Podcasts about synthesewege

Thu, 11 Jun 2015 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/18506/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/18506/1/Plodek_Alois.pdf Plodek, Alois ddc:540, ddc:500, Fakultät für Chemie und Pharmazie

Fri, 15 Jun 2012 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/14866/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/14866/1/Raeder_Stephan.pdf Raeder, Stephan ddc:540, ddc:500, Fakultät für Chemie und Pharmazie

Die unter dem Einfluss von Organismen entstehenden Minerale können entweder lediglich ein Nebenprodukt des Metabolismus sein oder aber eine Funktion aufweisen, wofür ihre Eigenschaften und Morphologie gezielt vom Organismus gesteuert werden. Der erstere Fall der bioinduzierten Mineralisation wurde in dieser Arbeit bei der Fällung des Minerals Schwertmannit (Fe8O8(OH)6SO4) durch den Bakterienstamm Leptospirillum ferrooxidans angetroffen. Die ursprünglich als bio-spezifisch eingeschätzte Morphologie des Minerals konnte in abiotischen Experimenten unter geeigneten Bedingungen erhalten werden. Die in dieser Arbeit am Beispiel der calcitischen Brachiopodenschalen, Seeigelstacheln und Seeigelzähne untersuchten Produkte der gesteuerten Biomineralisation sind Kompositwerkstoffe, deren Eigenschaften aus der Kombination von weichen organischen und harten mineralischen Komponenten entstehen. Sie sind funktionsangepasste Strukturen, für die ein anorganischer Bildungsmechanismus nicht in Frage kommen kann. Die Bildung der Minerale und deren Eigenschaften wurden mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskopie, Rückstreuelektronenbeugung, Transmissionselektronenmikroskopie, Röntgenbeugung, Mikrohärtenmessungen nach Vickers und Nanoindentation untersucht. Durch Messungen mit niedriger Beschleunigungsspannung konnte die laterale Auflösung der Rückstreuelektronenbeugung verbessert werden. Eine Verbesserung der Winkelgenauigkeit der Rückstreuelektronenbeugung wurde durch einen statistischen Ansatz erreicht. Durch vergleichende biotische und abiotische Syntheseexperimente wurde die Bildung von Schwertmannit durch Leptospirillum ferroooxidans als Prozess einer bioinduzierten Mineralisation identifiziert. Die abiotischen Synthesewege beinhalten sowohl zweiwertige als auch dreiwertige Eisenlösungen als Ausgangsmaterial und nutzen verschiedene Wege der Oxidation und/oder Präzipitation von Schwertmannit. Die so gefällten Proben zeigten unterschiedliche Morphologien des Minerals, worunter aber auch die "Igelmorphologie" zu finden war, die in der Literatur als mit Schwertmannit-Nadeln überwachsene Zellen angesehen worden war. Rietveld-Anpassungen des Röntgenbeugungsprofils des amorphen bis nanokristallinen Minerals zeigen, dass die Kristallitgröße anisotrop ist. Sie ist je nach Bildungsbedingungen 2-2.5 nm senkrecht und als 5-11 nm parallel zu Kanälen, die durch das Netzwerk von [FeO6]3- -Oktaedern in der Struktur gebildet werden. Die Untersuchungen des Aufbaus calcitischer Brachiopodenschalen zeigen, dass Brachiopodenschalen, je nach Spezies, aus bis zu drei distinkten Mikrostrukturen bestehen können: Kolumnare Schicht, faserige Schicht und Primärschicht. Die Mikrostruktur und Textur der kolumnaren Schicht kann durch einen kompetitiven Wachstumsprozess erklärt werden, der auch bei anorganischen Prozessen angetroffen werden kann. Eine Erklärung der Mikrostruktur der fasrigen Schicht und der Primärschicht ist hingegen nicht durch Prozesse, die aus anorganischen Systemen bekannt sind, möglich. Die Mikrostruktur der Primärschicht, die in dieser Arbeit erstmalig mit Hilfe von räumlich hochauflösender Rückstreuelektronenbeugung aufgeklärt wurde, ähnelt dendritischen Strukturen. Eine derartig stark verzahnte und hochwiderstandsfähige Mikrostruktur ist bisher bei keinem anderen einphasigen Material bekannt und wird durch einen Entstehungsprozess aus einem amorphen CaCO3 (ACC) Precursor erklärt, der seinerseits eine Agglomeration von ACC-gefüllten Vesikeln entstand. Die Vickerhärten der einzelnen Schichten in Brachiopodenschalen schwanken zwischen 200 und 520 HV (0.005/10) und sind damit deutlich härter als bei anorganisch geformtem Calcit (150-170 HV 0.005/10). Mikrostruktur, Textur und Anordnung der Schichten innerhalb von Brachiopodenschalen maximieren deren Bruchfestigkeit. Seeigel bilden Calcit mit einem starken Grad an kristallographischer Vorzugsorientierung. Diese Vorzugsorientierung ist bei Seeigelstacheln so hoch, dass diese hochporösen Konstrukte als Einkristalle bezeichnet werden. Eine genaue, räumlich aufgelöste Messung der Orientierung der Kristallite mit Hilfe von Rückstreuelektronenbeugungsmessungen mit hoher Winkelauflösung zeigten, dass es interne Verkippungen bis zu 0.5° gibt. Diese Verkippungen in Seeigelstacheln erlauben Rückschlüsse auf deren Bildung. Die räumlich aufgelöste chemische Analyse in Kombination mit räumlich aufgelöster mechanischer Charakterisierung zeigt, dass der Mg Gehalt (molares Mg/Ca Verhältnnis 1-6 %) in Seeigelstacheln nicht mit Nanohärte (4-4,5 GPa) und E-Modulus (50-80 GPa) korrelierbar ist. Die Nanhohärte von Seeigelstacheln liegt deutlich höher als bei anorganisch gebildetem Calcit (3.0 +/- 0.2,GPa), während deren E-Moduli ähnlich sind (70 +/- 5,GPa). Diese Arbeit untersucht erstmals die Mikrostruktur von Seeigelzähnen mit Rückstreuelektronenbeugung. Die Untersuchungen zeigen, dass die großen strukturellen Einheiten, Steinteil, lamellarer Nadel Komplex, Prismen, Primär-, Sekundär- und Karinarplatten, 3-5° gegeneinander verkippt sind. Diese Bereiche selbst sind wieder in Untereinheiten strukturiert, beispielsweise einzelne Platten, die 1-2° gegeneinander verkippt sind. Diese Untersuchungen zeigen jedoch auch, dass die Bereiche ineinandergreifen können und eine strikte Unterscheidung nicht immer möglich ist. Für dieses Material wird der Begriff des Kompositkristalls vorgeschlagen. Das molare Mg/Ca Verhältnis der untersuchten Seeigelzähne liegt bei 10-25 % und ist positiv mit der Nanohärte (4-8 GPa) korreliert. Die Kombination der Messung der präzisen kristallographischen Orientierung, mikrostrukturellen, chemischen und mechanischen Eigenschaften trägt zu einem tiefergehenden Verständnis des Selbstschärfungsmechanismuses der Seeigelzähne bei. So konnte beispielsweise der häufig diskutierte Einfluss der prominenten 104-Spaltfläche von Calcit ausgeschlossen werden.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Synthese und Charakterisierung ein- und mehrkerniger Diol-, Polyol- und Kohlenhydrat-Verbindungen von Elementen der vierten, fünften und sechsten Hauptgruppe des Periodensystems. Im Zentrum der Untersuchungen standen dabei Spiro-Derivate des fünfwertigen Phosphors, Arsens und Antimons, des vierwertigen Selens und Tellurs sowie spirocyclische Ester der Orthokohlensäure. Ferner wurden alpha-Hydroxycarbonsäuren, Aminosäuren, Aminole und Hydroxythiole auf ihre Eignung als Chelatoren untersucht. Der molekulare Bau der meisten dargestellten Verbindungen konnte auf der Grundlage von Einkristall-Röntgenstrukturanalysen gesichert werden. Das Verhalten der Zielverbindungen in Lösung wurde mittels multinuklearer NMR-Spektroskopie untersucht und charakteristische Kenngrößen hinsichtlich des coordination induced shift für alle untersuchten Kerne wurden herausgearbeitet. Eine umfassende Sammlung weiterer physikalischer Daten der untersuchten Verbindungen wurde erstellt. Die Stabilität der einzelnen Verbindungen in protischen und wässrigen Medien und mögliche Synthesewege ausgehend von Wasser als Lösemittel wurden untersucht. Eine vergleichende Gegenüberstellung der einzelnen Verbindungsklassen soll Einblicke in mögliche Transportformen der untersuchten Elemente in Organismen geben und neue Wege zur Klärung der Frage der Biomineralisation des Siliciums eröffnen.

Thu, 21 Dec 2006 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/6393/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/6393/1/Buettner_Joern.pdf Büttner, Jörn ddc:500, ddc:540, Fakultät für Chemie und Pharmazie

In dieser Arbeit werden die ersten Kohlenhydratverbindungen von Rhenium(V) und Rhenium(VI) beschrieben, die durch ein- und zweidimensionale NMR-Spektroskopie in Lösung und durch Einkristall-Röntgenstrukturanalyse untersucht wurden. Es werden zwei Synthesewege für die Darstellung von Rhenium(VI)-Kohlenhydrat-Ver-bindungen vorgestellt (Schema 2.1). Durch Reduktion von ReVII2O7 mit PPh3 konnte der Komplex [{ReVIO(AnErytH−2)}2(µ-O)2(µ-MeOH)] (4) dargestellt werden. Die beiden Komplexe [{(µ-O){ReVIO(MeO)(Me-α-D-Lyxf 2,3H−2)}}2{(µ-O){ReVIO(Me-α-D-Lyxf 2,3H−2)}2}] (5) und [(µ-O){ReVIOCl(AnErytH−2) · MeOH}2] (6) entstanden bei der Oxidation von [ReVOCl4]− mit Sauerstoff. Dabei zeigt sich die starke Oxophilie des stark Lewis-sauren ReVI. Die Metallatome sind über Oxobrücken verknüpft und kommen sich so nahe, dass wie bei 4 Metall-Metall-Wechselwirkungen entstehen können. Der Komplex ist aus zwei [ReVIO2(AnErytH−2)]-Einheiten aufgebaut. Dieser Aufbau ähnelt 6, bei der zwei [ReVIOCl(AnErytH−2)]+-Einheiten über einen O2−-Liganden verbunden sind. Das gleiche Verknüpfungsmuster besitzt die tetranukleare Verbindung 5. Hier sind vier [ReVIO(Me-α-D-Lyxf2,3H−2)]2+-Fragmente mit O2−-Liganden verbunden, wobei an den terminalen Ein-heiten Methanolat koordiniert. Diese Verbindungsklasse ist in erster Linie von wissenschaftlichem Interesse. Ihre hohe Oxidationsempfindlichkeit und hydrolytische Instabilität erlauben keine Verwendung in der Nuklearmedizin. Die Komplexe konnten alle ohne einen Hilfsliganden stabilisiert wer-den. Dies gelang auch bei dem ReV-oxalat-Komplex [(ReVOCl3)2(Ox)]2− (1) und der ReV-kojinat-Verbindung [ReVOCl3(KojiH−1)]− (2). Dabei koordinieren Oxalat und Kojisäure trans zum apicalen Sauerstoff und substituieren ein Chloratom des Eduktes [ReVOCl4]−. Eine formale Re-Re-Doppelbindung besitzt der binukleare Komplex [{ReV(MeO)2Cl2}2 (µ-O)(µ-MeO)]− (3), wobei sich die Metallatome bis auf 2.46 Å nahe kommen. Eingehender wurden die ReV-Komplexe untersucht, bei denen ein Hilfsligand das Kohlen-hydrat-[ReVO]3+-Fragment stabilisiert. Die drei Strukturmuster sind in Abbildung 4.1 aufgeführt. Zusammenfassung 69 OReOONNNNNNBReOOONNN+_IReOOOClNN Abbildung 4.1: Die drei Strukturmuster der heteroleptischen ReV-Komplexe 8–20 (außer 18) mit den Hilfsliganden phen, tpb und dien. Mit phen als Hilfsligand konnten die Komplexe [ReVOCl(phen)(cis-1,2-CptdH−2)] (8), [ReVOCl(phen)(AnErytH−2)] (9), [ReVOCl(phen)(trans-1,2-ChxdH−2)] (10) und [ReVOCl(phen)(Xylt2,3H−2)] (11) röntgenkristallographisch untersucht werden. Die orangen Verbindungen sind gut zugänglich; [ReVOCl4]− wurde in Methanol unter Zugabe von phen und dem Kohlenhydrat umgesetzt. Die entstandenen Komplexe waren bei zu langer Sauerstoffexposition instabil, was auf die Substitutionsstelle des Chlorids zurück-zuführen ist. Durch eine formale Substitution von Chlorid und phen mit dem dreizähnigen tpb-Liganden verbesserte sich die Stabilität der tpb-Komplexe [ReVO(tpb)(AnErytH−2)] (13), [ReVO(tpb)(Me-β-D-Galp3,4H−2)] (14), [ReVO(tpb)(D-Thre2,3H−2)] (15) und [ReVO(tpb)(Eryt1,2H−2)] (16) im Vergleich zu den phen-Komplexen. Ein weiterer Grund für die Oxidationsstabilität der neutralen Verbindungen ist der Chelateffekt. Nachteilig ist ihre schlechte Wasserlöslichkeit. Zur Synthese dieser blauen Substanzen wurde eine me-thanolische Suspension aus [ReVO(tpb)Cl2], dem Kohlenhydrat und der Base Triethylamin zwei Stunden lang unter Rückfluß bei 80 °C gerührt. Auffällig bei 14 ist der niedrige Tor-sionswinkel der chelatisierenden Diol-Einheit mit 32.5 °. Daraus ergibt sich eine Abwei-chung von 23.7 ° im Vergleich zum C3–O3–O4–C4-Torsionswinkel des freien Galactopy-ranosids. Dies ist bisher die größte beobachtete Erniedrigung eines Torsionswinkels einer komplexierenden Diol-Einheit in Pyranosiden. Die Synthese der Rhenium(V)-dien-Kohlenhydrat-Verbindungen ähnelt der Darstellung der phen-Komplexe. Eine methanolische Suspension aus [ReVO2I(PPh3)2], dem Kohlenhydrat-Liganden und dien musste eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt werden. Es entstanden rosa Kristalle mit der Summenformel [ReVO(dien)(AnErytH−2)]I (17), [ReVO(dien)(Me-α-D-Manp2,3H−2)]I (19) und [ReVO(dien)(Me-β-D-Galp3,4H−2)]I (20). Weiterhin wurde ein Adenosin-Komplex mit der postulierten Zusammensetzung [ReVO(dien)(AdoH−2)]I (21) synthetisiert. Die Verbindungen zeichnen sich durch ihre 70 Zusammenfassung Wasserlöslichkeit, ihre Oxidations- und Hydrolysestabilität (bei Raumtemperatur bis zu einer Woche) und durch ihre schnelle Präparation aus. Es gelang, die Mannopyranosid-Verbindung 19 und den Adenosin-Komplex 21 mit Hilfe der HPLC zu charakterisieren. Damit wurde die analytische Basis für die Synthese von radioaktiven Rhenium(V)-Kohlen-hydrat-Verbindungen gelegt. Auf der Grundlage der Darstellungsvorschriften der dien-Verbindungen wurden, ausgehend von 188ReVIIO4−, die radioaktiven Ionen [188ReVO(dien)(Me-α-D-Manp2,3H−2)]+ von (22) und [188ReVO(dien)(AdoH−2)]+ von (23) synthetisiert. Ihre Existenz konnte mit der HPLC-Chromatographie nachgewiesen werden. Nuklearmedizinische Anwendungen dieser radioaktiven Verbindungen werden zurzeit untersucht. Bei den Reaktionen von polyfunktionellen Kohlenhydraten mit Rhenium(V)-Verbindungen sind viele isomere Formen von Oxorhenium(V)-Komplexen möglich. Bei den in dieser Arbeit vorgestellten Verbindungen werden die anti/syn-Isomere beschrieben, in denen der Ligand um 180° um die äquatoriale Ebene gedreht ist. Während die phen-Komplexe empfindlich gegenüber Sauerstoff reagierten, zeichneten sich die Rhenium-Komplexe mit tpb und dien durch ihre kinetische Inertheit aus. Unter dem Aspekt der Synthese stabiler Rhenium(V)-Kohlenhydrat-Verbindungen hat sich das „3 + 2“- dem „2 + 2“-Konzept als überlegen erwiesen. Aufgrund ihrer Stabilität in Lösung können aussagekräftige NMR-Spektren der Oxo-rhenium(V)-Komplexen erhalten werden. Die Resonanzen der Kohlenstoffatome, die an die koordinierenden Sauerstoffe gebunden sind, verschieben sich durch die Komplexierung um bis zu 31.4 ins Tieffeld. Die dem Rhenium(V) nahen Wasserstoffe (H–C–O–Re) erfahren eine Tieffeldverschiebung von bis zu 1.9. Die Zuordnung der Resonanzen zu ein-zelnen Atomen erfolgte mit Hilfe der 2D-NMR-Spektroskopie. Der Erkenntnisgewinn aus der Verzahnung von struktureller Aufklärung und den Reso-nanzverschiebungen in den 1H- und 13C-Spektren führt dazu, dass schon auf Basis von NMR-Verschiebungen zuverlässige Aussagen über die Koordination des Kohlenhydrates an Rhenium(V) getroffen werden können.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese der aus dem Myxomyceten Physarum polycephalum isolierten Physarorubinsäuren A (2) und B (3). Untersuchungen zur Biosynthese von Polycephalin C (4), einem weiteren Plasmodienfarbstoff aus Physarum polycephalum, lassen vermuten, dass 4 in einer intermolekularen Diels-Alder-Reaktion aus je einem Molekül 2 und 3 gebildet wird. Zur Bestätigung dieser Hypothese sollen Verfütterungsexperimente an Physarum polycephalum durchgeführt werden, für die 13 C-markierte Physarorubinsäuren benötigt werden. Daher soll in dieser Arbeit eine Synthese für die Physarorubinsäuren A (2) und B (3) entwickelt werden. Zur Darstellung der Tetramsäureeinheit in 2 und 3 werden zwei verschiedene Synthesewege zu 3-Acyl-Tetramsäuren untersucht, die beide vom Aminosäurederivat 49 ausgehen. So führt die Thermolyse von 49 mit einem modifizierten Diketen-Aceton-Addukt 161, sowie die anschließende Entschützung und Cyclisierung des -Ketoamids 174 zur Trienoyl-Tetram-säure 175. Bei der zweiten Möglichkeit werden Aminosäurederivate wie 49 durch Umsetzung mit Bromacetylacetylbromid 40 und anschließende Behandlung mit Kaliumdiethylphosphit in entsprechende Phosphono-Tetramsäuren wie 178 überführt. Die anschließende Horner-OHWadsworth-Emmons-Reaktion von 178 mit einem Polyenaldehyd führt dann zur Trienoyl-Tetramsäure 180. Die Synthese der Polyenaldehyde, die für die Synthese des modifizierten Diketen-Aceton-Addukts 161 und für die Reaktionen mit der Phosphono-Tetramsäure 178 nötig sind, lässt sich jedoch nicht auf effektive Art auf höhere Polyenkettenlängen erweitern. Das vollständige Polyengerüst der Physarorubinsäuren kann schließlich über eine Stille-Kupplung aufgebaut werden. Die dazu nötige Stannankomponente 183 wird bei der Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion der Phosphono-Tetramsäure 178 mit Stannylpropenal 59 erhalten. Die benötigten Dienyl- und Trienyliodide sind über Iod-Zinn-Austausch aus den entsprechenden Stannanen zugänglich, die ausgehend von 59 in Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktionen mit Triethylphosphonoacetat hergestellt werden können. Die Stille-Reaktionen dieser Iodide mit Stannan 183 (m = 2) liefern die Physarorubinsäuren A (2) und B (3). Als Schutzgruppen werden der TBDMS-Rest für die OH-Gruppe der Aminosäure und der tert-Butyl-Rest für die Säurefunktion verwendet. Beide Schutzgruppen können mit TFA/H2O 9:1 in einem Schritt abgespalten werden. Die Anzahl der Doppelbindungen ist in beiden Kupplungspartnern variierbar (m = 1; 2 bzw. n = 0; 1; 2). So kann mit der Physarorubinsäure C (210) auch ein kürzeres Homologes von 2 und 3 synthetisiert werden. Die Verwendung von 13 C-markiertem Triethylphosphonoacetat bei der Synthese der Kupplungspartner ermöglicht den gezielten Einbau von 13 C-Markierungen in 2 und 3.

Ziele dieser Arbeit waren zunächst die Optimierung der Synthese der razemischen 2- Hydroxy-2,3,3-trimethyl-butansäure (4) sowie die Entwicklung einer effizienten Razematspaltung dieser Säure. Nach dem Aufbau des Glycinäquivalents sollte dieses für den stereoselektiven Aufbau 2-substituierter 1-Aminocyclobutancarbonsäuren verwendet werden. Dabei sollte zum einen auf bereits bestehende Synthesemethoden zurückgegriffen, als auch ggf. neue Synthesewege entwickelt werden. Die 1-Aminocyclobutancarbonsäuren sollten anschließend auf ihre biologische Aktivität hin untersucht werden. Razemische 2-Hydroxy-2,3,3-trimethyl-butansäure (4) konnte in einer zweistufigen Synthese dargestellt werden, indem zunächst in Anlehnung an eine literaturbekannte Methode Pinakolon (5) mit KMnO4 zur 3,3-Dimethyl-2-oxobutansäure (13) oxidiert und diese dann mit einem Überschuß MeMgCl zur gewünschten razemischen Carbonsäure 4 umgesetzt wurde (Abb. 112). Für die Razematspaltung der razemischen α-Hydroxycarbonsäure 4 erwies sich Phenylalaninol (22) als am günstigsten. Damit konnte in zwei Schritten, durch Ausfällen und Umkristallisation, die enantiomerenreinen Carbonsäuren (S)-4 und (R)-4 nach Ansäuern in einer Enantiomerenreinheit von ≥ 99.5:0.5 erhalten werden. (S)-4 wurde durch Ausfällung mit (R)-Phenylalaninol ((R)-22, Abb. 112) und (R)-4 mit (S)-22 erhalten und dies in Ausbeuten von größer 70%. Nach der Synthese des chiralen Glycinäquivalents 2 in beiden enantiomeren Formen – (S)-2 und (R)-2 – nach einem Verfahren von A. Grandl wurde als Modellreaktion für die Synthese von Cyclobutylderivaten zunächst mit 1,3-Diiodpropan (41) als 1,3-Biselektrophil umgesetzt. Als Deprotonierungsreagenz diente Phosphazenbase (tBu-P4). Dabei entstand die spiro- Verbindung (R)-42 ohne erkennbare Nebenprodukte in einer Ausbeute von 35%. Nach Hydrolyse und Elution über einen Ionenaustauscher, konnte die freie Aminocyclobutancarbonsäure 48 in Ausbeuten bis zu 92% isoliert werden (Abb. 113). Anschließend wurden weitere Biselektrophile eingesetzt, welche mit dem Glycinäquivalent 2 2-substituierte spiro-Cyclobutanderivate liefern sollten. Zunächst wurden die mit einer geschützten Hydroxymethylenseitenkette versehenen 1,3-Biselektrophile (RS)-54 und (RS)- 65 eingesetzt. Diese waren aus 1,2,4-Butantriol ((RS)-49) in Synthesen von je 6 Stufen und in Ausbeuten von 32% ((RS)-65) und 25% ((RS)-54) zugänglich (Abb. 114). Trotz ausführlicher Variation der Versuchsbedingungen ließen sich diese mit 2 nicht zu den gewünschten spiro- Cyclobutanderivaten (ent)-64a/b umsetzen (Abb. 114). Als weiteres Biselektrophil kam trans-1,4-Dichlorbut-2-en (68) zum Einsatz. Anstelle der erwünschten diastereomeren Monoalkylierungsprodukte (ent)-69a/b wurden jedoch die vier diastereomeren spiro-Cyclopropylverbindungen (ent)-71a/b/c/d in einer Gesamtausbeute um 32% und in einem Isomerenverhältnis von 60:35:4:1 erhalten (Abb. 115). Da der Einsatz von Biselektrophilen nicht zu den gewünschten Verbindungen führte, wurde im Weiteren mit funktionalisierten Monoelektrophilen alkyliert. Der Ringschluß hatte dann in einem Folgeschritt zu erfolgen. Als Modell diente das allylierte Glycinderivat 83. Dieses wurde mit mCPBA zu den diastereomeren Epoxiden 84 und 85 umgesetzt (Ausbeuten >80%). Die anschließende Cyclisierung führte jedoch nicht zu den spiro-Cyclobutylverbindungen, was nicht unerwartet war, sondern zu den bereits bekannten spiro-Cyclopropylverbindungen 88 und 89 (Abb. 116). Aufgrund dieser Ergebnisse wurden vergleichbare Versuche mit dem homologen Alken (ent)- 135a/b durchgeführt. Das dafür erforderliche butenylsubstituierte Glycinderivat (ent)-135a/b ließ sich mit Phosphazenbase tBu-P4 als Deprotonierungsreagenz und Butenylbromid (134) in 60% Ausbeute darstellen, wobei jedoch das Auftreten des doppelt alkylierten Produktes (ent)- 82 nicht vermieden werden konnte. Mit Butentriflat (136) als Elektrophil – unter Verwendung von sBuLi als Base – ließ sich dieses Nebenprodukt vermeiden und die Ausbeute an (ent)- 135a/b betrug 69% (Abb. 117). Die Verbindung (ent)-135a ließ sich mit mCPBA in einer Ausbeute von 86% in ein Gemisch der isomeren Epoxide (ent)-97a/b überführen, wobei die Diastereoselektivität etwa 1:1 betrug (Abb. 118). Alle Versuche, die Verbindungen (ent)-97a/b zu den spiro- Cyclobutylverbindungen (ent)-139a/b zu cyclisieren blieben aber erfolglos (Abb. 118). Eine Umsetzung des monobutenylierten chiralen Glycinäquivalents (ent)-135a mit Iod, in der Absicht, das Diiodaddukt des Alkens zu erhalten, führte zu den diastereomeren monoiodierten Bicyclen (ent)-145a/b in Ausbeuten von etwa 70 % und Diastereoselektivitäten von etwa 65:35 ds (Abb. 119). Bei einer weiteren Route wurden (R)-2 und (S)-2 zunächst mit Iodessigsäureethylester alkyliert, was in sehr guten Ausbeuten (85% und 83%) gelang (Abb. 120, nur Alkylierung an (R)-2 dargestellt). Versuche, (ent)-98a/b mit 1,2-Dibromethan als Biselektrophil zur spiro- Cyclobutylverbindung (ent)-100 umzusetzen, blieben trotz Variation der Reaktionsbedingungen erfolglos (Abb. 120). In Analogie zur Arbeit von O. Achatz ließ sich jedoch der Syntheseweg zu den spiro- Cyclobutylphenylsulfonylverbindungen 133a/b erfolgreich nachvollziehen. Das Glycinäquivalent (S)-2 wurde dazu zunächst mit den silylgeschützten Iodethanolderivaten 108 und 109, und anschließend mit Iodmethylphenylsulfid (116) alkyliert und die Produkte anschließend zu den entsprechenden Sulfonen 119 und 120 oxidiert. Abspaltung der Silylschutzgruppe lieferte dann das Derivat 121 (Abb. 121). 121 war jedoch noch über eine weitere Syntheseroute zugänglich. Dazu wurde das allylierte chirale Glycinäquivalent 83 zunächst ebenfalls mit Iodmethylphenylsulfid (116) alkyliert. Anschließend wurde die dann vorliegende Verbindung 123 oxidiert und damit die Sulfidfunktion in ein Sulfon überführt und die Doppelbindung zum Aldehyd gespalten. Nach Reduktion des Produktes 128 gelangte man zum oben beschriebenen Derivat 121 mit Sulfonund OH-Funktion. Diese wurde anschließend in das Iodid 132 überführt, welches nach Behandlung mit Base (tBu-P4) in guten Ausbeuten zu den gewünschten diastereomeren spiro- Cyclobutylverbindungen 133a/b cyclisiert werden konnte. Die Hydrolyse zu den freien 1- Amino-2-phenylsulfonylcyclobutylcarbonsäuren 102a/b steht noch aus (Abb. 121). Schließlich wurde noch eine weitere Syntheseroute entwickelt, welche letztendlich zu den gewünschten diastereomeren 1-Amino-2-hydroxymethylencyclobutancarbonsäuren 150, (ent)-150, 151 und (ent)-151 führte. Für diese Route wurde von den diastereomeren butenylsubstituierten Verbindungen 135a/b, bzw. (ent)-135a/b ausgegangen und diese zunächst mit OsO4 und Trimethylamin-N-oxid behandelt, wodurch die Doppelbindung bishydroxyliert wurde. Die dabei gebildeten vicinalen Diole entstanden in einer Gesamtausbeute bis zu 90% und in einem Verhältnis von etwa 4:4:1:1. Im nächsten Schritt wurde das Isomerengemisch 146a/b/c/d, bzw. (ent)-146a/b/c/d, ohne sie zu trennen, selektiv an der primären Hydroxyfunktion mit einem Silylrest geschützt (90% Ausbeute). Die sekundäre Hydroxyfunktion wurde dann in ein Iodid überführt. Die Ausbeute des Isomerengemisches 148a/b/c/d, bzw. (ent)-148a/b/c/d lag bei 90% und das Isomerenverhältnis bei etwa 4:4:1:1. Die Produkte wurden dann mit der Phosphazenbase tBu- P4 zu den gewünschten spiro-Cyclobutylverbindungen 149a/b/c/d, bzw. (ent)-149a/b/c/d cyclisiert (Ausbeute über 80%, Isomerenverhältnis etwa 45:35:15:5). Nach Desilylierung wurden in 90%iger Ausbeute Isomerengemische der freien Alkohole 139a/b/c/d, bzw. (ent)- 139a/b/c/d erhalten, die durch präparative HPLC in ihre Einzelkomponenten getrennt wurden (Isomerenverhältnis: 48:31:18:3 , Abb. 122, die Synthesesequenz ausgehend von (S)-2 ist dargestellt). Da die beiden Nebendiastereomere 139c/d, bzw. (ent)-139c/d nur in einem Anteil von zusammen 21% anfielen, wurden diese nicht für die Generierung der freien Aminosäuren verwendet. Hydrolyse der Hauptdiastereomere 139a und 139b lieferte die freien Aminosäuren 150 und 151. Zur Darstellung der spiegelbildlichen Aminosäuren (ent)-150 und (ent)-151 wurden die für diesen Zweck dargestellten Enantiomere (ent)-139a und (ent)-139b der vorgenannten Hauptisomere hydrolysiert. Die Ausbeuten für die freien Aminosäuren lagen bei über 70% (Abb. 123). Zudem wurde noch versucht, die Cyclobutaneinheit über eine thermische [2+2]-Cycloaddition aufzubauen. Angewendet wurde dabei eine Methode von Ghosez. Dabei wurde die Ethylidenverbindung (R)-154, die durch eine Aldolkondensation von (R)-2 mit Acetaldehyd (153) zugänglich war (78%), mit dem Keteniminiumsalz des N-Propionylpyrrolidins, das in situ erzeugt wurde, umgesetzt. Es entstand jedoch nur ein Produktgemisch der verschiedenen möglichen Diastereomere und dies auch nur in einer Gesamtausbeute von etwa 10%. Deshalb wurden keine weiteren Versuche in dieser Richtung unternommen (Abb. 124).