Institut fr Angewandte Synthesechemie Naturstoffe Theoretische Grundlagen und

Institut für Angewandte Synthesechemie Naturstoffe Theoretische Grundlagen und Einführung in das Naturstoffisolationspräparat in den Laborübungen Organische Chemie Marko D. Mihovilovic Laborübungen Organische Chemie

Literatur • Organische Chemie II Eberhard Breitmaier, Günther Jung Georg Thieme Verlag ISBN 3 -13 -541601 -1 • Lehrbuch der Organischen Chemie Hans Beyer, Wolfgang Walter S. Hirzel Verlag ISBN 3 -7776 -0438 -0

Überblick • • • Grundprinzipien der Naturstoffisolation am Beispiel a-Limonen Chiralität Zucker Aminosäuren Nucleotidbausteine Terpene Steroide Lipide Alkaloide

Naturstoffisolation a-Limonen • Gewinnung der Orangenschalen – Schälen & Pektin entfernen – Zerkleinern – Feuchteinwaage Schalen • Extraktion mit CH 2 Cl 2 – Apparaturaufbau – Rückflußkochen • Aufarbeitung – – Phasentrennung Trocknung Eindampfen Rohproduktmenge • Produktreinigung – Vakuumdestillation – Reinproduktmenge – Siedepunkt, Brechungsindex

Chiralitätszentren

Chiralität Cahn-Ingold-Prelog Nomenklatur • Zuordnung der Prioritäten – Ordnungszahl (Massenzahl) z. B. : I > Br > Cl > S > O > N > 13 C > 12 C > Li > 3 H > 2 H > 1 H – Folgesubstituenten (höchste OZ/MZ, dann Zahl) – Auflösung von Doppel- & Dreifachbindungen • Räumliche Ausrichtung & Drehsinn – niedrigste Priorität nach hinten – im/gegen Uhrzeigersinn R/S R S

Zucker Aldosen & Ketosen Fischer-Projektion Oxidationsstufe D-Zucker Nach vorne

Zucker Pyranosen & Furanosen Halbacetal/ketal-Bildung

Zucker Position der OH-Gruppen in Glucose Anomerer Effekt

Zucker Glucose

Zucker Fructose

Zuckerchemie

Zucker Disaccharide

Zucker Polysaccharide Cellulose Stärke

Aminosäuren Aliphatische Aminosäuren Aromatische Aminosäuren

Aminosäuren Sauerstoffhältige Aminosäuren Schwefelhältige Aminosäuren

Aminosäuren Saure Aminosäuren Basische Aminosäuren

Aminosäuren Aminosäuresynthesen Strecker Über Hydantoine

Aminosäuren Die Amidbindung

Aminosäuren Polypeptidsynthesen Schutzgruppen DCC-Aktivierung

Aminosäuren Proteinstrukturhierarchien h ti a Ar t k ltig u er. A t. S. s r S- O- e g lti hä hä S. A. ä m i r P r u om he c s k u r t s r ä d n . h c atis Alip . S. A e S A. r tu u k e S Tertiärstruktur basische A. S. sa e ur S. A. Amid-SK A. S. Quartärstruktur

Naturstoffisolation Grundlagen der Terpenchemie • Isopreneinheiten Terpenklassen

Naturstoffisolation Terpenklassen

Naturstoffisolation Gerüstnomenklatur

Naturstoffisolation Terpenverbreitung • • Sekundäre Stoffwechselprodukte von Pflanzen Ätherische Öle & Riechstoffe Pheromone Bitterstoffe Wachstumsregulatoren Abwehrstoffe Vitamine

The History of Taxol (Paclitaxel) 1958: 1963: 1971: 1979: NCI initiates screening program of 35000 plants for anticancer activity bark of Pacific Yew (Taxus brevifolia) tree found to be active paclitaxel identified as bioactive compound elucidation of mode of action 1983: 1985: 1991: 1992: 1994: 1995: NCI starts phase I clinical trials NCI starts phase II clinical trials Bristol-Myers Squibb selected by NCI as commercial partner approval for Taxol total synthesis (Nicolaou, Holton) clearance for semisynthetic paclitaxel

Registered Drugs for Treatment ã ã ovarian cancer breast cancer non-small cell lung cancer resistant murine melanoma cell lines

Naturstoffisolation Steroide

Naturstoffisolation Steroide

Naturstoffisolation Steroide

Nucleinsäuren Aufbau Purinbase 5‘ Ende Phosphat Nucleotid Nucleosid 3‘ Ende Ribose / Desoxyribose

Nucleinsäuren Basen Pyrimidinbasen Purinbase

Nucleinsäuren Basenpaarung

Nucleinsäuren DNA vs. RNA DNA RNA

Lipide Fette Wachse Seifen

Alkaloide Pyrrolidin-, Piperidin- & Pyridinalkaloide Tropanalkaloide Chinolin/Isochinolinalkaloide