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JUEL-3992
Franke, Dirk
Funktionalisierte Cyclohexadien-trans-1,2-diole
V, 149 S., 2002

Funktionalisierte Cyclohexadien-trans-l,2-diole (trans-CHD) wurden in den letzten Jahren als potentielles Ausgangsmaterial zur Synthese zahlreicher Natur- und Wirkstoffe, insbesondere in der Chemie der Kohlenhydratmimetika, diskutiert.
Durch homologe Expression der Gene für Isochorismatsynthase EntC und Isochorismatase EntB in E.-coli-Mutanten mit Defizienzen in den chorismatabhängigen Biosynthesewegen konnten mikrobielle Systeme erhalten werden, welche enantioselektiv die trans-CHD (2S,3S)- Dihydroxy-dihydrobenzoesäure (2,3-trans-CHD) und (3R,4R)-Dihydroxy-dihydrobenzoesäure (3,4-trans-CHD) aus Glucose und anderen erneuerbaren Kohlenstoff-Quellen herstellen.

Die mikrobiell erzeugten trans-CHD weisen im Gegensatz zu Chorismat und Isochorismat eine hohe Thermostabilität auf, da bei diesen keine Enolpyruvoylgruppe die Aromatisierung über pericyclische Übergangszustände ermöglicht. Durch Ausnutzung der Carbonsäurefunktion lassen sich die trans-CHD selektiv mit 96 % Reinheit und in 75 % Ausbeute durch Ionentauscherchromatographie oder alternativ durch Extraktion isolieren.

Ausgehend von enantiomerenreinem 2,3-trans-CHD wurden Synthesezugänge für Akzeptor- und Donorbausteinen zur Synthese von Pseudooligosacchariden mit Acarviosin-Substruktur erschlossen, einschließlich der erstmaligen Synthese eines Analogons des pharmakologisch interessanten Kohlenhydratmimetikums tri-epi-Valienamin und der formalen Synthese zu ent- Valienamin. Durch die Darstellung dieser Bausteine wurde die Verwendbarkeit der trans- CHD als Synthesebausteine in der Naturstoff- und Wirkstoffchemie beispielhaft demonstriert.

Within the last years functionalized cyclohexadiene-trans-l,2-diols (trans-CHD) have been suggested to be potential starting material for the synthesis of a vast variety of bioactive substances, especially in the chemistry of carbohydrate mimetics.
By homologous expression of the genes encoding for isochorismate synthase EntC and isochorismatase EntB in E. coli mutants with deficiencies in the chorismate dependent pathways, microbial systems could be obtained, which enable the enantioselective production of two trans-CHD, (2S,3S)-dihydroxy-dihydrobenzoic acid (2,3-trans-CHD) and (3R,4R)- dihydroxy-dihydrobenzoic acid (3,4-trans-CHD), starting from glucose and other renewable carbon-sources.

Microbially produced trans-CHD have been characterized to be highly thermostable in contrast to chorismate and isochorismate, because no enolpyruvoyl residue enables the aromatization reaction via pericyclic transition states. Making use of the carboxylic acid functionality the trans-CHD can be isolated selectively with 96 % purity and 75 % yield by ion exchange chromatography or, alternatively, by extraction.

Starting from enantiomerically pure 2,3-trans-CHD synthetic routes towards acceptor and donor building blocks for the synthesis of pseudooligosaccharids with acarviosin substructure were developed, including the first synthesis of an analogue of the pharmacologically interesting carbohydrate mimetic tri-epi-valienamine and the formal synthesis of ent- valienamine. With the preparative access to these building blocks the applicability of trans- CHD as synthetic building blocks in bioactive substance syntheses has been demonstrated.

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