Beiträge zur Optimierung der Synthese und Entwicklung von Derivaten von (─)-Englerin A

Abstract

Das Guaiansesquiterpen (─)-Englerin A wurde als hoch wirksamer Wachstumshemmer für Nieren-, Blasen- und Brustkrebs identifiziert. [7] Es wird angenommen, dass dieses durch die Aktivierung von TRCP4-Ionenkanälen und daraus folgendem Ca 2+ -Ioneneinstrom erfolgt. [5] Um eine verlässliche und effiziente Versorgung mit Intermediaten sicherzustellen, um die Weiterentwicklung in Richtung eines Testkandidaten für Tierversuche durch die Synthese neuer Derivate zu gewährleisten, wurde in dieser Arbeit die von Christmann et al. entwickelte Syntheseroute deutlich verbessert (Kapitel 3.1). [8, 9] Die Sequenz von Alkohol 15 zu Olefin 18 konnte durch die Optimierung der Epimerisierung an C5 und der Ringschlussmetathese von sechs auf vier Stufen gekürzt werden. Obwohl bereits vor Beginn dieser Arbeit mehrere SAR-Studien durchgeführt worden waren, wurde bislang nicht versucht das Problem der inhärenten Instabilität des Glycolsäureester unter physiologischen Bedingungen zu lösen. Um dieses Ziel zu erreichen wurde die Esterfunktion gegen eine Amidfunktion ausgetauscht und drei aza-Englerin-Derivate synthetisiert. Alle drei zeigten eine gesteigerte Stabilität, jedoch behielt lediglich Derivat 60 eine akzeptable (wenn auch geringere) Aktivität für TRPC4-Kanäle bei (Kapitel 3.2) Ein weiterer Lösungsansatz war das α-Hydroxycarbonylfragment durch eine C-C-Bindung mit dem Oxabicyclooctan-Kern zu verknüpfen. Dazu sollte an C9 eine reduktive Alkylierungsstrategie durchgeführt werden (Kapitel 3.3). Aus der abschließenden Hydrierung konnte jedoch nur das unerwünschte Epimer erhalten werden, das dennoch zum entsprechenden Zimtsäureester umgesetzt und biologischen Tests unterzogen wurde. Zwei Intermediate der Syntheseroute zu 9-epi-61 wurden ebenfalls in geeignete Derivate für biologische Studien umgewandelt und weitergehend untersucht. (68 und 87). Alle hier synthetisierten carba-Englerin-Derivate erwiesen sich als biologisch inaktiv. Darüber hinaus sollte der Isopropylsubstituent variiert werden. Während die Synthese eines Trifuormethylderivates wegen Problemen bei der Ringschlussmetathese scheiterte (Kapitel 3.5, konnte das Cyclopropyl-Englerin- Derivat 63 erhalten werden (Kapitel 3.4). Ergebnisse zu dessen Aktivität für TRPC4-Kanäle liegen mit einem EC 50 -Wert von 30.2 nM niedriger als bei (─)-Englerin A mit einem EC 50 -Wert von 11.2 nM, jedoch stehen Untersuchungen zur antiproliferativen Wirkung gegen die Nierenkrebszelllinie A498 noch aus.

The guaiane sesquiterpene (─)-Englerin A has been reported to be a potent growth inhibitor for kidney-, renal- and breast cancer cell lines, [7] presumably by activation of TRPC4-ion channels and subsequent Ca 2+ -influx. [5] In order to assure a reliable and efficient supply for further derivatisation, the synthetic route reported by Christmann et al. was significantly improved (chapter 3.1). [8, 9] The sequence from alcohol 15 to olefin 18 required six steps with a total yield of 46% before the beginning of this work. By optimizations of the epimerization at C5 and the ring-closing metathesis two steps could be omitted increasing the yield to 83% over four steps. Though several SAR-studies to this lead-structure had been conducted, the inherent instability of the glycolate-moiety under physiological conditions had not been addressed previously. In order to overcome this problem, the ester-function was replaced by an amide and three aza-Englerin derivatives have been synthesized which show an increased stability, one of them 60 maintaining an acceptable (though lower) activity for TRCP4 (chapter 3.2). Another idea was to use a C-C-bond to fix the α-hydroxylcarbonyl attachment at C9 by a reductive alkylation strategy (chapter 3.3). The final hydrogenation yielded only the undesired epimer but was nevertheless transformed into the cinnamate 9-epi-61. Two intermediates on the way to 9-epi-61 were also transformed into the suitable derivatives for a biological evaluation (86 and 87). All synthesized carba-analoga were biologically inactive. Furthermore the modification of the isopropyl-substituent has been targeted. While the synthesis of a trifluoromethyl-derivative could not be completed due to problems with the ring-closing metathesis (chapter 3.5), a cyclopropyl-derivative 63 has been established (chapter 3.4). Its activity against TRPC4-channels is with an EC 50 of 30.2 nM lower than (─)-Englerin A with an EC 50 von 11.2 nM. Studies concerning its proliferative effect on the kidney cancer cell line A498 are ongoing .