrated to be a powerful synthetic tool for the efficient and diastereoselective elongation of disaccharides without affecting the existing glycosidic linkage, allowing for further options for the possible modifications of complex glycosides.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Carbohydrate Indium-mediated allylation Ozonolysis Disaccharide C–C bond formation
Schlagwörter
(Deutsch)
Kohlenhydrate Indium vermittelte Allylierung Ozonolyse Disaccharide Kettenverlängerung
Autor*innen
Christian Denner
Haupttitel (Englisch)
The indium-mediated allylation as key step for the synthesis of complex elongated disaccharidic carbohydrate structures
Paralleltitel (Deutsch)
Die Indium vermittelte Allylierung als Schlüsselschritt in der Synthese komplexer verlängerter Disaccharide
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
VIII, 107 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Paul Kosma ,
Arnold Stütz
Klassifikationen
33 Physik > 33.07 Spektroskopie ,
35 Chemie > 35.25 Spektrochemische Analyse ,
35 Chemie > 35.50 Organische Chemie: Allgemeines ,
35 Chemie > 35.51 Organische Reaktionen, Stereochemie ,
35 Chemie > 35.52 Präparative Organische Chemie ,
35 Chemie > 35.63 Kohlenhydrate ,
35 Chemie > 35.70 Biochemie: Allgemeines ,
35 Chemie > 35.77 Kohlenhydrate
AC Nummer
AC16250638
Utheses ID
57928
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 419 |