Magazin

In der Preußischen Staatsbibliothek Unter den Linden kam am 11. Januar 1911 um 11 Uhr vormittags Kaiser Wilhelm II, der wohl “fortschrittsinteressierteste Monarch Europas”,1 mit einer kleinen Schar Wissenschaftler, Bankiers und preußischer Ministerialbeamter zusammen, um die “Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften” aus der Taufe zu heben.
Vier neue wissenschaftliche Institute, nach neuestem Stand der Technik eingerichtet, waren dem Taufkind versprochen: Das Kaiser-Wilhelm-Institut (KWI) für physikalische Chemie und Elektrochemie unter Fritz Haber, das KWI für Experimentelle Therapie mit einer Abteilung für Biochemie unter August von Wassermann, das KWI für Chemie mit Ernst Beckmann als Direktor und das KWI für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr. Dessen Direktor Franz Fischer konzentrierte sich auf die Kohlehydrierung. Das Fischer-Tropsch-Verfahren, mit dem Kohle zu Benzin umgewandelt wird, war 1925 fertig und wird heute noch bei der Umwandlung von Bioenergie in Kraftstoff angewandt. Die Patenteinnahmen machten das Kaiser-Wilhelm-Institut für Kohlenforschung finanziell unabhängig.


<h2>Die Vorstufe: Verein Chemische Reichsanstalt e.V.</h2>
Die Chemie spielte anfangs die Hauptrolle in der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. Emil Fischer (1852 — 1919), Entdecker der Zuckerchemie und Nobelpreisträger von 1902, zog im Hintergrund die Fäden und legte die ersten Forschungsschwerpunkte fest. Er hatte zwei Jahre lang Spendengelder gesammelt für den “Verein für die Chemische Reichsanstalt”. Ziel dieses Vereins war, die Gründung einer verbindlichen Anlaufstelle für alle Fragen der Chemie, speziell der chemischen Forschung. Bereits 1899 hatte sich Emil Fischer an den Ministerialdirektor Friedrich Althoff im preußischen Kultusministerium gewandt mit der Bitte, ein “Forschungslaboratorium für chemische Präzisionsarbeit” einzurichten. Doch das dafür zuständige Reichsinnenministerium zeigte “wenig Interesse an der Gründung einer Staatsbehörde, die Gefahr laufe, die Fühlung mit der Praxis zu verlieren” und für die zu zahlenden hohen Gehälter nicht aufkommen zu können. So griffen Emil Fischer, Walter Nernst (1864 — 1941) und Wilhelm Ostwald (1853 — 1932) zur Selbsthilfe und gründeten auf Vorschlag Max Delbrücks (1850 — 1919) den Verein Chemische Reichsanstalt e.V. Als Schatzmeister fungierte der Agfa-Direktor Franz Oppenheim (1852 — 1929). Er bilanzierte im Jahr 1908 bereits 800 000 Mark an Spenden und 44 000 Mark an laufenden Mitgliedsbeiträgen. Doch auch jetzt versagte die Reichsregierung eine finanzielle Unterstützung. Die chemische Industrie, hieß es, sei stark genug, die notwendigen Mittel alleine aufzubringen. Tatsächlich standen Ende 1910 bereits fast eine Million Mark bereit.
Doch Emil Fischer suchte bereits nach Alternativlösungen und informierte die Vereinsmitglieder am 26. 11. 1910 über seine Absicht, den Verein Chemische Reichanstalt mit der zukünftigen Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (KWG) zu verbinden. So konnte der Verein nach der Gründung der KWG am 11. 1. 1911 900 000 Mark für den Bau von Institutsgebäuden zuschießen. Schließlich wurde das gesamte Vereinsvermögen der KWG übertragen. Am 23. 12. 1911 folgte ein neuer Vertrag zur Gründung eines chemischen Forschungsinstituts, das “reine Wissenschaft” unter Aufsicht des preußischen Staats betreiben sollte. Dessen Finanzierung übernahm anfangs die chemische Industrie, später beteiligten sich die Vereinsmitglieder und die KWG zur Hälfte an den laufenden Betriebskosten. Jedenfalls kam die KWG in den Genuss eines Teils des Millionenvermögens jenes “Vereins für die Chemische Reichsanstalt.”


<h2>Privatinitiative statt Staatsmittel</h2>
An der Wiege der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft standen ein protestantischer Theologe und zwei preußische Ministerialbeamte. Vom Geheimen Rat Friedrich Althoff stammte die “alte Idee” von der Gründung eines “deutschen Cambridge” in Berlin-Dahlem. Nach seinem Tod 1908 übernahm sein Nachfolger Friedrich Schmitt-Ott (1860 — 1956) diese Aufgabe. Der deutschbaltische Theologe Adolf von Harnack (1851 — 1930, 1914 geadelt) kümmerte sich um die Satzung und hielt Kontakt zu Kaiser Wilhelm II. Lobbying war auch nötig, denn Wilhelm hatte im März 1910 eine Denkschrift des Industriellen Walter Rathenau (Sohn des AEG-Gründers Emil Rathenau) zur Gründung einer “Königlich-Preußischen Gesellschaft” erhalten, das er aber ablehnte. Darin ging es um die Idee einer Förderungsgesellschaft der Wissenschaften und Künste, an der nach Art des militärischen Flottenvereins möglichst viele Bürger durch Mitgliedsbeiträge ab 50 Mark beteiligt werden sollten. Auch sollten nur Stipendien vergeben, keine Forschung betrieben werden. Überaus verärgert über seine Zurückweisung zog sich Walter Rathenau zurück und trat auch später nicht als Geldspender der KWG auf.
Harnack wurde erster Präsident der KWG, Emil Fischer 2. Vizepräsident hinter Gustav Krupp. Das Sitzungsprotokoll enthält weitere berühmte Namen: Den Physikochemiker Fritz Haber (1868 — 1934), den Kunstmäzen und Kommerzienrat Eduard Arnhold (1849 — 1925), den reichen Industriellen Guido Graf Henckel Fürst von Donnersmarck (1830 — 1916) und den Frankfurter Medizin-Nobelpreisträger Paul Ehrlich (1854 — 1915), Senator der KWG. Letzterer behielt seine jüdische Konfession bei, während Fritz Haber mit 25 Jahren zum Protestantismus übertrat. Dessen Kaiser-Wilhelm-Institut finanzierte allein der deutsch-jüdische Bankier Leopold Koppel aus Dresden, der ab dem Jahr 1913 auch die Kosten für das Institut Albert Einsteins übernahm.
In der elitären Runde des 11. 1. 1911 in der Berliner Staatsbibliothek saßen auch die Chemiker Ernst Beckmann, Emil Fischer, Unterstaatssekretär Hans von Eisenhart-Rothe (1862 — 1942) und Kultusminister August von Trott zu Solz (1855 — 1938). Die Anwesenden erfuhren, dass sich 139 Stifter gefunden hatten, die insgesamt 10,3 Millionen Goldmark zusagten, eine Summe, die heute etwa 50 Mio. Euro entspräche. Es war nicht nur eine hohe öffentliche Ehre, als Mitglied in die KWG aufgenommen zu werden, dafür mussten auch hohe Beiträge entrichtet werden. Preußens sparsame Regierung hatte eine weitgehende Selbstfinanzierung der KWG vorgesehen, ähnlich wie bei der Preußischen Akademie der Wissenschaften.
Stattliche Geldbeträge für die KWG spendete die Großindustrie, zum Teil zweckgebunden. Der “Dreibund” aus BASF, Bayer und Agfa, im Jahr 1904 gegründet, Gustav Krupp von den Krupp-Werken, Essen, sowie der Ruhrindustrielle Hugo Stinnes (an das KWI für Kohlenforschung), Mülheim, vergaben ebenfalls anwendungsorientierte Forschungsaufträge.
Machte sich die KWG dadurch von der Großindustrie abhängig? Als Beweis für diese These ließe sich das Haber-Bosch-Verfahren zur Massenherstellung von synthetischem Ammoniak anführen mit den bedeutenden Tantiemen-Zahlungen der BASF an die KWG und Fritz Haber. Doch steckten sich die KWG-Forscher ihre wissenschaftlichen Ziele selbst, immerhin hatte Kaiser Wilhelm II. in seiner Festrede “eine völlig freie, in ihren Beschlüssen unbeeinflusste Gesellschaft” propagiert. Die von Harnack ausgearbeitete Organisationsstruktur mit Präsident, Generalsekretär, Senat sowie ordentlichen und außerordentlichen Mitgliedern blieb bis heute erhalten. Protektor Wilhelm II. sollte eine starke Stellung erhalten, “um der Gefahr der Abhängigkeit von Clique und Kapital zu begegnen” (von Harnack).
Bis heute gilt auch noch das Harnack-Prinzip der KWG: Man suche den besten Mann seines Faches und baue um ihn herum ein Institut. Berufungen an ein KW-Institut erfolgten bis zum Jahr 1930 formell durch Harnack, später durch den KWG-Senat. Dieses Organisationsprinzip war erfolgreich, denn von insgesamt 50 bis 1920 vergebenen Nobelpreisen in naturwissenschaftlichen Fächern gingen 17 an KWG-Wissenschaftler. Satzungsgemäß waren die Forscher von der Pflicht der Lehre entbunden. Zwar fehlten in der KWG-Verwaltung Komponenten wie Mitspracherechte bei Nominierungen oder Quoten für bestimmte sozioökonomische Gruppen, andererseits enthalten die Statuten von 1911 keine sozialen, politischen oder religiösen Ausschlusskriterien, wie sie auch außerhalb Deutschlands noch üblich waren.
Der gebürtige Karlsruher Chemiker Richard Willstätter (1872 — 1942, Nobelpreis 1915 für seine Chlorophyll-Forschungen) beispielsweise kam auf Empfehlung von Emil Fischer im Jahr 1912 von der ETH Zürich ans KWI für Chemie nach Berlin. Aufgrund seines jüdischen Glaubens — den er nicht gegen den protestantischen tauschen wollte — durfte er in Deutschland nicht Ordinarius werden. Erst nach seiner Zeit bei der KWG wurde Willstätter 1915 als ordentlicher Professor an die Uni München berufen.
Die jüdischen und ehemals jüdischen Familien revanchierten sich: Sie spendeten der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft jedes Jahr im Durchschnitt mehr als andere Donatoren.


<h2>“Die Chemie ist das Land der unbegrenzten Möglichkeiten”</h2>
Noch um 1870 lag die Industrieproduktion in Deutschland niedriger als in den anderen Ländern. Doch bereits im Jahr 1880 wurde Frankreich überholt, um 1900 Großbritannien und im Jahr 1913 produzierte das Kaiserreich fast so viele Industriegüter wie England und Frankreich zusammen. Sein Anteil an der Weltproduktion lag bei 16 Prozent gegenüber 36 Prozent der USA. Deutschland wurde zur zweitmächtigsten Handelsnation (Weltmarktanteil 13 Prozent). Die Chemie und ihre Industrieunternehmen spielten hierbei eine herausragende Rolle. Spätestens in den 1920er Jahren dominierte auf Europas Märkten die IG Farben AG.
“Die Chemie ist das Land der unbegrenzten Möglichkeiten”, hatte Emil Fischer gesagt, und innerhalb der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft war die Chemie eines der wichtigsten Fachgebiete. Die Chemiker in der KWG standen dabei auch vor der Aufgabe, konkrete technische Verbesserungen für die Bevölkerung zu entwickeln. So forderte Kaiser Wilhelm II expressis verbis im Jahr 1912 ein Gerät zur Anzeige von Schlagwettern unter Tage. Der Chemiker Adolf Miethe, TH Charlottenburg, Ernst Beckmann, KWI für Chemie und Fritz Haber, KWI für physikalische Chemie, machten sich an die Arbeit. Haber zeigte den größten Arbeitseifer und konnte ein Jahr später eine Pfeife vorstellen, deren Klang den Methangehalt der Luft mitteilte. Kaiser Wilhelm zeigte sich darüber sehr erfreut, doch gelang es aufgrund technischer Schwierigkeiten nicht, die Habersche Grubengaspfeife in Serie herzustellen.
Eine andere vaterländische Leistung der Wissenschaftler unter Fritz Haber erscheint heute dagegen äußerst fragwürdig: Im Ersten Weltkrieg entwickelte seine chemische Abteilung mit Otto Hahn und den Physikern James Franck, Gustav Hertz und Hans Geiger chemische Kampfstoffe. Dennoch erhielt Fritz Haber im Jahr 1919 in Stockholm den Nobelpreis für Chemie für die Ammoniaksynthese.
Überhaupt überstand die KWG den Ersten Weltkrieg und den Untergang des Kaiserreiches relativ schadlos. Erst die Katastrophe des Nationalsozialismus und die totale Niederlage Deutschlands im Jahr 1945 führten zu ihrem Ende unter dem ursprünglichen Namen. Auf Wunsch der Alliierten wurde die Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft im Jahr 1945 aufgelöst und ihre Institute später in die 1948 neugegründete Max-Planck-Gesellschaft überführt.2
Richard E. Schneider ist freier Wissenschaftsjournalist in Tübingen.



<ul>
<li>
1 


R. Vierhaus, 
B. vom Brocke, 
<source>Geschichte und Struktur der Kaiser-Wilhelm-/Max-Planck-Gesellschaft, <publisher-name>DVA</publisher-name>, 1990.

</li>
<li>
2 


<source>Denkorte — Max-Planck-Gesellschaft und Kaiser Wilhelm-Gesellschaft — Brüche und Kontinuitäten, <publisher-name>Sandstein-Verlag</publisher-name>, 2011.

</li>
</ul>

Artikel

Eine Hauptrolle für die Chemie: Die Kaiser‐Wilhelm‐Gesellschaft

In der Preußischen Staatsbibliothek Unter den Linden kam am 11. Januar 1911 um 11 Uhr vormittags Kaiser Wilhelm II, der wohl “fortschrittsinteressierteste Monarch Europas”,1 mit einer kleinen Schar Wissenschaftler, Bankiers und preußischer Ministerialbeamter zusammen, um die “Kaiser-Wilhelm-Gesel...

Blickpunkt

Prof.Dr.

Symmetrische Verbindungen sind in der Natur häufig, einfache Beispiele sind die d- und l-Weinsäure oder das d-Mannitol. Sehr komplexe Naturstoffe entstehen biosynthetisch mitunter über Dimerisierungs- oder Oligomerisierungsreaktionen.
Das Trichodimerol (1), das im Jahr 1992 aus Trichoderma longibrachiatum isoliert wurde, ist mit seiner käfigartigen, C2-symmetrischen Struktur ein beeindruckendes Beispiel für ein Dimerisierungsprodukt aus der Bisorbicillinol-Familie (Abbildung 1). Bei dieser handelt es sich um eine Gruppe von Naturstoffen, deren Domäne ähnlich wie in der Biosynthese durch Dimerisierung zweier aktivierter monomerer Untereinheiten entsteht. Solche Naturstoffe zeigen oft Punkt- oder Achsensymmetrie. Die erste Totalsynthese von Trichodimerol (1) gelang im Jahr 1999 den Arbeitsgruppen von Nicolaou und Corey durch eine Kaskade aus Michael-Addition und anschließender Ketalisierung.1,2
Ein weiteres Beispiel für symmetrische Naturstoffe ist das Quadrigemin C (2), ein von Tryptophan abgeleitetes Alkaloid, dass Overman et al. im Jahr 2000 synthetisierten.3 Die Natur baut diese Substanz aus sich wiederholenden Cyclotryptamin-Grundbausteinen auf und verknüpft dabei bis zu acht Einheiten. Dies ergibt zusätzlich zur hohen Diversität der möglichen Produkte einige besondere meso- oder C2-symmetrische Verbindungen. Im Fall des Quadrigemins C (2) besitzt der Naturstoff keine höhere Symmetrie, da die Pyrrolidinoindoline asymmetrisch über quaternäre Kohlenstoffe miteinander verbunden sind.
Auch das Antibiotikum Elaiophylin (3) ist ein Beispiel mit komplexer C2-symmetrischer Struktur, die ein 16-gliedriges Ringsystem und sehr viele stereogene Zentren aufweist (Abbildung 1). Elaiophylin, im Jahr 1959 aus dem grampositiven Actinobakterium Streptomyces melanosporus isoliert, inhibiert die Testosteron-5-Reduktase, wirkt gegen Pilzinfektionen und ist immunosupressiv. Die erste enantioselektive Totalsynthese gelang Evans und Fitch im Jahr 1997.4


<h2>(—)-Conophyllin: Nukleophil trifft auf Elektrophil</h2>
Die Arbeitsgruppe von Fukuyama präsentierte in diesem Jahr die Totalsynthese von (—)-Conophyllin (14) aus zwei ähnlichen Monomereinheiten.5 Bei diesem Naturstoff handelt es sich um ein Bisindolalkaloid, das aus zwei pentacyclischen Aspidosperma-Grundgerüsten aufgebaut ist. Es wurde im Jahr 1992 aus dem tropischen Strauch Tabernaemontana divaricata isoliert.6 Die Substanzklasse der Conophylline zeigte in Tests, dass sie das Ras-Protein inhibiert und außerdem zu einer Differenzierung von Betazellen in Pankreasgeschwüren beiträgt. Das macht sie als Leitstrukturmotiv für neue Chemotherapeutika interessant. Zwei analoge Aspidospermidin-Fragmente, die miteinander Kopf-Schwanz-verknüpft werden, bieten einen eleganten Zugang zu diesem komplexen Naturstoff.
Die synthetische Route beginnt mit dem Indolfragment (4), das über konventionelle Synthesestrategien zugänglich ist. Zum Aufbau des Aspidospermidin-Grundgerüsts (7) dient dann ein intramolekularer Dominoprozess, in dem der Enolether (4) zunächst durch säurekatalytische Addition von Wasser ins entsprechende Halbacetal (5) überführt wird. Zudem tritt eine Boc-Entschützung des Indol-Stickstoffs als gewünschter Nebeneffekt auf. Das so erhaltene Halbacetal (5) wird mit Pyrrolidin versetzt und die Dinitrobenzylsulfonyl-Gruppe abgespalten, um die sequenzielle Reaktion zum intermediären cyclischen Enamin (6) einzuleiten. Es folgt eine Michael-Addition von (6) am α,β-ungesättigten Ester sowie zum Schluss die Mannich-Reaktion des Indols am resultierenden Iminiumion zum Aspidospermidin (7) (Abbildung 2). Formal lässt sich der Schritt von (6) nach (7) auch als Diels- Alder-Prozess formulieren. Der finale Baustein (9) entsteht durch regioselektive Dehydratisierung zum Olefin (8), eine stereoselektive Epoxidation mit m-Chlorperbenzoesäure und Perchlorsäure zum Oxiran (9) und abschließende Schützung des sekundären Amins durch Trichlor eth oxy car bo nyl chlorid.
Der zweite (—)-Conophyllin-Baustein unterscheidet sich vom ersten nur durch das Substitutionsmuster am aromatischen Ring. Die Synthese des Fragments (11) verläuft daher auf einer ähnlichen Route. Abweichend dazu wird allerdings am Ende der Synthese die Troc-Gruppe entschützt und anschließend von einem Mesyl ester zu einem Allylether gewechselt.
Um das gewünschte Regioisomer (13) zu erhalten, werden die beiden Alkaloide (9) und (11) mit einer modifizierten Polonovski-Potier-Reaktion Kopf-Schwanz-verknüpft. Dazu wird der Baustein (9) einer m-CPBA-Oxidation zum N-Oxid (12) unterzogen, um dieses im nächsten Schritt mit dem Baustein (11) zusammenzufügen (Abbildung 3, S. 847). Das Verbinden der beiden Elemente gelingt durch einen trifluoressigsäureanhydridvermittelten elektrophilen Angriff des elektronenreichen Aromaten an ein aus (12) intermediär entstehendes Iminiumion. Verbindung (13) entsteht als einziges Isomer mit einer Ausbeute von 50 Prozent. Eine palladiumvermittelte Entschützung des Allylethers sowie die darauf folgende intramolekulare Öffnung des Epoxids baut schließlich das Dihydrofurangerüst im (—)-Conophyllin (14) auf.
Fukuyama und Mitarbeiter beendeten die erste Totalsynthese des (—)-Conophyllins (14) durch vollständige Entschützung unter Carreira-Bedingungen, also unter Verwendung eines Überschusses von LDA in THF.


<h2>Torreyansäure: Dienophil trifft auf Dien</h2>
Im Jahr 1996 berichteten Clardy und Mitarbeiter über die Isolierung und die Strukturaufklärung von Torreyansäure (27) aus dem endophytischen Pilz Pestalotiopsis microspora.7 Torreyansäure (27) besitzt eine um fünf- bis zehnfach erhöhte Aktivierungsrate von menschlichen Krebszelllinien, die empfindlich auf den Agonisten der Proteinkinase C (PKC), das karzinogene 12-o-Tetradecanoylphorbol-13-acetat (TPA), reagieren. Die erste Totalsynthese dieses biologisch aktiven, dimeren Polyketidderivats, das ein heptacyclisches Grundgerüst und einen Epoxychinon-Kern enthält, beschrieb Porco bereits im Jahr 2000.8 Ein biomimetischer Ansatz mit einfach zugänglichen Startmaterialien gelang 2004 der Arbeitsgruppe von Mehta.9 Eine der Natur nachempfundene Diels-Alder-Heterodimerisierung von α-Pyran-Monomeren ist der Schlüsselschritt beider Totalsynthesen.
Bei der stereoselektiven Synthese des Epoxids (17) wird ausgehend von 2-Allyl-p-benzochinon (15) zunächst eine Diels-Alder-Reaktion mit Cyclopentadien zum tricyclischen endo-Addukt (16) durchgeführt. Nach C-Kettenverlängerung mit Formalin und direkter Schützung des primären Alkohols durch einen Silylether unter Verwendung von TBSCl folgt eine weitere Hydroxymethylierung mit Form aldehyd in Anwesenheit von DBU (Abbildung 4). Die räumliche Ausrichtung des Chinons (18) sowie die freie Hydroxymethylfunktionalität lässt sich nutzen, um regio- und stereoselektiv mit NaBH4 zu reduzieren. Eine Retro-Diels-Alder-Reaktion spaltet das Cyclopentadien ab und führt so effizient zum Epoxychinon (19), das alle nötigen funktionellen Einheiten für den weiteren Verlauf der Totalsynthese aufweist.
Die primäre Hydroxylgruppe von Verbindung (19) wird chemoselektiv mit 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxyl (Tempo) unter Sauerstoff-Atmosphäre zum Aldehyd oxidiert und anschließend der sekundäre Alkohol als Acetat geschützt, um Produkt (20) zu erhalten (Abbildung 5). Aus der Wittig-Olefinierung mit n-Hexyl tri phen yl phosphonium bro mid ergibt sich ein Verhältnis von 1:3 zugunsten des Z-Olefins, welches nach Bishydroxylierung mit Osmiumtetroxid in das Diol (21) überführt wird. Erst zu diesem Zeitpunkt erfolgt die E/Z-Isomerisierung durch katalytische Mengen an Iod und Bestrahlung mit Licht. Die Glycoleinheit wird mit Blei(IV)acetat entfernt und der resultierende Aldehyd einer Wittig-Horner-Prozedur unterzogen, wobei das Produkt (23) entsteht. Der Hydrolyse des Acetatrests mit Lithiumhydroxid folgt eine Oxidation, die wiederum das Epoxychinon (24) mit vollständig substituierten Seitenketten für die Totalsynthese von Torreyansäure (27) liefert. Abschließend wird die anfangs installierte Silylschutzgruppe entfernt, und in einer Dess-Martin-Oxidation des Alkohols bildet sich der entsprechende Aldehyd. Die zwei Stereoisomere (26a) und (26b), die durch 6ð-Elektro cyclisierung — auf zwei Arten des disrotatorischen Ringschlusses — gebildet werden, entsprechen den biosynthetischen Vorläufern der Torreyansäure (27).
Verbindung (26a) reagiert bei Raumtemperatur sofort in einer endo-selektiven Diels-Alder-Heterodimerisierung weiter und bildet so den tert-Butylester des Naturstoffs und ein entsprechendes Iso-Addukt im Verhältnis von 45:55 (Abbildung 6). Schließlich werden die tert-Butylgruppen durch TFA abgespalten und Torreyansäure (27) entsteht als racemisches Gemisch.


<h2>(—)-Lomaiviticin-Aglykon: Oxidative Kupplung</h2>
Lomaiviticin A und B sind komplexe Antitumor-Antibiotika. He und Mitarbeiter isolierten sie erstmals im Jahr 2001 aus Bakterien der Art Micromonospora lomaivitiensis, die auf marinen Seescheiden leben.10 Das Aglykon (39), das keine glycosidisch gebundenen Zuckerderivate enthält, synthetisierten Herzon et al. dieses Jahr in einer enantioselektiven, elfstufigen Totalsynthese zum ersten Mal.11 Es handelt sich bei Lomaiviticin um eine sehr kleine Familie von Naturstoffen, die eine Diazo-Einheit als funktionelle Gruppe aufweisen. Sie bestehen aus einem hoch oxidierten tetracyclischen Kohlenstoffgerüst. Der Schlüsselschritt dieser Synthese besteht in einer oxidativen Kupplung zweier pentacyclischer Bausteine.
Ausgehend von silylgeschütztem m-Ethylphenol wird eine Birch-Reduktion mit nachfolgender selektiver Sharpless-Bishydroxylierung zum Enoxysilan (29) durchgeführt (Abbildung 7). Ältere Studien zeigten, dass eine Palladium(II)acetat-Oxidation mit Sauerstoff direkt zum gewünschten α,β-ungesättigten Keton (30) führt, dessen Glycoleinheit zuvor durch eine Mesityl acetal klammer geschützt wurde. Die Mischung der diastereomeren Acetale wird einer kupfervermittelten 1,4-Addition von Trimethylsilylmethylen unterzogen, das entstandene Enol durch Trimethylsilylchlorid abgefangen und mit Palladium(II)acetat reoxidiert, um das Zwischenprodukt (31) als bicyclischen Baustein zu erhalten.
Das α,β-ungesättigte Keton mit dem als Bismethoxymethylether geschützten einfach zugänglichen Dibromnaphtochinon (32) zu verknüpfen, gelingt mit Diethylamino sul fo nium trimethyldifluoro silicat. Zuerst bildet sich ein tetracyclisches Derivat (33), das sich im nächsten Schritt durch eine Heck-Reaktion zum Pentacyclus schließt. Die Synthese der Diazo fluorene (34a) und (34b) gelingt durch einen Diazotransfer mit Tri fluor methansulfonylazid und DMAP auf die acide Methyleneinheit. Um das für die oxidative Kupplung benötigte Produkt (34a) zu erhalten, ist es nötig, die beiden Stereoisomere zu trennen. Zu diesem Zeitpunkt der Synthese ist das durch Flash-Chromatographie einfach möglich.
Die oxidative Kupplung der Monomere (34a) zum gewünschten (R,R)-Dimer (37a) erwies sich als Herausforderung; Herzon et al. testeten dafür über 1500 verschiedene Bedingungen. Schließlich überführten sie das exo-Methyl di azo fluoren (34a) in den Tri methyl silyl enol ether (35) und setzten ihn ohne weitere Aufarbeitung mit stöchiometrischen Mengen Mangan(III)trishexafluoroacetylacetonat in Benzol um (Abbildung 8). Auf diese Weise entstehen 26 Prozent des gewünschten (R,R)-Dimers (37a) und 12 Prozent des (S,S)-Dimers (37b) als Nebenprodukt. Abschließend ergibt die Entschützung mit TFA und tert-Butylhydroperoxid unter optimierten Bedingungen Verbindung (38). Diese wandelt sich in Methanol quantitativ in die halbacetalische Form des Lomaiviticin-Aglykons (39) um.
Blickpunkt Synthese will zur Beschäftigung mit neuen synthetischen Verfahren oder eleganten und wichtigen Synthesen aus der Literatur anregen. Die Rubrik betreut in diesem Jahr Daniel B. Werz. Er ist Emmy-Noether-Nachwuchsgruppenleiter an der Georg-August-Universität Göttingen. Bei diesem Beitrag unterstützte ihn Tobias F. Schneider. Er ist Doktorand in der Arbeitsgruppe von Daniel B. Werz. 			<a href="mailto:dwerz@gwdg.de">dwerz@gwdg.de</a>



<ul>
<li>
1 

 
K. C. Nicolaou, 
K. B. Simonsen, 
G. Vassilikogiannakis, 
P. S. Baran, 
V. P. Vidali, 
E. N. Pitsinos, 
E. A. Couladouros, 
<source>Angew. Chem. 
(1999), 
111, 
3762–<lpage>3766.</lpage>
</li>
<li>
2 

 
D. Barnes-Seeman, 
E. J. Corey, 
<source>Org. Lett. 
(1999), 
1, 
1503–<lpage>1504.</lpage>
</li>
<li>
3 

 
A. D. Lebsack, 
J. T. Link, 
L. E. Overman, 
B. A. Stearns, 
<source>J. Am. Chem. Soc. 
(2002), 
124, 
9008–<lpage>9009.</lpage>
</li>
<li>
4 

 
D. A. Evans, 
D. M. Fitch, 
<source>J. Org. Chem. 
(1997), 
62, 
454–<lpage>455.</lpage>
</li>
<li>
5 

 
Y. Han-ya, 
H. Tokuyama, 
T. Fukuyama, 
<source>Angew. Chem. 
(2011), 
123, 
4986–<lpage>4989.</lpage>
</li>
<li>
6 

 
T.-S. Kam, 
K.-Y. Loh, 
L.-H. Lim, 
W.-L. Loong, 
C.-H. Chuah, 
C. Wei, 
<source>Tetrahedron Lett. 
(1992), 
33, 
969–<lpage>972.</lpage>
</li>
<li>
7 

 
J. C. Lee, 
G. A. Strobel, 
E. Lobkovsky, 
J. Clardy, 
<source>J. Org. Chem. 
(1996), 
61, 
3232–<lpage>3233.</lpage>
</li>
<li>
8 

 
C. Li, 
E. Lobkovsky, 
J. A. Porco, 
J. A. Porco, 
<source>J. Am. Chem. Soc. 
(2000), 
122, 
10484–<lpage>10485.</lpage>
</li>
<li>
9 

 
G. Mehta, 
S. C. Pan, 
<source>Org. Lett 
(2004), 
6, 
3985–<lpage>3988.</lpage>
</li>
<li>
10 

 
H. He, 
W.-D. Ding, 
V. S. Bernan, 
A. D. Richardson, 
C. M. Ireland, 
M. Greenstein, 
G. A. Ellestad, 
G. T. Carter, 
<source>J. Am. Chem. Soc. 
(2001), 
123, 
5362–<lpage>5363.</lpage>
</li>
<li>
11 

 
S. B. Herzon, 
L. Lu, 
C. M. Woo, 
S. L. Gholap, 
<source>J. Am. Chem. Soc. 
(2011), 
133, 
7260–<lpage>7263.</lpage>
</li>
</ul>

Artikel

Eine Hauptrolle für die Chemie: Die Kaiser‐Wilhelm‐Gesellschaft

Die Vorstufe: Verein Chemische Reichsanstalt

Überprüfung Ihres Anmeldestatus ...