Enzym-katalysierte Synthese von 1

n
1x1 J .
W. F. L. Seeo. G. Schat. 0. S. Akkerman. F. Bickelhaupt. J . A n .
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599) 9 nicht an: neben unverindertem 9 wurde nur Benzol (8O0%) als
Produkt der Reduktion von Brombenzol erhalten.
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1131 A. Standt. H. Dreeskamp, J . Organomer. C'hem. 322 (1987) 49, zit. Lit.
1141 1:s wurde ein komplexes Produktgemisch erhalten, das als relevante Produkte nach 15 min 1 (719b). 9 (9%1),13 (12%) und 14 (3%). nach 60 min
9 (Z".;,).
13 (64%) und 14 (9%) sowie nach 300 min 13 (72%) und 14 (4%)
enthielt. Die Spaltung der C-Br-Bindung und der benzylischen C- SnBindung i n 1 ist also schnell, die der arylischen C-Sn-Bindung in 14
langsamer: es is1 unklar, ob die schnelle Spaltung der C-Br-Bindung
durch Photonen oder Trimethylstannylradikaleverursacht wird.
!I51 Wir nekmen an, daO die Aryl-Zinn-HindGng von 14 uberwiegend durch
Reaktion eines Arylradikals mil einem Trimethylstannylradikal entsteht.
1161 H. J. Keich, N. H. Phillips, J . Am. Chem. Suc. lrl.Y(I986) 2102.
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Enzym-katalysierte Synthese von
1-Desoxymannojirimycin, 1-Desoxynojirimycin und
1,4-Didesoxy-1,4-imino-~-arabinitol**
Von Thomas Ziegler, Alexander Straub und
Fra nz Effen berg er *
1-Desoxymannojirimycin
(1,5-Didesoxy- 1,5-imino-r>mannitol) 8 , I-Desoxynojirimycin (1,5-Didesoxy-1,5-imino-r>-glucitol) 9 und 1,4-Didesoxy-l,4-imino-~-arabinito1
10 sind sehr wirksame Glycosidase-Inhibitoren".2i.
Wahrend die Piperidin-Derivate 8 und 9 schon lange bekannt
sind"], wurde das Pyrrolidin-Derivat 10 erst 1985 in zwei
Leguminosen-Arten aufgefunden und daraus isoliert[31.
Wegen ihrer gronen Bedeutung als Wirkstoffe wurde fur
8 itnd 9 eine Vielzahl von Synthesen entwickelt, die fast
allc von natiirlich vorkommenden Kohlenhydraten ausgehen, um bereits rnit moglichst vielen Chiralitatszentren zu
starten["'. Eine Synthese von 9 aus I,-( +)-Weinsaure wurde
Fur
kurzlich b e ~ c h r i e b e n ~
~ ~ 10
. ist bisher nur eine Synthese
p~l)liziert~"~;
sie geht von D-Xylose aus. Allen diesen Methoden ist eine umfangreiche Schutzgruppentechnik gemeinsam, die eine Vielzahl von Stufen erfordert und somit
zu niedrigen Gesamtausbeuten fiihrt.
Wir haben kiirzlich iiber eine einfache Synthese von Dihylroxyacetonphosphat (DHAP) 1 und dessen Einsatz bei
Altlolase-katalysierten Aldoladditionen berichtet"'. Diese
ste-eochemisch eindeutig verlaufende CC-Verkniipfung
hahen wir nun als Schliisselreaktion zum Aufbau der Verbindungen 8 und 9 aus achiralen Vorstufen angewendet
(Schema I).
['I
[**I
Prof. Dr. F. Effenherger. Dr. T. Ziegler. I)ipl.-Chem. A. Strauh
Institiit fur Organische Chemie der llniversitit
Pfaffenwaldring 55. D-7000 Stuttgart 80
1:nzym-katalysierte Reaktionen. 3. Mitteilung. Diese Arbeit wurde von
der Deutschen I;orschungsgemeinschaTr, dem Fonds der Chemischen
lndustrie und der Roben-Bosch-Stiftung geforden. - Als 2. Mitteilung
gilt: F. Effenherger, '1. Ziegler, S. Forster, Arigew C'hem. YY (1987) 491 ;
.Anyen. C'heni. I n r . Ed. Engl. 26 (1987) 458. als 1. Mitteilung 171.
Anyw.
Chem. lo0 (lY88) Nr. j
n
4 5 , R = H
n
4 6 .R = H
I
OH
OH
H20H
I
H
a
I
I
H
9
H
10
Schema I. a) I + ( R S ) 2 / p H 6/Aldolase (EC 4.1.2.13)/12 h/?5"C: pH 71
BaCI,.2 H 2 0 - 4 (=4a t 4b) (70?6). b) 4/Phosphatase/pH 4.5/48 h/38"('/
Chromatographie an Dowex 1 x 8 HCO? mit H 2 0 5 und 6 Cjeweils 80K).
5 : [a)$'=+52.49" (c=2.1, H20), 6 : [a];:= -53.78" (c=2.9, H:O). c) 5 hzw.
8 . H C I bzw. 9 . HCI tie6/K:C03/H20/Pd/C/80 bar H2/4 h/50'C/HCI
weils 65OiO). d ) (RS)-2 t 3/MgCI:/Thiaminpyrophosphat/pH WTransketolase (EC 2.2.1.1)/15 h/30"C/Chromatographie an Dowex 50 WX8
mil
H20
(S)-2 (62%) und 7 (71%). ( S ) - 2 : [a];;'=- 19" (c-0.4, D#), 7 :
[a];;'= - 13.9" (c=0.4, DZO).
e) 7/K2COI/11,0/Pd/C/80
bar HJ12 h/25"C
10. HCI und (4S)-10 - HCI (1 1 : 1 J, nach Umkristallisation aus Methanol/
Ether 10.HCl (63%). [a]E=+35.6'(~=0.4, H,O). Fp=113"C(113 115°C
161). 'H-NMR-, "C-NMR- und Massenspektren stimmen m i l denen in [6]
ilherein.
-
-
-
Bei der mit Kaninchenmuskel-Aldolase katalysierten
Reaktion von 1 mit (RS)-3-Azido-2-hydroxypropanal2
haben wir rnit 70% Ausbeute ein Diastereomerengemisch 4
der Bariumzuckerphosphate 4a und 4b isoliert. Der enzymatisch bestimmte Umsatz war >99%. Durch saure oder
enzymatische Phosphatabspaltung erhielten wir ein Diastereomerengemisch, das sich uber Dowex l x 8 chromatographisch auf einfache Weise in die wFructo- 5 und die
L-Sorbo-Verbindung 6 (Ausbeute jeweils 80%) trennen
IielJ. Reinheit und Zusammensetzung der Diastereomere 5
und 6 wurden durch GC-MS-Analyse der persilylierten
Verbindungen gesichert (29% a - 5 , 71% p-5; 88% a - 6 , 12910
a-6).
Die getrennten Anomerengemische 5 und 6 wurden
analog der bekannten Herstellung von Hydroxypiperidinen aus 6-Aminohe~ulosen~'"~'~
hydriert. Dabei erhielten
wir aus 5 ausschliel3lich Desoxymannojirimycin 8 und aus
6 ausschlienlich Desoxynojirimycin 9 . Die Diastereomerenreinheit von 8 und 9 wurde durch GC-MS-Analyse der
persilylierten Verbindungen bewiesen; die 'H-NMR-, I3CNMR- und MS-Daten stimmen rnit den fur 8 und 9 publizierten Daten i i b e r e i ~ ~ ' ~ ' - ~ ' .
Zur analogen Synthese des Pyrrolidin-Derivats 10
miinte Azidoacetaldehyd anstelle von ( R S ) - 2 eingesetzt
werden, der aber bisher noch nicht rein erhalten werden
konnte. Es gelang uns jedoch, aus Lithiumhydroxypyruvat
3 und ( R S ) - 2 iiber eine Transketolase-katalysierte CCVerkniipfung die 5-Azido-5-desoxy-~-xylulose
7 in guten
Ausbeuten herzustellen (Schema 1). Der Azidozucker 7 ergibt bei der Hydrierung in hohen Ausbeuten (76Y0) das
Pyrrolidin-Derivat 10, das weniger als 10% des nicht erwiinschten (4s)-Diastereomers enthllt. Das Nebenprodukt
Q VC'II Verlay.ryesell.~c/iq/,mhH. D-6Y40 Weinheim. 1988
0044-8249/~8/0505-0737$ 02.5010
737
HO
HO&N,
H
-<
1 . NaN> DMF/DMSO
2. H'
EtOH/H20
BOX
11
-to
?
~,-,k.-,~~os
12
kann durch einfache Umkristallisation des Hydrochlorids
aus MethanoVEther abgetrennt werden.
Transketolasen, die bisher nur wenig priiparative Anwendung gefunden habe#", sind, wie das Beispiel zeigt,
nicht nur zur stercoselektiven Synthese von Zuckern geeignet, sondern konnen auch zur Trennung racemischer Aldehyde, z. B. (RS)-2, dienen. Die Konfiguration des neben 7
isolierten Aldehyds (S)-2 wurde durch Reduktion zum ( S ) 3-Azido-1,2-propandiol 1 1 ([a]$'=-- 15') bewiesen. 11
([a];:=- 15.8") wurde auf unabhiingigem Wege aus dem
kauflichen (R)-lsopropyliden-glyceroltosylat 12 hergestellt.
Eingegangen am 21. Januar,
verindene Fassung am 25. Fehruar 1988 [Z 25831
-
[I]a) uhersicht: E. Truscheit. W. Frommer. B. Junge. L. Miiller, D. I).
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Die oxidative Addition von weinem Phosphor an Fragmente der Komplexe 1 ergibt quantitativ die ,,metallierten" Tetraphosphabicyclobutan-Derivate2 , Komplexe mit
einer neuen Ko~rdinationsvariante~~l
des P,-Molekuls. Hei
dieser Redoxreaktion werden formal P:'-Molekiile zu Polyphosphid-Ionen Pi" A reduziert und M2@-zu M'O-Zentren (M = Zr, Hf) oxidiert.
1
c p " = q5-1,3-C,H3(tBu)2;
2
a, M =
Zr; b, M
= Hf
Die an Luft handhabbaren Komplexe 2 sind in Benzol, Toluol und Dichlormethan sehr gut und in Pentan
gut loslich. Im Gegensatz zu 2a, b ist das Cp*-Analogon
[Cp:Zr(P,)] 2c, Cp* =q5-CsMe5, nur in Losung b e d i n dig ("P-NMRI'I). Beim Versuch, 2c zu isolieren, tritt teilweise reduktive Eliminierung zu weilJem Phosphor und
,.CpfZr"151ein(rl,2bei140"CinXyIol:cd.70 min). Die "P('t1\NMR-Spektren von 2 enthalten jeweils zwei Tripletts
(A2X2-Spinsystem141).
Die Rontgenstrukturanalysen" Ihl der
isostrukturellen P,-Komplexe 2a, b (Fehlordnungsprobleme im Bereich der Cp"-Liganden erlauben keine ausreichcnde Strukturverfeinerung) beweisen das Vorliegen eines P,-Butterflygeriistes mit Cp;'M-Rriicke. Die Abstande
und Winkel des P,-Teils sind mit denen der Tetraphosphabicyclobutan-Derivate P2(PR)? (R = N(SiMe3)Z16d1,
1.4.6tBu3C6H2[""), vergleichbar. Die M-P-Hindungslangen liegen im Erwart~ngsbereich"~.
Geht man von den Jriihen" (Zr, Hf) zum ,,spiiten"
Ubergangsmetall Rhodium iiber, dann kann P, in ein Metallatetraphosphacyclopentadienlxleingebaut werden. das
seinerseits als q'-Ligand im Sandwichkomplex 4 funpiert.
CP'
Rh
P:a-Isomere als Komplexliganden**
Von Otto J . Scherer*, Magdalena Swarowsky.
Herbert Swarowsky und Gotthey Wolrnershauser
Professor Adolf Steinhofer zum 80. Geburtstag gewidmet
Die Zweielektronen-Reduktion sollte weinen Phosphor
(P,) unter Offnung einer Tetraederkante in das ,,butterflyartig" gebaute Polyphosphid-Ion Pio A['' (Dianion des
Tetraphosphabicyclobutans) uberfiihren, das seinerseits
durch Offnen von zwei weiteren Kanten zum Dianion B
des Tetraphosphabutadiens['] isomerisieren konnte. Wir
berichten hier, daB sich beide Dianionen in der Koordinationssphare von Ubergangsmetallen stabilisieren lassen.
p
: ;p
B.
P--P
:p
p:
\'LP@~
\'P-P
/I
\\P---P //
P--P
A
[*I
B
Prof. I l r . 0. J. Scherer, Dipl.-Chem. M. Swarowsky. Dipl.-Chem. H.
Swarowsky. Dr. G . WolmershPuser [ ' I
I'achhereich ('hemie der UniversitBt
Erwin-SchrBdinger-Stra0e. D-6750 Kaiserslautern
1-1 Riintgen,trukluranalyse
[**I
Diese Arbeit wurde vom Ionds der Chemischen lndustrie (Promotionsstipendium fur Ii. S.) gefiirdert.
735
0 VCli VerIugsyesel/schufr m b H . D-6940 W'ernheim. 1988
4 bildet rote Kristalle, die kurzzeitig an Luft gehand-
habt werden konnen und in Pentan und Toluol sehr gut
loslich sind. Sein "P(lH)-NMR-Spektrum weist ein komplexes Signalmuster'Io1 auf. Die RontgenstrukturanalySell la1 .
Leigt, daI3 bei 4 das planare P,-Fragment und der
ebene Funfring am Rhl-Atom nahezu parallel (Abweichung 3.5") und ecliptisch zueinander angeordnet sind
(Abbildung 1). Die fast gleichen P-P-Abstande (Mittelwert 2.154 A) sind etwas kiirzer als beim Co-Komplex
[ C O ( P ~ ~ P C H ~ P P ~ ~ - P , - P P ~ ~ C H mit
~PP
zickzack~~)]BF~""~
formig angeordnetem qJ-Phosphabutadien-Ligandmittelteil; sie sind aber deutlich Ianger als der kurze P-P-Abstand (2.052(2) A) im P,-Rechteck des Sandwichkomplexes
SI9l. Die fast gleich langen Rhl-P-Bindungen (Mittelwert
2.385 A) sind geringfiigig linger als die Rh2-P-Bindungen
(beide 2.347(2) A). Die Atome Rhl, P1, Rh2, P4 bilden ei0044-824Y/XX/0505-073X S 02.50,/0
Angew Chem /IN 11988, Y r . 5